CN111801615A - 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆*** - Google Patents

一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆*** Download PDF

Info

Publication number
CN111801615A
CN111801615A CN201880087731.0A CN201880087731A CN111801615A CN 111801615 A CN111801615 A CN 111801615A CN 201880087731 A CN201880087731 A CN 201880087731A CN 111801615 A CN111801615 A CN 111801615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
comb drive
drive actuator
support beam
mirror
lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880087731.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111801615B (zh
Inventor
周勤
王佑民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Voyager Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Voyager Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Voyager Technology Co Ltd filed Critical Beijing Voyager Technology Co Ltd
Priority to CN202210295083.6A priority Critical patent/CN114924253A/zh
Publication of CN111801615A publication Critical patent/CN111801615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111801615B publication Critical patent/CN111801615B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/004—Angular deflection
    • B81B3/0045—Improve properties related to angular swinging, e.g. control resonance frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0062—Devices moving in two or more dimensions, i.e. having special features which allow movement in more than one dimension
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/085—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/033—Comb drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0136—Comb structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

一种用于旋转微机电***(MEMS)镜子的杠杆；所述杠杆可用于从垂直梳齿驱动器中提供更多扭矩；所述旋转微机电***的镜子可以是微镜阵列的一部分，所述微镜阵列用于在自动驾驶汽车的光探测与测距***中对激光进行光束转向。

