用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路制造技术

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。系统包括：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。

Control circuit for controlling the operation of a resonant MEMS mirror

The present disclosure provides a control circuit for controlling the operation of a resonant MEMS reflector. The system includes: applied to the MEMS mirror set in the activation pulse activated surface or staggered MEMS reflector; current detection of the MEMS mirror at the window; generated for change detection the current direction of the MEMS mirror at the window; and if the detected change during the current is terminated. The window and the activation pulse. In some embodiments, the two set of activation pulses is applied to the MEMS reflector.

【技术实现步骤摘要】
用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路
本公开总体上涉及微机电系统(MicroElectroMechanicalSystems，“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。
技术介绍
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(MicroOptoElectroMechanicalSystems，“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。
技术实现思路
本技术的实施例的目的在于提供一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路，其能够简化控制系统。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。所述MEMS反射镜是面内MEMS反射镜。所述MEMS反射镜是交错MEMS反射镜。所述检测电路包括：比较器电路，所述比较器电路被配置成用于检测所述MEMS反射镜处的所述电流的方向并且用于生成指示所述MEMS反射镜处的所述电流的所述方向变化的信号；以及逻辑电路，所述逻辑电路被配置成用于从所述比较器电路接收所述信号并且用于响应于其而生成所述复位信号。所述第一激活脉冲集合包括被施加到所述MEMS反射镜的第一部分的第一初级脉冲以及被施加到所述MEMS反射镜的第二部分的第二初级脉冲。所述第一初级脉冲在所述MEMS反射镜的角度处于其最大正值时开始并且在所述MEMS反射镜的所述第一部分的最大电容的角度处终止，并且其中，所述第二初级脉冲在所述MEMS反射镜的所述角度处于其最大负值时开始并且在所述MEMS反射镜的所述第二部分的最大电容的角度处终止。所述放大器电路进一步被配置成用于从所述定时电路接收第二控制信号，并且用于响应于其而生成用于操作所述MEMS反射镜的第二激活脉冲集合。所述第二激活脉冲集合包括被施加到所述MEMS反射镜的第一部分的第一次级脉冲以及被施加到所述MEMS反射镜的第二部分的第二次级脉冲。所述第一次级脉冲在所述MEMS反射镜的角度处于其最大负值时开始并且在所述MEMS反射镜的所述第一部分的最大电容的角度处终止，并且其中，所述第二次级脉冲在所述MEMS反射镜的所述角度处于其最大正值时开始并且在所述MEMS反射镜的所述第二部分的最大电容的角度处终止。所述第二激活脉冲集合中的每个激活脉冲具有比所述第一激活脉冲集合中的每个激活脉冲更短的占空比。所述定时电路进一步被配置成用于控制对用于激活所述检测电路来监测所述MEMS反射镜处的所述电流的窗口信号的定时。所述定时电路被配置成用于在激活脉冲的末端附近激活所述检测电路以便监测所述MEMS反射镜处的所述电流。所述定时电路被配置成用于测量第一激活脉冲的长度，并且用于基于所述测量调整后续激活脉冲的电压。如果所述第一激活脉冲的所述长度小于期望长度，则所述后续激活脉冲的所述电压减小，并且其中，如果所述第一激活脉冲的所述长度大于所述期望长度，则所述后续激活脉冲的所述电压增大。按照时钟周期来测量所述第一激活脉冲的所述长度和所述期望长度。所述定时电路进一步被配置成用于控制对用于激活所述检测电路来监测所述MEMS反射镜处的所述电流的窗口信号的定时；并且其中，所述定时电路被配置成用于通过以下方式将所述第一激活脉冲的测量长度与期望长度进行比较：在所述第一激活脉冲开始时激活所述窗口信号；以及基于在所述第一激活脉冲开始时激活的所述窗口信号期间检测的电流，如果所述检测的电流是第一方向，则确定所述测量长度小于所述期望长度，并且如果所述检测的电流是第二方向，则确定所述测量长度大于所述期望长度。根据本技术的实施例的用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路能够简化控制系统。在另一实施例中，本公开提供了一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的系统，该系统包括：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技术的范围。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；图5展示了在其中一个脉冲被施加到每个定子的交错MEMS反射镜实施例的激活脉冲实例的示例时序图；图6展示了在其中两个脉冲被施加到每个定子的交错MEMS反射镜实施例的激活脉冲实例的示例时序图；图7展示了针对具有在3°处达到的最大电容的6°开口角度而设计的交错MEMS反射镜实施例的时序图；图8展示了示例激活脉冲以及在朝向脉冲的末端而打开的窗口周期期间发生的脉冲终止的潜在点的示例波形；图9展示了图7的波形的时序图，其中，在T1接通和T1断开位置处提供计数器值；图10展示了使两个脉冲施加到每个定子的交错MEMS反射镜实施例的时序图；图11展示了图7的波形的时序图，示出了相对于波形的第二定子部分的第二脉冲以及与脉冲的开始和结束相对应的对应计数器值；图12展示了时序图，示出了图4的波形以及与脉冲的开始(T接通)和结束(T断开)相对应的对应计数器值；图13A和图13B展示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：定时电路，所述定时电路被配置成用于控制对用于操作所述MEMS反射镜的激活脉冲的定时；放大器电路，所述放大器电路被配置成用于从所述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所述MEMS反射镜的第一激活脉冲集合；以及检测电路，所述检测电路被配置成用于检测所述MEMS反射镜处的电流并且用于响应于检测到所述MEMS反射镜处的所述电流的方向变化而生成复位信号；其中，所述定时电路进一步被配置成用于响应于从所述检测电路接收所述复位信号而终止激活脉冲。

【技术特征摘要】
2016.09.06 US 15/256,9091.一种用于控制谐振型MEMS反射镜的操作的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：定时电路，所述定时电路被配置成用于控制对用于操作所述MEMS反射镜的激活脉冲的定时；放大器电路，所述放大器电路被配置成用于从所述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所述MEMS反射镜的第一激活脉冲集合；以及检测电路，所述检测电路被配置成用于检测所述MEMS反射镜处的电流并且用于响应于检测到所述MEMS反射镜处的所述电流的方向变化而生成复位信号；其中，所述定时电路进一步被配置成用于响应于从所述检测电路接收所述复位信号而终止激活脉冲。2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述MEMS反射镜是面内MEMS反射镜。3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述MEMS反射镜是交错MEMS反射镜。4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检测电路包括：比较器电路，所述比较器电路被配置成用于检测所述MEMS反射镜处的所述电流的方向并且用于生成指示所述MEMS反射镜处的所述电流的所述方向变化的信号；以及逻辑电路，所述逻辑电路被配置成用于从所述比较器电路接收所述信号并且用于响应于其而生成所述复位信号。5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一激活脉冲集合包括被施加到所述MEMS反射镜的第一部分的第一初级脉冲以及被施加到所述MEMS反射镜的第二部分的第二初级脉冲。6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第一初级脉冲在所述MEMS反射镜的角度处于其最大正值时开始并且在所述MEMS反射镜的所述第一部分的最大电容的角度处终止，并且其中，所述第二初级脉冲在所述MEMS反射镜的所述角度处于其最大负值时开始并且在所述MEMS反射镜的所述第二部分的最大电容的角度处终止。7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述放大器电路进一步被配置成用于从所述定时电路接收第二控制信号，并且用于响应于其而生成用于操作所述MEMS反射镜的第二激活脉冲集合。8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述第二激活...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·苏拉尼，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：以色列,IL