Brevet FR2901369A1 — publié le 20071123

ple enlever de manière précise la matière du système oscillant notamment par un usinage par laser. En plus de cette opération supplémentaire, il faut également effectuer des mesures finales, coûteuses, pendant la fabrication du micro-miroir. But de l'invention La présente invention a ainsi pour but de développer un procédé et un dispositif permettant d'ajuster la fréquence propre d'un micro-miroir avec un procédé économique et applicable à différents micro-miroirs fabriqués individuellement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'on ajuste la fréquence propre du micro-miroir en appliquant une force de compensation supplémentaire. L'invention concerne également un dispositif du type in-diqué ci-dessus caractérisé par une unité de traitement de signal pour déterminer une grandeur de compensation. Selon l'invention la fréquence propre du micro-miroir s'ajuste en appliquant une force de compensation supplémentaire. En particulier on peut utiliser l'effet des forces de Laplace par l'excitation du micro-miroir par des forces magnétiques. Ces forces peuvent correspondre à une modification du courant dans la bobine pour compenser la fréquence propre. La force de compensation peut ainsi être générée par un courant d'ajustage passant dans la bobine. De façon avantageuse pour déterminer le courant d'ajustage, on utilise une grandeur de rotation en corrélation avec l'angle de rotation du micro-miroir, notamment l'angle de rotation du micro-miroir lui-même ou l'angle de rotation d'une barre de torsion. La grandeur de rotation peut se déterminer par exemple à l'aide d'un capteur d'angle de rotation installé de manière appropriée par exemple sur la barre de torsion. Dans une unité de traitement de signal qui peut égale-ment être prévue séparément, on détermine le courant total alimentant la bobine pour ajuster ainsi la fréquence propre. Le courant total reçoit ainsi des composantes dépendant de la grandeur de rotation. Ce procédé et le dispositif pour sa mise en oeuvre per-mettent de compenser ou d'ajuster la fréquence propre du système ; on peut utiliser les composants existant déjà et servant à exciter le micro-miroir ce qui se traduit par des économies considérables. La compensa- tion peut en outre se faire individuellement pour chaque micro-miroir sans nécessiter de procédures de mesures compliquées pour déterminer une déviation du micro-miroir ou de la barre de torsion par rapport aux tolérances prescrites. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans le dessin annexé dans lequel : - la figure unique montre schématiquement un dispositif selon l'invention pour compenser la fréquence propre d'un micro-miroir. Description d'un mode de réalisation La figure unique montre schématiquement les composantes d'un dispositif servant à compenser la fréquence propre d'un micro-miroir 10 en utilisant le procédé de l'invention. Une structure micromécaniques 16 comporte un micro-miroir 10. Le micro-miroir 10 est fixé par deux barres de torsion 18. L'excitation du micro-miroir 10 se fait par des oscillations forcées générées par la mise en oeuvre des forces de Laplace. Pour cela on applique un champ magnétique externe 12. Le micro-miroir 10 porte une bobine 14 traversée par le courant I qui définit avec un champ magnétique constant 12, l'intensité de la force de Laplace. Lorsque le courant alternatif I varie, on a des oscillations forcées souhaitées pour le miroir 10. Le mouvement du micro-miroir se décrit par l'équation suivante : Jâ ++ka=ML+Mext Dans cette équation : a : angle de rotation du micro-miroir J : moment d'inertie (3 : constante d'amortissement du mouvement de rotation 30 k : rigidité en torsion ML : couple engendré par les forces de Laplace Mext : couple engendré par d'éventuelles forces d'entraînement externes. Pour le couple ML, sous l'effet de la force de Laplace on a la relation suivante : ML = const . I . cos a Dans cette relation : I représente le courant actuellement appliqué à la bobine 14. De façon plus générale cette relation peut s'écrire comme suit : ML = const . I . f(a) Dans cette formule f(a) est une fonction connue de l'angle de rotation a. L'angle de rotation a ou une grandeur en corrélation avec l'angle de rotation se saisissent en utilisant notamment une structure piézo résistive. Selon l'invention avec l'angle de rotation saisi ou une grandeur en corrélation avec celui-ci, on génère un courant de bobine dépendant de l'angle de rotation. Cela peut être exécuté par exemple par l'unité de traitement de signal 20. Comme paramètre d'entrée de l'unité de traitement de signal 20, on utilise l'angle de rotation a. Le paramètre de sortie est alors le courant dans la bobine qui dépend de l'angle de rotation et se calcule avec la fonction f(a) connue. Ce calcul permet de distinguer notamment entre les deux cas suivants : a Cas 1 : I = lo f(o) et Cas 2 : I = Io ~c f(a) Pour les deux cas de la relation fonctionnelle du courant dans la bobine et de l'angle de rotation, on a une variation de la fréquence propre du système considéré. En substituant l'équation de mouvement présentée ci-dessus, on peut le démontrer. Pour le cas 1 et le cas 2, on obtiendrait ainsi des fréquences propres dépendant comme suit du courant d'ajustage choisi Io : Cas 1 fo = 1 .