[发明专利]一种基于MEMS微振镜光路结构及其消散斑方法

说明书

本发明公开了一种基于MEMS微振镜光路结构的消散斑方法，包括以下步骤：S1、通过激光发射器将激光通过透镜投射到一维MEMS微振镜a上，一维MEMS微振镜a从静止状态，转变为镜面在垂直方向上存微小、高频的振动；S2、激光经一维MEMS微振镜a的全反射投射到一维MEMS微振镜b上，线激光经过一维MEMS微振镜b后被投射至漫反射标准板；S3、激光在漫反射标准板上呈现带有散斑的图案；图像传感单元计算散斑半径和散斑对比度，并将散斑半径值与散斑对比度反馈至消散斑控制单元；S4、消散斑控制单元根据得到的散斑对比度C，计算角度变化参数，并将其反馈给一维MEMS微振镜a，控制MEMS微振镜a振动；S5、角度反馈单元将角度θ以及频率f参数反馈至激光发射器，进行实时控制。

技术领域

本发明属于激光扫描技术领域，尤其涉及一种基于MEMS微振镜光路结构及其消散斑方法。

背景技术

激光具有较高的单色性和较高的方向性，且色域广、亮度高、寿命长等优点，它的良好的光束质量和亮度高的特点使其在激光显示设备中被广泛的应用，在激光显示领域占有重要地位。但激光的强相干性会产生的大干涉条纹和散斑现象，影响了投影成像质量，降低了图像的清晰度和分辨率，使其在激光投影显示的实际应用中受到了限制。激光散斑是激光在散射体表面的漫反射或通过一个透明散射体时，在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规则分布的亮暗斑点。散斑现象会对激光的应用带来不利影响，降低感光像质；在许多领域，散斑现象已成为常见问题。尤其在微型激光投影领域中，激光的散斑现象，会严重影响成像效果。

为了消除激光散斑对成像的影响，国内外的研究机构先后提出了很多种解决方法。本质方法可以分为两类：为空间相干性抑制和时间相干性抑制。常规技术有比如毛玻璃、振动光纤、转动微透镜、振动Hadamard位相板、转动散射体等。但毛玻璃具有较强的光学散射特性，在实际使用过程中造成了很大一部分的光能无法被利用。因此，毛玻璃方案虽然有较好的激光散斑抑制效果，但在激光显示领域中一直没有被大量的实际应用。散射体或者位相板通常会结合振动或者转动机构被用于消相干系统中，抑制激光散斑的效果比较理想，但通常这些机构体积较大，不利于紧凑光学系统集成，且振动装置可能会干扰系统整体性能，所以适用性不是很强。尤其在微型MEMS结构光投射光路里，这类技术并不能紧凑、可靠的融合进去。

专利CN201920045431.8公开了一种基于mems微振镜技术的激光散斑消除装置，包括外壳和沿光路依次分布设置的半导体激光器、激光整形系统、双轴mems微振镜、反馈系统和驱动控制系统，半导体激光器产生的光束，通过激光整形系统整形后通过双轴mems微振镜对外进行投射。双轴MEMS微振镜，制造工艺较复杂，结构可靠性比一维MEMS微振镜低，且制造成本较高。要想达到理想的消散斑效果，垂直方向的MEMS微振镜的驱动参数需满足本发明方法。

专利CN201922289168.X公开了一种基于MEMS微振镜结构的激光扫描生成设备，包括激光发射器、透镜单元、MEMS微振镜、反射单元、反馈结构和核心控制器，所述激光发射器发出点激光投射到透镜单元上，形成准直点激光或均匀线激光，投射到所述MEMS微振镜上，生成线结构光或面结构光，部分线结构光或面结构光被反射单元反射至所述反馈结构，反馈结构传输MEMS微振镜位置信息至核心控制器，核心控制器实时控制激光发射器和MEMS微振镜，投射目标图案。本方案通过设置反射单元改变光路，将反馈结构与MEMS微振镜集成在一起，从而缩小设备体积、降低装配难度，具有精度高、装配难度小、一体化程度高及稳定性好的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于MEMS微振镜光路结构及其消散斑方法，以解决激光散斑对成像影响的问题。