，延迟单元310可例如是一延迟链(delay chain)，并由多个延迟器DLl?DLn串接而成。其中，延迟器DLl会将载波讯号SCR延迟一默认时间后予以输出，以产生延迟讯号SI。此外，延迟器DL2会将延迟讯号SI延迟该默认时间后予以输出，以产生延迟讯号S2。以此类推，延迟器DL3?DLn会各自将所接收到的讯号延迟一默认时间后予以输出，以产生延迟讯号S3?Sn。
[0055]撷取单元320会依据频率调变讯号SFM的转态点取样载波讯号SCR与延迟讯号SI?Sn，并据以产生多个取样讯号QO?Qn。举例来说，在一实施例中，撷取单元320包括多个D型正反器DFFO?DFFn。其中，D型正反器DFFO?DFFn的输入端电性连接延迟器DLl?DLn，以接收载波讯号SCR与延迟讯号SI?Sn。D型正反器DFFO?DFFn的触发端电性连接振荡电路110，以接收频率调变讯号SFM。D型正反器DFFO?DFFn的输出端则用以产生取样讯号QO?Qn。在操作上，D型正反器DFFO?DFFn可被频率调变讯号SFM的上升缘触发。此外，当D型正反器DFFO?DFFn被触发时，取样讯号QO?Qn将与D型正反器DFFO?DFFn所接收到的讯号相等。
[0056]如图2所示，由于频率调变讯号230的频率会随着微扫描镜101的摆动而改变，因此频率调变讯号230与载波讯号210之间的相位差亦会对应地改变。换言之，在微扫描镜101的摆动位置讯号220周期内，随着时间点的不同，频率调变讯号230与载波讯号210之间的相位差也会不同，且其相位差随时间的变化会对应于微扫描镜101的摆动位置讯号220。在本发明实施例中，相位侦测电路130可通过延迟单元310与撷取单元320比对出频率调变讯号SFM分别与载波讯号SCR及延迟讯号SI?Sn的相对快慢，进而产生相关于两两讯号的相对快慢的取样讯号QO?Qn。接着,处理单元330会累加取样讯号QO?Qn以取得一相位差讯号Qsum。其中，相位差讯号Qsum对应于频率调变讯号230与载波讯号210之间的相位差。再者，相位差讯号Qsum随着时间的变化趋势则对应于频率调变讯号SFM的频率变化，亦对应于微扫描镜101的摆动位置讯号220。
[0057]举例来说，图4与图5分别为依据本发明一实施例的相位侦测电路的时序图。在此例子中，假设相位侦测电路130中的延迟单元310是由5个延迟器DLl?DL5所构成，且撷取单元320是由6个D型正反器DFFO?DFF5所构成。如图4_5所示，延迟器DLl?DL5各自将所接收到的讯号延迟一默认时间At，以产生延迟讯号SI?S5。此外，如图4所示，当频率调变讯号SFM的相位落后延迟讯号S2并领先延迟讯号S3时，S卩当频率调变讯号SFM的转态点发生在时间点t4时，D型正反器DFFO?DFF5将于时间点t4取样载波讯号SCR与延迟讯号SI?S5。换句话说，D型正反器DFFO?DFF5会于时间点t4被触发，并输出取样载波讯号SCR与延迟讯号SI?S5于时间点t4时的对应讯号。因此，取样讯号QO?Q5的数值QO (t4)?Q5 (t4)将为{I, I, I, O, O, 0}，且处理单元330所取得的相位差讯号Qsum的数值将为3。
