认识混合固态LiDAR
2016年1月的CES消费电子展会上，Velodyne展示了“混合固态超级冰球”（Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto），由此引入了混合固态激光雷达（LiDAR）的概念。可惜的是这款LiDAR的内部结构一直未揭晓，仅仅只是机械式LiDAR的旋转部件小型化还是将板级电路ASIC化，目前不得而知。世面上对于机械式LiDAR、混合固态LiDAR和全固态LiDAR的叫法和定义不甚清晰。那么，麦姆斯咨询是如何定义的呢？
左图：32线混合固态Ultra Puck Auto，右图：16线机械式VLP-16。这款高性能32线Ultra PuckAuto和机械式VLP-16相比，外观上除了颜色略有差异以外，尺寸几乎一样（高为72毫米，底部直径为103毫米），具有体积小、重量轻的特点，可以集成在汽车后视镜的位置
在上一篇文章《LiDAR系列报道（二）：汽车LiDAR的“先行者”——机械式LiDAR》中，我们谈到了机械式LiDAR，了解到机械式LiDAR在工作时发射系统和接收系统会一直360度地旋转。而混合固态LiDAR工作时，单从外观上是看不到旋转的，巧妙之处是将机械旋转部件做得更加小巧并深深地隐藏在外壳之中。
本文将采用半导体“微动”器件——MEMS扫描镜（代替宏观机械式扫描器）在微观尺度上实现LiDAR发射端的激光扫描方式，定义为“混合固态”。而全固态LiDAR的定义和相关工作原理，我们将在下一期报道中细细道来。为什么产生“混合固态”的概念呢？因为MEMS扫描镜是一种硅基半导体元器件，属于固态电子元件；但是MEMS扫描镜并不“安分”，内部集成了“可动”的微型镜面；由此可见MEMS扫描镜兼具“固态”和“运动”两种属性，故称为“混合固态”。可以说，MEMS扫描镜是传统机械式LiDAR的革新者，引领LiDAR小型化和低成本化。
基于MEMS扫描镜的混合固态LiDAR原理图
Tips：MEMS扫描镜
传统的扫描成像LiDAR系统一般采用双摆镜、双振镜和旋转多面体反射棱镜的扫描方式，由这些具有宏观尺寸的光学元件所构成的扫描系统体积庞大而笨重。而利用MEMS技术可以直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微型扫描镜，并通过MEMS扫描镜来反射激光器的光线，从而实现微米级的运动扫描，那么宏观上便看不到LiDAR中的任何机械旋转部件。
MEMS扫描镜示意图：微型镜面可以转动，从而实现对激光的操控
一款MEMS扫描镜的SEM照片
