[發明專利]靜電式微掃描鏡的角度檢測電路

在審

• 申請號: 201310744347.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104748669A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 蔡育南
• 申請（專利權）人: 光寶科技股份有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明涉及一種檢測電路，特別是涉及一種靜電式微掃描鏡(MEMS?Scanning?Mirror)的角度檢測電路。

背景技術

微掃描鏡(MEMS?Scanning?Mirror)為傳遞光信號的重要元件，其廣泛地應用于光機電系統整合的產品與技術中，例如：投影機、條碼讀取器（barcode?reader）、光調制器（optical?modulator）、光遮斷器（optical?chopper）、光開關（optical?switch）以及光學定位（optical?positioning）等。微掃描鏡一般是由致動器與面鏡所組合而成，致動器負責施加力量于面鏡上，使面鏡產生角位移，對入射的光信號進行反射，并由面鏡角位移決定光信號的傳遞方向。微掃描鏡的驅動方式大致分為靜電式（electrostatic）、電磁式（electromagnetic）、熱致動式（thermo）、與壓電式（piezoelectric）等。其中，靜電式微掃描鏡具有較大驅動力與半導體制造工藝相容性較佳等優點，因此靜電式微掃描鏡極具潛力。

在某些應用中（例如影像投射），控制芯片必須與靜電式微掃描鏡的轉動角度同步，才能正常運作。然而，現今的檢測技術并無法準確的感測靜電式微掃描鏡的轉動角度，進而影響了靜電式微掃描鏡的發展。因此，如何準確的感測靜電式微掃描鏡的轉動角度成為發展靜電式微掃描鏡的一個重要課題。

發明內容

本發明提供一種靜電式微掃描鏡的角度檢測電路，可準確的感測靜電式微掃描鏡的轉動角度。

本發明的靜電式微掃描鏡的角度檢測電路，其中靜電式微掃描鏡的一驅動電極接收一驅動信號。角度檢測電路包括一電容值感測單元、一低通濾波放大單元及一角度判斷單元。電容值感測單元耦接靜電式微掃描鏡的一鏡面電極，用以感測靜電式微掃描鏡的等效電容值且提供一電容感測信號。低通濾波放大單元耦接電容值感測單元以接收電容感測信號，且提供一位置信號。角度判斷單元耦接低通濾波放大單元以接收位置信號，以判斷靜電式微掃描鏡的鏡面電極的一轉動角度且提供一角度信號。

在本發明的一實施例中，電容值感測單元依據鏡面電極與驅動電極的耦合電流感測靜電式微掃描鏡的等效電容值，以提供電容感測信號。

在本發明的一實施例中，電容值感測單元包括一參考電壓、一第一二極管及一第二二極管。參考電壓具有一第一端及一第二端，第二端接收一接地電壓。第一二極管的陰極耦接鏡面電極且提供電容感測信號，第一二極管的陽極耦接參考電壓的第一端。第二二極管的陽極耦接鏡面電極，第二二極管的陰極耦接參考電壓的第一端。

在本發明的一實施例中，低通濾波放大單元包括一運算放大器、一第一電容、一第二電容、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻及一第五電阻。運算放大器具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，輸出端提供位置信號。第一電容耦接第一輸入端與一接地電壓之間。第一電阻耦接于電容值感測單元與第一輸入端之間。第二電阻耦接于第二輸入端與輸出端之間。第三電阻的一端耦接第二輸入端。第四電阻耦接第三電阻的另一端與一系統電壓之間。第五電阻耦接于第三電阻的另一端與接地電壓之間。第二電容耦接第三電阻的另一端與接地電壓之間。

在本發明的一實施例中，第一輸入端為一正輸入端，第二輸入端為一負輸入端。

在本發明的一實施例中，角度判斷單元依據位置信號的電壓電平判斷靜電式微掃描鏡的鏡面電極的轉動角度。

在本發明的一實施例中，當位置信號的電壓電平呈現下降緣時，角度判斷單元判斷鏡面電極的轉動角度為0。當位置信號的電壓電平為于中間電壓時，角度判斷單元依序判斷鏡面電極的轉動角度為一正向最大轉動角度及一逆向最大轉動角度。

基于上述，本發明實施例的靜電式微掃描鏡的角度檢測電路，通過電容值感測單元感測靜電式微掃描鏡的等效電容值的變化并對應地提供電容感測信號，再通過低通濾波放大單元對電容感測信號進行低通濾波放大，以將電容感測信號轉換為位置信號。藉此，可準確的感測靜電式微掃描鏡的轉動角度。

為使本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并結合附圖詳細說明如下。

附圖說明

圖1A為依據本發明一實施例的靜電式微掃描鏡與角度檢測電路的系統示意圖。

圖1B為圖1A的靜電式微掃描鏡與角度檢測電路的運作信號示意圖。

圖2A為圖1A中依據本發明一實施例的電容值感測單元的電路示意圖。

圖2B為依據本發明一實施例的二極管的電流電壓特性示意圖。