[發明專利]驅動掃描微鏡進行轉動的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201810823608.2
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN110764251B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 沈文江;余暉俊;黃艷飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B26/10
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明公開了一種掃描微鏡控制方法，產生對掃描微鏡擾動最小的鋸齒波；獲取所述掃描微鏡的第一位置信號；根據所述鋸齒波和所述第一位置信號產生驅動信號，以驅動所述掃描微鏡進行轉動。本發明還公開了一種掃描微鏡控制裝置。本發明通過先確定對掃描微鏡擾動最小的輸入鋸齒波作為輸入信號，再對掃描微鏡進行閉環控制，可有效降低掃描微鏡的失真響應。

技術領域

本發明屬于微鏡控制領域，具體地，涉及一種驅動掃描微鏡進行轉動的方法及其裝置。

背景技術

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)掃描微鏡作為微型投影儀、激光雷達、光學相干層析成像和共聚焦顯微鏡等系統的核心部件，在工業測量、無人駕駛、以及醫學成像等領域擁有廣泛的應用和巨大市場潛力。MEMS掃描微鏡能夠解決傳統機械掃描系統尺寸大、精度低、能耗高、以及大規模量產能力不足等問題。

由于MEMS微鏡為模擬器件同時也是一個非線性的響應系統，即當微鏡輸入一個波形時由于微鏡的頻率響應特性，會使微鏡的響應波形失真，即微鏡的響應曲線與輸入波形不一致，即非線性響應。這種非線性響應會極大影響MEMS微鏡的應用，使應用效果大幅度降低。

因此，如何改善微鏡的驅動方法，降低微鏡的失真響應是目前業內需要解決的問題。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種可有效降低微鏡的失真響應的驅動掃描微鏡進行轉動的方法及其裝置。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

根據本發明的一方面，提供了一種掃描微鏡控制方法，所述方法包括：

產生對掃描微鏡擾動最小的鋸齒波；

獲取所述掃描微鏡的第一位置信號；

根據所述鋸齒波和所述第一位置信號產生驅動信號，以驅動所述掃描微鏡進行轉動。

進一步地，所述產生對掃描微鏡擾動最小的鋸齒波的步驟包括：

確定對掃描微鏡的擾動最小的鋸齒波的占空比為最小擾動占空比；

產生占空比為最小擾動占空比的鋸齒波。

進一步地，所述確定對掃描微鏡的擾動最小的鋸齒波的最小擾動占空比的步驟包括：

產生多個不同占空比的鋸齒波；

分別根據所述多個不同占空比的鋸齒波驅動所述掃描微鏡進行轉動；

獲取所述掃描微鏡的第二位置信號并根據所述第二位置信號分別計算所述多個不同占空比的鋸齒波對所述掃描微鏡的擾動大小；

將對所述掃描微鏡的擾動最小的鋸齒波對應的占空比設置為最小擾動占空比。

進一步地，所述驅動信號驅動所述掃描微鏡沿Y軸方向進行轉動；當所述掃描微鏡的旋轉角度為0時，光源發出的入射光線構成的入射平面與掃描微鏡所在平面垂直，所述Y軸方向為所述掃描微鏡旋轉角度為0時，所述掃描微鏡所在平面上的與所述入射平面垂直的方向。

進一步地，所述根據所述鋸齒波和所述第一位置信號產生驅動信號，以驅動所述掃描微鏡進行轉動的步驟是根據所述鋸齒波和所述第一位置信號采用PID控制算法產生驅動信號。

根據本發明的另一方面，還提供了一種驅動掃描微鏡進行轉動的裝置，包括：第一控制器、第二控制器、反饋裝置；

所述第一控制器用于確定對所述掃描微鏡的擾動最小的鋸齒波的最小擾動占空比，且所述第一控制器用于產生占空比為最小擾動占空比的鋸齒波；

當所述驅動掃描微鏡進行轉動的系統驅動掃描微鏡工作時：