電容傳感裝置的制造方法
【專利摘要】一電容傳感裝置(300)包括耦合于多個(gè)串聯(lián)電容組(C01，C02)的多個(gè)感測電路(310，510)。串聯(lián)電容組(C02)中的每個(gè)電容(C31，C41)具有設(shè)置于一微掃描器(100，200)的一掃描板(40)或一平衡環(huán)(70)上一可動(dòng)電極(431，441)和設(shè)置于一基底(10)中一腔體(20)的一側(cè)壁(30)上的固定電極(131，142)。掃描版(40)或平衡環(huán)(70)的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致串聯(lián)電容組(C01，C02)電容值的變化。多個(gè)感測電路(310，510)輸出對應(yīng)于串聯(lián)電容組(C01，C02)電容的多個(gè)電壓值。電容傳感裝置(300)的輸出信號(hào)為一反饋電路提供掃描器(100，200)投射激光束的角度信息。
【專利說明】
電容傳感裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感裝置，尤其涉及一種用于微掃描器的角度位移感測的電容傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光微投影裝置中，MEMS微掃描系統(tǒng)(MicroElectronic Mechanical System，微電機(jī)系統(tǒng))通常為一雙軸微電機(jī)系統(tǒng)，微掃描系統(tǒng)的一掃描板在掃描過程中沿第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)以形成一行內(nèi)復(fù)數(shù)個(gè)像素，及一平衡環(huán)沿與第一軸垂直的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)以形成復(fù)數(shù)個(gè)像素行，以投射出包含圖像像素信息的投影光束。為確保所輸出投影畫面的準(zhǔn)確性，采用光傳感器對激光光源發(fā)出的激光信號(hào)進(jìn)行感測，采用角度位移傳感器對掃描板及平衡環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的角度位移信號(hào)進(jìn)行感測，并將上述感測信號(hào)反饋至MEMS微掃描系統(tǒng)的圖像信號(hào)調(diào)制單元，圖像信號(hào)調(diào)制單元的信號(hào)同步模塊根據(jù)反饋信號(hào)驗(yàn)證投影圖像像素信息的一致性。
[0003]當(dāng)前激光微投影裝置中，對MEMS微掃描器系統(tǒng)的掃描板或平衡環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度位移的感測一般采用在微掃描系統(tǒng)的掃描板兩邊設(shè)置與平衡環(huán)連接的內(nèi)扭力臂，以及平衡環(huán)的兩邊與基底連接處設(shè)置外扭力臂，內(nèi)扭力臂與外扭力臂互相垂直。通過在內(nèi)扭力臂及外扭力臂的下方設(shè)置壓電材料，兩個(gè)扭力臂在掃描板及平衡環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的扭力，通過壓電效應(yīng)輸出相應(yīng)電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)相應(yīng)于掃描板及平衡環(huán)在第一軸和第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度位移信息。
[0004]MEMS微掃描系統(tǒng)中，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸所設(shè)置的扭力臂在一定程度上限制了掃描板及平衡環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度位移，以至于影響投影輸出畫面的像素大小及所顯示畫面的分辨率。因此，為進(jìn)一步增強(qiáng)投影圖像的分辨率大小，在設(shè)計(jì)上可以考慮取消限制掃描板及平衡環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度位移幅度的扭力臂。在MEMS微掃描系統(tǒng)取消扭力臂設(shè)置，掃描盤或平衡環(huán)沿第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)及第二軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移信息則無法通過壓電效應(yīng)的方式進(jìn)行感測。
[0005]為滿足既適用于MEMS微掃描系統(tǒng)，同時(shí)掃描板或平衡環(huán)繞第一軸和第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中微掃描器能有效對掃描并投射出的投影光束進(jìn)行有效地調(diào)整，確保投影光束的準(zhǔn)確性，提出一種適用于多種應(yīng)用環(huán)境的電容傳感裝置是本發(fā)明的宗旨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的為提供一電容傳感裝置，所述電容傳感裝置用于MEMS微掃描器(簡稱“微掃描器”)，所述電容傳感裝置對微掃描器的掃描板及平衡環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)位移進(jìn)行感測并輸出一電壓感測信號(hào)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一基本特征，所述電容傳感裝置位于一微掃描器內(nèi)，所述微掃描器具有位于一基底的一腔體內(nèi)的一掃描板。所述腔體具有包圍所述掃描板的一側(cè)壁。所述掃描板具有一第一表面及相對于所述第一表面的一第二表面。所述掃描板設(shè)定為響應(yīng)一驅(qū)動(dòng)以繞一第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)和與所述第一軸垂直的一第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述腔體具有一側(cè)壁。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置包括一第一電容，一第二電容，一第一導(dǎo)電體以及一第一感測電路。所述第一電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第一表面上，位于第一軸的一第一邊，并距第一軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第二電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第二表面上，位于第一軸的與第一邊相對的一第二邊，并距第一軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第一導(dǎo)電體耦合于第一電容的可動(dòng)電極與第二電容的可動(dòng)電極，使得第一電容與第二電容構(gòu)成一第一串聯(lián)電容組。所述第一導(dǎo)電體可設(shè)置于掃描板的第一表面或第二表面上，或者嵌入所述掃描板內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第一感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與第二輸入端分別耦合于第一電容的固定電極及第二電容的固定電極。所述第一感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第一串聯(lián)電容組的一電容值的一第一電壓值至輸出端輸出。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置還包括一第三電容和一第四電容，一第二導(dǎo)電體及一第二感測電路。所述第三電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第一表面上，位于第一軸的第二邊，并距第一軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第四電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第二表面上，位于第一軸的第一邊，并距第一軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第二導(dǎo)電體耦合于第三電容的可動(dòng)電極與第四電容的可動(dòng)電極，使得第三電容與第四電容構(gòu)成一第二串聯(lián)電容組。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第二感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，第一輸入端與第二輸入端分別親合于第三電容的固定電極及第四電容的固定電極。所述第二感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第二串聯(lián)電容組的一電容值的一第二電壓值至輸出端輸出。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置還包括一第一差動(dòng)放大電路。所述第一差動(dòng)放大電路具有一第一輸入端及一第二輸入端，第一輸入端親合于第一感測電路的輸出端，第二輸入端耦合于第二感測電路的輸出端。所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，該電壓值對應(yīng)于第一電壓值及第二電壓值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置在掃描板的第二軸方向的第一邊及第二邊上還分別設(shè)置有一第三電容和一第四電容，一第二導(dǎo)電體及一第二感測電路。所述第三電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第一表面上，位于第二軸的一第一邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第四電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第二表面上，位于第二軸的與所述第一邊相對的一第二邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第二導(dǎo)電體耦合于第三電容的可動(dòng)電極與第四電容的可動(dòng)電極，使得第三電容與所述第四電容構(gòu)成一第二串聯(lián)電容組。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第二感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，第一輸入端與第二輸入端分別親合于第三電容的固定電極及第四電容的固定電極。所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第二電壓值至輸出端輸出。