Description

一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月7日提交的编号为16/213,999的美国专利申请的优先权，本申请的公开内容通过引用全部并入本申请。
背景技术
光转向通常涉及沿预定方向的光投射以促进例如物体的检测和测距、物体的照明和扫描等。光转向可用于许多不同的应用领域，包括例如自动驾驶汽车、医疗诊断装置等。
现代车辆通常配备环境检测传感器，旨在实时检测车辆周围的物体和环境特征，作为许多现有和新兴技术的基础，例如变道辅助、避免碰撞和自动驾驶功能。一些常用的传感***包括光学传感器(例如，红外线、照相机等)、用于探测其他车辆或物体的存在、方向、距离和速度的射频检测测距仪(雷达)、磁力计(例如，如卡车、汽车或有轨电车等大型含铁物体的被动传感)，和光探测和测距仪(激光雷达)。
激光雷达通常使用脉冲光源和探测***来估计与环境特征(例如车辆、结构物等)的距离。在某些***中，激光或光束(脉冲)通过镜片组件发射和聚焦，接收器会收集来自物体的反射脉冲。脉冲的飞行时间(TOF)可以从发射时间到接收到反射的时间进行测量，表现为单个数据点。该过程可以在任何所需的范围内(在地面行驶的车辆的二维(2D)平面周围360度和/或飞机的三维(3D)区域)快速地重复，以形成点的集合，这些点可以实时地动态和持续更新，形成一个“点云”。点云数据可用于估计，例如相对于激光雷达***的物体的距离、尺寸和位置，通常具有很高的保真度(例如，在5厘米之内)。
尽管激光雷达和其他传感***有望带动全自动交通的持续发展，但仍然存在着限制其广泛采用的挑战。激光雷达***通常昂贵、大型和笨重。在某些情况下，可能需要多个发射器来精确地跟踪场景，特别是对于在大的测距范围和视野(FOV)内需要保证精度的***。虽然在将自动驾驶汽车技术推向更大的商业应用方面取得了长足的进步，但仍需要更多的改进。
发明内容
在某些实施例中，公开了一种用于自动驾驶汽车的光探测与测距(激光雷达)***中的光束转向的设备。所述设备可以包括镜子、梳状驱动致动器、杠杆和/或铰链。所述镜子包括反射面和支撑梁。所述支撑梁被配置为通过作用于支撑梁上的力旋转反射面。所述梳状驱动致动器被配置为向支撑梁施加扭矩，其中支撑梁机械地位于梳状驱动致动器与反射面之间。所述杠杆将梳状驱动致动器和支撑梁机械地耦接，其中杠杆被配置为对支撑梁施加力。所述铰链将杠杆和支撑梁耦接，其中铰链被配置为允许杠杆与支撑梁之间的铰接运动。
在一些实施例中，梳状驱动致动器施加力到反射镜，使得反射镜以与梳状驱动致动器朝相反的方向旋转；所述支撑梁是镜子一侧的柱子；所述梳状驱动致动器是第一梳状驱动致动器；所述扭矩是第一扭矩；所述设备还包括与第二梳状驱动致动器在镜子同一侧的第一梳状驱动致动器，所述第二梳状驱动致动器与支撑梁机械地耦接，和/或所述第二梳状驱动致动器被配置为向支撑梁施加第二扭矩；所述铰链是第一铰链；所述杠杆是第一杠杆；所述设备还包括：与第二梳状驱动致动器耦接的第二杠杆，和/或将第二杠杆与支撑梁机械耦接的第二铰链；所述第二铰链被配置为提供所述第二杠杆和所述支撑梁之间的铰接运动；所述设备还包括具有弹簧的致动器，该弹簧被配置为使镜子绕第一轴线谐波振荡；所述支撑梁被配置为围绕所述第二轴旋转反射面，所述第二轴不平行于所述第一轴；所述梳状驱动致动器转子围绕第一轴旋转，所述支撑梁被配置为使所述反射面围绕第二轴旋转，所述第一轴与所述]第二轴平行，并且所述铰链比所述第一轴更靠近第二轴；所述支撑梁是第一支撑梁；所述设备还包括：在所述镜子的与所述第一支撑梁相反一侧上的第二支撑梁、在所述镜子的与所述第一梳状驱动致动器相同一侧上的第二梳状驱动致动器。其中所述第二梳状驱动致动器和所述第一支撑梁、所述镜子相反一侧上的第三梳状驱动致动器耦接，其中所述第三梳状驱动致动器和所述第二支撑梁耦接，和/或在镜相反侧的第四梳状驱动致动器耦接，其中，所述第四梳状驱动致动器与所述第二支撑梁耦接。所述设备还包括第一致动器和第二致动器，所述第一致动器和第二致动器被配置为使镜子绕第一轴线旋转，第一梳状驱动致动器、第二梳状驱动致动器、第三梳状驱动致动器和第四梳状驱动致动器被配置为使镜子绕第二轴旋转，并且第一轴线不平行于第二轴线；所述杠杆和所述铰链由半导体晶片的硅晶体层制成；和/或所述反射面是矩形的。
在某些实施例中，公开了一种在光探测与测距(激光雷达)***中为光束转向提供扭矩的方法。所述方法包括向梳状驱动致动器施加动力；使用梳状驱动致动器旋转杠杆，其中杠杆耦接到梳状驱动致动器的转子；使用杠杆将扭矩施加到镜子的支撑梁上，其中镜子包括反射面；铰接铰链，其中所述铰链位于杠杆和支撑梁之间，并提供杠杆和支撑梁之间的铰接运动；和/或基于杠杆的旋转使镜子的反射面旋转。
在一些实施例中，所述梳状驱动致动器是至少具有两个指状定子和至少两个指状转子的梳妆驱动器；所述镜子是镜子阵列的一部分，并且该方法还包括与镜子阵列的其他镜子同步旋转镜子，以操纵镜子阵列反射的光束；所述梳状驱动致动器是第一梳状驱动致动器；所述杠杆是第一杠杆；所述扭矩是第一扭矩；所述铰链是第一铰链；所述方法还包括：向第二梳状驱动致动器施加动力，使用所述第二梳状驱动致动器旋转第二杠杆，其中所述第二杠杆和第二梳状驱动致动器的转子耦接，并使用第二杠杆向支撑梁施加第二扭矩，铰接第二铰链，其中所述第二铰链位于第二杠杆和支撑梁之间，并提供第二杠杆与支撑梁之间的铰接运动，，和/或基于第二杠杆的旋转是镜子的反射面旋转。
在某些实施例中，一种用于自动驾驶汽车的光探测与测距(激光雷达)***中的光束转向的设备，包括镜子、第一梳状驱动致动器、杠杆和/或第二梳状驱动致动器。所述镜子包括一个反射面和/或一个支撑梁，其中支撑梁被配置为通过施加支撑梁来旋转反射面。所述第一梳状驱动致动器与支撑梁耦接，并被配置为施加扭矩到支撑梁上。所述支撑梁机械地位于第一梳状驱动致动器和反射面之间。所述杠杆位于第二梳状驱动致动器和支撑梁之间。所述第二梳状驱动致动器被配置为使用杠杆向支撑梁施加力。所述支撑梁机械地位于第二梳状驱动致动器和镜子之间。
在一些实施例中，所述支撑梁机械地位于第一梳状驱动致动器和第二梳状驱动致动器之间；所述第一梳状驱动致动器机械地位于支撑梁和第二梳状驱动致动器之间；铰链机械地位于所述第一梳状驱动致动器和所述第二梳状驱动致动器之间；所述第二梳状驱动致动器和所述第一梳状驱动致动器相位差为180度；和/或所述第一梳状驱动致动器以与镜子旋转相反的方向旋转。
通过下文提供的详细描述，本申请的其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，详细说明和特定示例虽然指示了各种实施例，但是仅旨在用于说明的目的，而并不意图必然限制本公开的范围。
附图说明
专利或申请文件包含至少一张彩色附图。本局将应要求和支付必要费用后提供带有彩色附图的本专利或专利申请公开的副本。
详细描述参照附图进行。
图1示出了利用所公开技术的某些实施例的一些方面的自动驾驶汽车。
图2说明了根据某些实施例的光转向发射器的示例。
图3描绘了镜子组件的实施例的一部分。
图4描绘了用于旋转反射面的杠杆的实施例。
图5描绘了用于旋转反射面的杠杆的实施例的简化侧视图。
图6描绘了用于旋转镜子的实施例梳状驱动致动器的简化透视图。
