CN113227875A - 具有微镜阵列的微机械镜组件及其混合驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例提供了一种微机械镜组件及其混合驱动方法。在一个示例中，微机械镜组件包括基座和固定在所述基座上的微镜阵列。所述基座被配置为围绕基座倾斜轴倾斜。微镜阵列中的每个微镜被配置为围绕其各自的镜倾斜轴倾斜。各微镜的倾斜轴彼此平行，但不平行于基座倾斜轴。

Description

具有微镜阵列的微机械镜组件及其混合驱动方法
相关申请
本申请要求2018年12月18日提交的第16/224,754号美国专利申请的优先权，其全部内容明确地通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种微机械镜组件及其驱动方法，尤其涉及一种在光探测和测距(LiDAR)扫描仪中使用的微机械镜组件及其驱动方法。
背景技术
光探测和测距(LiDAR)***已广泛应用于自动驾驶和生成高清地图。例如，LiDAR***通过用脉冲激光照射目标并用传感器测量反射脉冲来测量到目标的距离。之后，激光返回时间和波长之差可以被用于生成目标的数字三维(3-D)图像。用于LiDAR扫描的激光可以为紫外线、可见光或者近红外光。因为使用窄激光束作为扫描仪的入射光可以绘制出具有高分辨率的物理特征，所述LiDAR***特别适合于诸如高清地图勘测之类的应用。
LiDAR***的扫描仪包括镜，所述镜可以通过致动器移动(例如，倾斜)，以将来自激光源的入射激光束反射(并转向)到预定角度。所述镜可以是由采用微机电***(microelectromechanical system，MEMS)技术的半导体材料制成的单个微机械镜组件，或微机械镜组件阵列。已提出在LiDAR扫描仪中使用微镜阵列，因为这样可以增加总有效孔径。另一方面，LiDAR***要求在两个维度上(例如，在x和y扫描轴上)执行激光扫描。然而，机械干涉会阻止阵列中的微镜与两个扫描轴上耦合和同步。
本公开的实施例通过可在LiDAR扫描仪中使用的改进的微机械镜组件及其驱动方法来解决上述问题。
发明内容
本公开的实施例提供了一种微机械镜组件。所述微机械镜组件包括基座和固定在所述基座上的微镜阵列。所述基座被配置为围绕基座倾斜轴倾斜。所述微镜阵列中的每个微镜被配置为围绕各自的镜倾斜轴倾斜。各所述镜倾斜轴彼此平行，且不平行于所述基座倾斜轴。
本公开的实施例还提供一种用于光探测和测距(LiDAR)的扫描仪。所述扫描仪包括第一致动器、不同于所述第一致动器的第二致动器以及微机械镜组件。所述微机械镜组件包括基座和固定在所述基座上的微镜阵列。所述基座被配置为围绕由所述第一致动器驱动的基座倾斜轴倾斜，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为围绕各自由第二致动器驱动的镜倾斜轴倾斜。每个所述镜倾斜轴彼此平行，且不平行于所述基座倾斜轴。
本公开的实施例进一步提供一种用于驱动微机械镜组件的方法，所述微机械镜组件包括基座和固定在所述基座上的微镜阵列。所述方法包括，驱动所述基座围绕基座倾斜轴倾斜。所述方法还包括，驱动所述微镜阵列中的每个微镜围绕各自的镜倾斜轴倾斜。每个所述镜倾斜轴彼此平行，且不平行于所述基座倾斜轴。所述微镜阵列中的每个微镜围绕各自的所述镜倾斜轴的倾斜是同步的。
应理解，如所要求地，上述一般描述和以下详细描述两者仅是示例性和说明性的，不会对本发明造成任何限制。
附图简要说明
图1示出了根据本公开的实施例的配备有光探测和测距(LiDAR)***的示例性车辆的示意图。
图2示出了根据本公开的实施例的具有带扫描仪的发射器的示例性光探测和测距(LiDAR)***的框图。
图3示出了根据本公开的实施例的具有微机械镜组件的光探测和测距(LiDAR)***的示例性扫描仪的示意图。
图4示出了根据本公开的实施例的具有微机械镜组件的示例性扫描仪的透视图。
图5示出了根据本公开的实施例的具有微镜阵列的示例性微机械镜组件的透视图。
图6A-6C示出了根据本公开的实施例的示例性微镜阵列的透视图。
图7示出了根据本公开的实施例的具有微机械镜组件的另一示例性扫描仪的透视图。
