固定扫描频率的微机电扫描控制器制造技术

一种固定扫描频率的微机电扫描控制器，用于激光打印机的双向激光扫描装置中的微机电（振动式）反射镜的控制器，以微机电反射镜的固有共振频率而调整振幅，以使扫描数据依激光打印机预设固定的激光光源发出的频率与固定时间区间的有效扫描视窗内送出，如此可简化控制器的结构，达到高精度的扫描效果。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关一种固定扫描频率的微机电扫描控制装置，尤其涉及一种用于双向激光扫描装置的微机电反射镜(简称MEMS mirror)的控制器及其控制 方法，以利用微机电反射镜的固有共振频率于固定的激光光源发出的时间区间 内进行扫描。
技术介绍
目前在激光扫描装置(laser scanning unit,简称LSU)大都使用旋转多面镜 (Polygon Mirror)以高速旋转操控激光光线的扫描，但由于旋转多面镜是用液压 驱动，其由于转速受限、价格高、声音大、启动慢等因素，已渐渐无法符合高 速且高精度的要求。近年来，具有转矩振荡器(torsion oscillators)的微机电反射 镜(micro-electronic-mechanic system oscillatory mirror, 简称MEMS mirror)已开 始发展，未来将可应用于影像系统(imaging system)、扫描器(scanner)或激光打印 机(laser printer)的激光扫描装置(laser scanning unit,简称LSU),其扫描效率 (Scanning efficiency)将可高于传统的旋转多面镜。在微机电激光扫描装置(MEMS LSU)中的微机电反射镜(MEMS mirror)由转 矩振荡器及反射镜面所构成，并受微机电扫描控制器(MEMS scan controller)所控 制；樣i机电反射镜通过共振磁场驱动镜面以轴心左右方向来回振动；当激光光 线射向微机电反射镜的镜面时，镜面通过随时间变化的转动角度，使入射到微 机电反射镜的镜面上的激光光线被反射到微机电反射镜中心轴各种不同的角度 上以进行扫描。由于微机电反射镜可以忽视光波长的影响，从而可达到高解析 度和大转动角度的特点，使得它被广泛应用在商业、科学与工业应用上，如美 国专利US5,概,352、 US5,867,297、 US6,947,189、 US7,1卯,499、 US2007/063134; 台湾专利TW M253133、 TW 1283952;日本专利JP 2006-201350、 JP63-314965 等。由于微机电反射镜以轴心左右方向来回振动，为提高扫描效率使用双向扫 描，即在正向共振振动时，以一定的时间区间，进行扫描；并在反向共振振动时，以一定的时间区间，进行扫描，以构成双向激光扫描装置(bi-direction laser scaiming unit)。由于微机电反射镜以共振方式来回振动，其振动的角度与稳定性将会影响 激光扫描装置的扫描精确度，在微机电反射镜的双向激光扫描装置的控制器上， 已有的技术着重于微机电反射镜的稳定控制，如调整微机电反射镜共振频率、 调整微机电反射镜工作角度、或利用压控振荡电路(voltage controlled oscillator, VCO)以调整频率，如美国专利US2005/0280879 、 US2006/00139113 、 US2005/0139678 、 US2007/0041068 、 US2004/011卯02 、 US7,304,4U 、 US5,121,138;日本专利JP63-314965等。然而双向凝:机电激光扫描装置基本需求，以A4尺寸的600DPK dot per inch, 点/英寸)的精度为例，在每个方向扫描时必须送出5102个激光光线的光点(light spot), 4吏这5102个光点可以在有效才3才笛^见窗(imaging interval, scanning window) 内完整发出，而不会因微机电反射镜的频率变动或振幅变动造成有效扫描视窗 移动，致使5102个光点偏移或不能完整在目标物上成像。因此计算微机电反射 镜的频率，给予发出激光光线的激光控制器正确的信号，则为已有技术的主要 控制重点之一。