微機(jī)電裝置的位置偵測(cè)裝置及其偵測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種位置偵測(cè)裝置，特別是有關(guān)于一種偵測(cè)微機(jī)電裝置的位置信息的偵測(cè)裝置及其偵測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，電容偵測(cè)在微機(jī)電(micro-electromechanical system, MEMS)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。由于微機(jī)電裝置具有小尺寸、微型比例及可攜式的特性，使其內(nèi)部的元件對(duì)環(huán)境中的變動(dòng)因子如溫度、噪聲等的敏感度因而提高，而較不易取得微機(jī)電裝置的位置信息。因此，通過使用如電容偵測(cè)的技術(shù)，可以較精確的偵測(cè)得到微機(jī)電裝置的位置信息以提升其使用效能。
[0003]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，大多是利用鎖相回路(Phase Lock Loop，PLL)或微電流偵測(cè)等方式來實(shí)現(xiàn)電容偵測(cè)，該方式容易受到溫度、噪聲及各元件(如電感、電阻及電容)的相異性的影響，而導(dǎo)致偵測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確。因此，解決偵測(cè)微機(jī)電裝置的位置信息技術(shù)，仍需克服偵測(cè)可能不準(zhǔn)確的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種位置偵測(cè)裝置及其偵測(cè)方法，用以偵測(cè)微機(jī)電裝置的位置信息。
[0005]本發(fā)明的位置偵測(cè)裝置包括振蕩電路、載波頻率偵測(cè)器以及解調(diào)變器，且可以將其應(yīng)用在微機(jī)電裝置的位置偵測(cè)。振蕩電路耦接微機(jī)電裝置，依據(jù)微機(jī)電裝置所提供的等效電容來產(chǎn)生振蕩信號(hào)。載波頻率偵測(cè)器耦接振蕩電路，且偵測(cè)所述振蕩信號(hào)以獲得振蕩信號(hào)的載波頻率信息。解調(diào)變器耦接振蕩電路以及載波頻率偵測(cè)器，且依據(jù)載波頻率偵測(cè)器所偵測(cè)得到的載波頻率信息來對(duì)振蕩信號(hào)進(jìn)行解調(diào)變，據(jù)以獲得微機(jī)電裝置的位置信肩、O
[0006]本發(fā)明的偵測(cè)微機(jī)電裝置的位置信息的方法包括，依據(jù)所要偵測(cè)的微機(jī)電裝置提供的等效電容來產(chǎn)生振蕩信號(hào)；偵測(cè)振蕩信號(hào)并據(jù)以獲得振蕩信號(hào)的載波頻率信息；以及，依據(jù)所偵測(cè)得到的載波頻率信息來對(duì)振蕩信號(hào)進(jìn)行解調(diào)變，據(jù)此獲得微機(jī)電裝置的位置信息。
[0007]基于上述，本發(fā)明提出的方法是使用解調(diào)變方式來實(shí)現(xiàn)電容偵測(cè)，且發(fā)明所提出的方法可以不受到溫度、噪聲及各元件(如電感、電阻及電容)的相異性的影響，而偵測(cè)出較精確的微機(jī)電裝置的位置信息。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的位置偵測(cè)裝置的方塊圖。
[0009]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，說明圖1中的振蕩電路的一實(shí)施例的示意圖。
[0010]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，說明圖1中的解調(diào)變器的一實(shí)施例的示意圖。
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的位置偵測(cè)裝置的方塊圖。
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，繪示圖4中的模擬低通濾波器的一實(shí)施例的示意圖。
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的微機(jī)電裝置的位置信息偵測(cè)方法的流程圖。
[0014]【附圖標(biāo)記說明】
[0015]100:位置偵測(cè)裝置
[0016]101:微機(jī)電裝置
[0017]110:振蕩電路
[0018]120:載波頻率偵測(cè)器
[0019]130:解調(diào)變器
[0020]301:振蕩器
[0021]302-303:混波器
[0022]304:微分器
[0023]305:算術(shù)運(yùn)算器
[0024]306-308:濾波器
[0025]400:位置偵測(cè)裝置
[0026]401:微機(jī)電裝置
[0027]410:振蕩電路
[0028]420:載波頻率偵測(cè)器
