[发明专利]一种振镜和激光雷达

说明书

本发明公开了一种振镜和激光雷达，该振镜包括：振镜驱动架包括快轴支架和慢轴支架，反射镜安装在快轴支架的快轴框中，快轴支架连接于慢轴支架内，振镜驱动架旋转连接于固定座中；快轴框绕第一方向扭动，慢轴支架绕第二方向扭动；慢轴驱动组件包括第一慢轴磁铁、第二慢轴磁铁以及慢轴线圈；慢轴线圈环绕设置于慢轴支架的边缘；沿第一方向，第一慢轴磁铁设置于慢轴支架的两端，第二慢轴磁铁设置于固定座的两端；其中，位于振镜的同一端的第一慢轴磁铁和第二慢轴磁铁的极性相反，位于振镜的不同端的第一慢轴磁铁的极性相反，位于振镜的不同端的第二慢轴磁铁的极性相反。如此，可提高振镜可靠性，提高其抗振动和冲击能力，利于延长激光雷达的寿命。

技术领域

本发明实施例涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种振镜和激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。随着激光雷达的发展，将微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)振镜(本文中也简称为“振镜”)应用于激光雷达中，研发固态激光雷达成为近年来激光雷达的发展新趋势。MEMS振镜，是采用MEMS工艺制作的一种微镜，其工作模式多为谐振模式，具有尺寸小、振荡频率高、无旋转部件等优势。

通常，固态激光雷达青睐电磁式MEMS振镜和类MEMS振镜。电磁式MEMS振镜和类MEMS振镜使用电磁力产生转矩，镜面绕扭力梁转动。电磁式MEMS振镜的驱动方式可分为两种，即高频谐振式驱动和低频准静态驱动。其中，高频谐振式驱动借助MEMS振镜谐振状态下的高增益振动，具有频率较高，角度较大的特点。但是，高频谐振式驱动对环境及振动较为敏感，必须使用位置反馈对振镜进行闭环控制；并且，谐振扫描无法实现激光雷达所必须的低频慢轴扫描，扫描角度小，效率低。为获得较大扫描角度，可采用低频准静态驱动方式。低频准静态驱动要求电磁力在低频下克服扭力梁刚度，使镜面旋转。为了获得较大的转角，通常需要降低扭力梁的刚度，为满足此要求，需采用长度更长，截面积更小的扭力梁。但是，这种扭力梁刚度低，在外界振动环境下容易发生应力集中而超过材料的应力极限，导致MEMS振镜损坏；或者，由于低刚度而导致MEMS振镜容易受振动影响。由此，MEMS振镜可靠性较差，易受振动或冲击损坏，导致激光雷达的寿命较短。

发明内容

本发明实施例提供一种振镜和激光雷达，以提高MEMS振镜可靠性，提高其抗振动和冲击能力，从而让有利于延长激光雷达的寿命。

第一方面，本发明实施例提出一种振镜，该振镜包括：固定座、振镜驱动架、慢轴驱动组件以及反射镜；

所述振镜驱动架包括快轴支架和慢轴支架，所述快轴支架包括快轴框，所述反射镜安装在所述快轴框中，所述快轴支架连接于所述慢轴支架内，所述振镜驱动架旋转连接于所述固定座中；其中，所述快轴框围绕第一方向扭动，所述慢轴支架围绕第二方向扭动，所述第一方向与所述第二方向交叉；

所述慢轴驱动组件包括第一慢轴磁铁、第二慢轴磁铁以及慢轴线圈；所述慢轴线圈环绕设置于所述慢轴支架的边缘；沿所述第一方向，所述第一慢轴磁铁设置于所述慢轴支架的两端，所述第二慢轴磁铁设置于所述固定座的两端，以及所述第一慢轴磁铁和所述第二慢轴磁铁设置于所述慢轴线圈的相对两侧；

其中，位于所述振镜的同一端的所述第一慢轴磁铁和所述第二慢轴磁铁的极性相反，位于所述振镜的不同端的所述第一慢轴磁铁的极性相反，位于所述振镜的不同端的所述第二慢轴磁铁的极性相反。

在一实施例中，沿所述第一方向，位于所述慢轴支架的两端的所述第一慢轴磁铁对称设置，以及位于所述固定座的两端的所述第二慢轴磁铁对称设置。

在一实施例中，所述第二慢轴磁铁设置于所述固定座靠近所述慢轴支架的一侧。

在一实施例中，所述固定座还包括慢轴轴承和轴承座；

沿所述第二方向，所述慢轴支架的两端套入相对设置的所述慢轴轴承中，所述慢轴轴承设置于所述轴承座中。