拉紧、扭转弯曲部和利用该弯曲部扫描光的紧凑驱动器和方法技术

一种扫描光的紧凑驱动器上使用的拉紧、扭转弯曲部并且有利地用于重量轻、紧凑的图像投影模块，特别是安装在具有透光窗口的壳体中的模块，该模块用于使光栅图像中要被照明的选择象素形成彩色高分辨率的ＶＧＡ质量的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及拉紧、扭转弯曲部和利用该弯曲部扫描光的紧凑驱动器和方法，尤其是用于在保持低功耗、高分辨率、微小紧凑尺寸、 安静工作和最小振动的同时有效投影彩色二维图像的彩色图像投影装置。
技术介绍
人们通常知道，基于一对扫描镜将二维图像投影在屏幕上，该扫 描镜在相互垂直方向通过各个驱动器振荡，以在光栅图案上扫描激光 束。然而，已知的图像投影装置投影有限分辨率的图像， 一般小于640x480象素的视频图形阵列(VGA)质量的四分之一，消耗相当大 量的电力，重量相当重并且占据相当大的体积，从而使它们在微型、 手持、电池工作的应用中不实用。例如，用于一个扫描镜的驱动器包括与反射镜联动的永磁体。磁 体和反射镜安装在允许绕轴线振荡的弯曲部。电磁线圏被周期驱动信 号激励并产生与磁体的永磁场相互作用的电磁场，以将弯曲部弯曲， 使得磁体和由此使得扫描镜绕轴线振荡。上述电磁驱动器尽管一般满足预期目的，但对于微型、手持、电 池工作的应用不理想。例如，弯曲部必须拉紧到拉紧状态，以更好地 承受环境温度变化和产生可重复的振荡。这种拉紧通过附加的分立元 件来提供，诸如，夹子、销子和螺钉，所有这些元件增加了驱动器的 重量、体积和能量消耗。此外，这些附加元件的组装增加驱动器的加 工成本和复杂性，以及增加一个或多个这些附加元件松动或出故障的可能性，从而影响弯曲部的张紧，最终导致不可靠的、不可重复的、 温度敏感的扫描。例如，入射到用这种受影响的弯曲部支撑的反射镜 上的激光束不会准确地照射到图像的预定像素上，结果，投影图像的分辨率降低。
技术实现思路
因此，本专利技术总的目的是提供一种用于扫描光的紧凑驱动器的拉 紧、扭转弯曲部，尤其是，用于在远离投影装置的扩展范围上投影清 晰、清楚的二维彩色图像的图像投影装置。本专利技术的另一目的是最小化该驱动器的重量、体积、复杂性和能耗。本专利技术的又一目的是简化该弯曲部的张紧。本专利技术的又一目的是提供用于图像投影装置的可靠的、可重复的、 与温度无关的光扫描。另一目的是提供一种小型、紧凑、重量轻、高能效和便携的彩色 图像投影装置，其用于许多不同形式因素的仪器，尤其是，手持仪器。在下文中将显而易见地保持这些目的和其它目的，简而言之，本 专利技术的一个特点在于，用于扫描光的驱动器和扫描光的方法。弯曲部 安装在支撑上。弯曲部具有一对沿轴线延伸的扭转部分。反射光扫描 镜安装在与其联动的弯曲部上。弯曲部沿相反的圆周方向绕轴线弯曲， 用于绕轴线振荡扫描镜。根据本专利技术，提供的装置与弯曲部构成一体，用于自动沿轴线将 弯曲部张紧到拉紧状态，在该拉紧状态中弯曲部被弯曲。不用附加的 分立元件，诸如，夹子、销子和螺钉，实现拉紧的弯曲部。不用订购、 存储、组装、出故障或松动的附加元件。驱动器比以前的更紧凑，并 且重量更轻、体积更小，而且因为具有更小的质量振荡，能耗更小。 在此获得的张紧可重复、可靠且抗环境温度变化。入射到扫描镜上的 光束准确地反射到它的目标，例如，通过图像投影装置投影要被投影 的图像的象素，图像投影装置中的这种紧凑驱动器是有用的。在另一应用中，光束不用于图像投影，而是用于在机器可读标记 上扫描光束，机器可读标记诸如一维或二维条形码符号。在又一应用 中，光束不扫描，而是在符号上扫描光检测器的视场，符号散射的光 被振荡反射镜反射并照射到检测器上。在优选实施例中，弯曲部通过磁场相互作用弯曲。永久磁体安装 在弯曲部上，电磁线圏安装在支撑上。响应施加给线圏的周期驱动信 号，产生周期电磁场，周期电磁场与磁体的永久磁场相互作用，从而 弯曲弯曲部并振荡磁体与扫描镜。磁体和扫描镜优选安装在扭转部分中间的弯曲部的支撑部分上。 弯曲部具有沿轴线间隔开的端部。 一个端部锚固在支撑上。另一端部 具有张紧弯曲部的装置。优选地，在另一端部形成弹性舌片。