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置在掃描板的第二軸方向的第二邊及第一邊上還分別設(shè)置有一第五電容和一第六電容，一第三導(dǎo)電體及一第三感測電路。所述第五電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第一表面上，位于第二軸的第二邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第六電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第二表面上，位于第二軸的第一邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第三導(dǎo)電體耦合于第五電容的可動(dòng)電極與第六電容的可動(dòng)電極，使得第五電容與第六電容構(gòu)成一第三串聯(lián)電容組。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第三感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端。第一輸入端與第二輸入端分別親合于第五電容的固定電極及第六電容的固定電極。所述第三感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第三電壓值至所述輸出端輸出。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置還包括一第二差動(dòng)放大電路。所述第二差動(dòng)放大電路具有一第一輸入端及一第二輸入端。所述第一輸入端耦合于第二感測電路的輸出端，所述第二輸入端耦合于第三感測電路的輸出端。所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值對應(yīng)于第二電壓值及第三電壓值。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置還包括一平衡環(huán)，所述平衡環(huán)位于基底的腔體內(nèi)并包圍掃描板。所述平衡環(huán)具有一第一表面及相對于第一表面的一第二表面，且所述平衡環(huán)通過至少一扭力臂與掃描板連接。其中，掃描板設(shè)定為繞平行于至少一扭力臂的第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述平衡環(huán)設(shè)定為繞垂直于第一軸的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置包括掃描板在第一軸方向的第一邊及第二邊上設(shè)置的第一電容和第二電容，還包括平衡環(huán)在第二軸方向的第一邊及與第一邊相對的第二邊上設(shè)置的一第三電容和一第四電容，一第二導(dǎo)電體及一第二感測電路。所述第三電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于平衡環(huán)的第一表面上，位于第二軸的一第一邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第四電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于平衡環(huán)的第二表面上，位于第二軸的第二邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第二導(dǎo)電體耦合于第三電容的可動(dòng)電極與第四電容的可動(dòng)電極，使得第三電容與第四電容構(gòu)成一第二串聯(lián)電容組。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第二感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端。第一輸入端與第二輸入端分別親合于第三電容的固定電極及第四電容的固定電極。所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第二串聯(lián)電容組的一電容值的一第二電壓值至輸出端輸出。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置的平衡環(huán)在第二軸方向的第二邊及第一邊上還設(shè)置有一第五電容和一第六電容，一第三導(dǎo)電體及一第三感測電路。所述第五電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于平衡環(huán)的第一表面上，位于第二軸的第二邊，并距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第六電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于平衡環(huán)的第二表面上，位于第二軸的第一邊，且距第二軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底的腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，所述可動(dòng)電極與所述固定電極在平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第三導(dǎo)電體耦合于第五電容的可動(dòng)電極與第六電容的可動(dòng)電極，使得第五電容與第六電容構(gòu)成一第三串聯(lián)電容組。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第三感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端。第一輸入端與第二輸入端分別親合于第五電容的固定電極及第六電容的固定電極。所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第三電壓值至輸出端輸出。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感器還包括一第一差動(dòng)放大電路。所述第一差動(dòng)放大電路具有一第一輸入端及一第二輸入端。第一輸入端耦合于第二感測電路的輸出端，第二輸入端耦合于第三感測電路的輸出端。所述第一差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值對應(yīng)于所述第二電壓值及所述第三電壓值。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置的掃描板在第一軸方向的第二邊及第一邊上還設(shè)置有一第五電容和一第六電容，一第三導(dǎo)電體及一第三感測電路。所述第五電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第一表面上，位于第一軸的第二邊，并距第一軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。所述第六電容包括一可動(dòng)電極，設(shè)置于掃描板的第二表面上，位于第一軸的第一邊，且距第一軸一距離處。以及一固定電極，設(shè)置于基底的腔體的側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極。所述可動(dòng)電極與所述固定電極在掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第三導(dǎo)電體耦合于第五電容的可動(dòng)電極與第六電容的可動(dòng)電極，使得第五電容與第六電容構(gòu)成一第三串聯(lián)電容組。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述第三感測電路具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端。第一輸入端與第二輸入端分別親合于第五電容的固定電極及第六電容的固定電極。所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第三電壓值至所述輸出端輸出。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述電容傳感裝置還包括一第二差動(dòng)放大電路。所述第二差動(dòng)放大電路具有一第一輸入端及一第二輸入端。第一輸入端耦合于第一感測電路的所述輸出端。第二輸入端耦合于第三感測電路的所述輸出端。所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值對應(yīng)于所述第一電壓值及所述第三電壓值。
【附圖說明】
[0034]圖1是描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一微掃描器的俯視圖；
[0035]圖2不意性地顯不了圖1所不的微掃描器中的一場磁體和裝于一掃描板的一磁體之間的關(guān)系；
[0036]圖3是沿圖1所示微掃描器B-B線的一剖面圖，描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電容設(shè)置結(jié)構(gòu)；
[0037]圖4是描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置的一感測電路的基本框圖；
[0038]圖5是描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置的另一感測電路的基本框圖；
[0039]圖6是描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一差動(dòng)放大電路的基本電路圖；
[0040]圖7是圖1所示微掃描器沿A-A線的剖面圖，描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電容設(shè)置結(jié)構(gòu)；
[0041]圖8是描述據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置的又一感測電路的基本框圖；
[0042]圖9是描述本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置的另外一感測電路的基本框圖；
[0043]圖10是描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的另一差動(dòng)放大電路的基本電路圖；
[0044]圖11是描述為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的一微掃描器的俯視圖；
[0045]圖12是圖11所示微掃描器沿A-A線的一剖面圖，描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電容設(shè)置結(jié)構(gòu)；以及
