使用宏扫描结构和MEMS扫描镜的激光扫描器的制作方法

本公开的各实施例总体上涉及使用宏扫描结构和mems扫描镜的激光扫描器

背景技术：

1、光检测和测距(lidar)是一种遥感方法，其用于通过用光(例如，激光)瞄准物体并且测量反射光返回接收器的时间来确定距离(可变距离)。扫描lidar传感器通过使用准直激光束和带有反射镜或棱镜的扫描子系统依次扫描环境来探测周围环境。使用准直成小角度的光的优点是，与一次淹没整个场景的方法(所谓的闪光lidar)相比，它大大扩展了范围。缺点是，扫描场景需要附加时间，尤其是当视场水平和竖直延伸时。扫描时间取决于水平和竖直视场、以及水平和竖直分辨率和范围。扫描时间决定每秒可以收集的最大帧数(完整扫描)。

2、此外，为了提高信噪比并且从而提高范围，让接收器也使用相同的扫描子系统是有用的。然后，接收器基本上“看”向光被传输到场景中的同一方向。然而，这种布置需要大的扫描子系统，以便为接收器实现足够大的孔。这通常可以防止在这种系统中使用小型的所谓的微机电系统(mems)镜。

3、因此，为了实现期望的水平和竖直视场、水平和竖直分辨率、扫描范围和帧速率，提供了一种改进的设备，其具有宏多面镜或宏棱镜和mems镜，该设备布置成使得水平和竖直激光扫描图案被实现并且宏扫描机制也被用于接收器。

技术实现思路

1、实施例提供了一种光扫描系统，该光扫描系统包括：被配置为传输沿着传输路径的传输光束的传输器；布置在传输路径上并且被配置为围绕第一扫描轴线振荡以在视场的第一维度中引导传输光束的微机电系统(mems)镜；布置在传输路径和接收器路径上的宏扫描器，宏扫描器被配置为围绕第二扫描轴线旋转以在视场的第二维度中引导传输光束，其中宏扫描器还被配置为从视场接收经由反向散射从传输光束产生的接收光束，并且其中宏扫描器被配置为进一步沿着接收器路径定向接收光束；以及布置在接收器路径上并且被配置为接收来自宏扫描器额接收光束并且生成表示接收光束的测量信号的光检测器。

2、实施例还提供了一种光扫描系统，该光扫描系统包括：被配置为沿着传输路径同时传输多个光束以产生一扇传输光束的多个光源；布置在传输路径上并且被配置为围绕第一扫描轴线振荡以在视场的第一维度中引导该扇传输光束的微机电系统(mems)镜；布置在传输路径和接收器路径上的宏扫描器，宏扫描器被配置为围绕第二扫描轴线旋转以在视场的第二维度中引导该扇传输光束，其中宏扫描器还被配置为从视场接收一扇接收光束，该扇接收光束是经由反向散射从该扇传输光束产生的，并且其中宏扫描器被配置为进一步沿着接收器路径定向该扇接收光束；以及布置在接收器路径上并且被配置为从宏扫描器接收该扇接收光束并且基于该扇接收光束生成多个测量信号的光检测器阵列。

技术特征：

1.一种光扫描系统，包括：

2.根据权利要求1所述的光扫描系统，其中所述宏扫描器是具有多个反射面的多面镜、或者是棱镜。

3.根据权利要求1所述的光扫描系统，其中所述宏扫描器被配置为围绕所述第二扫描轴线连续旋转360°，以在所述第二维度中引导所述传输光束。

4.根据权利要求1所述的光扫描系统，还包括：

5.根据权利要求4所述的光扫描系统，其中所述接收器镜在所述传输路径上布置在所述mems镜与所述宏扫描器之间，其中所述传输光束被配置为沿着所述传输路径穿过所述接收器镜。

6.根据权利要求1所述的光扫描系统，还包括：

7.根据权利要求6所述的光扫描系统，其中：

8.根据权利要求1所述的光扫描系统，其中：

9.一种光扫描系统，包括：

10.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述宏扫描器是具有多个反射面的多面镜。

11.根据权利要求10所述的光扫描系统，其中：

12.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述宏扫描器是棱镜。

13.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述宏扫描器被配置为围绕所述第二扫描轴线连续旋转360°，以在所述第二维度中引导所述一扇传输光束。

14.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述宏扫描器沿着所述传输路径布置在所述mems镜下游。

15.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述mems镜被配置为以正弦图案引导所述一扇传输光束，并且所述宏扫描器被配置为在所述视场上线性地引导所述一扇传输光束。

16.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述光检测器阵列中的每个光检测器被配置为接收在所述一扇接收光束中所接收的所述接收光束中的不同接收光束。

17.根据权利要求16所述的光扫描系统，其中所述光检测器阵列被配置为响应于接收到所述一扇接收光束而并行地生成多个测量信号。

18.根据权利要求9所述的光扫描系统，其中所述一扇传输光束是具有在所述第二维度中延伸的细长尺寸的线。

19.根据权利要求9所述的光扫描系统，还包括：

20.根据权利要求19所述的光扫描系统，其中：

技术总结
本公开的各实施例总体上涉及使用宏扫描结构和MEMS扫描镜的激光扫描器。一种光扫描系统包括：被配置为传输沿着传输路径的传输光束的传输器；布置在传输路径上并且被配置为围绕第一扫描轴线振荡以在第一维度中引导传输光束的微机电系统(MEMS)镜；布置在传输路径和接收器路径上的宏扫描器，宏扫描器被配置为围绕第二扫描轴线旋转以在第二维度中引导传输光束，其中宏扫描器还被配置为接收经由反向散射从传输光束产生的接收光束，并且其中宏扫描器被配置为进一步沿着接收器路径定向接收光束；以及被配置为接收来自宏扫描器的接收光束并且生成表示接收光束的测量信号的光检测器。

技术研发人员：A·霍夫鲍尔,M·E·亨内克,B·基里洛夫,R·赖歇特
受保护的技术使用者：英飞凌科技奥地利有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13