图7说明了使用杠杆来提供用于旋转反射面的扭矩的方法的实施例的流程图。
图8说明了使用杠杆旋转反射面的另一实施例。
在附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种组件可以通过在参考标签之后加上破折号和第二标签来区分，这些破折号和第二标签在相似组件之间进行区分。如果在说明书中仅使用第一参考标签，则该描述适用于具有相同的第一参考标签的任何类似部件，而与第二参考标签无关。
具体实施方式
本申请的各方面广泛涉及用于光束转向的镜子，但不限于，涉及在光探测和测距(激光雷达)***(例如，在具有自动驾驶汽车的***中使用)中的光束转向。光束转向的其他示例包括：手动驾驶汽车的前灯可以包括光转向发射器，可以控制光转向发射器将光聚焦在特定方向上以提高驾驶员的视野；还有光学诊断设备，例如内窥镜，可以包括光转向发射器，以在序列扫描过程中将光沿不同方向导引到物体上，以获得用于诊断的物体图像。
光转向发射器可以包括可移动的镜子组件以促进光投射的可配置和精确控制。镜子可以通过致动器移动(例如，旋转)，以反射(和偏转)来自光源的光到预定角度。可以通过光转向发射器中的镜子组件来实现光转向。镜子组件中的镜子可以通过致动器移动，以将来自光源的光转向预先配置的方向。为了提高集成度，镜子组件、致动器和配置致动器以设置投射角度的控制电路可以集成在半导体基板上，并且镜子组件和致动器可以形成为半导体基板上的微机电***(MEMS)。
在一些示例中，镜子组件可以包括单个镜子。单个镜子可以和两对致动器耦接，并且可以在两个不平行的轴(例如，正交轴)上旋转。第一对或第一组致动器可以使镜子绕第一轴旋转，以使光沿第一维度偏转，而第二对或第二组执行器可以使镜子绕第二轴旋转，以使光沿第二维度偏转。围绕第一轴和第二轴的旋转角度的不同组合可以提供二维视野。
围绕第一轴移动镜子的致动器包括弹簧。使用弹簧使镜子可以以谐波频率被驱动，其中谐波频率是基于弹簧的弹簧常数和镜子的质量的组合。围绕第二轴移动镜子的致动器不包括弹簧。取而代之的是，使镜子绕第二轴运动的致动器使用直流偏置来控制沿第二维度的转向。致动器驱动镜子以谐波频率围绕第一轴所需的力要比使用直流偏置围绕第二轴的力小。增加由直流偏置驱动的致动器施加的力的一种方法是使致动器比以谐波频率驱动的执行器更长(例如，长3、4或5倍)。但是，使用更长的致动器会占用芯片空间，并且不能为镜子阵列在芯片上留出那么多镜子的空间。长设备致动器还会降低设备可靠性。
另一种增加致动器施加的力的方式是使致动器具有更长的转子和指状定子和/或在镜子的一侧具有两个或更多致动器以使镜子绕第二轴旋转。例如，杠杆可用于将致动器与镜子链接。通过使用杠杆，可以向镜子的支撑梁施加更大的力，以使镜子更有效地旋转。在一些实施例中，在激光雷达扫描***中使用微机电***(MEMS)镜子阵列来提高扫描速度并增加反射表面积(例如，一个激光束被至少两个微机电***镜子反射，这些镜子被同步以充当一个大反射区)。通过使用杠杆，可以将致动器布置在芯片上，从而为反射面转向光提供更多的空间。
在下面的描述中，将描述镜子组件和光转向发射器***的各种示例。为了说明的目的，阐述了特定的配置和细节以便提供对实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不公开每个细节的情况下实践或实现某些实施例。此外，可以省略或简化众所周知的特征，以防止混淆本文所述的新颖特征。
图1示出了其中可以实现所公开的技术的自动驾驶汽车100的实施例。所述自动驾驶汽车100包括激光雷达模块102。激光雷达模块102允许所述自动驾驶汽车100在周围环境中执行物体检测和测距。基于物体检测和测距的结果，所述自动驾驶汽车100可以操纵以避免与物体碰撞。所述激光雷达模块102可以包括用于光转向的发射器104和接收器106。所述发射器104可以在一个扫描模式下在不同时间、不同方向上投射一个或以上光脉冲108，同时接收器106可以监视由物体对光脉冲108的反射而产生的光脉冲110。激光雷达模块102可以基于光脉冲110的接收来检测物体，并且可以基于光脉冲108和110之间的时间差和/或基于光脉冲108和110之间的相位差来执行测距确定(例如，物体的距离)。例如，如图1所示，激光雷达模块102可以在时间T1在自动驾驶汽车100正前方的方向上发射光脉冲108，并在时间T2接收由物体112(例如，另一车辆)反射的光脉冲110。基于光脉冲110的接收，激光雷达模块102可以确定物体112直接在自动驾驶汽车100的前方。此外，基于T1与T2之间的时间差，激光雷达模块102还可以确定自动驾驶汽车100与物体112之间的距离114。所述自动驾驶汽车100可以基于激光雷达模块102对物体112的检测和测距来调整其速度(例如，减速或停止)以避免与物体112碰撞。
图2说明了激光雷达模块102的内部组件的示例。激光雷达模块102包括发射器104、接收器106、和控制器206，所述控制器控制发射器104和接收器106的操作。发射器104包括光源208、镜片210，和镜子组件212。所述光源208被配置为产生光脉冲108。在一些实施例中，光源208是激光二极管。所述镜片210是准直镜片，其被配置为准直从所述光源208发出的光。所述接收器106包括镜片214和探测器216(例如，光电探测器)。所述镜片214被配置为将来自光脉冲110的光聚焦到探测器216上。
所述控制器206可以控制光源208以传输作为光束218的一部分的光脉冲108。光束218可以在离开光源208时发散。光束218通过镜片210而被准直。镜片210具有孔径宽度(例如，镜片210的直径)，该孔径宽度可以设置入射到镜子组件212上的准直光的光束宽度220。
光束218被镜子组件212反射，并被镜子组件212沿着投射路径219转向物体112。镜子组件212包括可旋转的一个或以上的镜子221。图2说明了具有一个镜子221的镜子组件212，但是如下面将要描述的，在一些实施例中，镜子组件212可以包括至少两个镜子。为了减少光的损失，镜子221可以具有与光束宽度220匹配的长度(和/或宽度)。这样的布置可以使镜子组件212能够反射和投射较大部分的光并减轻色散。
镜子组件212还可以包括一个或以上致动器，以旋转镜子221。致动器可以使镜子221绕第一轴222和第二轴226旋转。围绕第一轴222的旋转可以更改投射路径219的第一角度，而围绕第二轴226的旋转可以更改投射路径219的第二角度。控制器206可以控制致动器以产生绕第一轴222和第二轴226的旋转角度的不同组合，使得投射路径219的移动可以遵循扫描模式232。扫描模式具有第一范围234(例如，水平)和第二范围238(例如，垂直)。所述第一范围234和所述第二范围238定义发射器104的视野(FOV)。来自光束218的光从视野内的物体(例如物体112)反射以形成光脉冲110，该光脉冲是反射脉冲。光脉冲110可以被接收器106检测到。
图3是镜子组件212的实施例的一部分。镜子组件212包括镜221和致动器304。镜子包括镜子基板308和反射面312。镜子基板308是用于反射面312的基板，在基板上交替溅射不同的材料层以在基板上形成布拉格镜作为反射面312。