图8示出了根据本公开的实施例的用于驱动微机械镜组件的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考示例性实施例，其示例如附图中所示。在所有附图中，尽可能地使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。
图1示出了根据本公开的实施例的配备有光探测和测距(LiDAR)***102的示例性车辆100的示意图。与一些实施例相一致地，车辆100可以是检测车，用于获取构建高清地图或三维建筑及城市建模的数据。
如图1中所示，车辆100可以配置有通过安装结构108安装到车身104上的LiDAR***102。安装结构108可以是机电装置，安装或以其他方式固定于车辆100的车身104上。在本公开的一些实施例中，安装结构108可使用螺钉、粘合剂或其它安装机构。车辆100可另外配备一个传感器110，通过任何合适的安装机构配置在车身104内部或外部。传感器110可以包括在导航装置中使用的传感器，例如全球定位***(Global Positioning System，GPS)接收器和一个或多个惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)传感器。可以设想的是，将LiDAR***102或传感器110配置到车辆100上的方式不限于图1中所示示例，并且，安装方式可以根据LiDAR***102和传感器110和/或车辆100的类型进行变更，以获得理想的三维(3-D)感测效果。
与一些实施例相一致地，LiDAR***102和传感器110被配置为在车辆100沿轨迹移动时捕获数据。例如，LiDAR***102的发射器被配置为扫描周围环境并获取点云。LiDAR***102通过用脉冲激光束照射目标并用接收器测量反射脉冲来测量到目标的距离。用于LiDAR***102的激光束可以为紫外线光、可见光或者近红外光。在本公开的一些实施例中，LiDAR***102可以捕获点云。当车辆100沿轨迹移动时，LiDAR***102可以连续捕获数据。在特定时间范围内捕获的每组场景数据称为数据帧。
图2示出了根据本公开的实施例的具有带扫描仪210的发射器202的示例性LiDAR***102的框图。LiDAR***102可以包括发射器202和接收器204。发射器202可以在扫描角内发射激光束。发射器202可以包括一个或多个激光源206和一个扫描仪210。如下文详述，扫描仪210可以包括可以由混合方式在两个维度中驱动的、具有微镜阵列的微机械镜组件(未示出)。在一些实施例中，每个微镜被配置为通过第一驱动机构(例如，静电或压电驱动)围绕第一倾斜轴同步倾斜，并且，整个微镜阵列被配置为当微机械镜组件的基座通过第二驱动机构(电磁或热驱动)倾斜时，围绕第二倾斜轴(例如，与第一倾斜轴正交)倾斜。可使用混合驱动方法驱动微机械镜组件，其中一个方向上为机械耦合的阵列结构，而另一方向上微机械镜组件作为整体被驱动。应理解，尽管本申请公开的微机械镜组件及其混合驱动方法是在LiDAR扫描仪的背景下说明的，但其应用不仅限于LiDAR扫描仪，而是包括需要在至少两个方向上驱动微镜阵列的任何适合的光学***。
作为LiDAR***102的一部分，发射器202可以在其扫描角度内沿不同方向按顺序发射脉冲激光束流，如图2所示。激光源206可以被配置为在各自的入射方向上向扫描仪210提供激光束207(在本申请中称为“原激光束”)。在本公开的一些实施例中，激光源206会产生紫外线的、可见的或近红外线的波长范围内的脉冲激光束。
在本公开的一些实施例中，激光源206是一种脉冲激光二极管(pulsed laserdiode，PLD)。PLD可以是类似于发光二极管(LED)的半导体器件，在其中激光束从二极管的接合处产生。在本公开的一些实施例中，PLD包括有源区在本征(I)区内的PIN二极管，且载流子(电子和空穴)分别从N和P区泵入有源区中。基于半导体材料，由PLD提供的入射激光束207的波长可小于1,100nm，例如405nm，介于445nm和465nm之间、介于510nm和525nm之间、532nm、635nm、介于650nm和660nm之间、670nm、760nm、785nm、808nm或848nm。