[0058]再者，如图5所示，当频率调变讯号SFM的相位落后延迟讯号S4并领先延迟讯号S5时，即当频率调变讯号SFM的转态点发生在时间点t5时，D型正反器DFFO?DFF5将于时间点t5取样载波讯号SCR与延迟讯号SI?S5。换句话说，D型正反器DFFO?DFF5会于时间点t5被触发，并输出取样载波讯号SCR与延迟讯号SI?S5于时间点t5时的对应讯号。因此，取样讯号QO?Q5的数值Q0(t5)?Q5(t5)将为{1，I, I, I, 1，0}，且处理单元330所取得的相位差讯号Qsum的数值将为5。由于相位差讯号Qsum随着时间的变化趋势对应于频率调变讯号SFM的频率变化，因此，于时间点t4至时间点t5，相位差讯号Qsum的数值由3变为5代表频率调变讯号SFM的频率是由快变慢。换言之，倘若相位差讯号Qsum的数值是由大变小时，则代表频率调变讯号SFM的频率是由慢变快。反之，倘若相位差讯号Qsum的数值是由小变大时，则代表频率调变讯号SFM的频率是由快变慢。
[0059]请继续参照图3。处理单元330还对相位差讯号Qsum进行微分处理，以取得频率调变讯号SFM随着时间的频率变化量。此外，由于频率调变讯号SFM随着时间的频率变化量等效于微扫描镜101的摆动位置讯号SP，因此处理单元330可通过将相位差讯号Qsum进行微分处理而取得摆动位置讯号SP。举例来说，图6与图7分别为依据本发明一实施例的相位差讯号与摆动位置讯号的波形图。其中，处理单元330通过于不同时间点累加取样讯号QO?Qn所得出的相位差讯号Qsum可产生如图6所示的对应时间变化的相位差讯号，接着，通过将对应时间变化的相位差讯号Qsum进行微分处理则可产生如图7所示的摆动位置讯号。
[0060]更进一步来看，处理单元330包括多个加法器ADl?ADn与微分器331。其中，力口法器ADl?ADn电性连接D型正反器FFO?DFFn的输出端，并用以逐一累加取样讯号QO?Qn以产生相位差讯号Qsum。举例来说,加法器ADl会相加取样讯号QO与Ql,并将取样讯号QO与Ql的总和输出至加法器AD2。此外，加法器AD2会将取样讯号QO与Ql的总和与取样讯号Q2进行相加，以产生取样讯号QO?Q2的总和。以此类推,加法器AD3?ADn会各自将前级加法器所输出的总和与所接收到的取样讯号进行相加。再者，微分器331则是对相位差讯号Qsum进行微分处理，以产生摆动位置讯号SP。
[0061]请参阅图8，图8为依据本发明一实施例的摆动侦测方法的流程图。于步骤810，振荡电路110产生频率调变讯号SFM，其中，频率调变讯号SFM响应于微扫描镜101的等效电容。于步骤820，讯号产生电路120依据频率调变讯号SFM产生具有固定频率的载波讯号SCR0于步骤830，相位侦测电路130延迟载波讯号SCR，并依序产生多个延迟讯号。于步骤840，相位侦测电路130依据频率调变讯号SFM取样载波讯号SCR与所述多个延迟讯号，并产生多个取样讯号。于步骤850，相位侦测电路130累加所述多个取样讯号以取得相位差讯号。于步骤860，相位侦测电路130微分相位差讯号以产生摆动位置讯号SP。
[0062]综上所述，本发明是利用振荡电路产生一频率调变讯号，并利用讯号产生电路产生一载波讯号。其中，频率调变讯号的频率会随着微扫描镜的摆动位置的改变而产生变动，且载波讯号具有固定频率。此外，本发明还利用通过延迟载波讯号所产生的多个延迟讯号来侦测频率调变讯号的相位差变化来取得摆动位置讯号。由此，在应用上，光学系统将可利用摆动位置讯号来取得微扫描镜的扫描参数，例如:扫描位置、扫描频率...等，进而准确地控制微扫描镜，并以此提升光学系统的运作质量。此外，本发明的摆动侦测装置所产生的摆动位置讯号为数字格式，故可直接作为光学系统的控制芯片的输入讯号。以此，光学系统将无须额外设置一模拟数字转换器，进而有助于降低光学系统的硬件空间与生产成本。