致动器304包括轴320、弹簧324、柱子328和梳齿驱动器。梳状驱动器包括定子332和转子336。在一些实施例中，梳状驱动器是具有至少两个指状定子和至少两个指状转子的垂直梳状驱动器。弹簧324与镜子221机械地耦接。例如，弹簧324耦接到转子336；转子336与轴320耦接，轴320与镜子221的镜子基板308耦接。转子336绕第一轴222来回旋转，例如，+/-10、15、20、25或30度。当转子336移动时，弹簧324扭转同时镜子221旋转。致动器304可以成对配置，以使镜子221绕第一轴222移动。在所示的实施例中，第一致动器304-1和第二致动器304-2成对一起工作以使镜子221绕第一轴222移动。
弹簧324耦接到转子336和柱子328。所述柱子328不旋转。电信号被施加到梳状驱动器，以在定子332和转子336之间引起磁斥力和/或吸力。当转子336旋转时，弹簧324扭转，存储机械能，并向转子336和/或轴320施加扭矩。当转子336旋转时，镜子221旋转，因为镜子221通过轴320耦接到转子336。随着镜子221旋转，反射面312相对于光源208的角度改变。弹簧324和梳齿驱动器使镜子221以给定的频率振动，从而在第一范围234内来回(例如，水平地)操纵光束218的投射路径219。不同的致动器和/或梳状驱动***使镜子221绕第二轴226移动。
在一些实施例中，基板是绝缘硅(SOI)晶片的一部分，并且反射面312被施加在SOI晶片的设备层的顶部。反射面312是矩形的，以提供更多的镜子阵列的反射面区域和/或更有效地利用芯片上的空间。镜子基板308、轴320、弹簧324、柱子328、定子332和/或转子336可以使用光刻法制造，例如，镜子基板308、轴320、弹簧324、柱子328、定子332和/或转子336同时从SOI晶片的设备层蚀刻。在SOI晶片的设备层中形成用于梳状驱动的电子元件。
图4描绘了用于旋转反射面的杠杆的一种实施例。该杠杆可以是镜子组件212的一部分。图4示出了第一致动器304-1、第二致动器304-2、第一梳状驱动致动器404-1和第二梳状驱动致动器404-2。致动器304和梳状驱动致动器404用于使镜子221的反射面312绕第一轴222和第二轴226旋转。
第一致动器304-1和第二致动器304-2用于使反射面312绕第一轴222旋转。第一致动器304-1和第二致动器304-2的转子336绕第一轴222旋转的方向与反射面312相似。
第一梳状驱动致动器404-1和第二梳状驱动致动器404-2(与第三梳状驱动致动器和第四梳状驱动致动器结合使用，未显示)用于使反射面312绕第二轴226旋转。第一支撑梁408-1和第二支撑梁408-2从镜子221的镜子基板308延伸。第一支撑梁408-1机械地位于第一梳状驱动致动器404-1和反射面312之间，并且机械地位于第二梳状驱动致动器404-2和反射面312之间。在一些实施例中，支撑梁408是镜子基板308的一部分。因此，镜子221包括反射面312和支撑梁408。第一支撑梁408-1从镜子基板308的一侧延伸。第二支撑梁408-2从镜子基板308的另一侧延伸。支撑梁408可以是从镜子221的镜子基板308的一侧延伸的细长柱。支撑梁408被配置为通过支撑梁408的作用力使反射面312旋转。
第一梳状驱动致动器404-1包括第一定子332-1和第一转子336-1。第一转子336-1绕第三轴412旋转。第三轴412与第二轴226平行。第一梳状驱动致动器404-1与第一支撑梁408-1耦接，并且被配置为通过向第一支撑梁408-1施加第一力而向第一支撑梁408-1施加第一扭矩。第一杠杆420-1在第一梳状驱动致动器404-1和第一支撑梁408-1之间。第一杠杆420-1将第一梳状驱动致动器404-1的第一转子336-1与第一支撑梁408-1机械地耦接。第一杠杆420-1用于向第一支撑梁408-1施加力。第一铰链424-1将第一杠杆420-1与第一支撑梁408-1机械地耦接。第一铰链424-1规定了第一杠杆420-1和第一支撑梁408-1之间的铰接(例如，柔性)运动。例如，随着杠杆420的移动，铰链424被配置为展开和收缩。在一些实施例中，第一短轴425-1将第一杠杆420-1耦接到第一铰链424-1。第一短轴425-1可被牢固地附接到第一支撑梁408-1。第一铰链424-1通过允许第一短轴425-1和第一杠杆420-1之间的铰接运动，而在第一杠杆420-1和第一支撑梁408-1之间提供铰接运动。在一些实施例中，铰链424可用于限制镜子的非线性旋转，如美国专利申请号__(代理人案卷号103343-1103454-000700US)所述。在一些实施例中，铰链424可以用作弹簧，尽管通常铰链424不这样做，因为铰链424在水平约束(例如，在图4中的x方向)上太软而不能被认为是弹簧。
第二梳状驱动致动器404-2包括第二定子332-2和第二转子336-2。第二转子336-2绕第四轴426旋转。第四轴426与第二轴226平行。第二梳状驱动致动器404-2与第一支撑梁408-1耦接并且被配置为通过向第一支撑梁408-1施加第二力而向第一支撑梁408-1施加第二扭矩。第二杠杆420-2在第二梳状驱动致动器404-2和第一支撑梁408-1之间。第二杠杆420-2将第二梳状驱动致动器404-2的第二转子336-2与第一支撑梁408-1机械地耦接。第二杠杆420-2用于向第一支撑梁408-1施加第二力。第二铰链424-2将第二杠杆420-2与第一支撑梁408-1机械地耦接。第二铰链424-2提供了第二杠杆420-2和第一支撑梁408-1之间的铰接运动。在一些实施例中，第二短轴425-2将第二杠杆420-2耦接到第二铰链424-2。第二短轴425-2可以被牢固地附接到第一支撑梁408-1。第二铰链424-2通过允许第二短轴425-2和第二杠杆420-2之间的铰接运动，而在第二杠杆420-2和第一支撑梁408-1之间提供铰接的运动。第一支撑梁408-1机械地位于第一梳状驱动致动器404-1和第二梳状驱动致动器404-2之间。
第三铰链424-3将第三梳状驱动致动器与第二支撑梁408-2耦接，并且第四铰链424-4将第四梳状驱动致动器与第二支撑梁408-2耦接，类似于第一梳状驱动致动器404-1和第二梳状驱动致动器404-2与第一支撑梁408-1耦接。例如，第三梳状驱动致动器施加第三扭矩于第二支撑梁408-2，第四梳状驱动致动器施加第四扭矩于第二支撑梁408-2，其中，第一扭矩、第二扭矩、第三扭矩和第四扭矩被配置为使镜子221沿相同方向旋转。换句话说，可以由向量定义第一扭矩、第二扭矩、第三扭矩和第四扭矩，并且向量指向相同的方向，从而使第一扭矩、第二扭矩、第三扭矩和第四扭矩相加。与第一梳状驱动致动器404-1和第二梳状驱动致动器404-2相比，第三梳状驱动致动器和第四梳状驱动致动器位于镜子221的相对侧。类似地，由第一致动器304-1和第二致动器304-2创建的扭矩指向相同的方向并相长地相加。