扫描仪210可以设置为在第一方向上将激光束209发射到物体212。物体212可以由多种材料制成，包括例如非金属物体、岩石、雨水，化合物、气溶胶、云，甚至单个分子。激光束209发射的波长可能会基于物体212的组成成分变化。在扫描期间的每个时间点，由于入射激光束207的入射角可能为固定值，通过倾斜微机械镜组件，扫描仪210可在扫描角度内的某方向上将激光束209发射到物体212上。在本公开的一些实施例中，扫描仪210还包括光学组件(例如，透镜、镜子)，可以将脉冲激光聚焦成窄激光束从而增加物体212的扫描分辨率和范围。
作为LiDAR***102的一部分，接收器204可被配置为以另一个方向从检测物体212返回的返回激光束211。接收器204可以收集从物体212返回的激光束，并输出反映返回激光束强度的电信号。接触后，激光束可通过诸如瑞利散射(Rayleigh scattering)、米氏散射(Mie scattering)、拉曼散射(Raman scattering)和荧光之类的反向散射而被物体212反射。如图2所示，接收器204可以包括一个透镜214和一个光电检测器216。透镜214被配置为将来自各方向的光收集到其视场(field of view，FOV)内。在扫描期间的每个时间点，返回的激光束211可被透镜214收集。返回激光束211可以从物体212返回，并且具有与激光束209相同的波长。
光电检测器216可设置为检测从物体212返回的返回激光束211。光电检测器216可以将透镜214收集的激光(例如，返回的激光束211)转换成电信号218(例如，电流或电压信号)。当光子被吸收在光电二极管内时，产生电流。在本公开的一些实施例中，光电检测器216可以包括雪崩光电二极管(avalanche photo diode，APD)，例如单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode，SPAD)、单光子雪崩二极管阵列或硅光电倍增管(silicon photo multiplier，SiPM)。
尽管将扫描仪210描述为发射器202的一部分，但是应理解，在一些实施例中，扫描仪210可作为接收器204的一部分，例如，在光路中的光电检测器216之前。接收器包括扫描仪210，可以确保光电检测器216仅捕获来自期望方向的光，例如返回激光束211，从而避免来自如太阳和/或其它LiDAR***的其它光源带来的干扰。通过增加接收器204的扫描仪210内镜组件的孔径尺寸，还可以增加光电检测器216的灵敏度。
如上文所述，入射激光束207的入射角可相对于扫描仪210固定，并且可以通过旋转扫描仪210内的微机械镜组件来实现对激光束209的扫描。图3示出了根据本公开的实施例的具有微机械镜组件300的LiDAR***的示例性扫描仪210的示意图。扫描仪210进一步包括第一致动器306、第二致动器308和控制器310。微机械镜组件300包括基座302和固定基座302上的微镜304的阵列。在一些实施例中，微镜304的阵列和基座302由半导体材料制成，例如可能不会对入射激光束产生反射的硅。因此，每个微镜304可以被设置在其顶表面(面对入射激光束)上的反射层(未示出)覆盖。反射层可以对入射激光束产生反射，所述入射激光束被微机械镜组件300反射后形成反射激光束。通过倾斜微镜304的阵列，入射激光束可被反射到不同方向，即，形成另一反射激光束。基座可以为任何适当形状的刚性微机械结构，其上可固定微镜304的阵列。在一些实施例中，微镜304和基座302制成于同一晶片/基板上。在一些实施例中，微镜304和基座302分别制成于不同的晶片/基板上，并且通过结合、粘合剂、焊接或任何其他合适的方式堆叠在一起。
倾斜镜可应用于许多光学***中。在许多情况下，***的光学孔径均由镜的尺寸决定。在各种场景下，光学孔径越大越好。理想情况下，这一点可以通过增加镜的尺寸来实现。但是，这可能牺牲其它性能，例如镜的运行速度。一种替代的方法为使用镜的阵列，其中各镜的尺寸固定不变，但是同时操作一组相同的微镜可以增加总有效孔径。然而，这要求阵列中的所有单个微镜保持同步，从而保证在任何时候，所有微镜都向同一方向倾斜。在每个镜都相同的理想***中，只要向每个微镜发送的驱动信号是相同的，即可实现这一点。然而，由于制造过程中的差异，向每个微镜发送相同的驱动信号会导致略微不同的响应。
