[发明专利]微机械光偏转设备

说明书

本发明涉及一种微机械光偏转设备，包括：可运动式射束偏转元件，其构造成，将输入光束偏转为输出光束；以及静态射束偏转装置，其包括多个不同取向的面，静态射束偏转装置在光的射束路径中对于可运动式射束偏转元件如此设置，从而用于可运动式射束偏转元件的输入光束和/或从可运动式射束偏转元件出来的输出光束穿过静态射束偏转装置的两个不同取向的面。

技术领域

本发明涉及一种微机械光偏转设备。

本发明还涉及一种用于偏转光的方法。

虽然本发明一般性可应用于微机械光偏转设备，但是在此本发明参照在激光雷达系统中的微机械镜或同义的MEMS镜进行描述。

虽然本发明一般性可应用于任意类型的光学透明的遮盖件，但是在此本发明参照呈覆盖玻璃形式的光学透明的遮盖件进行描述。

虽然本发明一般性可应用于任意波长的电磁波，但是在此本发明参照可见光进行描述。

背景技术

微机械光偏转设备此外用于激光雷达系统中。这些微机械光偏转设备例如利用激光器的光束，该光束被偏转或转向，以便照射确定的区域。如果该光束达到该区域中的一个对象，那么例如可以根据散射回来的光(更准确地说是根据激光雷达系统与对象之间的光运行时间)求取出该对象与激光雷达系统之间的间隔。为此，例如可以采用微机械镜系统(MEMS镜系统)，这些微机械镜系统将光束相应地偏转或转向。通常，这种MEMS镜设备是通过透光的遮盖件来保护且密封地封闭，由此保护在其中可运动地设置的微机械镜免于环境影响。此外，这种MEMS镜设备可以在负压下运行，这提高了对于MEMS镜的可实现的偏转角。已知的是，将覆盖玻璃设置成相对于MEMS镜的零位态平行或稍微倾斜。

由文献US 2015/0370085 A1已知一种具有MEMS镜和遮盖件的微机械镜系统。在此，在遮盖件中集成有压电执行器，该压电执行器与透明层相连接用于其成型。

发明内容

在一个实施形式中，本发明提供一种微机械光偏转设备，所述设备包括可运动式射束偏转元件，所述可运动式射束偏转元件构造用于将输入光束偏转成输出光束；所述设备还包括静态射束偏转装置，所述静态射束偏转装置具有不同取向的多个面，所述静态射束偏转装置在光的射束路径中针对所述可运动式射束偏转元件如此设置，从而使得对于所述可运动式射束偏转元件的输入光束和/或从所述可运动式射束偏转元件出来的输出光束穿过所述静态射束偏转装置的不同取向的两个面。

在另一个实施形式中，本发明提供一种用于偏转光的方法，其中，借助于可运动式射束偏转元件将输入光束偏转成输出光束；并且将具有不同取向的多个面的静态射束偏转装置在光的射束路径中如此针对所述可运动式射束偏转元件如此设置，从而使得对于所述可运动式射束偏转元件的输入光束和/或从所述可运动式射束偏转元件出来的输出光束穿过所述静态射束偏转装置的不同取向的两个面。

由此实现的优点之一在于，在此避免了特别是通过遮盖件(例如覆盖玻璃)造成的静态和非静态反射。静态反射在此理解为这样的反射：这种反射并不会在所述可运动式射束偏转元件运动时与之一同运动。另一优点在于，微机械光偏转设备能够简单地制造，并且能够实现遮盖件的高程度的倾翻角度，这能实现大的视场(Field of View)。此外的优点在于，在微机械光偏转设备在负压下运行时，通过所述可运动式射束偏转元件的变形能够至少部分补偿射束轮廓变化。另一优点在于，避免了多重反射。

另一优点在于，在采用激光雷达系统的情况下，几乎完全抑制了静态反射，这提高了对眼睛的安全性。此外，使得这些激光雷达系统以较高功率的运行是可能的，从而能实现基于此的激光雷达系统的较大的作用范围。另一优点在于，至少部分抑制了动态反射，从而抑制了重影，这促成了较低的故障率和提高的安全性。同样地，使得简单的且成本有利的制造例如借助于结构及连接技术AVT是可能的。此外可以将光通过简单的方式耦入，从而简单的调节(或者说较大的制造允差)是可能的。

本发明另外的特征、优点和另外的实施形式在下文中描述或由此得以公开：