在一些实施例中，类似于结合第一致动器304-1所描述的，弹簧324与第一转子336-1耦接，和/或弹簧与第二转子336-2耦接。但是，在图4所示的实施例中，没有与第一转子336-1或第二转子336-2耦接的弹簧324。梳状驱动致动器404提供直流偏置以使镜子221绕第二轴226旋转。例如，当致动器304使镜子221以共振频率绕第一轴222旋转(以扫描扫描模式232的第一范围234)时，梳状驱动致动器404使镜子221绕第二轴226步进旋转(以扫描扫描模式232的第二范围238)。由于以弹簧324的谐波频率驱动致动器304需要较少的力，致动器304可以小于提供直流偏置的梳状驱动致动器404。第一铰链424-1比第三轴412更靠近第二轴226，因此第一转子336-1不必旋转太多就以引起第一支撑梁408-1的更大旋转和/或向第一支撑梁408-1施加更大的力。
图5描绘了用于旋转反射面312的杠杆的实施例的简化侧视图。第一杠杆420-1绕第三轴412旋转，并经由第一铰链424-1和第一短轴425-1与第一支撑梁408-1耦接。当第一杠杆420-1绕着第三轴412顺时针旋转时，第一杠杆420-1对第一支撑梁408-1施加第一力，以使第一支撑梁408-1逆时针旋转。当第一支撑梁408-1逆时针旋转时，反射面312绕第二轴226逆时针旋转。因此，第一梳状驱动致动器404-1沿与镜子221的旋转相反的方向旋转。第一铰链424-1提供第一杠杆420-1和第一支撑梁408-1之间(例如，在第一杠杆420-1和刚性连接到第一支撑梁408-1的第一短轴425-1之间)的灵活性(例如，第一铰链424-1在x方向上伸缩)。
第二杠杆420-2绕第四轴426旋转，并经由第二铰链424-2和第二短轴425-2与第一支撑梁408-1耦接。当第二杠杆420-2绕着第四轴426顺时针旋转时，第二杠杆420-2在第一支撑梁408-1上施加第二力，以使第一支撑梁408-1逆时针旋转。当第一支撑梁408-1逆时针旋转时，反射面312绕第二轴226逆时针旋转。因此，第二梳状驱动致动器404-2沿与镜子221的旋转相反的方向旋转。第二铰链424-2提供第二杠杆420-2和第一支撑梁408-1之间(例如，在第二杠杆420-2和第二短轴425-2之间，第二短轴425-2牢固地连接到第一支撑梁408-1)的灵活性(例如，第二铰链424-2在x方向上伸缩)。
通过使用杠杆420，可以向支撑梁408施加更大的力，以使支撑梁408更有效地旋转。在某些实施例中，施加更大的力来旋转支撑梁408可能是有益的，因为镜子221相对于第一轴222旋转的频率不是谐波频率，所以与第一轴222相比，镜子221难以绕第二轴226旋转。通过使用直流偏置来电控制第二范围238中的扫描(例如，扫描速度)，调谐两个彼此不同的谐波振荡器(例如，一个用于使镜子221绕第一轴222旋转的谐波振荡器和一个用于使镜子221绕第二轴226旋转的第二谐波振荡器)的复杂性被消除了。由于杠杆420的长度不同，梳状驱动致动器404的旋转角度也可以与支撑梁408的旋转角度不同。例如，支撑梁408可以被配置为最多正负30度旋转。梳状驱动致动器404和杠杆420可以被配置为正负15度旋转，以使支撑梁408正负30度旋转。
图6描绘了用于使镜子旋转的梳状驱动致动器的实施例的透视图。图6示出了用于使反射面312绕第一轴222旋转的第一致动器304-1和第二致动器304-2。第一梳状驱动致动器404-1的第一转子336-1、第二梳状驱动致动器404-2的第二转子336-2、第三梳状驱动致动器的第三转子336-3和第四梳状驱动致动器的第四转子336-4。第一杠杆420-1将第一转子336-1与第一支撑梁408-1连接。第二杠杆420-2将第二转子336-2与第一支撑梁408-1连接。第三杠杆420-3将第三转子336-3与第二支撑梁408-2连接。第四杠杆420-4将第四转子336-4与第二支撑梁408-2连接。转子336和杠杆420用于使反射面312绕第二轴226旋转。
图7示出了在光探测与测距(激光雷达)***中为光束转向提供扭矩的方法700的实施例的流程图。方法700在步骤704开始于向梳状驱动致动器(例如，第一梳状驱动致动器404-1)施加动力。第一梳状驱动致动器404-1用于旋转杠杆(例如，第一杠杆420-1)，步骤708。用于向镜子(例如镜子221)的支撑梁(例如，第一支撑梁408-1)施加扭矩(第一扭矩)，步骤712。第一梳状驱动致动器404-1使第一转子336-1运动，所述第一转子使第一杠杆420-1运动，第一杠杆420-1向第一支撑梁408-1施加力(和扭矩)，该力使第一支撑梁408-1旋转。
当施加力/扭矩时，支撑梁旋转。当支撑梁旋转时，一根铰链(例如，第一铰链424-1)是弯曲的关节，以允许杠杆和支撑梁之间进行铰接运动，步骤716。随着支撑梁旋转，镜子的反射面(例如，反射面312)也旋转(例如，绕第二轴226)，步骤720。可以使用第二梳状驱动致动器和/或第二铰链、第三梳状驱动致动器和/或第三铰链，和/或第四梳状驱动致动器和/或第四铰链来将第二、第三和/或第四力/扭矩施加到一个或以上支撑梁上。
在一些实施例中，镜子是镜子阵列的一部分，并且该方法还包括使镜子与镜子阵列中的其他镜子同步移动，以操纵由镜子阵列中的至少两个镜子反射的光束。
图8示出了使用杠杆旋转反射面的另一实施例。图8示出了可用于移动反射面312的一些变例(例如，结合来自其他实施例的特征)。图8在镜子221的一侧上描绘了第一梳状驱动致动器404-1、第二梳状驱动致动器404-2和第三梳状驱动致动器404-3。第三梳状驱动致动器404-3绕着与第二轴226重合的轴旋转。第一杠杆420-1和第一铰链424-1通过第三梳状驱动致动器404-3与第一支撑梁408-1机械地耦接(即，第一杠杆420-1和第一铰链424-1位于第一梳状驱动致动器404-1和第三梳状驱动致动器404-3之间；第三梳状驱动致动器404-3机械地位于第一梳状驱动致动器404-1和第一支撑梁408-1之间。第三梳状驱动致动器404-3以与镜子相同的方向旋转，并且与第一梳状驱动致动器404-1异相180度。第二梳状驱动致动器404-2通过第二铰链424-2与镜子221耦接，第二铰链424-2耦接到镜子221的一侧，其中镜子221的一侧被认为是支撑梁。
下面的描述仅提供优选的示例性实施例，而无意于限制本申请的范围、适用性或配置。相反，随后对优选示例性实施例的描述将为本领域普通技术人员提供用于实现优选示例性实施例的描述。应当理解，在不脱离所附权利要求书中所确定的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
可以以任何合适的方式组合特定实施例的具体细节，而不背离本发明的实施例的精神和范围。但是，本发明的其他实施例可以针对与每个单独方面有关的具体实施例，或这些单独方面的特定组合。
另外，应当注意，该实施例可以被描述为以流程图、流程图、数据流程图、结构图或框图描述的过程。尽管流程图可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新安排操作顺序。当一个过程的操作完成时，该过程将终止，但可能会有图中未包含的其他步骤。进程可能对应于方法、功能、过程、子例程、子程序等。
除非有相反的特别说明，否则对“一个”、“一种”或“该”的引用旨在表示“一个或以上”。
在此提及的所有专利、专利申请、出版物和描述均通过引用全部并入本文。没有被认为是现有技术。