[0046]圖13是圖11所示微掃描器沿B-B線的一剖面圖，描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電容設(shè)置結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0047]在此，參照附圖對本發(fā)明的不同實(shí)施例闡述如下，在附圖中，以相同的附圖標(biāo)記表示各個(gè)圖中相似結(jié)構(gòu)或具有類似功能的元件。需要注意的是，附圖旨在便于闡述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。它們并不旨在對本發(fā)明進(jìn)行詳盡描述，或?qū)Ρ景l(fā)明的范圍有所限定。另外，附圖并不一定表示實(shí)際尺寸和比例關(guān)系。此外，可以理解的是，諸如頂部、底部、上、下、左、右、前、后、垂直、水平等詞語是為了參照附圖便于描述本發(fā)明的不同元素。它們并不旨在對本發(fā)明的不同元素的方向或各元素之間的空間關(guān)系有所限定。
[0048]本發(fā)明提供了一種用來感測在微掃描器中的一浮動(dòng)掃描板或一浮動(dòng)平衡環(huán)的角位移的一電容傳感裝置，以此來判定被投影的圖像和輸入視頻信號(hào)之間的一致性，從而有效地對掃描并投射出的投影光束進(jìn)行有效地調(diào)整，進(jìn)而確保投影光束的準(zhǔn)確性。電容傳感裝置的輸出信號(hào)可以提供給包含該微掃描器的投影裝置的一反饋電路。根據(jù)本發(fā)明，具有一電容傳感裝置的一微掃描器能夠?qū)崿F(xiàn)高頻率、高分辨率、大角度的掃描，并且該電容傳感裝置可為微掃描器的正常并穩(wěn)定的操作提供一反饋機(jī)制。
[0049]圖1是不意性地描述包含一掃描板40的一微掃描器100的一俯視圖。舉例而言，微掃描器100通過半導(dǎo)體制造工藝在一半導(dǎo)體晶片上制成。例如，該半導(dǎo)體晶片可以是塊狀硅(Bulk Silicon)晶片或絕緣襯底上的娃(SOI ,Silicon on Insulator)晶片。圖1僅示出了作為一半導(dǎo)體基底10的半導(dǎo)體晶片的一部分。一腔體20形成于基底10的一頂部主表面11內(nèi)。根據(jù)一實(shí)施例，腔體20是位于基底10的一通孔，該通孔具有一側(cè)壁30。根據(jù)另一實(shí)施例，腔體20是位于基底10的一凹陷部分或一凹槽，該凹陷部分或凹槽具有一側(cè)壁30和與側(cè)壁30連接的一底部(未示出于附圖中)。
[0050]圖2示意性地顯示了圖1所示的微掃描器100中的一場磁體42和裝于掃描板40的一磁體36之間的關(guān)系。在微掃描器100的一制造過程中，在微掃描器100中的掃描板40通過一個(gè)或多個(gè)細(xì)薄桿件(未示出于附圖中)與基底10物理連接。物理連接將掃描板40保持在腔體20內(nèi)。在場磁體42被裝配圍繞基底10后，其在腔體20內(nèi)產(chǎn)生磁場41，且磁體36懸浮于磁場41中。微掃描器100中的掃描板40能夠位于或靠近平衡位置45處懸浮于腔體20內(nèi)。此時(shí)，可以用短促且猛烈的氣流來斷開微掃描器100中的掃描板40和基底10之間的物理連接，并從腔體20內(nèi)消除斷開連接的殘余物質(zhì)。
[0051]圖3是示意性地顯示如圖1所示的具有電容傳感裝置的微掃描器100沿B-B線的剖視圖。如圖1和圖3所示，一掃描板40位于腔體20內(nèi)，并被側(cè)壁30包圍。掃描板40具有一頂面401及相對于頂面401的一底面402。一反射鏡50設(shè)置于掃描板40的頂面401上。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，反射鏡50包括沉積于掃描板40的頂面401的一鉑金反射面。一閉合電路線圈60設(shè)置于掃描板40的頂面401。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，閉合電路線圈60為具有一導(dǎo)電材料(例如，金，銅，鋁或前述材料任意組合)的一閉合電路繞組。顯然地，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，閉合電路線圈60也可以設(shè)置在掃描板40的底面402。
[0052 ]如圖1至圖3所示，磁體36可以包括與掃描板40基本共形的一環(huán)形磁體。此外，磁體36優(yōu)選地在磁體36內(nèi)產(chǎn)生與掃描板40的底面402基本垂直的一磁場37。微掃描器100還包括一個(gè)或多個(gè)鄰近于基底10的場磁體42。場磁體42可以設(shè)置在基底10之上，之下和/或周圍。場磁體42在腔體20內(nèi)產(chǎn)生圍繞著掃描板40的一磁場41。磁場41具有垂直于掃描板40的頂面401 (或底面402)的一垂直分量和平行于掃描板40的頂面401 (或底面402)的一水平分量。
[0053]根據(jù)本發(fā)明，磁場41的垂直分量在基底10的腔體20內(nèi)是非均勻的。根據(jù)一實(shí)施例，非均勻的磁場41的垂直分量的方向與磁場37在磁體36內(nèi)的方向相同，并在腔體20內(nèi)的一位置45處達(dá)到一最大強(qiáng)度。根據(jù)另一實(shí)施例，非均勻的磁場41的垂直分量的方向與磁場37在磁體36內(nèi)的方向相反，且在腔體15內(nèi)的一位置45處達(dá)到一最小強(qiáng)度。在位置45處，磁場41的垂直分量向磁體36施加一零磁合力。當(dāng)設(shè)置于掃描板40的磁體36偏離位置45時(shí)，非均勻的磁場41的垂直分量朝位置45方向向磁體36施加一合力，從而推動(dòng)磁體36返回至位置45。因此，當(dāng)掃描板40位于腔體20中的位置45時(shí)，其處于一穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
[0054]在此，圖2示出的磁體36和場磁體42的設(shè)置僅是為了通過一實(shí)施例來具體闡述微掃描器100的掃描板40懸浮于腔體20中的原理。然而，圖2所示的磁體36和場磁體42的設(shè)置并非是使得微掃描器100的掃描板40懸浮于腔體20中的唯一實(shí)施方式。顯然地，分別將場磁體和/或磁體的磁北極和磁南極采用與圖2所示的場磁體42及磁體36的磁北極和磁南極相反設(shè)置也能夠?qū)崿F(xiàn)掃描板40在腔體20內(nèi)的懸浮。具體內(nèi)容可以參閱
【申請人】于2016年3月31提交的，申請?zhí)枮?01610195818.2，名稱為“具有浮動(dòng)平衡環(huán)的微掃描器，以及包含該微掃描器的激光投影裝置”及申請?zhí)?01610195832.2，名稱為“具有浮動(dòng)掃描板的微掃描器及包含該微掃描器的激光投影裝置”的兩項(xiàng)發(fā)明專利申請。
[0055]如圖3所示的閉合電路線圈60包括一個(gè)具有多匝的閉合電路線圈。基于本發(fā)明的技術(shù)方案，線圈60可以包括一閉合電路線圈或若干閉合電路線圈，每一線圈具有一Bi或多匝圈數(shù)。在線圈60包括一個(gè)以上的閉合電路線圈的實(shí)施例中，不同的線圈可以設(shè)置在掃描板40的不同部位。
[0056]當(dāng)微掃描器100未工作或未處于掃描操作時(shí)，優(yōu)選地，掃描板40的頂面401平行于基底10的一主表面11。在一掃描操作中，掃描板40設(shè)定為響應(yīng)一驅(qū)動(dòng)信號(hào)以繞一第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及繞與第一軸垂直的一第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，掃描板40相對于基底10的主表面11的方向隨著時(shí)間而變化。這樣的變化體現(xiàn)了掃描板40離開其平衡位置的角位移。感測掃描板40的角位移便能夠提供投影視頻圖像中的像素位置的相關(guān)信息。
[0057]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一電容傳感裝置300包括沿沿圖1中所示B-B線對角線設(shè)置的一電容Cll和一電容C21。其中，電容Cll包括一可動(dòng)電極411和一固定電極111?？蓜?dòng)電極411設(shè)置于掃描板40的頂面401上，位于第一軸(即與A-A線重合的一軸)的第一邊(圖3所示掃描板40的左半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極111設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并且鄰近于可動(dòng)電極411?？蓜?dòng)電極411和固定電極111在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。相同地，電容C21包括一可動(dòng)電極421和一固定電極122。可動(dòng)電極421設(shè)置于掃描板40的底面402上，位于第一軸的與第一邊相對的一第二邊(圖3所示掃描板40的右半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極122設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極421?？蓜?dòng)電極421和固定電極122在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。在其它實(shí)施例中，電容Cll和/或電容C21可以不沿B-B線設(shè)置，也就是說，電容Cl I和/或電容C21可以偏離B-B線設(shè)置。例如，電容Cl I可以設(shè)置在如圖1所示的B-B線下方且A-A線左邊的區(qū)域(但不在A-A線上)，電容C21則可以設(shè)置在如圖1所示的B-B線上方且A-A線右邊的區(qū)域(但不在A-A線上)。當(dāng)然，沿B-B線對角線設(shè)置的兩個(gè)電容使得電容傳感裝置的感測掃描板角位移的精確程度更高。根據(jù)本發(fā)明，電容Cl I的固定電極111既可以設(shè)置在鄰接基底10的主表面11的側(cè)壁30上(如圖3所示)，也可以設(shè)置在基底10的主表面11的延展面上，即電容Cll的固定電極111的水平面與基底10的主表面11齊平。
[0058]電容傳感裝置還包括耦合于電容Cll的可動(dòng)電極411和電容C21的可動(dòng)電極421的一導(dǎo)電體(未示出于附圖中)，以此使得電容Cll和電容C21構(gòu)成的一第一串聯(lián)電容組Cd。在此，導(dǎo)電體可以是埋設(shè)于掃描板40內(nèi)的一導(dǎo)線或一導(dǎo)電膠條。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)掃描板的尺寸或材質(zhì)等實(shí)際情況對導(dǎo)電體進(jìn)行選擇和設(shè)定。
[0059]繼續(xù)參閱圖1和圖3，電容傳感裝置還包括電容C31和電容C41，兩者也沿B-B線對角線設(shè)置。其中，電容C31包括一可動(dòng)電極431和一固定電極121，可動(dòng)電極431設(shè)置于掃描板40的頂面401上，位于第一軸的第二邊(圖3所示掃描板40的右半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極121設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并且鄰近于可動(dòng)電極431?？蓜?dòng)電極431和固定電極121在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。同樣地，電容C41包括一可動(dòng)電極441和一固定電極112，可動(dòng)電極441設(shè)置于掃描板40的底面402上，位于第一軸的第一邊(圖3所示掃描板40的左半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極112設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極441?？蓜?dòng)電極441和固定電極112在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。在其他實(shí)施例中，電容C31和/或電容C41可以不沿B-B線設(shè)置，也就是說，電容C31和/或電容C41也可以偏離B-B線設(shè)置。當(dāng)然，沿B-B線對角線設(shè)置的兩個(gè)電容使得電容傳感裝置的感測掃描板角位移的精確性更高。根據(jù)本發(fā)明，電容C31的固定電極121可以如圖3所示設(shè)置在鄰接基底10的主表面11的側(cè)壁30上，還可以設(shè)置在基底10的主表面11上，即電容C31的固定電極121的水平面與基底10的主表面11齊平。
