Технология LinScan для 3D-сканирования с высоким разрешением

Fraunhofer IPMS недавно представила новую разработку – сканер с технологией LinScan. Согласно рекламе, устройство открывает новые возможности для лазерных сканеров и проекторов.

Технология LinScan представляет собой огромный скачок в развитии систем компактных лазерных проекторов. В отличие от двойного резонансного принципа сканирования, используемого до этих пор в пико-проекторах, где зеркало колеблется по синусоидальному закону с частотой, заданной геометрией компонента, технология LinScan позволяет лазерному лучу перескакивать от линии к линии с изменяемой скоростью сканирования. На базе миниатюрной архитектуры становятся возможными разрешения SVGA (800 x 600) и более.

Новая схема управления сканером позволяет быстро менять позицию лазерного луча. Она также открывает возможность динамически подстраивать скорость сканирования. 3D-камеры и миниатюрные лазерные проекторы с данной технологией обладают большим разрешением, позволяя реализовывать инновационные решения, такие как машинное зрение для роботов с повышенной резкостью изображения или компактные проекторы для сотовых телефонов с высоким качеством отображения.

LinScan основана на технологии производства, разработанной Fraunhofer IPMS для резонансных микросканеров. Идея состоит в повороте гребней приводов в существующих до сих пор резонансных сканерах в направлении друг друга. Это позволяет осуществлять линейное перемещение зеркального стекла вдоль одной оси. Кроме того, резонансное перемещение с определённой частотой по горизонтальной оси может быть объединено с переменным квази-статичным колебанием вдоль вертикальной оси. Компоненты собираются в чистых помещениях Fraunhofer IPMS по массовому техпроцессу микрообработки. Все микромеханические компоненты собираются как двумерные структуры слоями из монокристаллического кремния.

Электроды вертикального гребня выполняются по техпроцессу адгезионного сращивания одной пластины с другой кремниевой планарной структурой. Механические твердотельные структуры второй пластины поворачивают или колеблют находящийся в данной плоскости гребенчатый привод, а всё устройство в целом фиксируется последующим склеиванием под давлением. Благодаря жёстким допускам в процессах микрообработки, структуры на двух пластинах оптимально прилегают друг к другу. Данный концепт очень гибкий. Он позволяет реализовать широкий спектр характеристик компонентов.

Сканирующая головка получена по результатам работы исследовательского европейского проекта TACO совместно с Fraunhofer IPMS и четырьмя другими исследовательскими центрами, а также двумя предприятиями. Совместная работа партнёров привела к применению фовеального принципа – то есть грубое сканирование объекта в области обозрения в 3D-камере для обнаружения объектов для сканирования, а затем запись указанных объектов с повышенным разрешением. Исследователи планируют совместить технологию сканирования LinScan с 3-мерным объектным исследованием, основанным на времени пролёта (TOF), а также с программным обеспечением сверхбыстрого захвата данных для повышения восприятия окружающей среды.