Claims (20)

1.一种用于自动驾驶汽车的光探测与测距***中的光束转向的设备，所述设备包括：
镜子，所述镜子包括：
反射面；以及
支撑梁，其中所述支撑梁被配置为通过施加在所述支撑梁上的力来旋转所述反射面
梳状驱动致动器，其中：
所述梳状驱动致动器被配置为向所述支撑梁施加一个扭矩；并且
所述支撑梁机械地位于所述梳状驱动致动器和所述反射面之间；
杠杆，所述杠杆将所述梳状驱动致动器与所述支撑梁机械地耦接，其中，所述杠杆被配置为对所述支撑梁施加力；以及
铰链，所述铰链将所述杠杆与所述支撑梁耦接，其中所述铰链被配置为允许所述杠杆与所述支撑梁之间的铰接运动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述梳状驱动致动器施加到所述镜子的力，使得所述镜子沿与所述梳状驱动致动器的旋转相反的方向旋转。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑梁是所述镜子的一侧上的柱子。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：
所述梳状驱动致动器是第一梳状驱动致动器；
所述扭矩是第一扭矩；
所述设备还包括第二梳状驱动致动器，所述第二梳状驱动致动器和所述第一梳状驱动致动器在所述镜子的相同一侧；
所述第二梳状驱动致动器与所述支撑梁机械地耦接；以及
所述第二梳状驱动致动器被配置为向所述支撑梁施加第二扭矩。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：
所述铰链是第一铰链；
所述杠杆是第一杠杆；
所述设备还包括：
与所述第二梳状驱动致动器耦接的第二杠杆；以及
将所述第二杠杆与所述支撑梁机械地耦接的第二铰链；以及
所述第二铰链被配置为提供所述第二杠杆和所述支撑梁之间的铰接运动。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述设备还包括具有弹簧的致动器，所述弹簧被配置为使所述镜子绕第一轴谐波振荡；以及
所述支撑梁被配置为使所述反射面绕第二轴旋转；以及
所述第一轴不平行于所述第二轴。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述梳状驱动致动器的转子绕第一轴旋转；
所述支撑梁被配置为使所述反射面绕第二轴旋转；
所述第一轴与所述第二轴平行；以及
所述铰链比所述第一轴更靠近所述第二轴。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述梳状驱动致动器是第一梳状驱动致动器；
所述支撑梁是第一支撑梁；以及
所述设备还包括：
第二支撑梁，所述第二支撑梁与所述第一支撑梁在所述镜子的相反侧；
第二梳状驱动致动器，所述第二梳状驱动致动器与所述第一梳状驱动致动器在所述镜子的相同侧，其中所述第二梳状驱动致动器与所述第一支撑梁耦接；
第三梳状驱动致动器，所述第三梳状驱动致动器在所述镜子的相对侧，其中所述第三梳状驱动致动器与所述第二支撑梁耦接；以及
第四梳状驱动致动器，所述第四梳状驱动致动器在所述镜子的相对侧，其中所述第四梳状驱动致动器与所述第二支撑梁耦接。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：
所述设备还包括第一致动器和第二致动器，所述第一致动器和所述第二致动器被配置为使所述镜子围绕第一轴旋转；
所述第一梳状驱动致动器、所述第二梳状驱动致动器、所述第三梳状驱动致动器和所述第四梳状驱动致动器被配置为绕第二轴旋转所述镜；以及
所述第一轴不平行于所述第二轴。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述杠杆和所述铰链由半导体晶片的硅晶体层制成。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反射面是矩形的。
12.一种在光探测与测距***中为光束转向提供扭矩的方法，所述方法包括：
向梳状驱动致动器施加动力；
使用所述梳状驱动致动器旋转杠杆，其中所述杠杆耦接至所述梳状驱动致动器的转子；
使用所述杠杆向镜子的支撑梁施加扭矩，其中所述镜子包括反射面；
铰接铰链，其中所述铰链位于所述杠杆和所述支撑梁之间，并提供所述杠杆与所述支撑梁之间的铰接运动；以及
基于所述杠杆的旋转来旋转所述镜子的所述反射面。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述梳状驱动致动器具有至少两个指状定子、至少两个指状转子、和扭转弹簧。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述镜子是镜子阵列的一部分，并且所述方法还包括同步旋转所述镜子和所述镜子阵列的其他镜子以偏转由所述镜子阵列反射的光束。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述梳状驱动致动器是第一梳状驱动致动器；
所述杠杆是第一杠杆；
所述扭矩是第一扭矩；
所述铰链是第一铰链；以及
所述方法还包括：
向第二梳状驱动致动器施加动力；
使用所述第二梳状驱动致动器旋转第二杠杆，其中所述第二杠杆与所述第二梳状驱动致动器的转子耦接；
使用所述第二杠杆向所述支撑梁施加第二扭矩；
铰接第二铰链，其中所述第二铰链在所述第二杠杆和所述支撑梁之间，并提供所述第二杠杆和所述支撑梁之间的铰接运动；以及
基于所述第二杠杆的旋转来旋转所述镜子的所述反射面。
16.一种用于自动驾驶汽车的光探测与测距***中的光束转向的设备，所述设备包括：
镜子，所述镜子包括：
反射面；以及
支撑梁，其中所述支撑梁被配置为通过施加到所述支撑梁的力来旋转所述反射面；
第一梳状驱动致动器，其中：
所述第一梳状驱动致动器与所述支撑梁耦接；
所述第一梳状驱动致动器被配置为向所述支撑梁施加一个扭矩；以及
所述支撑梁机械地位于所述第一梳状驱动致动器和所述反射面之间；
杠杆；以及
第二梳状驱动致动器，其中：
所述杠杆位于所述第二梳状驱动致动器和所述支撑梁之间；
所述第二梳状驱动致动器被配置为使用所述杠杆向所述支撑梁施加力；以及
所述支撑梁机械地位于所述第二梳状驱动致动器和所述镜子之间。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述支撑梁机械地位于所述第一梳状驱动致动器与所述第二梳状驱动致动器之间。
18.根据权利要求16所述的设备，其特征在于：
所述第一梳状驱动致动器机械地位于所述支撑梁和所述第二梳状驱动致动器之间；以及
铰链机械地位于所述第一梳状驱动致动器与所述第二梳状驱动致动器之间。
19.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述第二梳状驱动致动器与所述第一梳状驱动致动器相位差为180度。
20.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述第一梳状驱动致动器与所述镜子以相反的方向旋转。
CN201880087731.0A 2018-12-07 2018-12-11 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆*** Active CN111801615B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210295083.6A CN114924253A (zh) 2018-12-07 2018-12-11 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/213,999 US10509198B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Lever system for driving mirrors of a lidar transmitter
US16/213,999 2018-12-07
PCT/US2018/065042 WO2020117280A1 (en) 2018-12-07 2018-12-11 A lever system for driving mirrors of a lidar transmitter

