CN216448825U - 一种mems微镜扫描角度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，包括红光激光器、孔径光阑、MEMS微镜和用于成像的屏幕；红光激光器产生的光束依次经过孔径光阑小孔、MEMS微镜后显示于用于成像的屏幕上，用于成像的屏幕选用网格型坐标纸，成本低，且方便数据读取；通过外加激励信号来驱动MEMS微镜进行反射扫描运动，经反射扫描的光束在成像屏幕上形成光斑轨迹，再改变外加激励信号，并记录其对应的响应数据。本实用新型能测试出在不同驱动信号激励下MEMS微镜的扫描角度，解决现有的技术中，MEMS微镜的测试装置较为繁琐，成像光斑直径过大，测量角度的准确性较低的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于MEMS微镜技术领域，具体涉及一种MEMS微镜扫描角度测试装置。
背景技术
MEMS微镜是一种应用MEMS技术研制的光反射型器件。在硅基微机械的作用下能够带动微镜镜面偏转，将激光束扫描并偏转反射。具有体积小、集成化、功耗低和可批量制造等优点，在光通信、激光投影、激光雷达和三维成像等领域具有广阔的应用前景。MEMS微镜的扫描角度是其重要的性能参数，扫描角度和驱动激励信号的对应关系对微镜的实际应用有着重要的参考作用。现有的技术中,MEMS微镜的测试装置较为繁琐，成像光斑直径过大，测量角度的准确性较低。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种MEMS微镜扫描角度测试装置，以解决现有的技术中,MEMS微镜的测试装置较为繁琐，成像光斑直径过大，测量角度的准确性较低的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种MEMS微镜扫描角度测试装置，包括红光激光器，在红光激光器发出的光束路径上依次设置有孔径光阑、MEMS微镜和用于成像的屏幕；所述MEMS微镜能够在外源激励信号驱动下偏转；所述用于成像的屏幕接收由MEMS微镜反射的光束并在屏幕表面形成光斑，且用于成像的屏幕与MEMS微镜静态时发出的光束垂直。
进一步地，用于成像的屏幕为带孔成像屏幕，带孔成像屏幕的中间开有小孔用于导通光束；所述红光激光器、孔径光阑、带孔成像屏幕和MEMS微镜依次同轴布设。
进一步地，用于成像的屏幕为成像屏幕，在孔径光阑与MEMS微镜之间的光束路径上还设有反射镜，孔径光阑与MEMS微镜通过该反射镜连通光路；进一步地，通过调节反射镜的位置能够将光束对准MEMS微镜的反射镜面中心。
进一步地，红光激光器发出的光束为可见光。
进一步地，红光激光器采用功率在10mW以内、波长为650nm或635nm的红光激光器。
进一步地，用于成像的屏幕为网格型坐标纸。
进一步地，孔径光阑的孔径远小于MEMS微镜的反射镜面尺寸，在用于成像的屏幕上形成的光斑直径远小于MEMS微镜的反射镜面直径。
进一步地，MEMS微镜采用一维MEMS微镜或二维MEMS微镜。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型公开的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，包括红光激光器，在红光激光器发出的光束路径上依次设置有孔径光阑、MEMS微镜和用于成像的屏幕，装置简单；孔径光阑的使用可以遮挡多余杂光，从而在用于成像的屏幕上形成直径较小的光斑，测量角度的准确性更高；所述MEMS微镜由外加激励信号驱动其偏转，通过改变外加激励信号控制MEMS微镜所对应的扫描角度，在用于成像的屏幕上形成运动轨迹光斑，从而得到扫描角度和驱动激励信号的对应关系，用于成像的屏幕与MEMS微镜静态时发出的光束垂直，大大简化了计算过程，计算原理简单，测量角度的准确性高。
进一步地，用于成像的屏幕为带孔成像屏幕带孔成像屏幕的中间开有小孔用于导通光束使得整个装置更加紧凑，检测效率高，红光激光器、孔径光阑、带孔成像屏幕和MEMS微镜依次同轴设置，检测方便、快捷。
进一步地，在孔径光阑与MEMS微镜之间的光束路径上还设有反射镜，孔径光阑与MEMS微镜通过该反射镜连通光路，用于连通孔径光阑和MEMS微镜之间光路，通过反射镜的微调，可以保证MEMS微镜在静态下，其反射镜面反射的光束垂直入射至成像屏幕，提高了测试效率。
进一步地，带孔成像屏幕为网格型坐标纸，可以低成本的测试MEMS微镜的扫描性能。
附图说明
图1为实施例1的MEMS微镜扫描角度测试装置示意图；
图2为实施例1的MEMS扫描角度计算原理示意图；
图3为实施例2的MEMS微镜扫描角度测试装置示意图；
图4为实施例2的MEMS扫描角度计算原理示意图。
其中：1-激光器；2-孔径光阑；3-反射镜；4-MEMS微镜；5-成像屏幕；6-带孔成像屏幕。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
参见图1，一种MEMS微镜扫描角度测试装置，包括：红光激光器1、孔径光阑2、反射镜3、MEMS微镜4、成像屏幕5；所述激光器1产生的光束依次经过孔径光阑2、反射镜3、MEMS微镜4后显示于成像屏幕5上。
优选地，成像屏幕5可以接收MEMS微镜反射的所有光束。
优选地，激光器1为可见光波长的激光器，激光器1采用较低功率的红光激光器。
优选地，孔径光阑2的孔径调节至远小于MEMS微镜4的反射镜面尺寸，避免因为光斑过大，影响成像屏幕5上的光斑形状，进而影响微镜扫描角度测试的准确性和测试效率。
优选地，该装置中的MEMS微镜4选用一维MEMS微镜或二维MEMS微镜。
优选地，在未对MEMS微镜4施加外部激励时，由静态的MEMS微镜4的反射镜面所反射的激光束应垂直入射至成像屏幕5上。
优选地，成像屏幕5选用网格型坐标纸，成本低，可更换且方便数据读取；成像屏幕5竖直放置，需保证其纸面平整，无褶皱，以免产生读数误差。
优选地，通过改变外加激励信号来测试出MEMS微镜4所对应的扫描角度响应，得到扫描角度和驱动激励信号的对应关系，以用于工程实际。
优选地，红光激光器1在低功率驱动下发射红色激光束，通过孔径光阑2遮挡多余杂光，得到较小直径光斑的激光束，该激光束的光斑直径应尽可能的小于MEMS微镜4的反射镜面直径。
优选地，孔径光阑2与MEMS微镜4之间通过反射镜3连通光路，通过调节反射镜3的位置将通过孔径光阑2的激光束对准入射至MEMS微镜4的反射镜面中心；通过外加激励信号来驱动MEMS微镜进行反射扫描运动；经反射扫描的光束在成像屏幕5上形成光斑运动轨迹。
