[發(fā)明專利]面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡以及激光雷達(dá)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111202951.3
• 申請日: 2021-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN113791398A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭德利;鄭泉水
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳清華大學(xué)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G02B26/08;G02B26/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張藝

本發(fā)明提供了一種面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡以及激光雷達(dá)，包括基底、設(shè)于基底上的鏡面部件、設(shè)于基底和鏡面部件之間的滑動(dòng)部件以及用于驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，鏡面部件包括反射面，反射面具有至少兩個(gè)反射角度，滑動(dòng)部件帶動(dòng)鏡面部件于基底上滑動(dòng)并切換反射角度。鏡面部件能夠在滑動(dòng)部件的帶動(dòng)下滑動(dòng)，鏡面部件在滑動(dòng)時(shí)可以切換為不同的反射角度，將傳統(tǒng)的扭臂帶動(dòng)掃描鏡旋轉(zhuǎn)的方式更改為面內(nèi)滑動(dòng)式，能夠大幅度提高微鏡對(duì)光束的掃描角度，并實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的穩(wěn)定掃描，具有較長的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光雷達(dá)的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡以及激光雷達(dá)。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)是通過發(fā)射激光信號(hào)對(duì)周圍空間進(jìn)行掃描并獲取空間參數(shù)的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于地理測繪、環(huán)境探測、工業(yè)掃描或無人駕駛等行業(yè)。目前，激光雷達(dá)的光束掃描方式主要是電機(jī)掃描式，但掃描電機(jī)存在尺寸大、功耗大、控制電路及算法復(fù)雜等明顯缺陷，限制了激光雷達(dá)朝著小型化、集成化及低功耗化等方向發(fā)展的速度，也制約了激光雷達(dá)的進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

微電機(jī)系統(tǒng)(Micro、Electro Mechanical System，以下簡稱MEMS)微鏡基于成熟的半導(dǎo)體加工工藝，可實(shí)現(xiàn)小型化和集成化的光束掃描方式，且具有低功耗和控制簡單的顯著優(yōu)勢。

MEMS掃描鏡主要依靠微驅(qū)動(dòng)器來推動(dòng)可活動(dòng)鏡面產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)，從而改變?nèi)肷涔獾膫鞑シ较颉Ｉ暾執(zhí)枮镃N202010737221.2的中國專利申請，公開了一種用于激光雷達(dá)的雙層梳齒驅(qū)動(dòng)MEMS掃描鏡及制備方法，通過靜電驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)掃描件沿著軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)角度的反射。但是現(xiàn)有的MEMS掃描鏡是通過扭臂帶動(dòng)掃瞄鏡旋轉(zhuǎn)，此時(shí)掃描鏡的旋轉(zhuǎn)角度約為10至20度，其旋轉(zhuǎn)角度較小，導(dǎo)致光束的掃描角很小。此外，扭臂由于需要周期性反復(fù)扭轉(zhuǎn)，長時(shí)間使用后會(huì)導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低，最終影響扭臂穩(wěn)定使用的壽命。

因此如何能夠?qū)崿F(xiàn)大角度、長壽命穩(wěn)定的掃描是急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的微鏡的壽命較低且扭轉(zhuǎn)角度較小的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡，包括：基底、設(shè)于所述基底上的鏡面部件、設(shè)于所述基底和所述鏡面部件之間的滑動(dòng)部件以及用于驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，所述鏡面部件包括反射面，所述反射面具有至少兩個(gè)反射角度，所述滑動(dòng)部件帶動(dòng)所述鏡面部件于所述基底上滑動(dòng)并切換反射角度。

進(jìn)一步地，所述滑動(dòng)部件包括至少一個(gè)超滑片，所述超滑片具有至少一個(gè)超滑面，所述基底具有原子級(jí)平整表面，所述超滑面貼合于所述原子級(jí)平整表面上。

進(jìn)一步地，所述基底還包括絕緣層，所述滑動(dòng)部件設(shè)于所述絕緣層上，且所述絕緣層具有原子級(jí)平整表面，所述超滑片與所述絕緣層超滑接觸。

進(jìn)一步地，所述超滑片遠(yuǎn)離所述基底的一側(cè)面與所述鏡面部件固定連接。

進(jìn)一步地，所述鏡面部件還包括支撐部件，所述反射面設(shè)于所述支撐部件上。

進(jìn)一步地，所述反射面采用多棱反射鏡面，所述多棱反射鏡面包括至少兩個(gè)平整反射面，且所述平整反射面依次拼接。

進(jìn)一步地，所述反射面采用弧形鏡面、球形鏡面或不規(guī)則曲率鏡面。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)部件采用電驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)部件設(shè)于所述基底的內(nèi)部或設(shè)于所述基底的底部。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)部件包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極。

本發(fā)明還提供了一種激光雷達(dá)，包括發(fā)射元件、接收元件以及如上所述的面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡，所述微鏡朝向所述發(fā)射元件或所述接收元件。

本發(fā)明提供的面內(nèi)滑動(dòng)式微鏡的有益效果在于：