MEMS振鏡是一種將激光束以指定方式投射的微執行器，被廣泛應用于激光雷達（LiDAR）、激光顯示、光通信、3D傳感等領域。其芯片部分基于成熟半導體工藝制造，易于批量生產，具有良好的一致性。以驅動方式不同，目前主流的技術方案分為電磁式、靜電式、壓電式三種。據麥姆斯咨詢報道，覺芯電子通過多年自主研發，已同時具備電磁、靜電和壓電MEMS振鏡批量供應能力。

MEMS振鏡賦能車載激光雷達

近年來，車載激光雷達實現了批量上車，并開始滲透十幾萬元車型的大眾市場，其中MEMS激光雷達正是攻堅拔寨的主角之一。電磁二維振鏡，基于通電線圈在磁場中受力驅動鏡面運動，由于突出的準靜態驅動能力，可以提供更大的鏡面尺寸，從而提高同軸收發光路的通光口徑。

但市面上主流產品的鏡面直徑不超過8mm，阻礙了探測距離進一步提升。覺芯電子通過技術創新，打破了鏡面尺寸上限，推出了一系列大口徑二維電磁振鏡（圖1）。其中MM-S13擁有邊長13.5mm的超大鏡面尺寸，支持超遠距離探測；MM-S10具有10mm鏡面邊長，兼顧了大鏡面和緊湊的外形，支持250米遠距離探測；MM-D8有更好的成本經濟性，且具有優秀的抗振動沖擊可靠性；MM-D6擁有65°×75°的超大視場角，滿足中近距離補盲雷達對視場角（FOV）的極致追求。

圖1 二維電磁振鏡系列產品

更大的視場角意味著可以減少收發對數量，從而降低成本。例如基于MM-S10或者MM-D8 36°×25°的視場角，只需四個收發對拼接即可實現120°以上的水平視場角，相比于市面上五收發對設計，有效降低了光機成本，也有利于壓縮整機尺寸。基于MM-D6，用兩個收發對拼接即可實現120°×70°的大視場角（圖2左）；規避了大量收發對的堆砌，且探測距離不會因為視場變大而犧牲。值得一提的是，本產品可以實現規整的逐行掃描軌跡，不會出現上下兩線交錯的“螺線管”情形（圖2右）。

圖2 120°×70°雙視場角拼接方案(左)；MM-S10 實際掃描軌跡（右）

MM系列電磁振鏡的第三點優勢，是支持靈活調控線密度。通過對掃描幅度和軌跡的定制化控制，激光雷達廠商可以在任意位置實現感興趣區域（ROI）功能（圖3）。這一特性使得MEMS激光雷達在車載、港口、軌道、交通監控等不同領域內有更好的泛用性。

圖3 ROI功能開啟前（左）、后（右）點云對比（由整機客戶授權提供）

針對車規級產品嚴苛的環境適應性要求，覺芯電子進行了全面的內部驗證。測試項目包含-45℃/105℃的極端溫度試驗、機械沖擊、掃頻振動、隨機振動等，測試結果顯示本產品有能力應對各類極端工況。此外，加速老化和長期工作試驗，讓我們實際確認了單晶硅材料極佳的抗疲勞特性。

以上產品均內置了實時角度傳感器和溫度傳感器，出廠可提供全溫區標定數據，可提供MEMS驅動板和上位機軟件方便快速應用。

MEMS振鏡賦能激光顯示應用

激光顯示是MEMS振鏡的另一重要應用領域。前述激光雷達通常使用紅外激光脈沖，經由鏡面捕捉微弱回波，因此必須要求大鏡面。而激光顯示，重心在高諧振頻率，以實現更高的分辨率。以60幀逐行掃描為例，720P分辨率要求快軸頻率達到27kHz，1080P分辨率則需要快軸頻率超過40kHz。面對如此高的諧振頻率，行業內的電磁、靜電類產品已經捉襟見肘。

覺芯電子推出一維快慢軸鏡組（圖4上），賦能高分辨率激光顯示應用。充當快軸掃描鏡的PM101產品，在27kHz掃描頻率下，可實現40°以上的視場角；相比于常見的1mm直徑產品，有效面積提升150%，為光路設計提供更大的操作空間。充當慢軸掃描鏡的MM105產品，享有6×5mm大鏡面，并支持60幀線性掃描。兩款產品都集成了實時角度傳感器。

圖4 一維快慢軸鏡組（上），雙振鏡掃描原理圖（下）

PM101與MM105分別使用了壓電式和電磁式驅動原理，這樣可以同時利用壓電材料的高頻驅動優勢和電磁線圈的線性驅動優勢。由于有較高的機電耦合系數，壓電驅動設計可以輕松延伸至50kHz以上工作頻率，并維持較大的掃描角度。覺芯電子現有產品支持60幀720線分辨率，30幀1440線分辨率，未來可延伸到60幀1080線分辨率，全面賦能激光顯示應用邁向新臺階。

MEMS激光顯示技術的主要應用場景包括AR HUD、透明介質顯示、桌面投影交互、MR頭顯等。現有的AR HUD產品體積龐大、車型兼容性差、易受陽光倒灌和溫升的影響。使用MEMS掃描光源，可大幅壓縮光學體積，從原理上解決陽光倒灌和明信片效應。而MR頭顯應用的一大難點，是兼容大視場角和高入瞳亮度，MEMS掃描方案可以比較容易地實現50°以上的對角線視場角，并維持1500尼特以上的亮度。覺芯電子除提供激光顯示用的MEMS振鏡，也為客戶提供高精度MEMS、激光器同步控制方案，助力合作伙伴產品快速落地；激光顯示演示效果參見圖5。

圖5 基于HOE膜的透明介質顯示（左），普通幕布投影（右）

MEMS振鏡賦能工業和醫療應用

在工業和醫療領域，空間光調制曾長期被DMD器件和機械振鏡所主導。例如3D結構光測量、醫療成像等應用。但DMD器件供應商居于壟斷地位，采購者很難獲得議價空間，成本居高不下；機械振鏡也受限于大尺寸和高成本。

覺芯電子布局了系列化靜電一維振鏡產品（圖6），涵蓋了1.1mm~6mm的鏡面尺寸、30°~80°視場角和多種工作頻率。靜電式振鏡結構簡單，尺寸緊湊，易于嵌入各種工業設備。

圖6 靜電式振鏡樣品實物圖

前述MM105一維電磁振鏡，當兩片組合時可實現二維矢量掃描（準靜態掃描），可應用于激光打標、氣體傳感等。此外，壓電一維振鏡，當頻率拓展至50kHz甚至100kHz以上時，可在一些高端檢測設備中發揮重要作用。覺芯電子具備光學鍍膜生產能力，可在MEMS振鏡表面定制高反膜，為高功率激光掃描應用提供全新方案。