为了解决这个问题，如图3所示，微镜304的阵列采用机械方式耦合，以使各镜的活动(例如，围绕各自的镜倾斜轴倾斜)为同步的。可以理解，在一些实施例中，微镜304的阵列可以不通过机械方式耦合以实现同步。例如，控制器310可以发送相同的控制信号以驱动彼此相同(例如，具有相同的材料、尺寸和形状)的微镜304。在一些实施例中，微镜304的阵列甚至可能不会达到同步，并且每个微镜304单独倾斜。根据一些实施例，由于微机械镜组件300需围绕至少两个不同的轴倾斜以将光(例如，激光束)沿两个维度或三个维度反射，微镜304的阵列固定在基座302上，所述基座可以围绕与镜倾斜轴不同的基座倾斜轴倾斜。结果，微镜304的阵列也可以与基座302一起围绕基座倾斜轴倾斜。
在一些实施例中，每个单独的微镜304具有自己的镜倾斜轴，且每个镜倾斜轴彼此平行。根据一些实施例，当微镜304的阵列采用机械方式耦合，并且当每个微镜304具有相同的尺寸和形状时，各微镜304围绕各自的镜倾斜轴倾斜可以是同步的。另一方面，基座302可能仅围绕一个基座倾斜轴倾斜。基座倾斜轴可以不平行于镜倾斜轴。在一些实施例中，基座倾斜轴与镜倾斜轴彼此正交。
在一些实施例中，第一致动器306被配置为通过第一驱动机构驱动基座302围绕基座倾斜轴倾斜，并且，第二致动器308被配置为通过不同于第一驱动机构的第二驱动机构，驱动每个微镜304围绕各自的镜倾斜轴倾斜。也即是说，在一个方向上，微镜304的阵列通过机械方式耦合并且在一个驱动机构下同步运行，并且，每个微镜304的镜倾斜轴都是独立且平行的，而在另一方向上，当基座302在另一个驱动机构下绕单个基座倾斜轴倾斜时，整个微镜304的阵列一起倾斜。因此，微机械镜组件300的驱动方法在本申请中可以因此称为“混合驱动”方法。
使用混合驱动方法的一个原因是，在扫描应用中，例如在LiDAR***的扫描仪210中，每个轴可以在不同的频率下操作。在一些实施例中，第一致动器306被配置为驱动基座302以1Hz和100Hz之间的频率倾斜(例如，1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、5Hz、6Hz、7Hz、8Hz、9Hz、10Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz、60Hz、70Hz、80Hz、90Hz、100Hz，由这些值的下限限制的任何范围，或由这些值中的任意两个值定义的任意范围内)。在一个例子中，基座302倾斜时的频率为10Hz。在一些实施例中，第二致动器308被配置为驱动每个微镜304以100Hz和100KHz之间的频率倾斜(例如，100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz、1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、5Hz、6Hz、7Hz、8Hz、9Hz、10Hz、15Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz、60Hz、70Hz、80Hz、90Hz、100Hz，由这些值的下限限制的任何范围，或由这些值中任意两个值定义的任意范围内)。在一个例子中，每个微镜304倾斜时的频率为10KHz。
围绕不同倾斜轴(例如，如上所述)的倾斜频率差异，导致不同方向的驱动要求存在差异。在一些实施例中，镜倾斜轴为快轴，因为与基座302相比，各微镜304的尺寸相对较小，且它们的转动惯量也小于基座302的转动惯量。结果，第二致动器308可以是分别通过静电驱动或压电驱动方式驱动每个微镜304的静电致动器或压电致动器。应理解，第二致动器308可以是适用于高频率但转动惯量较低的驱动的任何其他致动器(具有相应的驱动机构)。相反，由于基座302尺寸相对较大，基座倾斜轴一般为以较低频率但较高转动惯量操作的慢轴。结果，第一致动器306可以是分别通过电磁驱动或热驱动方式驱动基座302(以及整个微镜304阵列)的电磁致动器或热致动器。应理解，第一致动器306可以是适用于低频率但转动惯量较高的驱动的任何其他致动器(具有相应的驱动机构)。
在一些实施例中，控制器310可以在单个设备中具有不同的模块，例如集成电路(IC)芯片(实现方式为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))，或具有特定功能的单独设备。控制器310可以为图3所示扫描仪210的一部分，也可以是与扫描仪210分离的组件。控制器310可被配置为向第一和第二致动器306和308发送驱动信号，控制基座302和微镜304阵列的操作，例如倾斜频率和转动惯量，如上文详述。
