MEMS mirrors for wearable lidar

• Autorzy: Král Richard , Vince Tibor

Identyfikatory

DOI

10.34767/SIMIS.2025.01.06

Warianty tytułu

PL

Lustra MEMS dla przenośnych LiDAR

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article explores the selection and characterization of MEMS mirrors for wearable LiDAR systems, emphasizing energy efficiency, compactness, and performance. MEMS mirrors operating at resonant frequencies were chosen for their minimal energyrequirements and stability, despite limitations such as fixed field of view (FoV) and specific resonant frequency constraints. Key parameters, including resonant frequency, field of view, and mirror plate dimensions, were analyzed to identify mirrors capable of maximizing FoV and scanning speed within a compact form factor. Several MEMS mirrors were reviewed, including electrostatic and electromagnetic actuation mechanisms, highlighting their operating principles, scan angles, resonant frequencies, and design trade-offs.

PL

W artykule omówiono wybór i charakterystykę luster MEMS do systemów LiDAR noszonych na ciele, z naciskiem na efektywność energetyczną, kompaktowość i wydajność. Lustra MEMS działające na częstotliwościach rezonansowych zostały wybrane ze względu na ich minimalne zapotrzebowanie na energię i stabilność, pomimo ograniczeń, takich jak stałe pole widzenia (FoV) i specyficzne ograniczenia częstotliwości rezonansowej. Przeanalizowano kluczowe parametry, takie jak częstotliwość rezonansowa, pole widzenia i wymiary płytki lustra, aby zidentyfikować lustra zdolne do maksymalizacji FoV i prędkości skanowania w kompaktowym formacie. Przegląd obejmował kilka luster MEMS, w tym mechanizmy aktuacji elektrostatycznej i elektromagnetycznej, podkreślając ich zasady działania, kąty skanowania, częstotliwości rezonansowe i kompromisy projektowe.

Słowa kluczowe

EN

Wearable LiDAR; MEMS mirror; resonant frequency; field of view

PL

LiDAR noszony na ciele; lustra MEMS; częstotliwość rezonansowa; pole widzenia

• Wydawca: Instytut Informatyki Uniwersytet Kazimierza Wielkiego
• Czasopismo: Studia i Materiały Informatyki Stosowanej
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 17, nr 1
• Strony: 38--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Král Richard

• VinceTechnical University of KošiceFaculty of Electrical Engineering and Informatics Park Komenského 3, 042 00 Košice

autor

Vince Tibor

• VinceTechnical University of KošiceFaculty of Electrical Engineering and Informatics Park Komenského 3, 042 00 Košice

Bibliografia

• 1. Wang, D.; Watkins, C.; Xie, H. MEMS Mirrors for LiDAR: A Review. Micromachines 2020, 11, 456. https://doi.org/10.3390/mi110504562.
• 2. T. Miyasaka, Y. Ohama and Y. Ninomiya, "Ego-motion estimation and moving object tracking using multi-layer LIDAR," 2009 IEEE Intelligent Vehicles Symposium, Xi'an, China, 2009, pp. 151-156, doi: 10.1109/IVS.2009.5164269.https://ieeexplore.ieee.org/document/51642693.
• 3. P. F. McManamon et al., "A Review of Phased Array Steering for Narrow-Band Electrooptical Systems," in Proceedings of the IEEE, vol. 97, no. 6, pp. 1078-1096, June 2009, doi: 10.1109/JPROC.2009.2017218.https://ieeexplore.ieee.org/document/49394094.
• 4. Hofmann, U.;Janes, J.; Quenzer, H.-J. High-Q MEMS Resonators for Laser Beam Scanning Displays. Micromachines 2012, 3, 509-528. https://doi.org/10.3390/mi30205095.
• 5. Conant, R.A.; Nee, J.T.; Lau, K.Y.; Muller, R.S. A flat high-frequency scanning micromirror. In Proc. HiltonHead Solid-State Sensor and Actuator Workshop; University of California: BerkeleyBerkeley, CA, USA, 2000;pp. 6–9.6.
• 6. Hung,A.C.-L.; Lai, H.Y.-H.; Lin, T.-W.; Fu, S.-G.; Lu, M.S.-C. An electrostatically driven 2D micro-scanning mirror with capacitive sensing for projection display. Sens. Actuators A Phys. 2015, 222, 122–129.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924424714004427?via%3Dihub7.
• 7. Yalcinkaya, A.D.; Urey, H.; Brown, D.; Montague,T.; Sprague, R. Two-Axis Electromagnetic Microscanner for High Resolution Displays. J. Microelectromech. Syst. 2006, 15, 786–794. https://ieeexplore.ieee.org/document/166817443

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).