激光模组镜(Mirrorcle携MEMS微镜系统级解决方案亮相2020美国西部光电展)

Posted 2023-06-01

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激光模组镜(Mirrorcle携MEMS微镜系统级解决方案亮相2020美国西部光电展)

据麦姆斯咨询报道，总部位于美国硅谷的基于MEMS光束操纵技术的产品和系统解决方案供应商Mirrorcle Technologies（以下简称为“Mirrorcle”），近日正于旧金山参加由美国国际光电学工程协会（SPIE）主办的2020年美国西部光电展（Photonics West），此次展会范围涵盖激光器、光子学以及生物医学光子学，有近23000名参会者，展会现场发表了近4900篇论文。Mirrorcle将持续为医疗、工业和其它领域的OEM（Original Equipment Manufacturer，原始设备制造商）开发人员提供各种全球最佳的基于MEMS微镜的光束操纵解决方案。此外，Mirrorcle的3018号展位也将展示公司最新的基于MEMS微镜的3D激光雷达（LiDAR）系统，名为“SyMPL”。同时，还将展出的产品有：紧凑型全彩向量图像激光投影架构（Vector Graphics Laser Projection Architecture，VGLP）系统“RGB Playzer”以及3D扫描和量测演示器“3DSM”（3D Scanning Metrology），该产品通过将高分辨率激光扫描与高帧率的USB 3.0相机相结合，可生成3D点云数据。

“很高兴能够有机会在Photonics West展会上展示我们最新的系统解决方案。”Mirrorcle首席执行官Milanovic博士说道，“感谢客户对我们的技术给予支持和信任，相信Photonics West将有助于我们进一步开拓快速增长的细分市场，例如我们的激光雷达系统SyMPL就是专门为快速增长的工业机器人市场而设计的。”

当被问及光学系统解决方案开发商和学术界是否对公司将自己的系统解决方案推向市场有任何顾虑时，Mirrorcle的全球销售副总裁Jeff Davis先生解释说道：“我们知道，在过去15年里，我们优质的产品为公司赢得了良好的声誉。因为我们是唯一一家为大学、业余爱好者、国防和重要工业产品提供无障碍解决方案的公司。目前为止这仍然是我们的首要任务，我们只是在为产品提供更多可能性。”

图1 在Photonics West 2020上，Mirrorcle展示了其MEMS微镜模组和子系统，并增加了用于3D感知（SyMPL 3D LiDAR）和可视通信（RGB Playzer）的系统解决方案。

Mirrorcle在SPIE OPTO上展示MEMS激光雷达技术

公司对光电子学技术界的承诺在全球最大的光电子盛会SPIE OPTO会议上再次得到确认。Mirrorcle经验丰富的研发工程师团队于2020年2月1日在MOEMS（微光机电系统）和微型化系统第十九次会议上（论文11293）发表了题为《基于MEMS微镜的激光雷达结构比较》的报告。Mirrorcle与往年一样，通过提供最佳论文奖共同赞助了此次会议，Veljko Milanovic博士负责主持激光雷达会议，吸引了大量观众。

图2 Mirrorcle的Abhishek Kasturi在SPIE OPTO会议上就基于MEMS微镜的激光雷达架构发表演讲后，正与来自卡尔·蔡司股份公司（Carl Zeiss AG）的合作者Stefan Richter博士进行讨论。

3D激光雷达系统SyMPL

Mirrorcle团队在实时和交互式演示中展示了其新的SyMPL 3D LiDAR系统。这是一款紧凑型、轻量级的即插即用型解决方案，提供对飞行时间（ToF）距离探测光束进行可编程扫描功能，从而生成3D点云数据，可用于机器人、无人机（UAV）及其它工业环境中的客户端应用。该系统结合平均功率极低的905nm激光器和低成本的ToF解决方案，但能以1cm的分辨率有效地探测不同材料的物体，探测最大距离约为30m。

该解决方案使用户能够轻松控制超过10000 x 10000个离散角度的扫描，可快速、多功能地扫描整个能视域（field of regard，FoR），如果需要，还可增加特定关注区域的点密度。SyMPL用户可自由对所需的长宽比、扫描速度、扫描旋转和距离范围进行控制和编程。基于Mirrorcle专利授权的双轴固态MEMS微镜，SyMPL系统的点云数据被传输到显示器上，在该显示器中，大家可以近距离观看到俯视图和颜色编码（基于每个三维像素的距离值）的“3D图像”精彩演示。“我们提供的固态激光雷达系统是即插即用型解决方案，为硬件和软件集成于一体的应用服务。”Mirrorcle的高级电子工程师Abhishek Kasturi说道，“该系统包含能够以每秒数百行进行极高重复2D扫描的微镜，而此高重复精度使我们的‘SyMPL’架构成为可能。”借助更复杂的开发套件（sophisticated development kit，SDK）配置，Mirrorcle的SDK具备可编程性，同时也能够实现定制化。该产品主要针对机器人视觉和类似的中低端激光雷达应用，包括自主移动机器人（AMR）、自动导引小车（AGV）和无人机等。