[0029]430:解調(diào)變器
[0030]440:模擬低通濾波器
[0031]450:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0032]501:運(yùn)算放大器
[0033]CEQ:等效電容
[0034]C1-C4:電容
[0035]GND:參考接地端
[0036]Invl-1nv2:反相器
[0037]LI:電感
[0038]R1-R5:電阻
[0039]S610-S630:微機(jī)電裝置的位置信息的偵測(cè)步驟
【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0041]本說明書中描述的位置偵測(cè)裝置可以應(yīng)用在微機(jī)電裝置上，其中所述微機(jī)電裝置例如是微投影機(jī)、微型麥克風(fēng)、聽力輔助器及其他可攜式的微機(jī)電裝置，但并不僅限于此。
[0042]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的偵測(cè)裝置的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，位置偵測(cè)裝置100包括振蕩電路110、載波頻率偵測(cè)器120及解調(diào)變器130，位置偵測(cè)裝置100用以偵測(cè)微機(jī)電裝置101的位置信息。其中，微機(jī)電裝置101可提供等效電容CEQ。而等效電容CEQ的電容值由微機(jī)電裝置101的位置信息的改變而產(chǎn)生變化。以應(yīng)用在微投影機(jī)的微機(jī)電裝置101為范例，微機(jī)電裝置101可用來帶動(dòng)微投影機(jī)中的光學(xué)元件，并據(jù)此改變微投影機(jī)投射影像光束的位置以進(jìn)行影像掃描的功能。其中，當(dāng)微機(jī)電裝置101帶動(dòng)微投影機(jī)中的光學(xué)元件的同時(shí)，其位置信息的改變會(huì)使其所提供的等效電容CEQ的電容值隨之改變。
[0043]振蕩電路110耦接至所要偵測(cè)的微機(jī)電裝置101，并依據(jù)微機(jī)電裝置101所提供的等效電容CEQ的電容值來產(chǎn)生振蕩信號(hào)SI。在此，振蕩信號(hào)SI的載波頻率可以依據(jù)等效電容CEQ的電容值來決定，并且，在微機(jī)電裝置101的位置信息的變化是周期性的改變的前提下，振蕩信號(hào)SI的載波頻率也是對(duì)應(yīng)于微機(jī)電裝置101的位置信息而產(chǎn)生周期性的變化，具體來說，振蕩信號(hào)SI的載波頻率變化可以表示為《c±df，其中，代表振蕩信號(hào)SI的主要頻率，而df則為其可能產(chǎn)生的頻率飄移。
[0044]載波頻率偵測(cè)器120耦接至振蕩電路110的輸出端，并偵測(cè)振蕩電路110產(chǎn)生的振蕩信號(hào)SI，以獲得有關(guān)振蕩信號(hào)SI的載波頻率信息S2，載波頻率偵測(cè)器120所獲得的載波頻率信息S2可以提供給解調(diào)變器130，以便于對(duì)振蕩信號(hào)SI進(jìn)行解調(diào)變來得知微機(jī)電裝置101的位置信息。在一具體實(shí)施例中，載波頻率偵測(cè)器120利用取樣頻率信號(hào)對(duì)振蕩信號(hào)SI進(jìn)行一段時(shí)間的取樣，來得到多個(gè)取樣結(jié)果，之后計(jì)算所得的多個(gè)取樣結(jié)果的平均值，來進(jìn)一步得知載波頻率信息S2。更具體地說，載波頻率偵測(cè)器120利用取樣頻率信號(hào)來對(duì)振蕩信號(hào)SI的多個(gè)周期進(jìn)行取樣，且經(jīng)過一段時(shí)間的取樣后，可以得到振蕩信號(hào)SI的多個(gè)周期結(jié)果。基于振蕩信號(hào)SI的周期的長(zhǎng)短的變化是周期性的，載波頻率偵測(cè)器120可以計(jì)算取得的多個(gè)周期結(jié)果的平均值而得到載波頻率信息S2。其中，載波頻率信息S2為振蕩信號(hào)SI的主要頻率的偵測(cè)結(jié)果。然而，可能因?yàn)槟承┮蛩兀绛h(huán)境中溫度的變化、電感或電容元件的溫度系數(shù)的影響以及電感電容元件本身的誤差等，使得振蕩信號(hào)SI的主要頻率ω c動(dòng)態(tài)的產(chǎn)生變化，而載波頻率偵測(cè)器120可以實(shí)時(shí)的偵測(cè)出振蕩信號(hào)SI的主要頻率《C，并將其提供至解調(diào)變器130。
[0045]解調(diào)變器130耦接振蕩電路110以及載波頻率偵測(cè)器120，且在耦接至振蕩電路110的輸入端時(shí)接收由振蕩電路110產(chǎn)生的振蕩信號(hào)SI，而在耦接至載波頻率偵測(cè)器120的輸入端時(shí)接收從載波頻率偵測(cè)器120得到的載波頻率信息S2。其中，解調(diào)變器130可以利用接收到的載波頻率信息S2來對(duì)振蕩信號(hào)SI作解調(diào)變，進(jìn)一步得知微機(jī)電裝置的位置信息。在一具體實(shí)施例中，解調(diào)變器