[发明专利]激光扫描系统和方法

说明书

本发明揭示了一种激光扫描系统和方法，该方法中同时进行MEMS微镜扫描和转镜扫描，其中，对MEMS微镜在振动时产生的正弦反馈信号进行调理，输出第一波形信号；采集转镜扫描过程中镜面的角位移信号并输出第二波形信号；控制第一波形信号和第二波形信号具有相同的频率，且相位差为0。本发明通过MEMS微镜与转镜的同步扫描方案，既能实现较高的扫描频率，也能获得较大的扫描角度。

技术领域

本发明属于激光扫描技术领域，具体涉及一种MEMS微镜与转镜的同步扫描系统和方法。

背景技术

激光扫描技术是随着激光照排机、激光打印机等的广泛应用发展起来的一项技术，现在，随着发展它已应用到了其他一些领域，如激光雕刻、激光雷达、激光精密打标等。目前激光扫描方式主要分为振镜扫描、二维MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)微镜扫描以及转镜扫描。

MEMS微镜是指采用光学MEMS技术制造的，把微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起的光学MEMS器件。MEMS微镜采用微机电系统工艺，相比机械振镜具有体积小、谐振频率高、光学特性好的优点，由于其工作在谐振频率处，快轴扫描频率能达到27KHz，但其在慢轴方向上扫描角度较小。

转镜扫描是一种比较常见的机械扫描方式，有些商业LIDAR(Light Detectionand Ranging)系统采用这种方式。转镜扫描具有扫描角度大、稳定性好的优点。但转镜相比MEMS微镜，扫描频率较低。

如何提供一种扫描频率高、扫描角度大的激光扫描系统，是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种激光扫描系统和方法，用于解决现有技术中激光扫描无法同时实现扫描频率高、扫描角度大的问题，包括：

一实施例中，一种激光扫描系统，包括MEMS微镜扫描模块和转镜扫描模块，

MEMS微镜扫描模块和转镜扫描模块输出的反馈信号具有相同的频率，且相位差为0。

优选的，在上述的激光扫描系统中，所述的反馈信号为方波信号。

优选的，在上述的激光扫描系统中，所述的MEMS微镜扫描模块包括MEMS微镜、信号放大器、过零比较器和分频器，

MEMS微镜在振动时产生正弦反馈信号，该正弦反馈信号经信号放大器提取，并经过过零比较器得到方波信号，分频器对该方波信号进行分频处理，使其与转镜扫描模块产生的方波信号具有相同频率。

优选的，在上述的激光扫描系统中，所述的转镜扫描模块包括电机和镜面，所述电机连接于镜面并可带动其偏转，

所述的转镜扫描模块还包括传感模块，该传感模块采集镜面的角位移信号并输出方波信号。

优选的，在上述的激光扫描系统中，所述传感模块包括连接于所述电机的光栅码盘以及与所述光栅码盘配合的光电传感器。

优选的，在上述的激光扫描系统中，所述的MEMS微镜扫描模块和转镜扫描模块由同一控制模块进行控制。

优选的，在上述的激光扫描系统中，所述控制模块包括主控制器和DDS驱动模块，

DDS驱动模块包括DDS芯片、滤波电路和放大器，DDS芯片与主控制器连接，DDS芯片的输出信号依次经过滤波电路的滤波以及放大器的放大后对MEMS微镜扫描模块进行驱动。

一实施例中，一种激光扫描方法，同时进行MEMS微镜扫描和转镜扫描，其中，

对MEMS微镜在振动时产生的正弦反馈信号进行调理，输出第一波形信号；

采集转镜扫描过程中镜面的角位移信号并输出第二波形信号；