[发明专利]一种微镜图形扫描机构

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，特别是涉及一种微镜图形扫描机构。 

背景技术

微机电系统（Micro-electro-mechanical systems,简称MEMS)是利用微加工技术制造出来的三维装置，至少包括一个可运动结构满足某种机械作用。MEMS器件由于借鉴了集成电路的工艺因此应用于很多不同的领域。本世纪越来越多的传感器和执行器都倾向于采用MEMS技术，其中微机电系统微镜就是其中一个的例证。微机电系统驱动结构产生的力很小，但足以驱动镜面使其发生偏转。在众多MEMS微镜中电热式微镜是一款依靠热形变使镜子偏转的微机电系统。 电热式微镜系统主要包括镜面、支撑臂和驱动臂三个部分，其中驱动臂就是依靠电热效应产生形变来驱动镜子偏转。 

电热式微镜驱动是一个较复杂的控制过程，既需要系统本身能够测出微镜本身的属性，利用其变形的线性区域，又需要整个系统能够良好的控制微镜进行图形的扫描。电热式微镜图形扫描方案配合激光显示技术，应用于光学相干层析（Optical Coherence Tomography, 简称OCT)技术可以用于生物组织的无创断层扫描成像，特别适用于人体内脏器官癌症的早期诊断，其市场价值相当庞大，另外在微型投影的应用上前景也十分广阔。 

虽然在MEMS微镜领域已经有一些较为成熟的控制方案，但是在电热式微镜领域尚未有将微镜属性测试和图形扫描方案做成一体的系统方案，尤其是低成本，安全性较高的控制方案。 

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种微镜属性测试和扫描成像相接合的微镜图形扫描机构。 

本发明主要针对电热式微镜图形扫描机构的光路设计及电路设计两大部分，电热式微镜的驱动臂采用电热驱动方式，热驱动微镜本体驱动臂在电热效应下发生形变会带动镜面发生一定角度的偏转，激光入射到镜面后，镜面偏转会控制反射光线的扫描路径，以此实现图形的扫描。系统光路设计主要是利用PSD（位置敏感传感器）和分光镜构成反馈，矫正图形的畸变，方便测试微镜本身的属性。电路部分主要包括中央处理器（CPU）、数模转换模块、信号整形模块、安全保护模块几个部分。整个方案工作原理是中央处理器产生的数据通过数模转换再将信号整形后加载到微镜驱动臂上，微镜本体四个驱动臂分为相对的两组，每组两个驱动脚上面加载相应的差分信号，通过加载不同的信号到两组驱动脚上可实现二维平面的图形扫描，扫描的频率通过信号的频率来控制，扫描面积通过信号的幅度来控制，扫描的同步通过信号的相位来控制。 

所述热驱动微镜系统属性测试内容包括： 

（1）   微镜本体偏转角度与所加电压的关系；

（2）   微镜本体在不同频率信号驱动下的延时特性；

（3）   微镜本体的谐振频带及工作频带。

完成微镜属性测试后，根据镜子本身的属性选择合适幅度、频率和相位的驱动电压对微镜进行驱动来实现图形的扫描。 

同样的结构也适用于其他形式的微镜。 

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案： 

一种微镜图形扫描机构，包括激光光源、分光镜、微镜装置和屏幕，其特征在于：其还包括位置敏感传感器，所述分光镜为两组，分别为第一分光镜和第二分光镜；

所述激光光源用于产生入射激光；

所述微镜装置用于接收驱动信号发生偏转，反射入射激光至第一分光镜；

所述屏幕用于用于显示入射激光经过微镜反射后产生的图形；

所述第一分光镜用于将入射激光垂直入射到微镜装置上；将所述微镜系统反射的激光打到所述第二分光镜上；

所述第二分光镜用于将第一分光镜打过来的激光分为两束，分别打到所述屏幕和位置敏感传感器；

所述位置敏感传感器和第二分光镜构成反馈，根据位置敏感传感器和所述屏幕上显示的扫描图形，矫正图形的畸变，测试微镜本身的属性。

优选的：所述微镜装置为热驱动微镜。 

其进一步特征在于：所述热驱动微镜装置包括热驱动微镜本体和驱动电路，所述驱动电路包括中央处理器、数模转换模块、信号整形模块、安全保护模块和电源模块； 

所述中央处理器采用嵌入式MCU，通过应用软件开发环境的编程将热驱动微镜本体所需要的驱动数据存入其中并按照所述热驱动微镜本体属性输出相应的数据；

所述数据转换模块用于将MCU输出的数字信号转化为模拟信号；

所述信号整形模块用于将所述数据转换模块输出的模拟信号处理成与微镜本身的属性相匹配的波形；