图4示出了根据本公开的实施例的具有微机械镜组件402的示例性扫描仪400的透视图。如图4所示，扫描仪400还可以包括电磁致动器404、基座407以及固定在基座407上的微镜408的阵列。在一些实施例中，电磁致动器404包括一对永磁体410和一个在其上形成电磁线圈的倾斜板412。通过控制流过倾斜板412上电磁线圈的电流，永磁体410和电磁线圈之间的磁场可迫使倾斜板412通过一对铰链414绕基座倾斜轴406倾斜。基座407可以固定在倾斜板上，并且因此，被配置为围绕基座倾斜轴406倾斜，并由电磁致动器404驱动。电磁致动器404和微机械镜组件402可以通过，例如由微机电***(microelectromechanicalsystem，MEMS)使用的微制造工艺制成。在一些实施例中，微机械镜组件402的至少一部分，例如电磁致动器404，不是通过微制造工艺(例如，用于MEMS)制成的，而是可以通过传统的制造技术制成的。在一个例子中，印刷电路板(printed circuit board，PCB)可以用于制造电磁致动器404的倾斜板412，从而使电磁线圈可直接嵌入倾斜板412的PCB内。在一些实施例中，电磁致动器404被配置为通过倾斜板412上的电磁线圈施加具有相应频率的交流(AC)电流，从而驱动微机械镜组件402的基座407以1Hz和100Hz之间的频率倾斜。应理解，尽管描述的电磁致动器404为旋转电磁致动器(rotational electromagnetic actuator)，但在一些实施例中，电磁致动器404也可以是任何其他类型的电磁致动器，比如线性驱动电磁致动器(linear drive electromagnetic actuators)或悬臂式电磁致动器(cantileverelectromagnetic actuators)。
图5示出了根据本公开的实施例的具有固定在基座407上的微镜阵列408的示例性微机械镜组件402的透视图。每个微镜408可以是相同的，例如，具有相同的材料、尺寸和形状。如图5所示，每个微镜408被配置为围绕各自的镜倾斜轴502倾斜。根据一些实施例，每个镜倾斜轴502彼此平行并且与基座倾斜轴406正交，基座407围绕基座倾斜轴倾斜。结果，每个微镜408可在一个方向上绕其镜倾斜轴502倾斜，并随着基座407倾斜而在另一方向上绕共用基座倾斜轴406倾斜，例如由图4所示的电磁致动器404驱动。在一些实施例中，致动器被配置为驱动微机械镜组件402的每个微镜408以100Hz与100KHz之间的频率倾斜。
每个微镜408可由另一个致动器(未示出)使用静电驱动或压电驱动方式驱动围绕镜倾斜轴502倾斜。在两个导电电极之间施加电压时，静电致动器依赖于两个导电电极之间的力。基于上述电极的布置，可使用不同类型的静电致动器，例如静电梳齿致动器、静电平行板致动器、旋转静电致动器、悬臂静电致动器等。压电致动器是电控制的定位元件，基于压电效应起作用。例如，压电力传感器中的直接压电效应，表示由于机械应变的作用而产生电荷。压电致动器可以包括，例如，薄膜压电致动器(diaphragm piezoelectricactuators)或悬臂压电致动器(cantilever piezoelectric actuators)。
在一些实施例中，为了确保各微镜408围绕镜倾斜轴502的倾斜是同步的，微镜408的阵列在一个方向上机械耦合。例如，图6A-6C所示为微镜602的机械耦合的阵列的示例。微镜602的阵列通过具有两个支柱604和606的框架实现机械耦合。在图6A中，两个支柱604和606处于同一水平(初始水平)，使得所有微镜602都不倾斜。在图6B中，支柱606处于初始水平，支柱604升高至升高水平，由于所有的微镜602采用机械方式耦合在一起，使得所有的微镜602以同步的方式倾斜第一角度。在图6C中，支柱604处于初始水平，而支柱606升高至升高水平。类似地，由于所有微镜602采用机械方式耦合在一起，使得所有的微镜602以同步的方式倾斜第二角度。可以理解，尽管在图6A-6C中使用具有支柱的框架对微镜进行机械耦合，也可以使用任何其他合适的机械机构。