[0060]電容傳感裝置還包括耦合于電容C31的可動(dòng)電極431和電容C41的可動(dòng)電極441的另一導(dǎo)電體(未示出于附圖中)，以此使得電容C31和電容C41構(gòu)成的一第二串聯(lián)電容組Co2。在此，導(dǎo)電體可以是埋設(shè)于掃描板40內(nèi)的一導(dǎo)線或一導(dǎo)電膠條。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)掃描板的尺寸或材質(zhì)等實(shí)際情況對導(dǎo)電體進(jìn)行選擇和設(shè)定。
[0061]圖4示意性地描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置300的一感測電路310。如圖3和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置300包括一第一感測電路310，其具有一第一輸入端311，一第二輸入端313，及一輸出端，第一輸入端311與第二輸入端313分別耦合于電容Cll的固定電極111及電容C21的固定電極122，從而將由電容Cll和電容C21構(gòu)成的第一串聯(lián)電容組Col親合于一電感LI，構(gòu)成一振蕩電路。振蕩電路親合于一振蕩器315構(gòu)成一諧振電路。諧振電路產(chǎn)生一具有特定頻率的電流信號(hào)。一限幅放大器317耦合于該諧振電路的輸出端，并對其輸出的電流信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)幅放大，確保輸出具有特定頻率的電流信號(hào)。一鑒頻器319耦合于限幅放大器317的輸出端，并根據(jù)其所輸出的電流信號(hào)確定一頻率信號(hào)，并將該頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓值Vl并輸出。
[0062]圖5示意性地描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置300的另一感測電路510。如圖3和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置300還包括一第二感測電路510，其具有一第一輸入端511，一第二輸入端513及一輸出端，第一輸入端511與第二輸入端513分別耦合于電容C31的固定電極121及電容C41的固定電極112。由電容C31和電容C41構(gòu)成的第二串聯(lián)電容組Co2親合于一電感L2，構(gòu)成一振蕩電路。振蕩電路親合于一振蕩器515構(gòu)成一諧振電路。諧振電路產(chǎn)生一具有特定頻率的電流信號(hào)。一限幅放大器517耦合于該諧振電路的輸出端，并對其輸出的電流信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)幅放大，確保輸出具有特定頻率的電流信號(hào)。一鑒頻器519耦合于限幅放大器517的輸出端，并根據(jù)其所輸出的電流信號(hào)確定一頻率信號(hào)，并將該頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓值V2并輸出。
[0063]電容C11，C21，C31，C41用來感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。另夕卜，與由電容Cll和電容C21構(gòu)成的第一串聯(lián)電容組Cd耦合的第一感測電路310設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于第一串聯(lián)電容組Col的一電容值的第一電壓值VI，與由電容C31和電容C41構(gòu)成的第二串聯(lián)電容組Co2耦合的第二感測電路510設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于第二串聯(lián)電容組Co2的一電容值的第二電壓值V2 ο在繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電容Cl I，C21，C31，C41的可動(dòng)電極與固定電極之間的覆蓋面積會(huì)發(fā)生變化，而這一變化將使得由電容Cl I和電容C21構(gòu)成的第一串聯(lián)電容組Cd以及由電容C31和電容C41構(gòu)成的第二串聯(lián)電容組Co2的電容值發(fā)生變化，由此使得第一感測電路310輸出的第一電壓值Vl和第二感測電路510輸出的第二電壓值V2也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。電容Cl I，C21，C31，C41的可動(dòng)電極與固定電極之間覆蓋面積的大小表明了掃描板40相對于基底10的主表面11繞A-A線的第一軸的角位移。
[0064]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的一差動(dòng)放大電路410的基本電路圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一感測電路310輸出第一電壓值VI，第二感測電路510輸出第二電壓值V2。電容傳感裝置300還包括一差動(dòng)放大電路410，以有效地放大差模輸入信號(hào)，降低干擾信號(hào)的影響以提高感測精度和可靠性。第一串聯(lián)電容組Cd對應(yīng)第一電壓值VI，第二串聯(lián)電容組Co2對應(yīng)的第二電壓值V2。差動(dòng)放大電路410具有一第一輸入端421及一第二輸入端422。第一電壓值Vl和第二電壓值V2分別耦合至差動(dòng)放大電路410的第一輸入端421和第二輸入端422。本發(fā)明實(shí)施例中，兩個(gè)輸入端電壓值Vl和V2，設(shè)定以差模信號(hào)耦合到差動(dòng)放大電路410。在差模信號(hào)耦合方式下，第一電壓值Vl和第二電壓值V2中的其中一路電壓信號(hào)的相位與另一路電壓信號(hào)的相位正好相反。基于本發(fā)明的技術(shù)方案，在初始設(shè)置電容時(shí)，可以對第一電壓值Vl所對應(yīng)的第一串聯(lián)電容組Cd以及第二電壓值V2所對應(yīng)的第二串聯(lián)電容組Co2進(jìn)行調(diào)整，以使得第一串聯(lián)電容組Co I對應(yīng)輸出的第一電壓值VI及第二串聯(lián)電容組Co2對應(yīng)輸出的第二電壓值V2變化幅度大致相等，相位大致相反。例如，調(diào)整電容C11，C21，C31，C41中可動(dòng)電極與固定電極之間覆蓋面積和距離。第一電壓值Vl和第二電壓值V2之間的差值即為差動(dòng)放大電路410的有效輸入信號(hào)。該有效輸入信號(hào)經(jīng)過電路阻抗Rl，R2，R3，R4和運(yùn)算放大器A的放大后，輸出一電壓值Vol。電壓值Vol對應(yīng)于第一電壓值Vl和第二電壓值V2的差值，并且是這兩個(gè)電壓輸入信號(hào)差值經(jīng)放大后的數(shù)值。
[0065]另外，微掃描器100包括一圖像信號(hào)處理器，其具有一信號(hào)同步模塊(圖中未示出)。電容傳感裝置300的輸出的電壓信號(hào)反饋至同步模塊。在繞第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中。信號(hào)處理器根據(jù)反饋信號(hào)進(jìn)行調(diào)整掃描板40的角位，從而保證微掃描器100在第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中掃描并投射出的投影光束方向的準(zhǔn)確性。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，僅設(shè)置如圖3所示的電容ClI，C21或電容C31，C41也能感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的角位移。同時(shí)具有電容Cll，C21和電容C31，C41的電容傳感裝置300的感測精確度感測精確度一般會(huì)高于于只具有電容CU，C21或電容C31，C41的電容傳感裝置的300。然而，由于微掃描器100的體積很小，因此在其內(nèi)部設(shè)置越多電容，制造難度越大，生產(chǎn)成本也會(huì)大幅度地提高。鑒于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)綜合感測精確度、制造難易程度及生產(chǎn)投入等多方面因素，在電容傳感裝置中設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的電容。
[0067]圖7是示意性地顯示微掃描器100沿如圖1所示A-A線的剖視圖。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置300包括沿A-A線對角線設(shè)置的電容C32和電容C42。其中，電容C32包括一可動(dòng)電極432和一固定電極131?？蓜?dòng)電極432設(shè)置于掃描板40的頂面401上，位于一第二軸(即與B-B線重合的一軸)的第一邊(圖7所示掃描板40的左半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極131設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并且鄰近于可動(dòng)電極432?？蓜?dòng)電極432和固定電極131在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。相同地，電容C42包括一可動(dòng)電極442和一固定電極142，可動(dòng)電極442設(shè)置于掃描板40的底面402上，位于第二軸的第二邊(圖7所示掃描板40的右半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極142設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極442。可動(dòng)電極442和固定電極142在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。在其他實(shí)施例中，電容C32和/或電容C42可以不沿A-A線設(shè)置，也就是說，電容C32和/或電容C42可以偏離A-A線設(shè)置。例如，電容C32可以設(shè)置在如圖1所示的A-A線下方且B-B線左邊的區(qū)域(但不在B-B線上)，電容C42則可以設(shè)置在如圖1所示的A-A線上方且B-B線右邊的區(qū)域(但不在B-B線上)。當(dāng)然，沿A-A線對角線設(shè)置的兩個(gè)電容使得電容傳感裝置的感測掃描板角位移的精確性更好。根據(jù)本發(fā)明，電容C32的固定電極131既可以設(shè)置在鄰接基底10的主表面11的側(cè)壁30上(如圖7所示)，也可以設(shè)置在基底10的主表面11的延展面上，即電容C32的固定電極131的水平面與基底10的主表面11齊平。
