[发明专利]谐振型MEMS反射镜控制系统

说明书

本公开提供了一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的系统和方法。该系统和方法包括：经由施加到该MEMS反射镜的激活脉冲集合激活面内或者交错MEMS反射镜；检测该MEMS反射镜处的电流；生成用于检测该MEMS反射镜处的该电流方向的变化的窗口；以及如果在该窗口期间检测到该电流的变化则终止该窗口和该激活脉冲。在一些实施例中，两个激活脉冲集合被施加到该MEMS反射镜。

技术领域

本公开总体上涉及微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems，“MEMS”)反射镜，并且更具体地涉及一种用于谐振型MEMS反射镜的控制系统。

背景技术

某些设备(诸如晶片缺陷扫描仪、激光打印机、文档扫描仪、投影仪等)利用经常沿着直线路径跨平坦表面进行扫描的窄准直激光束。用于此目的的典型光学扫描系统采用倾斜平面镜以使光束偏转。倾斜微反射镜在许多微机电系统(“MEMS”)设备和/或微光机电系统(Micro Opto Electro Mechanical Systems，“MOEMS”)设备中用作中心元件。为了方便起见，这些设备(即MEMS和/或MOEMS)将在此被称为“MEMS”设备。

这些MEMS设备中的许多MEMS设备包括两种类型的静电反射镜：面内反射镜和交错反射镜。面内反射镜通常以谐振频率被驱动。在单个层上制作面内反射镜的定子和转子，并且反射镜的驱动脉冲通常为矩形类型的信号。交错反射镜典型地包含两个不同的层：包括定子的一层以及包括转子的第二层。然而，在诸如定子和转子在制作之后永久倾斜的一些实施例中，单个层可以用于定子和转子两者。交错反射镜可以以其谐振频率或以降至(且包括)DC的更低频率进行操作。

用于MEMS反射镜设备的传统驱动控制电路需要复杂的处理以及使用用于监测反射镜的A/D转换器、放大器、和滤波器。而且，改变激光功率造成传统控制算法检测和适应起来缓慢的反射镜谐振频率的变化。因此，存在对解决传统MEMS反射镜驱动控制电路的缺陷的简化控制系统的需要。

发明内容

本公开提供了一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路，该控制电路包括：定时电路，该定时电路被配置成用于控制对用于操作该MEMS反射镜的激活脉冲的定时；放大器电路，该放大器电路被配置成用于从该定时电路接收第一控制信号，并且用于响应于其而生成用于操作该MEMS反射镜的第一激活脉冲集合；以及检测电路，该检测电路被配置成用于检测该MEMS反射镜处的电流并且用于响应于检测到该MEMS反射镜处的该电流的方向变化而生成复位信号；其中，该定时电路进一步被配置成用于响应于从该检测电路接收该复位信号而终止激活脉冲。

在另一实施例中，本公开提供了一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的方法，该方法包括：生成用于操作该MEMS反射镜的第一激活脉冲集合；生成用于电流检测的窗口，该窗口与激活脉冲的一端重叠；在该窗口期间检测该MEMS反射镜处的电流；以及响应于在该窗口期间检测到电流方向的变化而终止该激活脉冲。

当结合附图阅读时，本公开的前述和其他特征以及优点将从实施例的以下详细描述中变得进一步明显。详细描述和附图仅为说明本公开，而不是限制如由所附权利要求书及其等效内容限定的本发明的范围。

附图说明

通过示例的方式在未按比例绘制的附图中展示了实施例，在附图中，相同的数字指示类似的部件，并且在附图中：

图1展示了MEMS反射镜装置的实施例的示意性示例；

图2展示了面内MEMS反射镜实施例的电容对反射镜角度特性的简图；

图3展示了交错MEMS反射镜实施例的电容对反射镜角度特性的简图；

图4展示了时序图，示出了在其中MEMS反射镜被制作为面内谐振型反射镜的实施例的示例激活脉冲实例；