该舌片 弹性地压靠支撑并且沿轴向将端部从相互远离状态推到拉紧状态。在操作时，磁体通过如上所述的磁场相互作用振荡，这样使弯曲部的支撑部分和扫描镜沿相反的圆周方向运动，因此，首先，沿一个 圆周方向扭曲扭转部分，然后，沿相反的圆周方向扭曲扭转部分。弯曲部在这些扭曲运动期间通过舌片持续地张紧，从而确保没有不稳定 的、非故意的弯曲运动产生。振动阻尼器可以用于衰减不理想的振动。 在紧凑驱动器中的拉紧、扭转的弯曲部的使用特别有利于投影二维彩色图像的图像投影装置。该装置包括支撑；分别发射红色、蓝色、 和绿色激光束的多个红色、蓝色和绿色激光器；共线排列激光束以形 成混合光束的光学组件；在距离支撑一定工作距离处扫描作为间隔扫 描线图案的混合光束的扫描器，每根扫描线具有许多象素；和通过激 光束使选择的象素照亮并变为照亮可见以形成彩色图像的控制器。在优选实施例中，扫描器包括一对振荡扫描镜，用于沿一般相互 垂直方向以不同扫描速度和不同扫描角度扫描混合光束。至少一种扫 描速度超过声频，例如，超过18kHz，以减小噪音。至少一个扫描镜 用惯性驱动器驱动，以使功耗最小。另一扫描镜用本专利技术的紧凑驱动 器驱动。图像分辨率优选超过l/4的VGA质量，但是， 一般等于或超 过VGA质量。支撑、激光器、扫描器、控制器和光学组件优选占据 小于30立方厘米的体积。装置可互换地安装在不同形式因素的壳体中，包括但不限于笔形、 枪形或手电筒形的仪器，个人数字助理，挂件，手表，计算机，简而 言之，紧凑和小型尺寸的任何形状。投影的图像可以用于广告或标志的目的，或用于电视或计算机显示屏，简而言之，用于想要显示的任何目的。附图说明图l是在一定工作距离投影图像的手持仪器的透视图；图2是安装在图1的仪器中的图像投影装置的放大、俯视的透视图；图3是图2的装置的顶面图；图4是用于图2的装置中所用的惯性驱动器的正透视图； 图5是图4的惯性驱动器的后透视图； 图6是图2的装置的实际设备的透视图； 图7是表示图2的装置的操作的电气示意框图； 图8是根据本专利技术用作图6的装置的紧凑驱动器的分解透视图； 图9是图8的驱动器的组装图；和 图IO是沿图9的剖面线10-10剖开的放大剖面图。具体实施方式图1中的附图标记IO—般表示为手持仪器，例如，个人数字助理， 其中安装了重量轻、紧凑的图像投影装置20,如图2所示，用于在离 仪器的可变距离处投影二维彩色图像。例如，图像18位于相对于仪器 10的工作距离范围内。如图1所示，图像18沿图像水平方向扩展的光学水平扫描角A 上扩展，在沿图像垂直方向的光学垂直扫描角B上扩展。如下所述， 图像由装置20中的扫描器扫描的扫描线的光栅图案上的照亮的和未 照亮的像素组成。仪器10的平行六面体形状只是表示壳体的一种形式因素，装置 20在壳体中执行操作。仪器可以形成为笔、移动电话、蛤壳或手表， 例如，如2002年3月4日申请的序列号为No.10/090， 653的美国专 利申请所示，其作为临时申请转让给相同受让人，并且在此并入作为 参考。在优选实施例中，装置20的测量体积小于大约30立方厘米。这种紧凑、小型的尺寸让装置20可以安装在许多不同形状的大的或小的 便携的或固定的壳体中，该壳体也包含具有板显示器12、键盘14和 投影图像的窗口 16的壳体。参照图2和图3，装置20包括半导体激光器22，其被激励时发射 大约635-655纳米的亮红色激光束。透镜24是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于扫描光的驱动器，包括：ａ）支撑；ｂ）弯曲部，其在支撑上并且具有沿轴线延伸的扭转部分；ｃ）光反射扫描镜，其在弯曲部上，与弯曲部联动；ｄ）用于沿相反的圆周方向绕轴线将弯曲部弯曲的装置，用于绕轴线振荡扫描镜；和ｅ）与弯曲部为一体、用于沿轴线将弯曲部张紧到弯曲部被弯曲的拉紧状态的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PE布鲁克斯，C维坦伯格，
申请(专利权)人：讯宝科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]