[0068]電容傳感裝置300還包括耦合于電容C32的可動(dòng)電極432和電容C42的可動(dòng)電極442的一導(dǎo)電體(未示出于附圖中)，以此使得電容C32和電容C42構(gòu)成的一第三串聯(lián)電容組Co3。在此，導(dǎo)電體可以是埋設(shè)于掃描板40內(nèi)的一導(dǎo)線或一導(dǎo)電膠條。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)掃描板的尺寸或材質(zhì)等實(shí)際情況對導(dǎo)電體進(jìn)行選擇和設(shè)定。
[0069]繼續(xù)參閱圖1和圖7，電容傳感裝置300還包括電容C51和電容C61，兩者也沿A-A線對角線設(shè)置。其中，電容C51包括一可動(dòng)電極451和一固定電極141，可動(dòng)電極451設(shè)置于掃描板40的頂面401上，位于第二軸的第二邊(圖7所示掃描板40的右半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極141設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并且鄰近于可動(dòng)電極451?？蓜?dòng)電極451和固定電極141在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。同樣地，電容C61包括一可動(dòng)電極461和一固定電極132，可動(dòng)電極461設(shè)置于掃描板40的底面402上，位于第二軸的第一邊(圖7所示掃描板40的左半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極132設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極461?？蓜?dòng)電極461和固定電極132在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。在其他實(shí)施例中，電容C51和/或電容C61可以不沿A-A線設(shè)置，也就是說，電容C51和/或電容C61可以偏離A-A線設(shè)置。當(dāng)然，沿A-A線對角線設(shè)置的兩個(gè)電容使得電容傳感裝置的感測掃描板角位移的精確性更高。根據(jù)本發(fā)明，電容C51的固定電極141既可以設(shè)置在鄰接基底10的主表面11的側(cè)壁30上(如圖7所示)，也可以設(shè)置在基底10的主表面11的延展面上，即電容C51的固定電極141的水平面與基底10的主表面11齊平。
[0070]電容傳感裝置300還包括耦合于電容C51的可動(dòng)電極451和電容C61的可動(dòng)電極461的另一導(dǎo)電體(未示出于附圖中)，以此使得電容C51和電容C61構(gòu)成的一第四串聯(lián)電容組Co4。在此，導(dǎo)電體可以是埋設(shè)于掃描板40內(nèi)的一導(dǎo)線或一導(dǎo)電膠條。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)掃描板的尺寸或材質(zhì)等實(shí)際情況對導(dǎo)電體進(jìn)行選擇和設(shè)定。
[0071]圖8示意性地描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置300的又一感測電路710。如圖7和圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置300包括感測電路710，其具有一第一輸入端711，一第二輸入端713及一輸出端，第一輸入端711與第二輸入端713分別親合于電容C32的固定電極131及電容C42的固定電極142。由電容C32和電容C42構(gòu)成第三串聯(lián)電容組Co3親合于一電感L3，構(gòu)成一振蕩電路。振蕩電路親合于一振蕩器715構(gòu)成一諧振電路。諧振電路產(chǎn)生一具有特定頻率的電流信號(hào)。一限幅放大器717耦合于該諧振電路的輸出端，并對其輸出的電流信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)幅放大，確保輸出具有特定頻率的電流信號(hào)。一鑒頻器719耦合于限幅放大器717的輸出端，并根據(jù)其所輸出的電流信號(hào)確定一頻率信號(hào)，并將該頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三電壓值V3并輸出。
[0072]圖9示意性地描述本發(fā)明一實(shí)施例的一電容傳感裝置300的另外一感測電路910。如圖7和圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置300包括感測電路910，其具有一第一輸入端911，一第二輸入端913及一輸出端，第一輸入端911與第二輸入端913分別親合于電容C51的固定電極141及電容C61的固定電極132。由電容C51和電容C61構(gòu)成第三串聯(lián)電容組Co4親合于一電感L4，構(gòu)成一振蕩電路。振蕩電路親合于一振蕩器915構(gòu)成一諧振電路。諧振電路產(chǎn)生一具有特定頻率的電流信號(hào)。一限幅放大器917耦合于該諧振電路的輸出端，并對其輸出的電流信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)幅放大，確保輸出具有特定頻率的電流信號(hào)。一鑒頻器919耦合于限幅放大器917的輸出端，并根據(jù)其所輸出的電流信號(hào)確定一頻率信號(hào)，并將該頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為第四電壓值V4并輸出。
[0073]電容032，042，051，061用來感測掃描板40繞沿圖1所示8-8線的第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。另夕卜，與由電容C32和電容C42構(gòu)成的第三串聯(lián)電容組Co3耦合的第三感測電路710設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于第三串聯(lián)電容組Co3的一電容值的第三電壓值V3，與由電容C51和電容C61構(gòu)成的第四串聯(lián)電容組Co4耦合的第四感測電路910設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于第四串聯(lián)電容組Co4的一電容值的第四電壓值V4ο在繞第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電容C32，C42，C51，C61的可動(dòng)電極與固定電極之間的覆蓋面積會(huì)發(fā)生變化，而這一變化將使得由電容C32和電容C42構(gòu)成的第三串聯(lián)電容組Co3以及由電容C51和電容C61構(gòu)成的第四串聯(lián)電容組Co4的電容值發(fā)生變化，由此使得第三感測電路710輸出的第三電壓值V3和第四感測電路910輸出的第四電壓值V4也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。電容C32，C42，C51，C61的可動(dòng)電極與固定電極之間覆蓋面積的大小表明了掃描板40相對于基底10的主表面11繞第二軸的角位移。
[0074]圖10示意性地描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的另一差動(dòng)放大電路810。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三感測電路710輸出第三電壓值V3，第四感測電路910輸出第四電壓值V4。電容傳感裝置300還包括差動(dòng)放大電路810，以有效地放大差模輸入信號(hào)，降低干擾信號(hào)的影響。第三串聯(lián)電容組Co3對應(yīng)第三電壓值V3，第四串聯(lián)電容組Co4對應(yīng)的第二電壓值V4。差動(dòng)放大電路810具有一第一輸入端821及一第二輸入端822。第三電壓值V3和第四電壓值V4分別耦合至差動(dòng)放大電路810的第一輸入端821和第二輸入端822。本發(fā)明實(shí)施例中，兩個(gè)輸入端電壓值V3和V4，設(shè)定以差模信號(hào)耦合到差動(dòng)放大電路810。在差模信號(hào)耦合方式下，第三電壓值V3和第四電壓值V4中的其中一路電壓信號(hào)的相位與另一路電壓信號(hào)的相位相反。基于本發(fā)明的技術(shù)方案，在初始設(shè)置電容時(shí)，可以對第三電壓值V3所對應(yīng)的第三串聯(lián)電容組Co3以及第四電壓值V4所對應(yīng)的第四串聯(lián)電容組Co4進(jìn)行調(diào)整，以使得第三串聯(lián)電容組Co3對應(yīng)輸出的第三電壓值V3及第四串聯(lián)電容組Co4對應(yīng)輸出的第四電壓值V4相近或相同。例如，調(diào)整電容〇32，042，051，061的可動(dòng)電極與固定電極之間覆蓋面積，或者調(diào)整電容032，042，051，〇61的可動(dòng)電極與固定電極之間的距離。第三電壓值V3和第四電壓值V4之間的差值即為差動(dòng)放大電路810的有效輸入信號(hào)。該有效輸入信號(hào)經(jīng)過電路阻抗1?5，1?6，1?7，1?8和運(yùn)算放大器4’的放大后，輸出一電壓值Vo2。電壓值Vo2對應(yīng)于第三電壓值V3和第四電壓值V4的差值，并且是這兩個(gè)電壓輸入信號(hào)差值經(jīng)放大后的數(shù)值。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，僅設(shè)置如圖7所示的電容C32，C42或電容C51，C61也能感測掃描板40繞沿圖1所示B-B線的第二軸的角位移。當(dāng)然，只具有電容C32，C42或電容C51，C61的電容傳感裝置的感測精確度肯定低于同時(shí)具有電容C32，C42和電容C51，C61的電容傳感裝置的感測精確度。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在電容傳感裝置中可以僅設(shè)置第一串聯(lián)電容組Cd (即電容Cl I，C21)或第二串聯(lián)電容組Co2(C31，C41)以感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的角位移，并且僅第三串聯(lián)電容組Co3(即電容C32，C42)或第四串聯(lián)電容組Co4(即電容C51，C61)以感測掃描板40繞沿圖1所示B-B線的第二軸的角位移。