图7示出了根据本公开的实施例的具有微机械镜组件702的另一示例性扫描仪700的透视图。如图7所示，扫描仪700还可以包括一个热致动器706、基座704以及固定在基座704上的微镜710阵列。热致动器706通过热膨胀放大产生运动。装置一部分的少量热膨胀可转化为整个装置的大量偏转。在一些实施例中，热致动器706是采用掺杂硅制成的复杂柔性构件，并且可通过电阻加热或通过能够局部引入热量的热源实现内部温度的升高。如图7所示，热致动器706为悬臂型双压电晶片热致动器。由于热膨胀系数不匹配，双压电晶片致动器受热会发生变形。
在一些实施例中，热致动器706的双压电晶片结构用作微机械镜组件702的挠曲。热致动器706的双压电晶片结构弯曲，可导致微机械镜组件702的基座704围绕基座倾斜轴708倾斜。因此，根据一些实施例，基座704被配置为在热致动器706驱动下围绕基座倾斜轴708倾斜。热致动器706和微机械镜组件702可采用，例如MEMS所使用的微制造工艺制成。在一些实施例中，微机械镜组件702的至少一部分，例如热致动器706，不是通过微制造工艺(例如，用于MEMS)制成的，而是可以通过传统的制造技术，例如制作PCB的技术制成的。在一些实施例中，热致动器706被配置为驱动微机械镜组件702的基座704以1Hz与100Hz之间的频率倾斜。应理解，尽管描述的热致动器706为悬臂型双压电晶片热致动器(cantilevertype bimorph thermal actuator)，但是在一些实施例中，电磁致动器404也可以是任何其他类型的电磁致动器，例如隔膜式双压电晶片热致动器(diaphragm type bimorphthermal actuators)、气动式热致动器(pneumatic type thermal actuators)、热膨胀型热致动器(thermal expansion type thermal actuators)或形状记忆合金(shape memoryalloy，SMA)型热致动器。
如图7所示，每个微镜710可设置为，在致动器712(例如，静电致动器或压电致动器)驱动下围绕各自的镜倾斜轴714倾斜。在一些实施例中，每个镜倾斜轴714彼此平行并且与基座倾斜轴708正交，基座704围绕基座倾斜轴倾斜。因此，每个微镜710可在一个方向上绕各自的镜倾斜轴714倾斜，并随着基座704倾斜而在另一方向上绕共用基座倾斜轴708倾斜，例如由图4所示的热致动器706驱动。在一些实施例中，致动器712被配置为驱动微机械镜组件702的每个微镜710以100Hz与100KHz之间的频率倾斜。
图8示出了用于驱动微机械镜组件的示例性方法800的流程图，所述微机械镜组件包括彼此之间机械耦合并固定在基座上的微镜阵列。例如，方法800可用于驱动图3-5和图7所示的微机械镜组件300、402和702。然而，方法800不限于该示例性实施例中的应用。方法800包括下文所述的步骤S802-S804。应理解，这些步骤可以同时执行，或者采用与图8所示不同的顺序执行。
在步骤S802中，基座被驱动绕基座倾斜轴倾斜。在一些实施例中，基座由第一致动器驱动，该第一致动器包括分别由静电力或压电力驱动的静电致动器或压电致动器。根据一些实施例，基座围绕基座倾斜轴倾斜的频率在1Hz和100Hz之间。在一些实施例中，控制器310可以向第一致动器306发送驱动信号，指示诸如交流电流的频率和振幅等驱动参数。基于驱动信号，第一致动器306可以驱动基座302以相应的频率围绕基座倾斜轴倾斜。当微镜304的阵列固定在基座302上时，基座302的倾斜还会引起每个微镜304以同一频率围绕基座倾斜轴倾斜。
在步骤S804中，驱动微镜阵列中的每个微镜围绕各自的镜倾斜轴倾斜。根据一些实施例，每个镜倾斜轴彼此平行并且不平行于基座倾斜轴。当微镜彼此之间机械耦合时，微镜阵列中的每个微镜围绕各自的镜倾斜轴的倾斜可是同步的。在一些实施例中，每个微镜由第二致动器驱动，该第二致动器包括分别由电磁力或热力驱动的电磁致动器或热致动器。根据一些实施例，微镜围绕镜倾斜轴倾斜的频率在100Hz和100KHz之间。在一些实施例中，控制器310可以向第二致动器308发送驱动信号，指示诸如交流电流的频率和振幅等驱动参数。基于驱动信号，第二致动器308可以驱动每个微镜304以相应的频率围绕镜倾斜轴倾斜。当微镜304的阵列机械耦合时，每个微镜304的倾斜是同步的。应理解，围绕基座倾斜轴线的倾斜和围绕镜倾斜轴线的倾斜可彼此独立,并且可以同时发生。
