简要介绍迷你型二维音圈扫描镜(电动二维扫描镜)及其应用领域

时间:2022-11-23 来源:新特光电 访问量:1076

二维音圈扫描镜的核心技术是基于可变形镜片的工作原理。镜片由一个容器组成,容器里装有光学流体,并用弹性聚合物薄膜进行密封。电磁驱动器对容器施压,导致镜片弯曲。因此,通过驱动器线圈内的电流改变来控制镜头的焦距(或表面的曲面形状),进而实现光束扫描。我们全新设计的二维音圈扫描镜给研究和产品开发提供了光束扫描的颠覆性新方案。

二维音圈扫描镜(电动二维扫描

二维音圈扫描镜(电动二维扫描镜)

优势:

  • 大孔径和光束角度

  • 使用单个光学元件的2D光束偏转(减少反射损耗,无光束偏移)

  • 强大的音圈驱动

  • 光学实时位置反馈

  • 小巧轻便

  • 可提供定制涂层

双轴扫描镜MR-15-30机械倾斜角度(左)和扩展视野范围(右)

双轴扫描镜MR-15-30机械倾斜角度(左)和扩展视野范围(右)

如果需要体积小和大角度视野的双轴扫描镜,紧凑、快速和精准的双轴扫描镜MR-15-30会是绝佳的选择。MR-15-30最小直径可达15mm、机械倾斜角度±25°,同时对应光学偏转±50°。此镜片内建一个位置反馈系统,使用标准PID控制器可精确控制偏转角度在±5µrad内。MR-15-30结合了大镜面与极大倾斜角的优点,可选择任一轴共振。此镜片适用于汽车工业 (激光雷达、动态大灯、ADAS)、激光加工、生物识别、(眼球追踪)、机器视觉、3D打印和医疗激光应用等。内置反馈系统保证了高精度的定位控制。除了常见的准静态版本,我们还提供两种共振的版本,单轴共振镜头和线性轴与垂直共振轴结合的版本。与扫描振镜相比,MR-15-30的旋转原点非常靠近镜面中心,另可选用不同范围波长(紫外、可见光和近红外光)的镀膜。

型号准静态版本MR-15-30准静态与共振版本MR-10-30
扫描方向双轴双轴
机械倾斜角度X轴:±25°; Y轴:±25°X轴:±25°(慢轴); Y轴:±12.5°(快轴)
镜片直径15mm10mm
分辨率(闭环)<5μrad<5μrad
重复性RMS30-100μradX轴:30-100μrad (慢轴)
转动频率20HzX轴:20Hz (慢轴);Y轴:280Hz (快轴)
镜片涂层金,保护层银膜金,保护层银膜
镜片反射率平均>97% @NIR平均>97% @NIR
平面精度(PV)λ/2λ/2

二维音圈扫描镜关键应用领域

二维音圈扫描镜关键应用领域

视觉应用

FOV扩展,具有“普通”图像传感器的高分辨率图像

FOV扩展,具有“普通”图像传感器的高分辨率图像

AOI选择,非常适合在不知道确切位置时AOI成像,例如在几米的距离上进行眼睛跟踪(游戏控制台)及虹膜扫描

AOI选择,非常适合在不知道确切位置时AOI成像,例如在几米的距离上进行眼睛跟踪(游戏控制台)及虹膜扫描

十亿像素的成像、大视场扩展FOV和AOI选择

十亿像素的成像和大视场扩展FOV

十亿像素的成像和大视场扩展FOV

这套设备结合了液态透镜EL-16-40和二维音圈扫描镜MR-15-30。这种崭新的产品组合可以大幅改善标准成像系统的视野角度和景深。这套模块可提供100° x 70°的视野角度,即便使用市售3百万像素的普通相机也可通过图像拼接后可达15亿像素 (1500 MP )的图像,产生远超越人眼的成像分辨率。

十亿像素的成像和大视场扩展FOV

液态透镜EL-16-40(左)、二维音圈扫描镜MR-15-30(中)和驱动器MR-E-2(右)

如下图所示:这套模块主要由两部相机系统组成,包含左侧搭配广角镜头,用于捕捉大视野的画面的相机系统,以及右侧包含一个具备100°光学FOV的光束转向振镜以及窄角长焦镜头,用于锁定并聚焦在小范围的特定区域图像的相机系统。另一方面该套模块也可以通过单一画面拼接的方式获得十亿像素等级的高分辨率图像。另一方面,模块内的液态镜头可以在毫秒内实现从30公分到无穷远的对焦能力,让不同景深的画面都可以清晰呈现。这套模块非常适合用在安防监控、脸部与虹膜识别、交通标志检测、驾驶员疲劳检测等。

迷你型视角扩张模块

迷你型视角扩张模块

使用二维音圈扫描镜进行视场扩展和AOI选择

使用二维音圈扫描镜进行视场扩展和AOI选择

使用EL-16-40和MR-15-30进行FOV扩展的演示设置

使用EL-16-40和MR-15-30进行FOV扩展的演示设置

从原始图像(A)到拼接(B)和失真校正(C)图像的工作流。

从原始图像(A)到拼接(B)和失真校正(C)图像的工作流。

使用二维音圈扫描镜代替倾斜传感器即可获取更快的动态且无需复杂的传感器倾斜机构

在机器人系统中尽量减少咬合,遮挡是机器人视觉中的一大挑战,有可能忽略甚至损坏目标,当多个机器人在同一环境下工作时,遮挡更具挑战性,使用二维音圈扫描镜代替倾斜传感器即可获取更快的动态且无需复杂的传感器倾斜机构。

光栅扫描

MR-10-30设计用于光栅扫描

MR-10-30设计用于光栅扫描

汽车应用

集成MR-15-30的Varroc照明系统前照灯(左),后视镜激光雷达扫描演示(中),自适应前照大灯(右)

集成MR-15-30的Varroc照明系统前照灯(左),后视镜激光雷达扫描演示(中),自适应前照大灯(右)

左图:模糊视觉系统视野扩大,在100°x40°视野中,如果没有我们的镜子,需要400万像素的摄像头来检测100米距离内的交通标志。右图:AOI选择,虹膜扫描,驾驶员疲劳检测

左图:模糊视觉系统视野扩大,在100°x40°视野中,如果没有我们的镜子,需要400万像素的摄像头来检测100米距离内的交通标志。
右图:AOI选择,虹膜扫描,驾驶员疲劳检测

自由空间通信

自由空间通信

自由空间通信

医疗

左图:光学相干断层扫描(OCT)。右图:紫外线消毒

左图:光学相干断层扫描(OCT)。右图:紫外线消毒,MR-15-30带有定制镜面涂层(如保护铝),适用于紫外线消毒

计量学

有利于风力激光雷达系统

例如:有利于风力激光雷达系统

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