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在電容傳感裝置中可以僅設(shè)置第一串聯(lián)電容組Col(即電容Cll，C21)或第二串聯(lián)電容組Co2(即電容C31，C41)以感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的角位移，且同時(shí)第三串聯(lián)電容組Co3(即電容C32，C42)和第四串聯(lián)電容組Co4(即電容C51，C61)以感測掃描板40繞沿圖1所示B-B線的第二軸的角位移。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，在電容傳感裝置中可以同時(shí)設(shè)置第一串聯(lián)電容組Cd (即電容Cl I，C21)和第二串聯(lián)電容組Co2 (即電容C31，C41)以感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的角位移，且僅第三串聯(lián)電容組Co3 (即電容C3 2，C42)或第四串聯(lián)電容組Co4(即電容C51，C61)以感測掃描板40繞沿圖1所示B-B線的第二軸的角位移。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，在電容傳感裝置中可以同時(shí)設(shè)置第一串聯(lián)電容組Col(即電容C11，C21)和第二串聯(lián)電容組Co2(即電容C31，C41)以感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的角位移，且同時(shí)第三串聯(lián)電容組Co3(即電容C32，C42)和第四串聯(lián)電容組Co4(即電容C51，C61)以感測掃描板40繞沿圖1所示B-B線的第二軸的角位移?；诖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以綜合感測精確度、制造難易程度及成本投入等多方面因素，對電容傳感裝置中的電容數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)的選擇和設(shè)置。
[0076]圖11示意性地描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的一微掃描器200的結(jié)構(gòu)。圖12和圖13分別是圖11所示的微掃描器沿A-A線和沿B-B線的剖面圖。由于圖11所示的微掃描器200的結(jié)構(gòu)與圖1所示的微掃描器100的結(jié)構(gòu)相似，最主要的不同之處在于:圖11所示的微掃描器200還包括一平衡環(huán)70。在此，在圖11的微掃描器200中與圖1的微掃描器100中的相同或相似部件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)出。通過實(shí)施例來說明，微掃描器200通過半導(dǎo)體制造工藝制成在一半導(dǎo)體晶片上制成。例如，該晶片可以是硅體(B u I k S i I i c ο η)晶片或絕緣底上的硅(SOI)晶片。圖11至圖13示出了作為一半導(dǎo)體基底10的半導(dǎo)體晶片的一部分。一腔體20形成于基底10的一頂部主表面11內(nèi)。根據(jù)一實(shí)施例，腔體20是位于基底10的一通孔，該通孔具有如圖12所示的一側(cè)壁30。本實(shí)施例的微掃描器200中的電容傳感裝置還包括平衡環(huán)70。平衡環(huán)70位于基底10的腔體20內(nèi)并包圍掃描板40。平衡環(huán)70通過扭力臂26，28與掃描板40連接。掃描板40設(shè)定為繞平行于扭力臂26，28的一第一軸(即與A-A線重合的一軸)轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡環(huán)70設(shè)定為繞垂直于第一軸的一第二軸(即與B-B線重合的一軸)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0077]圖11所示的扭力臂26，28是直的且具有與掃描板40和平衡環(huán)24相同的厚度。應(yīng)理解的是，這并不旨在限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，扭力臂26，28可以具有諸如彎曲或蛇形等不同形狀，并且在不同的截面具有不同的寬度。此外，扭力臂26，28還可以具有不同的厚度。對扭力臂的形狀、寬度及厚度進(jìn)行選擇可滿足扭力臂不同的質(zhì)量分布、剛度和其他機(jī)械性能的要求。例如，根據(jù)本發(fā)明的一可選實(shí)施例，如圖12所示的扭力臂26，28的厚度小于掃描板40和平衡環(huán)70的厚度。
[0078]根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，掃描板40，平衡環(huán)70及扭力臂26，28采用與基底10相同的半導(dǎo)體材料制成。一反射鏡面50位于掃描板40的頂面401上。平衡環(huán)70具有一第一表面701及相對第一表面701的一第二表面702，一線圈60位于平衡環(huán)70的第一表面701上。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，反射鏡50包括沉積于掃描板40的頂面401的一鉑金反射面。一閉合電路線圈60設(shè)置于平衡環(huán)70的第一表面701。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，線圈60包括具有一導(dǎo)電材料(例如，金，銅或鋁等)的一閉合電路繞組。
[0079]如圖11和圖13所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置包括沿B-B線對角線設(shè)置的電容Cll和電容C21。其中，電容Cll包括一可動(dòng)電極411和一固定電極111，可動(dòng)電極411設(shè)置于掃描板40的頂面401上，位于第一軸的第一邊(圖13所示掃描板40的左半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極111設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并且鄰近于可動(dòng)電極411?？蓜?dòng)電極411和固定電極111在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。相同地，電容C21包括一可動(dòng)電極421和一固定電極122，可動(dòng)電極421設(shè)置于掃描板40的底面402上，位于第一軸的第二邊(圖13所示掃描板40的右半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極122設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極421?？蓜?dòng)電極421和固定電極122在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。在其他實(shí)施例中，電容CU和/或電容C21可以不沿B-B線設(shè)置，也就是說，電容Cll和/或電容C21可以偏離B-B線設(shè)置。例如，電容Cll可以設(shè)置在如圖11所示的B-B線上方且A-A線左邊的區(qū)域(但不在A-A線上)，電容C21則可以設(shè)置在如圖11所示的B-B線下方且A-A線右邊的區(qū)域(但不在A-A線上)。當(dāng)然，沿B-B線對角線設(shè)置的兩個(gè)電容使得電容傳感裝置的感測掃描板角位移的精確性更為可靠。根據(jù)本發(fā)明，電容Cll的固定電極111可以設(shè)置在基底10的主表面11的延展面上(如圖13所示)，即電容Cll的固定電極111的水平面與基底10的主表面11齊平，還可以設(shè)置在距基底10的主表面11 一距離的側(cè)壁30上。
[0080]如圖11和12所示，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，電容傳感裝置包括沿A-A線對角線設(shè)置的電容C31和電容C41。其中，電容C31包括一可動(dòng)電極431和一固定電極131，可動(dòng)電極431設(shè)置于平衡環(huán)70的第一表面701上，位于第二軸的第一邊(圖12所示平衡環(huán)70的左半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極111與基底10的主表面11齊平，并且鄰近于可動(dòng)電極431?？蓜?dòng)電極431和固定電極131在平衡環(huán)70靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。同樣地，電容C41包括一可動(dòng)電極441和一固定電極142，可動(dòng)電極441設(shè)置于平衡環(huán)70的第二表面702上，位于第二軸的第二邊(圖12所示平衡環(huán)70的右半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極142設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極441。可動(dòng)電極441和固定電極142在平衡環(huán)70靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。在其他實(shí)施例中，電容C31和/或電容C41可以不沿A-A線設(shè)置，也就是說，電容C31和/或電容C41可以偏離A-A線設(shè)置。當(dāng)然，沿A-A線對角線設(shè)置的兩個(gè)電容使得電容傳感裝置的感測掃描板角位移的精確性更為精準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，電容C31的固定電極131可以設(shè)置在基底10的主表面11的延展面上(如圖12所示)，即電容C31的固定電極131的水平面與基底10的主表面11齊平，還可以設(shè)置在距基底10的主表面11 一距離的側(cè)壁30上。
[0081 ]顯然地，電容傳感裝置還包括耦合于電容Cl I的可動(dòng)電極411和電容C21的可動(dòng)電極421的一導(dǎo)電體，以及耦合于電容C31的可動(dòng)電極431和電容C41的可動(dòng)電極441的另一導(dǎo)電體(未示出于附圖中)，以此使得電容Cl I和電容C21以及電容C31和電容C41分別構(gòu)成第一串聯(lián)電容組和第二串聯(lián)電容組。在此，導(dǎo)電體可以是分別埋設(shè)于掃描板40和平衡環(huán)70內(nèi)的一導(dǎo)線或一導(dǎo)電膠條。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)掃描板的尺寸或材質(zhì)等實(shí)際情況對導(dǎo)電體進(jìn)行選擇和設(shè)定。
