[发明专利]一种微振镜的反馈系统及方法

说明书

本发明公开了一种微振镜的反馈系统及方法，通过采集麦克风的声音信号，得到微振镜运动的幅值和相位；具体方法如下：(1)根据微振镜的幅值θ_m与测量的声音幅值A_s之间的线性关系θ_m＝A_s·k，标定比例k；(2)根据公式θ_m＝A_s·k计算微振镜的幅值；(3)根据标定系数和b，其中，为微振镜的运动相位与测量的声音相位之差，ω为微振镜的振动频率；(4)根据公式计算微振镜的运动相位。发明首先通过麦克风采集振镜振动时的声音信息，然后通过声音与振镜运动之间的关系计算出振镜的运动信息，检测方法简单，且准确度较高。

【技术领域】

本发明属于微光机电(MOEMS)领域，具体涉及一种微扭转镜的位置检测系统及方法。

【背景技术】

谐振式微振镜与传统光束偏转元件相比，具有尺寸小、重量轻、惯性小、功耗低、响应快、易集成等优点，在激光扫描领域有广泛的应用。

谐振式微振镜的振动幅值与相位会随驱动电压、环境温度、湿度、大气压力等的变化而变化，为了保证微扭转镜始终可以稳定工作，需要对扫描镜的振动情况进行实时检测。目前常用的检测方式有光电检测、电容检测、压阻检测等方法。其中光电检测方法系统封装工艺复杂，封装体积大；电容检测的信号微弱，信噪比低；压阻检测需要在微振镜上集成压阻模块，制作工艺复杂。

微振镜工作时，镜面快速转动，其附近的空气受到挤压或摩擦产生声音。该声音的频率与微振镜工作频率一致，声音幅值与振镜工作幅值成正比，声音与微振镜工作状态之间有相位差。这样，可以利用麦克风获取声音信息，并计算出微振镜的运动信息。

2009年，美国德州仪器公司公开了一个利用麦克风反馈的专利，但没有提到如何用麦克风的信息来计算微振镜的运动信息。

鉴于以上技术问题，实有必要提供一种微扭转镜的声音检测方法，以解决以上技术问题。

【发明内容】

本发明提供了一种微振镜的反馈系统及方法，通过声音计算振镜的运动信息。

本发明采用以下技术方案：

一种微振镜的反馈系统，通过采集麦克风的声音信号，得到微振镜运动的幅值和相位；具体方法如下：

(1)根据微振镜的幅值θ_m与测量的声音幅值A_s之间的线性关系θ_m＝A_s·k，标定比例k；

(2)根据公式θ_m＝A_s·k计算微振镜的幅值；

(3)根据标定系数和b，其中，为微振镜的运动相位与测量的声音相位之差，ω为微振镜的振动频率；

(4)根据公式计算微振镜的运动相位。

步骤(3)中，微振镜的运动相位与测量的声音相位之差包括两部分，一是微振镜运动相位与产生声音的相位之间的差值另一个是因声音传播产生的相位差值

当仅有一个麦克风时，微振镜的运动相位与测量的声音相位之差根据公式通过对微振镜和麦克风进行一次相位差与频率的线性关系标定而确定系数和b，其中，ω为振镜振动的频率。

当有两个麦克风时，微振镜运动相位与产生声音的相位之间的差值根据公式标定，其中，ω为振镜振动的频率；两个麦克风的声音传播产生的相位差值分别根据公式和标定，其中，l₁和l₂分别为微振镜与两个麦克风之间的距离，和分别为两个麦克风接收的声音相位。

当有两个麦克风时，分别对两个麦克风产生的声音幅值与振镜的幅值进行标定，计算时，以两次计算结果的平均作为最终幅值。