[發明專利]用于光學MEMS干涉儀中的反射鏡定位的自校準

有效

• 申請號: 201680074302.0
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN108474690B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: M·安瓦爾;M·梅德哈特;B·莫塔達;A·O·埃爾沙特;M·加德西夫;M·納吉;B·A·薩達尼;A·N·哈菲茲
• 申請（專利權）人: 斯維爾系統
• 主分類號: G01J3/06
• 分類號: G01J3/06;G01B9/02;G01J3/453
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;董典紅

1.一種微機電系統(MEMS)裝置，包括：

MEMS干涉儀，被配置用于產生干涉圖，所述MEMS干涉儀包括：

至少一個反射鏡，所述至少一個反射鏡被光學耦合為接收并反射光，所述至少一個反射鏡中的第一反射鏡具有非平面表面，所述非平面表面包括主表面和從所述主表面偏移的至少一個附加表面；和

MEMS致動器，所述MEMS致動器被耦合到所述至少一個反射鏡中的可移動反射鏡以產生所述可移動反射鏡的移位，所述MEMS致動器具有可變電容；

存儲器，所述存儲器維護一個將所述MEMS致動器的所存儲電容映射到所述可移動反射鏡的相應的所存儲位置的表；

電容感測電路，所述電容感測電路被耦合到所述MEMS致動器，所述電容感測電路被配置為：

感測所述MEMS致動器在所述可移動反射鏡的第一參考位置處的第一測量電容，所述第一參考位置對應于所述干涉圖的中心突發；和

感測所述MEMS致動器在所述可移動反射鏡的第二參考位置處的第二測量電容，所述第二參考位置對應于由于所述非平面表面而產生的所述干涉圖的次級突發；和

校準模塊，所述校準模塊被配置為使用在所述第一參考位置處的所述第一測量電容和在所述第二參考位置處的所述第二測量電容來確定要施加到所述表中的所存儲電容的校正量。

2.根據權利要求1所述的MEMS裝置，其中，所述電容感測電路還被配置為確定所述MEMS致動器的當前電容，并且所述MEMS裝置還包括：

數字信號處理器，所述數字信號處理器被配置為訪問所述表，以基于所述MEMS致動器的所述當前電容和所述校正量的組合來確定所述可移動反射鏡的當前位置。

3.根據權利要求1所述的MEMS裝置，還包括：

光源，所述光源被配置為產生具有已知波長的輸入光束并且向所述干涉儀提供所述輸入光束；

所述電容感測電路還被配置為測量在所述可移動反射鏡移動穿過附加干涉圖的至少兩個過零點時的電容變化，所述附加干涉圖由所述MEMS干涉儀產生；和

數字信號處理器，所述數字信號處理器被配置為基于所述電容變化和所述附加干涉圖對所述表進行填充。

4.根據權利要求1所述的MEMS裝置，其中：

所述表表示初始的電容感測曲線；

所述校準模塊還被配置為將所述MEMS致動器的所述第一測量電容和所述第二測量電容與對應的在所述表內的在所述第一參考位置和所述第二參考位置處的相應的所存儲電容進行比較，以計算所述第一測量電容和所述第二測量電容與對應的在所述表內的所存儲電容之間的相應誤差；和

所述校準模塊還被配置為使用所述初始的電容感測曲線和所計算的誤差來外推校正的電容感測曲線，所述校正量對應于所述校正的電容感測曲線和所述初始的電容感測曲線之間的差異。

5.根據權利要求1所述的MEMS裝置，還包括：

寬帶光源，所述寬帶光源被配置為在所述第一測量電容和所述第二測量電容的感測期間產生寬帶光束并且向所述MEMS干涉儀提供所述寬帶光束。

6.根據權利要求5所述的MEMS裝置，還包括：

窄帶光學濾波器，所述窄帶光學濾波器被光學地耦合為接收所述寬帶光束，并且被配置為產生具有已知波長的輸入光束并且向所述干涉儀提供所述輸入光束；

所述電容感測電路還被配置為測量在所述可移動反射鏡移動穿過附加干涉圖的至少兩個過零點時的電容變化，所述附加干涉圖由所述MEMS干涉儀產生；和

數字信號處理器，所述數字信號處理器被配置為基于所述電容變化和所述附加干涉圖來對所述表進行填充。