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210295083.6A Division CN114924253A (zh) 2018-12-07 2018-12-11 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111801615A true CN111801615A (zh) 2020-10-20
CN111801615B CN111801615B (zh) 2022-04-15

Family

ID=67437314

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880087731.0A Active CN111801615B (zh) 2018-12-07 2018-12-11 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***
CN202210295083.6A Pending CN114924253A (zh) 2018-12-07 2018-12-11 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210295083.6A Pending CN114924253A (zh) 2018-12-07 2018-12-11 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10509198B1 (zh)
EP (1) EP3685209B1 (zh)
CN (2) CN111801615B (zh)
WO (1) WO2020117280A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10509198B1 (en) * 2018-12-07 2019-12-17 Didi Research America, Llc Lever system for driving mirrors of a lidar transmitter
US11300776B2 (en) * 2018-12-07 2022-04-12 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Coupled and synchronous mirror elements in a lidar-based micro-mirror array
US11061201B2 (en) * 2018-12-07 2021-07-13 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Non-linear springs to unify the dynamic motion of individual elements in a micro-mirror array
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
US11892619B2 (en) * 2019-09-04 2024-02-06 Lumentum Operations Llc MEMS device with a three-layer comb actuator structure and a two-layer hinge
US11555998B2 (en) * 2020-05-13 2023-01-17 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Capacitance sensing in a mirror assembly with a biased substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121906A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 Fuji Photo Film Co Ltd 反射型光変調アレイ素子及び露光装置
CN104820285A (zh) * 2014-01-31 2015-08-05 意法半导体股份有限公司 静电驱动的mems器件
CN108780222A (zh) * 2015-12-08 2018-11-09 密歇根大学董事会 用于实时横截面显微内镜的3d mems扫描仪