对本领域技术人员而言，可以对本发明的***及相关方法进行各种修改和变化。从本发明的***及相关方法的说明书和实际应用角度考虑，其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。
说明书和实施例仅视为示例性的，真正的范围应参考所附权利要求书及其等效内容。

Claims (20)

1.一种微机械镜组件，包括：
基座，被配置为围绕基座倾斜轴倾斜；以及
微镜阵列，固定在所述基座上，其中，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为围绕各自的镜倾斜轴倾斜，并且，每个所述镜倾斜轴彼此平行，且不平行于所述基座倾斜轴。
2.根据权利要求1所述的微机械镜组件，其中，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为随着所述基座倾斜而围绕所述基座倾斜轴倾斜。
3.根据权利要求1所述的微机械镜组件，其中，所述微镜阵列中的每个微镜围绕各自的所述镜倾斜轴的倾斜是同步的。
4.根据权利要求1所述的微机械镜组件，其中，所述基座倾斜轴与所述镜倾斜轴正交。
5.根据权利要求1所述的微机械镜组件，其中，所述基座和所述微镜阵列被配置为以不同频率倾斜。
6.根据权利要求5所述的微机械镜组件，其中，所述基座被配置为以1Hz至100Hz之间的频率倾斜。
7.根据权利要求5所述的微机械镜组件，其中，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为以100Hz至100KHz之间的频率倾斜。
8.根据权利要求1所述的微机械镜组件，其中，所述基座和所述微镜阵列被配置为通过不同的驱动机构倾斜。
9.根据权利要求8所述的微机械镜组件，其中，所述基座被配置为通过电磁驱动或热驱动倾斜。
10.根据权利要求8所述的微机械镜组件，其中，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为通过静电驱动或压电驱动倾斜。
11.根据权利要求1所述的微机械镜组件，其中，所述微镜阵列中的每个微镜具有相同的尺寸和形状。
12.一种用于光探测和测距(LiDAR)的扫描仪，包括
第一致动器；
第二致动器，与所述第一致动器不同；以及
微机械镜组件，包括：
基座，被配置为围绕由所述第一致动器驱动的基座倾斜轴倾斜；以及
微镜阵列，固定在所述基座上，其中，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为围绕由所述第二致动器驱动的各个镜倾斜轴倾斜，并且，每个所述镜倾斜轴彼此平行，且不平行于所述基座倾斜轴。
13.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，由所述第一致动器提供的驱动力大于由所述第二致动器提供的驱动力。
14.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，所述第一致动器为静电致动器或压电致动器。
15.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，所述第二致动器为电磁致动器或热致动器。
16.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，所述微镜阵列中的每个微镜被配置为随着所述基座倾斜而围绕所述基座倾斜轴倾斜。
17.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，所述微镜阵列中的每个微镜围绕各自的所述镜倾斜轴的倾斜是同步的。
18.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，所述基座倾斜轴与所述镜倾斜轴正交。
19.根据权利要求12所述的扫描仪，其中，所述基座和所述微镜阵列被配置为以不同的频率倾斜。
20.一种驱动微机械镜组件的方法，所述微机械镜组件包括基座和固定在基座上的微镜阵列，所述方法包括：
驱动所述基座围绕基座倾斜轴倾斜；以及
驱动所述微镜阵列中的每个微镜围绕各自的镜倾斜轴倾斜；
其中，每个所述镜倾斜轴彼此平行，且与所述基座倾斜轴不平行，并且，所述微镜阵列中的每个微镜围绕各自的所述镜倾斜轴的倾斜是同步的。
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