汽车LiDAR的“革新者”——混合固态LiDAR

2017-11-23 11:21

MEMS扫描镜是指光学偏转角度较大（达到10°以上）的一种微镜类型，主要功能是实现激光的指向偏转、图形化扫描。MEMS扫描镜采用光学MEMS技术制造的，把微光反射镜与MEMS执行器集成在一颗半导体芯片上。MEMS扫描镜的运动方式包括平动和扭转两种机械运动。MEMS扫描镜按原理区分，主要包括四种：静电驱动、电磁驱动、电热驱动、压电驱动。其中前两种技术比较成熟，应用也更广泛。

四种原理的MEMS扫描镜性能比较

目前，技术成熟且量产的MEMS扫描镜企业基本集中在中国大陆地区以外。比如被英飞凌收购的MEMS公司Innoluce、台湾OPUS、美国Mirrorcle的MEMS扫描镜采用的是静电驱动模式；而博世最新推出的全新交互式激光投影微型扫描仪BML050中的MEMS扫描镜、滨松今年发布的MEMS微镜S12237-03P、意法半导体与美国MicroVision公司合作生产的MEMS扫描镜，均采用电磁驱动原理。而国内如无锡微奥科技、西安知微传感、常州创微电子、上海微技术工研院等企业也是在此领域摩拳擦掌，有望成为后起之秀。

更多MEMS微镜知识，麦姆斯咨询曾经在《走进3D视觉系列（五）：且难且前行的“MEMS微镜”》中详细谈过，不妨复习一下。

探究混合固态LiDAR的革新奥秘，发现竞争优势

与机械式LiDAR相比，混合固态LiDAR具有小型化和低成本的巨大优势。

首先，来看看机械式LiDAR的结构和工作模式。发射光学系统后端藏有N组发射模块，而在接收光学后端有N组与发射模块一一对应的接收模块（下图中背面遮挡不可见）。当LiDAR开始工作时，N组发射模块和N组接收模块在电路的控制下按照一定的时间顺序轮流工作，例如，在时刻1，发射模块1工作，发射激光脉冲，同时接收模块1接收目标反射的发射模块1发射的激光信号；在时刻2，发射模块2工作，发射激光脉冲，同时接收模块2接收目标反射的发射模块2发射的激光信号；……在时刻N，发射模块N工作，发射激光脉冲，同时接收模块N接收目标反射的发射模块N发射的激光信号。这样的结构，线束与N值对应，16线LiDAR就需要内部布置16组发射模块和接收模块，即使32线LiDAR在结构上优化（据说可以并排，每排16组，从而不增加装置高度），机械式LiDAR想把尺寸再做小的空间也不多了。

汽车LiDAR的“革新者”——混合固态LiDAR