CN207502814U - 一种光束扫描的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光束扫描的装置，涉及激光测距雷达技术领域。包括半导体激光器、MEMS振镜，反射镜组，半导体激光器发出的光进过准直后到达MEMS振镜，MEMS振镜进行二维的扫描到达反射镜组；反射镜组包括若干反射镜，相邻两反射镜的夹角在15°‑25°的范围。本实用新型通过利用单一光源实现了基于MEMS振镜的广角扫描，而且避免了复杂的透镜系统，有效的节约了成本。

Description

一种光束扫描的装置

技术领域

本实用新型属于激光测距雷达技术领域，特别是涉及一种光束扫描的装置。

背景技术

MEMS振镜由于其具有高的扫描频率和高的扫描精度，同时其相对于高精度伺服电机有着价格上的优势，这些导致其越来越受到激光雷达领域的青睐。但受制于其结构，MEMS振镜的扫描角度有限，一般其机械扫描角度在±10°以下，其光学扫描角度最大也就40°，要实现广角的扫描，一般采用透镜系统对其发散角进行扩大。这种透镜系统一般结构比较复杂，加工难度大且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光束扫描的装置，通过利用单一光源实现了基于MEMS振镜的广角扫描，解决了现有的透镜系统一般结构比较复杂，加工难度大且成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种光束扫描的装置，包括半导体激光器、MEMS振镜，反射镜组，所述半导体激光器发出的光进过准直后到达MEMS振镜，所述MEMS振镜进行二维的扫描到达反射镜组；所述反射镜组包括若干反射镜，相邻两反射镜的夹角在15°-25°的范围。

进一步地，所述MEMS振镜采用±5°的振镜，形成远场20°宽度的扫描场。

进一步地，所述反射镜组包括五片反射镜，MEMS振镜扫描区域发出的光投射向反射镜组反射到五个方向。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型利用单一光源实现了基于MEMS振镜的广角扫描，而且避免了复杂的透镜系统，有效的节约了成本。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为MEMS反射扫描系统原理示意图；

图2为MEMS其一个方向上的振动带来的远场扫描。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-2所示，本实用新型为一种光束扫描的装置，包括半导体激光器001、MEMS振镜002，反射镜组003，半导体激光器001发出的光进过准直后到达MEMS振镜002，MEMS振镜002进行二维的扫描到达反射镜组003；反射镜组003包括若干反射镜，相邻两反射镜的夹角为20°。

其中，MEMS振镜002采用±5°的振镜，形成远场20°宽度的扫描场。

其中，反射镜组003包括五片反射镜，MEMS振镜002扫描区域发出的光投射向反射镜组003反射到五个方向。

通过采用2维MEMS振镜，通过采用阶梯状的波来驱动MEMS振镜实现5线宽度是20°的扫描面，我们采用PCF8591数模转换芯片来实现驱动阶梯波的生成，其在0-5V的范围内能形成最多256阶不同的电平信号输出，通过这种方式在20°的扫描范围内我们能够实现0.1°的扫描精度。另一个反向的扫描我们也采用PCF8591，输出5个对应不同角度的电平信号。最终实现5线20°的扫描面，同时对精度也有一定的保证。然后通过反射镜系统将此图形重新分配到1线宽度100°的线性区域。

如图1所示由半导体激光器001发出的光进过准直后到达MEMS振镜002，实现二维的扫描，这之后到达反射镜组003将二维的扫描光束进行重新的配光实现面阵到线阵的转换。

如图2所示，通过MEMS振镜在其中一维上的扫描我们可以在远场形成一段扫描角度较小的扫描光束，我们选用±5°的振镜，可以形成远场20°宽度的扫描场。

我们通过5片反射镜将5个区域的光投射向5个方向，他们之间的间隔是20°，MEMS振镜的扫描角度可以稍微选取得比我们需求的5°大一点，比如6-7°，这样我们可以将两边靠近边缘的光吸收掉，这样最后的扫描轨迹在线性度上更好，或者我们也可以通过对输入的阶梯波进行非线性的调制来实现振镜的最大使用效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种光束扫描的装置，其特征在于：包括半导体激光器(001)、MEMS振镜(002)，反射镜组(003)，所述半导体激光器(001)发出的光进过准直后到达MEMS振镜(002)，所述MEMS振镜(002)进行二维的扫描到达反射镜组(003)；所述反射镜组(003)包括若干反射镜，相邻两反射镜的夹角在15°-25°的范围。

2.根据权利要求1所述的一种光束扫描的装置，其特征在于，所述MEMS振镜(002)采用±5°的振镜，形成远场20°宽度的扫描场。

3.根据权利要求1所述的一种光束扫描的装置，其特征在于，所述反射镜组(003)包括五片反射镜，MEMS振镜(002)扫描区域发出的光投射向反射镜组(003)反射到五个方向。