全色投影系统RGB Playzer

Mirrorcle在Photonics West上还将展示其向量图像激光投影架构（VGLP）系统，尤其是通过组合红、绿、蓝三色激光光源进行全色投影的RGB Playzer。该系统结合了公司的快速点对点光束操纵功能和可见光激光器，可显示专门设计的向量图像内容，以向观众传达信息。

Mirrorcle的解决方案均采用了完整的系统级堆栈，包括光学和电子硬件、固件和软件等。因此，此灵活的解决方案从应用软件层开始，客户就可以通过各种方式，包括图像、文件、激光显示（ILDA）文件以及触摸屏等输入内容。内容通过Mirrorcle庞大的软件API进行处理，然后提供给MEMS和激光控制器硬件，Mirrorcle对该硬件的开发已长达十多年，应用领域包括汽车、生物医学等。最后，无万向节的点对点MEMS微镜可以快速且重复地追踪明亮的激光束中的信息，从而让观看者只能感知到高对比度的无闪烁图像。与其它投影技术（如微型投影仪Pico Projector）相比，Playzer的亮度和对比度要高出约100倍，尤其适合户外使用，例如汽车显示应用。

RGB Playzer的第一版在CES 2019上进行了首次展示，并引起了汽车展位的其他参观者的浓厚兴趣。在CES 2020上展示的新型Playzer基于通常用于微型投影仪中的自由空间耦合源，因此具有更高的光功率、更好的光束质量以及更紧凑的封装。

“我们将Playzer系统作为开发套件的一部分，可提供给可能对基于此OEM子系统推出产品的所有团队进行评估。”Milanovic博士说道，“这些套件为测试激光投影应用提供了易于使用、简单且有趣的功能。其中包括单波长激光源或实现全彩色投影的RGB激光模组。”Playzer的目标市场包括工业和广告激光投影、平视显示器（HUD）、汽车数字标牌和娱乐系统。

3D扫描和量测演示器（3DSM）

3D扫描和量测演示器（3DSM）旨在通过基于Windows操作系统的简单应用程序演示Mirrorcle的MEMS微镜和控制器的功能，从而为3D扫描应用提供可编程照明。传统的3D扫描和量测工具是通过使用安装在支架上的线束激光器和摄像头以及可移动平台来照明目标。而3DSM可作为演示工具套件（DEMO-06）使用，其中包含MEMS镜面扫描模块，该模块可进行编程以执行具有可变的线时间、线密度和线方向的线扫描，最终成像并捕获3D形状生成3D点云数据。用户可以以编程方式将激光束控制在约32° x 32°或更广的能视域。该软件使用Basler Pylon平台的API来捕获逐帧图像，以推断3D点云数据。“借助我们的MEMS技术实现了重复性高且更可靠的2D扫描，可以按照多种不同的策略来检索3D信息。”Milanovic博士说道，“大家可以将我们的扫描仪与我们在LiDAR解决方案中演示的ToF子系统相结合，或者与传统的2D相机相结合，2D相机通过基于照明激光扫描仪和相机之间已知距离的计算对可预测的逐像素照明进行三角测量，从而生成3D点云。”3DSM针对需要3D数据集的应用而开发，例如工业过程控制和质量保证，以及逆向工程或其它可能使用3D打印机重新创建对象的任务。

关于Mirrorcle

Mirrorcle于2005年在美国加州成立，主要提供商用且具有专利授权的光学微机电系统（MEMS）产品和激光系统。公司自成立以来，在研发方面持续投入，致力于提供全球最快的点对点（准静态）双轴光束控制MEMS微镜，以及具备视频帧率的谐振式微镜。Mirrorcle是全球唯一一家倾斜式（tip-tilt）MEMS执行器的供应商，并提供直径从亚毫米级到毫米级的微镜，为客户提供多种规格产品，以优化其成功商业化的道路。Mirrorcle目前提供的产品可应用于3D测量系统、生物医学成像系统、固态激光雷达、AR/VR原型机、激光投影仪和教学。Mirrorcle的系统解决方案则包括全球最紧凑型向量图像激光投影仪和3D激光雷达。

Mirrorcle在其加州Richmond的总部中拥有多个洁净室实验室，晶圆级CMOS和MEMS制造设施全年无休。除此之外，公司还与领先的MEMS晶圆代工厂和合格的光机械组装厂建立了合作关系，以保障大规模生产制造。

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