微机电装置的位置侦测装置及其侦测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种位置侦测装置，用以侦测微机电装置的位置信息。位置侦测装置包括振荡电路、载波频率侦测器以及解调变器。振荡电路依据微机电装置所提供的等效电容来产生振荡信号。载波频率侦测器侦测振荡信号以获得振荡信号的载波频率信息。解调变器依据载波频率信息以对振荡信号进行解调变，并据以获得微机电装置的位置信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种位置侦测装置，特别是有关于一种侦测微机电装置的位置信息的侦测装置及其侦测方法。
技术介绍
近来，电容侦测在微机电(micro-electromechanicalsystem,MEMS)领域的应用越来越广泛。由于微机电装置具有小尺寸、微型比例及可携式的特性，使其内部的元件对环境中的变动因子如温度、噪声等的敏感度因而提高，而较不易取得微机电装置的位置信息。因此，通过使用如电容侦测的技术，可以较精确的侦测得到微机电装置的位置信息以提升其使用效能。然而，在现有技术中，大多是利用锁相回路(PhaseLockLoop，PLL)或微电流侦测等方式来实现电容侦测，该方式容易受到温度、噪声及各元件(如电感、电阻及电容)的相异性的影响，而导致侦测结果的不准确。因此，解决侦测微机电装置的位置信息技术，仍需克服侦测可能不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种位置侦测装置及其侦测方法，用以侦测微机电装置的位置信息。本专利技术的位置侦测装置包括振荡电路、载波频率侦测器以及解调变器，且可以将其应用在微机电装置的位置侦测。振荡电路耦接微机电装置，依据微机电装置所提供的等效电容来产生振荡信号。载波频率侦测器耦接振荡电路，且侦测所述振荡信号以获得振荡信号的载波频率信息。解调变器耦接振荡电路以及载波频率侦测器，且依据载波频率侦测器所侦测得到的载波频率信息来对振荡信号进行解调变，据以获得微机电装置的位置信息。本专利技术的侦测微机电装置的位置信息的方法包括，依据所要侦测的微机电装置提供的等效电容来产生振荡信号；侦测振荡信号并据以获得振荡信号的载波频率信息；以及，依据所侦测得到的载波频率信息来对振荡信号进行解调变，据此获得微机电装置的位置信息。基于上述，本专利技术提出的方法是使用解调变方式来实现电容侦测，且专利技术所提出的方法可以不受到温度、噪声及各元件(如电感、电阻及电容)的相异性的影响，而侦测出较精确的微机电装置的位置信息。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的位置侦测装置的方块图。图2是根据本专利技术一实施例，说明图1中的振荡电路的一实施例的示意图。图3是根据本专利技术一实施例，说明图1中的解调变器的一实施例的示意图。图4是根据本专利技术另一实施例的位置侦测装置的方块图。图5是根据本专利技术另一实施例，绘示图4中的模拟低通滤波器的一实施例的示意图。图6是根据本专利技术一实施例的微机电装置的位置信息侦测方法的流程图。【附图标记说明】100：位置侦测装置101：微机电装置110：振荡电路120：载波频率侦测器130：解调变器301：振荡器302-303：混波器304：微分器305：算术运算器306-308：滤波器400：位置侦测装置401：微机电装置410：振荡电路420：载波频率侦测器430：解调变器440：模拟低通滤波器450：模拟数字转换器501：运算放大器CEQ：等效电容C1-C4：电容GND：参考接地端Inv1-Inv2：反相器L1：电感R1-R5：电阻S610-S630：微机电装置的位置信息的侦测步骤具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本说明书中描述的位置侦测装置可以应用在微机电装置上，其中所述微机电装置例如是微投影机、微型麦克风、听力辅助器及其他可携式的微机电装置，但并不仅限于此。图1为根据本专利技术一实施例的侦测装置的示意图。请参照图1，位置侦测装置100包括振荡电路110、载波频率侦测器120及解调变器130，位置侦测装置100用以侦测微机电装置101的位置信息。其中，微机电装置101可提供等效电容CEQ。而等效电容CEQ的电容值由微机电装置101的位置信息的改变而产生变化。以应用在微投影机的微机电装置101为范例，微机电装置101可用来带动微投影机中的光学元件，并据此改变微投影机投射影像光束的位置以进行影像扫描的功能。其中，当微机电装置101带动微投影机中的光学元件的同时，其位置信息的改变会使其所提供的等效电容CEQ的电容值随之改变。振荡电路110耦接至所要侦测的微机电装置101，并依据微机电装置101所提供的等效电容CEQ的电容值来产生振荡信号S1。在此，振荡信号S1的载波频率可以依据等效电容CEQ的电容值来决定，并且，在微机电装置101的位置信息的变化是周期性的改变的前提下，振荡信号S1的载波频率也是对应于微机电装置101的位置信息而产生周期性的变化，具体来说，振荡信号S1的载波频率变化可以表示为ωc±df，其中，ωc代表振荡信号S1的主要频率，而df则为其可能产生的频率飘移。