[0082]電容Cl I，C21用來感測掃描板40繞沿圖1所示A-A線的第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，與由電容Cll和電容C21構(gòu)成的第一串聯(lián)電容組耦合的第一感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于第一串聯(lián)電容組的一電容值的第一電壓值。電容C31，C41用來感測平衡環(huán)70繞沿圖1所示B-B線的第二軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，與由電容C31和電容C41構(gòu)成的第二串聯(lián)電容組耦合的第二感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于第二串聯(lián)電容組的一電容值的第二電壓值。在繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電容(:11<21<31，041的可動(dòng)電極411，421，431，441與固定電極111，122，131，142之間的覆蓋面積會(huì)發(fā)生變化，而這一變化將使得由電容Cl I和電容C21構(gòu)成的第一串聯(lián)電容組以及由電容C31和電容C41構(gòu)成的第二串聯(lián)電容組的電容值發(fā)生變化，由此使得第一感測電路輸出的第一電壓值和第二感測電路輸出的第二電壓值也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。電容Cll，C21的可動(dòng)電極411，421與固定電極111，122之間覆蓋面積的大小表明了掃描板40相對于基底1的主表面11繞第一軸的角位移。電容C31，C41的可動(dòng)電極431，441與固定電極131，142之間覆蓋面積的大小表明了平衡環(huán)70相對于基底10的主表面11繞第二軸的角位移。圖13的微掃描器200中的相關(guān)串聯(lián)電容組與感測電路的設(shè)置方式及功能作用與圖1的微掃描器100中的第一串聯(lián)電容組Cd和第二串聯(lián)電容組Co2與其所對應(yīng)的第一感測電路和第二感測電路的設(shè)置方式和功能作用相同，在此就不通過附圖對本實(shí)施例的串聯(lián)電容組和感測電路進(jìn)行詳細(xì)的描述，必要時(shí)可以參閱圖4、圖5、圖8和圖9。
[0083]如圖11和圖12所示，為了進(jìn)一步地提高電容傳感裝置的感測精度，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，電容傳感裝置還包括沿A-A線對角線設(shè)置的電容C51和電容C61。其中，電容C51包括一可動(dòng)電極451和一固定電極141，可動(dòng)電極451設(shè)置于平衡環(huán)70的第一表面701上，位于第二軸的第二邊(圖12所示平衡環(huán)70的右半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極141與基底10的主表面11齊平，并且鄰近于可動(dòng)電極451。可動(dòng)電極451和固定電極141在平衡環(huán)70靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。同樣地，電容C61包括一可動(dòng)電極461和一固定電極132，可動(dòng)電極461設(shè)置于平衡環(huán)70的第二表面702上，位于第二軸的第一邊(圖12所示平衡環(huán)70的左半邊)，并且距離第二軸一距離處。固定電極132設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極461?？蓜?dòng)電極461和固定電極132在平衡環(huán)70靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。
[0084]如圖11和圖13所示，為了進(jìn)一步地提高電容傳感裝置的感測精度，根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，電容傳感裝置還包括沿B-B線對角線設(shè)置的電容C52和電容C62。其中，電容C52包括一可動(dòng)電極452和一固定電極121，可動(dòng)電極452設(shè)置于掃描板40的頂面401上，位于第一軸的第二邊(圖13所示掃描板40的右半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極121與基底10的腔體20的側(cè)壁30齊平，并且鄰近于可動(dòng)電極452?？蓜?dòng)電極452和固定電極121在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。同樣地，電容C62包括一可動(dòng)電極462和一固定電極112，可動(dòng)電極462設(shè)置于掃描板40的底面402上，位于第一軸的第一邊(圖13所不掃描板40的左半邊)，并且距離第一軸一距離處。固定電極112設(shè)置于基底10的腔體20的側(cè)壁30上，并鄰近于可動(dòng)電極462?？蓜?dòng)電極462和固定電極112在掃描板40靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具有一定的覆蓋面積。
[0085]當(dāng)電容傳感裝置包括電容(:11，021，052，062時(shí)，可以將對應(yīng)由電容(:11，021構(gòu)成的串聯(lián)電容組輸出的電壓值和對應(yīng)由電容C52，C62構(gòu)成的串聯(lián)電容值輸出的電壓值以差模信號(hào)方式耦合至一差動(dòng)放大電路。當(dāng)電容傳感裝置包括電容C31，C41，C51，C61時(shí)，也可以將對應(yīng)由電容C31，C41構(gòu)成的串聯(lián)電容組輸出的電壓值和對應(yīng)由電容C51，C61構(gòu)成的串聯(lián)電容值輸出的電壓值以差模信號(hào)方式耦合至另一差動(dòng)放大電路。由于這兩個(gè)差動(dòng)放大電路的結(jié)構(gòu)、設(shè)置方式以及功能作用與圖6和圖10所示的差動(dòng)放大電路相同或相似，故就不通過相關(guān)附圖對此進(jìn)行具體描述了。
[0086]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，僅設(shè)置如圖12所示的電容C31，C41或電容C51，C61也能感測平衡環(huán)70繞沿圖11所示B-B線的第二軸的角位移。同樣地，僅設(shè)置如圖13所示的電容Cll，C21或電容C52，C62也能感測掃描板40繞沿圖11所示A-A線的第一軸的角位移。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，在電容傳感裝置中可以同時(shí)設(shè)置電容(:11，021，052，062以感測掃描板40繞沿圖1所示4^線的第一軸的角位移，并且同時(shí)設(shè)置電容031，041，051，061以感測平衡環(huán)70繞沿圖1所示B-B線的第二軸的角位移?；诖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以綜合感測精確度、制造難度及生產(chǎn)投入等多方面因素，對電容傳感裝置中的電容的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)的選擇和設(shè)置。
[0087]本發(fā)明所述的電容傳感裝置是一種非接觸式傳感器。根據(jù)本發(fā)明，該非接觸式傳感器米用電容感測技術(shù)來確定在微掃描器中的一掃描板繞相互垂直的兩根軸的角位移。根據(jù)本發(fā)明，該電容傳感裝置包括設(shè)置于掃描板和/或與掃描板連接的一平衡環(huán)上的可動(dòng)電容以及設(shè)置于一基底上的固定電容。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，電容傳感裝置還可以包括一差動(dòng)放大電路。根據(jù)另一實(shí)施例，電容傳感裝置的電容設(shè)置數(shù)量可以進(jìn)行合理的選擇和設(shè)置，以獲得高準(zhǔn)確性的感測結(jié)果。
[0088]根據(jù)本發(fā)明，該電容傳感裝置與具有一浮動(dòng)平衡環(huán)組件或一浮動(dòng)掃描板的微機(jī)電系統(tǒng)微掃描器是兼容的。在此類微機(jī)電系統(tǒng)微掃描器中，該平衡環(huán)組件或掃描板懸浮在產(chǎn)生于基底的一腔體周圍的一磁場中。在磁場中懸浮平衡環(huán)組件或掃描板，從而無需掃描板或平衡環(huán)與周圍框架之間有一物理連接，由此大大提高了掃描儀在高掃描頻率、高掃描分辨率及大掃描角度等方面的掃描性能。按照本發(fā)明的一電容傳感裝置與一能夠承受高頻率和大振幅驅(qū)動(dòng)的微機(jī)電系統(tǒng)微掃描器兼容。根據(jù)本發(fā)明所述的電容傳感裝置具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0089]雖然對于本發(fā)明結(jié)合不同實(shí)施例并參照相關(guān)附圖進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠基于本發(fā)明的上述描述做出不同的修改。例如，根據(jù)本發(fā)明的一電容傳感裝置并不限于實(shí)施在如上所述的具有一浮動(dòng)結(jié)構(gòu)的一微機(jī)電系統(tǒng)微掃描器中。根據(jù)本發(fā)明的一電容傳感裝置也可以設(shè)置為感測在一微機(jī)電系統(tǒng)微掃描器中的一掃描板的角位移。此夕卜，在根據(jù)本發(fā)明的一電容傳感裝置的電容可以包括紙介電容、陶瓷電容、薄膜電容及金屬電解電容等體積較小的電容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一電容傳感裝置，其位于一微掃描器內(nèi)，所述微掃描器具有位于一基底的一腔體內(nèi)的一掃描板，所述腔體具有包圍所述掃描板的一側(cè)壁，所述掃描板具有一第一表面及相對于所述第一表面的一第二表面，并設(shè)定為響應(yīng)一驅(qū)動(dòng)以繞一第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)和與所述第一軸垂直的一第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于所述電容傳感裝置包括: 一第一電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第一表面上，位于所述第一軸的一第一邊距所述第一軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第二電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第二表面上，位于所述第一軸的與所述第一邊相對的一第二邊，并距所述第一軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第一導(dǎo)電體，親合于所述第一電容的所述可動(dòng)電極與所述第二電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第一電容與所述第二電容構(gòu)成一第一串聯(lián)電容組，及 一第一感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第一電容的所述固定電極及所述第二電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第一串聯(lián)電容組的一電容值的一第一電壓值至所述輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括: 