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6629461B2 (en) 2000-03-24 2003-10-07 Onix Microsystems, Inc. Biased rotatable combdrive actuator methods
US8729770B1 (en) * 2003-12-02 2014-05-20 Adriatic Research Institute MEMS actuators with combined force and bi-directional rotation
US7357874B2 (en) 2006-04-12 2008-04-15 Jds Uniphase Corporation Staggered vertical comb drive fabrication method
DE102008012825B4 (de) * 2007-04-02 2011-08-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Mikromechanisches Bauelement mit verkippten Elektroden
US20110303638A1 (en) 2007-08-20 2011-12-15 Xiaojing Zhang Method for Fabricating a Micromirror
DE102007058237A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
US20110062110A1 (en) 2009-09-16 2011-03-17 Karthik Kumar Method for Fabricating a Micromirror with Self-Aligned Actuators
US8269395B2 (en) * 2009-10-02 2012-09-18 Siyuan He Translating and rotation micro mechanism
US9036231B2 (en) 2010-10-20 2015-05-19 Tiansheng ZHOU Micro-electro-mechanical systems micromirrors and micromirror arrays
NL2007554C2 (en) 2011-10-10 2013-04-11 Innoluce B V Mems scanning micromirror.
WO2015146145A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 住友精密工業株式会社 駆動装置
DE102014211379A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Mikrospiegelvorrichtung und projektionseinrichtung
WO2016080317A1 (ja) * 2014-11-20 2016-05-26 住友精密工業株式会社 光学素子
WO2017164989A1 (en) 2016-03-19 2017-09-28 Velodyne Lidar, Inc. Integrated illumination and detection for lidar based 3-d imaging
US10048374B2 (en) 2016-03-21 2018-08-14 Velodyne Lidar, Inc. LIDAR based 3-D imaging with varying pulse repetition
WO2018075100A1 (en) * 2016-06-21 2018-04-26 The Regents Of The University Of California Mems-based spatial light modulator and method of forming
US10976413B2 (en) * 2017-02-14 2021-04-13 Baidu Usa Llc LIDAR system with synchronized MEMS mirrors
US10564414B2 (en) * 2017-07-12 2020-02-18 Ultimems, Inc. Electrostatic scanner monitoring spring stresses
CN108061966B (zh) 2017-12-11 2021-01-19 无锡英菲感知技术有限公司 一种兼具平动和转动工作模式的微镜
US10509198B1 (en) * 2018-12-07 2019-12-17 Didi Research America, Llc Lever system for driving mirrors of a lidar transmitter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121906A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 Fuji Photo Film Co Ltd 反射型光変調アレイ素子及び露光装置
CN104820285A (zh) * 2014-01-31 2015-08-05 意法半导体股份有限公司 静电驱动的mems器件
CN108780222A (zh) * 2015-12-08 2018-11-09 密歇根大学董事会 用于实时横截面显微内镜的3d mems扫描仪

Also Published As

Publication number Publication date
US11092801B2 (en) 2021-08-17
EP3685209A1 (en) 2020-07-29
WO2020117280A1 (en) 2020-06-11
US10509198B1 (en) 2019-12-17
CN111801615B (zh) 2022-04-15
EP3685209B1 (en) 2021-09-08
EP3685209A4 (en) 2020-07-29
CN114924253A (zh) 2022-08-19
US20200225447A1 (en) 2020-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111801615B (zh) 一种用于驱动激光雷达发射器镜子的杠杆***
CN111788514B (zh) 光转向镜组件
US10877131B2 (en) Distributed vehicle lidar system
US20200033474A1 (en) Lidar system with flexible scan parameters
KR102059258B1 (ko) 라이다 스캐닝 장치
US11085995B2 (en) Non-linear springs to unify the dynamic motion of individual elements in a micro-mirror array
KR101867967B1 (ko) 360도 레이저 스캐닝이 가능한 다면체 광학구조 및 이를 포함하는 3d 라이다 시스템
KR20190105889A (ko) 라이다 스캐닝 장치
KR102438071B1 (ko) 전후방 측정이 가능한 라이다 스캐닝 장치
KR102177333B1 (ko) 전후방 측정이 가능한 라이다 스캐닝 장치
US20200150418A1 (en) Distance measurement device and mobile body
US10908409B2 (en) Coupled and synchronous mirror elements in a LiDAR-based micro-mirror array
US11061201B2 (en) Non-linear springs to unify the dynamic motion of individual elements in a micro-mirror array
US11300776B2 (en) Coupled and synchronous mirror elements in a lidar-based micro-mirror array
US11768367B2 (en) Structures for piezoelectric actuator to increase displacement and maintain stiffness
US20220057626A1 (en) Mems scanning mirror with piezoelectric drive mechanism
KR102511118B1 (ko) 라이다 광학 장치
WO2020117279A1 (en) Non-linear springs to unify the dynamic motion of individual elements in a micro-mirror array
US20220057514A1 (en) Mirror assembly for light steering
CN111670399B (zh) 激光微镜阵列中的耦合和同步镜元件
CN117242366A (zh) 用于偏转检测设备的电磁信号束的信号偏转装置、检测设备、具有至少一个检测设备的车辆以及用于操作信号偏转装置的方法
WO2023048691A1 (en) Fast and high-resolution lidar with multiaxis and multi- surface polygon scanner
CN117355766A (zh) 用于检测物体的检测装置的具有射束移位装置的发射装置、相应的检测装置、车辆和操作发射装置的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant