[發明專利]二維掃描裝置及其驅動方法

有效

• 申請號: 202010710883.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111983623B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 高永豐;向少卿
• 申請（專利權）人: 上海禾賽科技有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S7/481
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

1.一種二維掃描裝置的驅動方法，所述二維掃描裝置用于激光雷達，所述二維掃描裝置包括掃描部及驅動部，其中所述掃描部包括：掃描板和沿第一軸線或第二軸線的方向延伸的多個扭轉臂，所述第一軸線與所述第二軸線相互垂直，所述多個扭轉臂包括沿所述第一軸線延伸的第一扭轉臂、沿所述第二軸線延伸的第二扭轉臂、以及沿平行于所述第一軸線的方向延伸的第三扭轉臂；所述驅動部適于通過驅動信號驅動所述掃描部擺動，所述第一扭轉臂、所述第二扭轉臂和所述第三扭轉臂適于在所述驅動信號的作用下分別以第一工作頻率、第二工作頻率和第三工作頻率振蕩，其中，所述第二工作頻率大于所述第一工作頻率，且所述第三工作頻率是所述第二工作頻率的偶數倍，使得所述掃描板對目標空間進行光柵式二維掃描，所述驅動方法包括：

向所述驅動部輸入驅動信號，所述驅動信號包括具有不同頻率的第一驅動分量和第二驅動分量，其中，

所述第一驅動分量適于驅動所述第一扭轉臂和所述第三扭轉臂分別以所述第一工作頻率和所述第三工作頻率振蕩，并驅動所述掃描板圍繞所述第一軸線擺動形成具有階梯波形的光束掃描軌跡；

所述第二驅動分量適于驅動所述第二扭轉臂以所述第二工作頻率振蕩，并驅動所述掃描板圍繞所述第二軸線擺動形成具有正弦波形的光束掃描軌跡。

2.如權利要求1所述的驅動方法，其特征在于，所述第一驅動分量還包括頻率為所述第二驅動分量的頻率的四倍的驅動子分量。

3.如權利要求1所述的驅動方法，其特征在于，所述第一驅動分量包括第一驅動子分量和第二驅動子分量，

所述第一扭轉臂適于在所述第一驅動子分量的作用下以所述第一工作頻率振蕩，所述第三扭轉臂適于在所述第二驅動子分量的作用下以所述第三工作頻率振蕩，所述第二驅動子分量的頻率為所述第二驅動分量的頻率的二倍，且所述第二驅動子分量與所述第二驅動分量具有相同的初始相位。

4.如權利要求3所述的驅動方法，其特征在于，所述第一驅動子分量適于驅動所述掃描板圍繞所述第一軸線作慢軸低頻擺動，且所述掃描板圍繞所述第一軸線作慢軸低頻擺動形成的光束掃描軌跡線具有三角波形；

所述第二驅動子分量適于驅動所述掃描板圍繞所述第一軸線作慢軸高頻擺動，且所述掃描板圍繞所述第一軸線作慢軸高頻擺動形成的光束掃描軌跡線具有鋸齒波形。

5.如權利要求3所述的驅動方法，其特征在于，所述第一驅動子分量的頻率等于所述二維掃描裝置的掃描幀頻的1/2，所述第一驅動子分量的波峰峰值根據所述二維掃描裝置的繞所述第一軸線擺動達到的最大視場角確定。

6.如權利要求1所述的驅動方法，其特征在于，在向所述驅動部輸入所述驅動信號之前，所述驅動方法還包括：產生所述驅動信號。

7.如權利要求1所述的驅動方法，其特征在于，所述掃描部還包括：

外框，所述掃描板設置于所述外框內；以及

支撐部，設置于所述外框的外圍，且與所述外框之間有預設距離；

其中，所述外框通過所述第一扭轉臂耦接至所述支撐部，所述第二扭轉臂和所述第三扭轉臂相連接形成復合扭轉臂，所述掃描板通過所述復合扭轉臂耦接至所述外框。

8.如權利要求7所述的驅動方法，其特征在于，所述掃描部包括兩個所述第一扭轉臂，所述兩個第一扭轉臂相對于所述第二軸線對稱地設置于所述外框的兩側；和/或

所述掃描部包括兩個由所述第二扭轉臂和所述第三扭轉臂形成的復合扭轉臂，所述兩個復合扭轉臂相對于所述第一軸線對稱地設置于所述掃描板的兩側。

9.如權利要求8所述的驅動方法，其特征在于，每個所述第三扭轉臂包括相互平行的第一子扭轉臂和第二子扭轉臂，所述第一子扭轉臂與所述掃描板耦接，所述第二子扭轉臂與所述外框耦接，所述第二扭轉臂的兩端分別與所述第一子扭轉臂和所述第二子扭轉臂耦接；其中，所述第一子扭轉臂的長度不大于所述掃描板的直徑；

所述二維掃描裝置還包括兩個第四扭轉臂，所述第一子扭轉臂的兩端分別通過所述兩個第四扭轉臂與所述掃描板耦接，所述第二子扭轉臂的兩端直接與所述外框連接；

所述第一子扭轉臂和所述第二子扭轉臂分別相對于所述第二軸線對稱；

所述外框為橢圓形，所述外框的長軸與所述第二軸線共線，所述外框的短軸與所述第一軸線共線；或者，所述外框為矩形。