[发明专利]激光微镜阵列中的耦合和同步镜元件

说明书

一些实施例披露了被配置为使LiDAR系统中重定向光的微机电系统装置，包括布置在线性阵列内的支撑框架和至少两个镜元件，所述至少两个镜元件包括第一镜元件和第二镜元件。所述至少两个镜元件的每个镜元件可在旋转轴上旋转，所述旋转轴与由所述至少两个镜元件的所述线性阵列限定的线垂直，并且将对应的镜元件一分为二为第一部分和第二部分。所述装置可包括耦合元件，所述耦合元件的远端物理耦合到所述第一镜元件的第一部分，而近端物理耦合到所述第二镜元件的第二部分，使得第一镜元件的旋转引起第二镜元件的同步且等同地旋转。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月7日提交的美国专利申请No.16/214,010和于2018年12月7日提交的美国专利申请No.16/214,013的优先权，该申请的全部内容通过引用整体结合于此以用于所有目的。

背景技术

现代车辆通常装有一套环境检测传感器，这些传感器旨在实时检测车辆周围的物体和景观特征，可以用作许多当前和新兴技术的基础，例如变道辅助、防撞和自动驾驶功能。一些常用的传感系统包括光学传感器(例如，红外、照相机等)、用于检测其他车辆或物体的存在、方向、距离和速度的无线电检测和测距(雷达，RADAR)、磁力计(例如，对卡车、汽车或有轨电车等大型铁质物体的被动感应)以及光探测和测距(激光雷达，LiDAR)。

LiDAR通常使用脉冲光源和检测系统来估计与环境特征(例如，车辆、建筑等)的距离。在一些系统中，激光或突发的光(脉冲)通过镜头组件发射并聚焦，并且接收器会收集来自对象的脉冲反射。脉冲的飞行时间(TOF)可以根据发射时间到接收到反射的时间进行测量，这可能表现为单个数据点。该过程可以在任何所需范围内非常快速地重复，该范围通常可以在车辆前方的某个区域内，或者在360度半径内。该过程可以捕获TOF测量值以形成点的集合，这些点可以实时动态、连续地更新，从而形成“点云”。点云数据可用于估计物体相对于LiDAR系统的距离、尺寸和位置，通常具有很高的保真度(例如，在5厘米内)，可用于绘制车辆周围的区域，从而使车辆在空间上了解其周围环境，并可以例如在可能发生碰撞的情况下向驾驶员提示障碍物、危险或兴趣点，或采取纠正措施(例如，施加制动)。

尽管LiDAR和其他传感系统有望带动全自动交通的持续发展，但仍然存在着限制其广泛采用的挑战。LiDAR系统通常是昂贵、大型和笨重的。在一些实施例中，可能需要多个发射器来准确跟踪场景，尤其是对于要求在大范围和视野(FOV)范围内具有精度的系统而言。尽管在将自动驾驶技术推向更大的商业应用方面取得了长足的进步，但仍需要更多的改进。

发明内容

本概述既不旨在表示所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独用于确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本申请的整个说明书、任何或所有附图以及每个权利要求的适当部分来理解本申请的主题。

前述以及其他特征和示例将在下面的详细描述、权利要求书和附图中更详细地描述。

在一些实施例中，一种微机电系统装置，被配置为在光探测和测距系统(LiDAR)中重定向光，微机电系统装置可以包括：

支撑框架；至少两个镜元件，以端对端，纵向线性阵列的形式布置在所述支撑框架内，该至少两个镜元件包括：第一镜元件；以及第二镜元件，第二镜元件与第一镜元件相邻并线性对齐。其中，所述至少两个镜元件的每个镜元件可在旋转轴上旋转，所述旋转轴与由所述至少两个镜元件的所述线性阵列限定的线垂直，每个镜元件的旋转轴将对应的镜元件分为第一部分和第二部分。所述微机电系统装置还可以包括耦合元件，其远端耦合到所述第一镜元件的第一部分，而近端耦合到所述第二镜元件的第二部分，其中，所述耦合元件物理耦合所述第一镜元件和所述第二镜元件，使得所述第一镜元件的旋转引起所述第二镜元件同步且等同地旋转，所述第二镜元件的旋转引起第一镜元件同步且等同地旋转。