[发明专利]多镜扫描深度引擎

权利要求书

1.一种扫描设备，包括：

扫描器，所述扫描器包括：

基部；

万向节，所述万向节安装在所述基部内以便相对于所述基部绕着第一旋转轴旋转；和

发射镜和至少一个接收镜，所述至少一个接收镜与所述发射镜分离，其中所述发射镜和所述至少一个接收镜安装在相同的万向节内以便绕着相应第二轴互相同步地旋转，该相应第二轴相互平行并垂直于所述第一旋转轴；

发射器，所述发射器被配置成沿着光学发射通道朝向所述发射镜发出包括光脉冲的光束，所述发射镜反射所述光束使得所述扫描器在场景上扫描所述光束；和

接收器，所述接收器被配置成通过来自所述至少一个接收镜的沿光学接收通道的反射来接收从所述场景反射的光，并生成输出，所述输出指示往返于所述场景中的点的该脉冲的渡越时间，所述光学接收通道与所述光学发射通道平行但分离。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述扫描器包括基板，所述基板在微机电系统(MEMS)工艺中被蚀刻以限定所述基部、所述万向节以及所述发射镜和接收镜。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射镜和接收镜由相应铰链连接到所述万向节，所述相应铰链沿着所述相应第二轴布置并被配置成使得所述发射镜和接收镜通过相应谐振频率下的振荡来绕着所述相应铰链旋转，并且其中所述发射镜和接收镜耦接在一起以便使所述振荡同步。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述万向节被驱动成相对于所述基部在非谐振模式下旋转。

5.根据权利要求3所述的设备，其中所述发射镜和接收镜的旋转在频率、相位和幅值上是同步的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述至少一个接收镜包括与所述发射镜一起安装在所述万向节中的两个或更多个接收镜，并且其中所述接收器被配置成通过来自所述两个或更多个接收镜中的全部接收镜的反射来接收从所述场景反射的光。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述扫描器被配置成在预定义角度范围内扫描光，并且

其中所述设备包括反射器，所述反射器定位成将由所述发射器发出的光反射到所述发射镜上并将从所述场景反射的光以所述预定义角度范围外的反射角从所述至少一个接收镜反射到所述接收器。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述发射器被配置成发出预定义波长范围内的光，并且

其中所述反射器包括干涉滤波器，所述干涉滤波器定位在所述扫描器和所述场景之间并被配置成使以所述预定义角度范围内的角度入射在所述干涉滤波器上的在所述预定义波长范围内的光通过，而反射在所述预定义角度范围外入射在所述干涉滤波器上的在所述预定义波长范围内的光。

9.根据权利要求7所述的设备，其中所述发射镜和所述至少一个接收镜间隔开足够远使得由所述反射器发出的光束的镜面反射不落入所述接收器的视场内。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，并且包括：

准直透镜，所述准直透镜定位在所述发射器和所述扫描器之间并被配置成准直化由所述发射器发出的光；和

校正透镜，所述校正透镜定位在所述扫描器和所述接收器之间并被配置成将所反射的光聚焦在所述接收器上。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述发射器包括激光二极管，并且所述接收器包括雪崩光电二极管。