最后，改变外加激励信号，并记录其对应的响应数据；利用如附图2所示几何关系求得扫描角度和驱动激励信号的对应关系。MESM微镜的扫描角度计算公式为：2θ＝2arctan(L/H)，其中L为成像屏幕5上光斑由静止位置到单侧最大极限位置的距离，H为成像屏幕5到MEMS微镜4反射镜面的垂直距离。
实施例2
参见图3，一种MEMS微镜扫描角度测试装置，包括：红光激光器1、孔径光阑2、MEMS微镜4和带孔成像屏幕6；所述激光器1产生的光线依次经过孔径光阑小孔2、MEMS微镜4后显示于带孔成像屏幕6上。
优选地，带孔成像屏幕6可以接收MEMS微镜4反射的所有光束。
优选地，激光器1为可见光波长的激光器，激光器1采用较低功率的红光激光器。
优选地，所述孔径光阑2的孔径调节至远小于MEMS微镜4的反射镜面尺寸，避免因为光斑过大，影响带孔成像屏幕6上的光斑形状，进而影响微镜扫描角度测试的准确性和测试效率。
优选地，该装置中的MEMS微镜4为一维MEMS微镜或二维MEMS微镜。
优选地，带孔成像屏幕6选用网格型坐标纸，成本低，且方便数据读取，网格型坐标纸位于孔径光阑2和MEMS微镜4之间，网格型坐标纸中间开孔，可导通孔径光阑2所通过的激光束。
优选地，通过改变外加激励信号来测试出MEMS微镜4所对应的扫描角度响应，得到扫描角度和驱动激励信号的对应关系，以用于工程实际。
优选地，红光激光器1在低功率驱动下发射红色激光束，通过孔径光阑2遮挡多余杂光，得到较小直径的光斑，该光斑直径应尽可能的小于MEMS微镜4的反射镜面直径。
优选地，通过光阑2的激光束经过带孔成像屏幕6中间的小孔入射至MEMS微镜4的镜面。通过外加激励信号来驱动MEMS微镜4进行反射扫描运动。经反射扫描的光束在带孔成像屏幕6上形成光斑运动轨迹。
最后，改变外加激励信号，并记录其对应的响应数据；如附图4所示几何关系求得扫描角度和驱动激励信号的对应关系微镜扫描角度2θ＝2arctan(L/H)。其中L为带孔成像屏幕6上光斑由静止位置到单侧最大极限位置的距离，H为带孔成像屏幕6到MEMS微镜4反射镜面的垂直距离。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，包括红光激光器(1)，在红光激光器(1)发出的光束路径上依次设置有孔径光阑(2)、MEMS微镜(4)和用于成像的屏幕；所述MEMS微镜(4)能够在外源激励信号驱动下偏转；所述用于成像的屏幕能够接收由MEMS微镜(4)反射的光束并在屏幕表面形成光斑，且用于成像的屏幕与MEMS微镜(4)静态时发出的光束垂直。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，所述用于成像的屏幕为带孔成像屏幕(6)，带孔成像屏幕(6)的中间开有小孔用于导通光束；所述红光激光器(1)、孔径光阑(2)、带孔成像屏幕(6)和MEMS微镜(4)依次同轴布设。
3.根据权利要求1所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，所述用于成像的屏幕为成像屏幕(5)，在孔径光阑(2)与MEMS微镜(4)之间的光束路径上还设有反射镜(3)，孔径光阑(2)与MEMS微镜(4)通过该反射镜(3)连通光路。
4.根据权利要求3所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，通过调节反射镜(3)的位置能够将光束对准MEMS微镜(4)的反射镜面中心。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，红光激光器(1)发出的光束为可见光。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，红光激光器(1)采用功率在10mW以内、波长为650nm或635nm的红光激光器。
7.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，所述用于成像的屏幕为网格型坐标纸。
8.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，所述孔径光阑(2)的孔径远小于MEMS微镜(4)的反射镜面尺寸，在用于成像的屏幕上形成的光斑直径远小于MEMS微镜(4)的反射镜面直径。
9.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种MEMS微镜扫描角度测试装置，其特征在于，MEMS微镜(4)采用一维MEMS微镜或二维MEMS微镜。
Priority Applications (1)
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| CN202123423982.XU CN216448825U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种mems微镜扫描角度测试装置 |
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Publications (1)
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| CN216448825U true CN216448825U (zh) | 2022-05-06 |
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Family Applications (1)
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| CN202123423982.XU Active CN216448825U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种mems微镜扫描角度测试装置 |
Country Status (1)
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2021
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