载波频率侦测器120耦接至振荡电路110的输出端，并侦测振荡电路110产生的振荡信号S1，以获得有关振荡信号S1的载波频率信息S2，载波频率侦测器120所获得的载波频率信息S2可以提供给解调变器130，以便于对振荡信号S1进行解调变来得知微机电装置101的位置信息。在一具体实施例中，载波频率侦测器120利用取样频率信号对振荡信号S1进行一段时间的取样，来得到多个取样结果，之后计算所得的多个取样结果的平均值，来进一步得知载波频率信息S2。更具体地说，载波频率侦测器120利用取样频率信号来对振荡信号S1的多个周期进行取样，且经过一段时间的取样后，可以得到振荡信号S1的多个周期结果。基于振荡信号S1的周期的长短的变化是周期性的，载波频率侦测器120可以计算取得的多个周期结果的平均值而得到载波频率信息S2。其中，载波频率信息S2为振荡信号S1的主要频率ωc的侦测结果。然而，可能因为某些因素，如环境中温度的变化、电感或电容元件的温度系数的影响以及电感电容元件本身的误差等，使得振荡信号S1的主要频率ωc动态的产生变化，而载波频率侦测器120可以实时的侦测出振荡信号S1的主要频率ωc，并将其提供至解调变器130。解调变器130耦接振荡电路110以及载波频率侦测器120，且在耦接至振荡电路110的输入端时接收由振荡电路110产生的振荡信号S1，而在耦接至载波频率侦测器120的输入端时接收从载波频率侦测器120得到的载波频率信息S2。其中，解调变器130可以利用接收到的载波频率信息S2来对振荡信号S1作解调变，进一步得知微机电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置侦测装置，用以侦测微机电装置的位置信息，其特征在于，包括：振荡电路，耦接该微机电装置，依据该微机电装置所提供的等效电容来产生振荡信号；载波频率侦测器，耦接该振荡电路，侦测该振荡信号以获得该振荡信号的载波频率信息；以及解调变器，耦接该振荡电路以及该载波频率侦测器，依据该载波频率信息以对该振荡信号进行解调变，并据以获得该微机电装置的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种位置侦测装置，用以侦测微机电装置的位置信息，其特征在
于，包括：
振荡电路，耦接该微机电装置，依据该微机电装置所提供的等效电容
来产生振荡信号；
载波频率侦测器，耦接该振荡电路，侦测该振荡信号以获得该振荡信
号的载波频率信息；以及
解调变器，耦接该振荡电路以及该载波频率侦测器，依据该载波频率
信息以对该振荡信号进行解调变，并据以获得该微机电装置的位置信息。
2.如权利要求1所述的位置侦测装置，其中该等效电容依据该微机
电装置的位置信息的改变而产生变化。
3.如权利要求1所述的位置侦测装置，其中该振荡电路为电感电容
振荡器，该振荡电路包括电感，并依据该电感的电感值以及该等效电容来
决定该振荡信号的振荡频率。
4.如权利要求3所述的位置侦测装置，其中该振荡电路还包括：
第一电容，其一端耦接该等效电容的第一端，该第一电容的第二端耦
接至该电感的第一端；
第一反相器，其输入端耦接至该第一电容的第二端；
第二反相器，其输入端耦接至该第一反相器的输出端，该第二反相器
的输出端产生该振荡信号；
第二电容，其第一端耦接至该电感的第二端，该第二电容的第二端耦
接至参考接地端；
第一电阻，串接在该第二电容的第一端与该第一反相器的输出端间；
以及
第二电阻，串接在该第一反相器的输出端及输入端间，
其中，该等效电容的第二端耦接至该参考接地端。
5.如权利要求1所述的位置侦测装置，其中该解调变器包括：
振荡器，接收并依据该载波频率信息产生正交的第一参考振荡信号以
及第二参考振荡信号；
第一混波器，接收该振荡信号以及该第一参考振荡信号，并针对该振
荡信号以及该第一参考振荡信号进行混波以产生第一混波信号；
第二混波器，接收该振荡信号以及该第二参考振荡信号，并针对该振
荡信号以及该第二参考振荡信号进行混波以产生第二混波信号；
微分器，接收并针对该第一混波信号以及该第二混波信号进行微分，
以分别产生第一微分后混波信号以及第二微分后混波信号；以及
算术运算器，接收并针对该第一微分后混波信号以及该第二微分后混
波信号进行算术运算以获得该微机电装置的位置信息。
6.如权利要求5所述的位置侦测装置，其中该解调变器还包括：
第一滤波器，耦接在该第一混波器及该第二混波器接收该振荡信号的
路径上，以针对该振荡信号进行滤波；
第二滤波器，耦接在该微分器接收该第一混波信号的路径上，以针对
该第一混波信号进行滤波；以及
第三滤波器，耦接在该微分器接收该第二混波信号的路径上，以针对
该第二混波信号进行滤波。
7.如权利要求1所述的位置侦测装置，其中该载波频率侦测器依据
计算该振荡信号的多个周期的周期平均值来获得该载波频率信息。
8.如权利要求7所述的位置侦测装置，其中该载波频率侦测器利用
一取样...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文隆，欧德建，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71