然而，微机电反射镜使用弹簧或磁力形成共振而振动镜片，以将激光光线 进行扫描，由于个别微机电反射镜在结构上有少许不同，其固有的共振频率也 不同，如美国专利US2006/0279364、 US6,891,572、 US6,870,560、 US6,987,595、 US6，838，661、 US2006/0117854揭露使用参考表、同步扫描信号、计数器或测量 光电感测器位置等控制微机电反射镜；英国专利GB2378261揭露使用预测模式 技术(prediction molding);日本专利JP2226114使用双电压的比较法等。然而这 些在控制结构上都相当复杂，使用繁复的计算与存储器，以尝试解决微机电反 射镜振动的稳定性，并控制具有个别差异的微机电反射镜共振频率，使其振动 成为一致，以使微机电激光扫描装置能在有效扫描视窗内进行精确的扫描。本技术可在有效扫描视窗内，依据微机电反射镜的固有频率，调整振幅控制其稳定振动，如此可固定激光打印机、多功能事务机等装置的数据传送 时间区间(即传送频率)，而免于不断调整微机电激光扫描装置传送频率的情 形，由此，利用本技术制造的微机电扫描控制器所构成的微机电激光扫描 装置，可简易安装在不同厂牌型式的激光打印机、多功能事务机而使用。本技术主要目的在于提供一种固定扫描频率的微机电扫描控制器，以 装设在微机电激光扫描装置中，并应用于双向扫描的激光打印机、多功能事务机等装置；通过该微机电扫描控制器使微机电反射镜以振动频率振动，并控制 微机电反射镜的振动振幅，以使激光光线可正确地在有效的扫描区域进行扫描。 为达到上述目的，本技术提供的一种技术方案为， 一种固定扫描频率 的微机电扫描控制器，其应用于激光扫描装置，该激光扫描装置包含 一激光 光源其用以产生激光光线； 一微机电反射镜其利用共振方式驱动反射镜以正向 扫描及反向扫描将激光光线扫描于目标物上； 一光电感测器其接收扫描光线而 将光信号转变成光电感测信号； 一扫描镜片其将扫描光线转变成使其角度与时 间呈线性关系；及一激光控制器其以预设的频率与时间区间控制所述激光光源 发出激光光线；所述微机电扫描控制器是以微机电反射镜的固有共振频率调整 微机电反射镜的振动振幅，其包含一逻辑单元、 一控制信号输出单元、及一桥 式电路，其中所述逻辑单元接收所述光电感测器产生的光电感测信号，并计算每次光电 感测信号的间隔时间，以产生所述微机电反射镜的调变信号给予所述桥式电路； 并产生所述微机电反射镜的振幅差异信号给予所述控制信号输出单元；所述控制信号输出单元接收所述逻辑单元的振幅差异信号并将之转换为控 制所述激光控制器的稳定信号；所述桥式电路接收所述逻辑单元的调变信号并将之转换成驱动信号以驱动 所述微机电反射镜的振动；藉此，激光扫描装置在有效扫描视窗内，依据预设的频率与时间区间将扫 描数据送出。另外一种技术方案为， 一种固定扫描频率的微机电扫描控制器，其应用于 激光扫描装置，该激光扫描装置包含一激光光源其用以产生激光光线； 一微机 电反射镜其利用共振方式驱动反射镜以正向扫描及反向扫描将激光光线扫描于 目标物上；两个光电感测器，其接收扫描光线而将光信号转变成光电感测信号； 一扫描镜片其将扫描光线转变成使其角度与时间呈线性关系；及一激光控制器控制器是用以侦测微机电反射镜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定扫描频率的微机电扫描控制器，其应用于激光扫描装置，该激光扫描装置包含：一激光光源其用以产生激光光线；一微机电反射镜其利用共振方式驱动反射镜以正向扫描及反向扫描将激光光线扫描于目标物上；一光电感测器其接收扫描光线而将光信号转变成光电感测信号；一扫描镜片其将扫描光线转变成使其角度与时间呈线性关系；及一激光控制器其以预设的频率与时间区间控制所述激光光源发出激光光线；其特征在于：所述微机电扫描控制器是以微机电反射镜的固有共振频率调整微机电反射镜的振动振幅，其包含一逻辑单元、一控制信号输出单元、及一桥式电路，其中：　所述逻辑单元接收所述光电感测器产生的光电感测信号，并计算每次光电感测信号的间隔时间，以产生所述微机电反射镜的调变信号给予所述桥式电路；并产生所述微机电反射镜的振幅差异信号给予所述控制信号输出单元；　所述控制信号输出单元接收所述逻辑单元的振幅差异信号并将之转换为控制所述激光控制器的稳定信号；　所述桥式电路接收所述逻辑单元的调变信号并将之转换成驱动信号以驱动所述微机电反射镜的振动；　藉此，激光扫描装置在有效扫描视窗内，依据预设的频率与时间区间将扫描数据送出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜维欣，刘宏达，
申请(专利权)人：一品光学工业股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]