[发明专利]二维扫描装置及其驱动方法

权利要求书

1.一种二维扫描装置的驱动方法，所述二维扫描装置用于激光雷达，所述二维扫描装置包括扫描部及驱动部，其中所述扫描部包括：扫描板和沿第一轴线或第二轴线的方向延伸的多个扭转臂，所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直，所述多个扭转臂包括沿所述第一轴线延伸的第一扭转臂、沿所述第二轴线延伸的第二扭转臂、以及沿平行于所述第一轴线的方向延伸的第三扭转臂；所述驱动部适于通过驱动信号驱动所述扫描部摆动，所述第一扭转臂、所述第二扭转臂和所述第三扭转臂适于在所述驱动信号的作用下分别以第一工作频率、第二工作频率和第三工作频率振荡，其中，所述第二工作频率大于所述第一工作频率，且所述第三工作频率是所述第二工作频率的偶数倍，使得所述扫描板对目标空间进行光栅式二维扫描，所述驱动方法包括：

向所述驱动部输入驱动信号，所述驱动信号包括具有不同频率的第一驱动分量和第二驱动分量，其中，

所述第一驱动分量适于驱动所述第一扭转臂和所述第三扭转臂分别以所述第一工作频率和所述第三工作频率振荡，并驱动所述扫描板围绕所述第一轴线摆动形成具有阶梯波形的光束扫描轨迹；

所述第二驱动分量适于驱动所述第二扭转臂以所述第二工作频率振荡，并驱动所述扫描板围绕所述第二轴线摆动形成具有正弦波形的光束扫描轨迹。

2.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述第一驱动分量还包括频率为所述第二驱动分量的频率的四倍的驱动子分量。

3.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述第一驱动分量包括第一驱动子分量和第二驱动子分量，

所述第一扭转臂适于在所述第一驱动子分量的作用下以所述第一工作频率振荡，所述第三扭转臂适于在所述第二驱动子分量的作用下以所述第三工作频率振荡，所述第二驱动子分量的频率为所述第二驱动分量的频率的二倍，且所述第二驱动子分量与所述第二驱动分量具有相同的初始相位。

4.如权利要求3所述的驱动方法，其特征在于，所述第一驱动子分量适于驱动所述扫描板围绕所述第一轴线作慢轴低频摆动，且所述扫描板围绕所述第一轴线作慢轴低频摆动形成的光束扫描轨迹线具有三角波形；

所述第二驱动子分量适于驱动所述扫描板围绕所述第一轴线作慢轴高频摆动，且所述扫描板围绕所述第一轴线作慢轴高频摆动形成的光束扫描轨迹线具有锯齿波形。

5.如权利要求3所述的驱动方法，其特征在于，所述第一驱动子分量的频率等于所述二维扫描装置的扫描帧频的1/2，所述第一驱动子分量的波峰峰值根据所述二维扫描装置的绕所述第一轴线摆动达到的最大视场角确定。

6.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，在向所述驱动部输入所述驱动信号之前，所述驱动方法还包括：产生所述驱动信号。

7.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述扫描部还包括：

外框，所述扫描板设置于所述外框内；以及

支撑部，设置于所述外框的外围，且与所述外框之间有预设距离；

其中，所述外框通过所述第一扭转臂耦接至所述支撑部，所述第二扭转臂和所述第三扭转臂相连接形成复合扭转臂，所述扫描板通过所述复合扭转臂耦接至所述外框。

8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述扫描部包括两个所述第一扭转臂，所述两个第一扭转臂相对于所述第二轴线对称地设置于所述外框的两侧；和/或

所述扫描部包括两个由所述第二扭转臂和所述第三扭转臂形成的复合扭转臂，所述两个复合扭转臂相对于所述第一轴线对称地设置于所述扫描板的两侧。

9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，每个所述第三扭转臂包括相互平行的第一子扭转臂和第二子扭转臂，所述第一子扭转臂与所述扫描板耦接，所述第二子扭转臂与所述外框耦接，所述第二扭转臂的两端分别与所述第一子扭转臂和所述第二子扭转臂耦接；其中，所述第一子扭转臂的长度不大于所述扫描板的直径；

所述二维扫描装置还包括两个第四扭转臂，所述第一子扭转臂的两端分别通过所述两个第四扭转臂与所述扫描板耦接，所述第二子扭转臂的两端直接与所述外框连接；

所述第一子扭转臂和所述第二子扭转臂分别相对于所述第二轴线对称；

所述外框为椭圆形，所述外框的长轴与所述第二轴线共线，所述外框的短轴与所述第一轴线共线；或者，所述外框为矩形。