[0063]虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视申请的权利要求范围所界定的内容为准。
【主权项】
1.一种摆动侦测装置，适用于一微扫描镜，并包括: 一振荡电路，响应于该微扫描镜的一等效电容而产生一频率调变讯号； 一讯号产生电路，依据该频率调变讯号产生具有固定频率的一载波讯号；以及 一相位侦测电路，依据该频率调变讯号与该载波讯号的相位差来产生一摆动位置讯号。2.如权利要求1所述的摆动侦测装置，其中，该相位侦测电路包括: 一延迟单元，延迟该载波讯号，并依序产生多个延迟讯号； 一撷取单元，依据该频率调变讯号取样该载波讯号与该些延迟讯号，并产生多个取样讯号；以及 一处理单元，累加该些取样讯号以取得一相位差讯号，并对该相位差讯号进行微分处理以产生该摆动位置讯号。3.如权利要求2所述的摆动侦测装置，其中，该延迟单元包括相互串接的多个延迟器，且每一该些延迟器将所接收到的讯号延迟一默认时间后予以输出，以产生该些延迟讯号。4.如权利要求3所述的摆动侦测装置，其中，该撷取单元包括多个D型正反器，该些D型正反器的输入端电性连接该些延迟器，以接收该载波讯号与该些延迟讯号，该些D型正反器的触发端接收该频率调变讯号，该些D型正反器的输出端产生该些取样讯号。5.如权利要求4所述的摆动侦测装置，其中，该处理单元包括: 多个加法器，电性连接该些D型正反器的输出端，并逐一累加该些取样讯号以产生该相位差讯号；以及 一微分器，对该相位差讯号进行微分处理以产生该摆动位置讯号。6.如权利要求1所述的摆动侦测装置，其中，该讯号产生电路为一锁相回路。7.如权利要求1所述的摆动侦测装置，其中，该振荡电路包括: 一第一反相器，其输入端电性连接该微扫描镜； 一第一电阻，与该第一反相器相互并联； 一电感，其第一端电性连接该第一反相器的输入端； 一第二电阻，其第一端电性连接该电感的第二端，该第二电阻的第二端电性连接该第一反相器的输出端； 一第一电容，其第一端电性连接该第一反相器的输出端，该第一电容的第二端电性连接至一接地端；以及 一第二反相器，其输入端电性连接该第一反相器的输出端，该第二反相器的输出端用以产生该频率调变讯号。8.如权利要求7所述的摆动侦测装置，其中，振荡电路包括一第二电容，且该第一反相器的输入端通过该第二电容电性连接该微扫描镜。9.如权利要求7所述的摆动侦测装置，其中，该微扫描镜为一静电式微扫描镜。10.一种摆动侦测方法，适用于一微扫描镜，并包括: 产生一频率调变讯号，其中该频率调变讯号响应于该微扫描镜的一等效电容； 依据该频率调变讯号产生具有固定频率的一载波讯号； 延迟该载波讯号，并依序产生多个延迟讯号； 依据该频率调变讯号取样该载波讯号与该些延迟讯号，并产生多个取样讯号；累加该些取样讯号以取得一相位差讯号；以及微分该相位差讯号以产生一摆动位置讯号。
【专利摘要】一种摆动侦测装置，适用于微扫描镜，并包括振荡电路、讯号产生电路与相位侦测电路。振荡电路响应于微扫描镜的等效电容而产生频率调变讯号。讯号产生电路依据频率调变讯号产生具有固定频率的载波讯号。相位侦测电路依据频率调变讯号与载波讯号的相位差来产生摆动位置讯号。
【IPC分类】G01B7/00, G02B26/10
【公开号】CN104914570
【申请号】CN201410084687
【发明人】欧德健, 林文隆, 李张丰
【申请人】光宝科技股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年3月10日