\ik - const • Io 2n J 5 et Cas 2 : fo = 1 k 2n J - const Io Comme le montrent les deux équations, la fréquence propre du système peut être ajustée par un choix approprié du courant d'équilibrage Io. Comme le procédé de fabrication de la structure micro mécanique et ainsi du miroir 10 et de la barre de torsion 18 ne se font jamais de manière idéale, le paramètre de compensation Io et la fonction connue f(a) permettent de compenser des déviations par rapport aux paramètres de fabrication souhaités. La compensation se fait dans l'unité de traitement de signal 20 en déterminant des valeurs correspondantes pour le courant I à partir des signaux fournis par le capteur d'angle de rotation 22. Par la détection de l'angle de rotation ou d'une grandeur correspondant à l'angle de rotation et d'un traitement consécutif du signal, on pourra disposer par la fonction du courant I, en principe de n'importe quelle relation entre le couple et l'angle de rotation. Cela englobe également la représentation de la fonction de temps respective. Il est particulièrement avantageux de pouvoir corriger les défauts de linéarité de la barre de torsion qui étaient jusqu'à présent acceptés dans le système comme défauts inévitables. En plus de la réduction du coût de fabrication, cela constitue un autre avantage de l'invention. 30 10 15 6 NOMENCLATURE 10 micro-miroir 12 champ magnétique 14 bobine 16 structure micro mécanique 18 barre de torsion 20 unité de traitement de signal 22 capteur d'angle de rotation fo fréquence propre Io courant de compensation I courant total a angle de rotation 20 30 REVENDICATIONS 1 ) Procédé d'ajustage de la fréquence propre (fo) d'un micro-miroir (10) sur une structure micro mécanique (16), en appliquant une excitation du micro-miroir (10) par une force d'un champ magnétique externe (12) et une force d'une bobine (14) traversée par le courant et appliquée à la structure micro mécanique (16), caractérisé en ce qu' on ajuste la fréquence propre (fo) du micro-miroir (10) en appliquant une force de compensation supplémentaire. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la force de compensation est générée par un courant d'ajustage (Io) dans la bobine (14). 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour déterminer le courant d'ajustage (Io), on utilise une grandeur de rotation en corrélation avec l'angle de rotation du micro-miroir (10) no- tamment l'angle de rotation (a) du micro-miroir (10) ou celui d'une barre de torsion (18). 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour ajuster la fréquence propre (fo) on détermine un courant total I pour alimenter la bobine (10) notamment selon la formule : I=I f(a) 5 ) Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu' on détermine le courant d'ajustage (Io) dans une unité de traitement de signal (20). 256 ) Dispositif d'ajustage de fréquence propre (fo) d'un micro-miroir (10) sur une structure micro mécanique (16) dans lequel la structure micro mécanique (16) comporte une bobine (14) et est exposée à un champ magnétique (12), caractérisé par une unité de traitement de signal (20) pour déterminer une grandeur de compensation. 7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on détermine un courant de compensation (Io) dans l'unité de traite-ment de signal (20). 8 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de traitement de signal (20) comporte comme paramètre d'entrée, une grandeur de rotation en corrélation avec l'angle de rotation du micro-miroir (10) notamment l'angle de rotation (a) du micro-miroir (10) ou celui d'une barre de torsion (18). 9 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le paramètre de sortie de l'unité de traitement de signal (20) est le courant (I) dans la bobine. 10 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par un capteur d'angle de rotation (22) pour déterminer une grandeur de rotation en corrélation avec l'angle de rotation (a). 30