一第三電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第一表面上，位于所述第一軸的所述第二邊，并距所述第一軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第四電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第二表面上，位于所述第一軸的所述第一邊，并距所述第一軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第二導(dǎo)電體，耦合于所述第三電容的所述可動(dòng)電極與所述第四電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第三電容與所述第四電容構(gòu)成一第二串聯(lián)電容組，及 一第二感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第三電容的所述固定電極及所述第四電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第二串聯(lián)電容組的一電容值的一第二電壓值至所述輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括一差動(dòng)放大電路，具有一第一輸入端及一第二輸入端，所述第一輸入端親合于所述第一感測電路的所述輸出端，所述第二輸入端耦合于所述第二感測電路的所述輸出端，所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值對應(yīng)于所述第一電壓值及所述第二電壓值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括: 一第三電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第一表面上，位于所述第二軸的一第一邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第四電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第二表面上，位于所述第二軸的與所述第一邊相對的一第二邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第二導(dǎo)電體，耦合于所述第三電容的所述可動(dòng)電極與所述第四電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第三電容與所述第四電容構(gòu)成一第二串聯(lián)電容組，及 一第二感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第三電容的所述固定電極及所述第四電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生一對應(yīng)于所述第二串聯(lián)電容組的一電容值的第二電壓值至所述輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括: 一第五電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第一表面上，位于所述第二軸的所述第二邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第六電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第二表面上，位于所述第二軸的所述第一邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第三導(dǎo)電體，耦合于所述第五電容的所述可動(dòng)電極與所述第六電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第五電容與所述第六電容構(gòu)成一第三串聯(lián)電容組，及 一第三感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第五電容的所述固定電極及所述第六電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第三電壓值至所述輸出端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括一差動(dòng)放大電路，具有一第一輸入端及一第二輸入端，所述第一輸入端耦合于所述第二感測電路所述輸出端，所述第二輸入端耦合于所述第三感測電路所述輸出端，所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值對應(yīng)于所述第二電壓值及所述第三電壓值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容傳感裝置，其特征在于所述微掃描器包括一平衡環(huán)，其位于所述基底的腔體內(nèi)并包圍所述掃描板，所述平衡環(huán)具有一第一表面及相對于所述第一表面的一第二表面，且所述平衡環(huán)通過至少一扭力臂與所述掃描板連接，其中，所述掃描板設(shè)定為繞平行于所述至少一扭力臂的第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述平衡環(huán)設(shè)定為繞垂直于所述第一軸的第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電容傳感裝置包括: 一第三電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述平衡環(huán)的所述第一表面上，位于所述第二軸的一第一邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第四電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述平衡環(huán)的所述第二表面上，位于所述第二軸的與所述第一邊相對的一第二邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第二導(dǎo)電體，耦合于所述第三電容的所述可動(dòng)電極與所述第四電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第三電容與所述第四電容構(gòu)成一第二串聯(lián)電容組，及 一第二感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第三電容的所述固定電極及所述第四電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第二串聯(lián)電容組的一電容值的一第二電壓值至所述輸出端。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括: 一第五電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述平衡環(huán)的所述第一表面上，位于所述第二軸的所述第二邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第六電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述平衡環(huán)的所述第二表面上，位于所述第二軸的所述第一邊，并距所述第二軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底的腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述平衡環(huán)靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第三導(dǎo)電體，耦合于所述第五電容的所述可動(dòng)電極與所述第六電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第五電容與所述第六電容構(gòu)成一第三串聯(lián)電容組，及 一第三感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第五電容的所述固定電極及所述第六電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第三電壓值至所述輸出端。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括一第一差動(dòng)放大電路，具有一第一輸入端及一第二輸入端，所述第一輸入端親合于所述第二感測電路的所述輸出端，所述第二輸入端耦合于所述第三感測電路的所述輸出端，所述第一差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值對應(yīng)于所述第二電壓值及所述第三電壓值。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括: 一第五電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第一表面上，位于所述第一軸的所述第二邊，并距所述第一軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第六電容，其包括: 一可動(dòng)電極，設(shè)置于所述掃描板的所述第二表面上，位于所述第一軸的所述第一邊，并距所述第一軸一距離處;及 一固定電極，設(shè)置于所述基底的腔體的所述側(cè)壁上并鄰近所述可動(dòng)電極，并與所述可動(dòng)電極在所述掃描板靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)過程中具有一定的覆蓋面積； 一第三導(dǎo)電體，耦合于所述第五電容的所述可動(dòng)電極與所述第六電容的所述可動(dòng)電極，使得所述第五電容與所述第六電容構(gòu)成一第三串聯(lián)電容組，及 一第三感測電路，其具有一第一輸入端，一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端與所述第二輸入端分別耦合于所述第五電容的所述固定電極及所述第六電容的所述固定電極，所述感測電路設(shè)定為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第三串聯(lián)電容組的一電容值的一第三電壓值至所述輸出端。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電容傳感裝置，其特征在于所述電容傳感裝置包括一差動(dòng)放大電路，具有一第一輸入端及一第二輸入端，所述第一輸入端親合于所述第一感測電路的所述輸出端，所述第二輸入端耦合于所述第三感測電路的所述輸出端，所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為輸出一電壓值，所述電壓值相應(yīng)于所述第一電壓值及所述第三電壓值。
【文檔編號(hào)】G01B7/30GK105865324SQ201610316001
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】汪際軍
【申請人】全普光電科技(上海)有限公司