本发明专利技术为一种产生时序频率的微机电扫描控制器及其控制方法，用在双向激光扫描装置中的微机电摆动式反射镜的控制器，其是可侦测微机电反射镜的共振频率（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ），以发出微机电反射镜的频率调变信号与振幅调变信号，使微机电反射镜的桥式电路调整稳定，并可发出对应在当时微机电反射镜的共振频率产生一个时序信号（ＣＬＫ ｓｉｇｎａｌ），以使扫描数据（ｄａｔａ ｓｔｒｉｎｇ）能在正向（ｆｏｒｗａｒｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）与反向（ｒｅｖｅｒｓｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）扫描的有效扫描窗口（ｓｃａｎｎｉｎｇｗｉｎｄｏｗ）内送出，达到高精度的扫描效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种 (MEMS scan controller with clock frequency and method of control thereof), 尤指 一种用在双向激光扫描装置(bi-direction laser scanning unit,简称双向LSU)的微 才几电反射镜(micro-electric-mechanical mirror, 简称MEMS mirror)的控制器及其控制方法，以产生时序频率信号，使激光光源可依据此时序频率在有效扫描窗 口内传送激光光线。
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 趋动，其转速限制、价格高、声音大、启动慢等因素，已渐无法符合高速且高 精度的要求。近年以来，具有转矩振荡器(torsion oscillators )的微机电反射镜 (micro-electronic-mechanic system oscillatory mirror, 简,尔MEMS mirror)已开士台 发展，未来将可应用在影像系统(imaging system )、扫描仪(scanner)或激光打 印才几(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。在激光扫描装置(LSU)中的微机电反射镜(MEMS mirror),是由具有桥式电 路的控制板、转矩振荡器与反射镜面所构成，通过共振磁场趋动镜面以轴心左 右方向来回摆动；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，而达到高分辨率和大转动角度的特点，使得它被广泛应用在商品、 科学与工业应用上，如US5,408,352、 US5,867,297、 US6,947,189、 US7，190,499、 TWM253133、 JP2006-201350等。由于微机电反射镜是以轴心以左右方向来回 摆动，为提高扫描效率可发展为双向扫描，而构成双向激光扫描装置(bi-directionlaser scanning unit), ^f旦jl匕也增力口 了 4空制的困，*度。由于微机电反射镜是以共振方式来回摆动，其摆动的角度与稳定性将会影 响激光扫描装置的精度，在微机电反射镜的双向激光扫描装置的控制器上，现 有的技术着重在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、或利用压振电路(voltage controlled oscillator, VCO) 以调整频率，其中，压振电路原理是以电流控制介质的导磁技术或利用电压改 变电容量以达到改变频率的目的，如美国专利US2006/00139113、 US2005/0139678、 US2007/0041068、US2004/0119002、 US7,304,411、US5,121,138; 日本专利JP63-314965等。然而双向激光扫描装置，以A4尺寸的600DPK dot per inch)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个光点可以在有效扫描窗口 (imaging interval)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窗口移动，使5102个光 点偏移而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，则为主要的控制重点之一。美国专利 US2006/0279364公开使用微机电反射镜的共振模式，利用参考表而以时序计数 器为控制；美国专利US6，891，572公开使用锁相电路以控制扫瞄信号同步存入内 存；美国专利US6,838,661公开利用光电传感器控制微机电反射镜摆动稳定；美 国专利US6,870,560、 US6，987,595公开利用计数控制器或动态调整共振频率以 控制感光鼓(drum)的转动与激光扫描光线的频率。然而对于双向的扫描，在有效 扫描窗口 (scanning window)使扫描光线能不偏移而完整在目标物上成像，则须要 发展还快速有效的控制方法与控制器。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供一种微机电扫描控制器，供应用在双向扫描的微 机电激光扫描装置，其是用以侦测微机电反射镜的振动频率与振幅，并以产生 信号给激光控制器与控制微机电反射镜的桥式电路，用以调整微机电反射镜的 振动频率与振幅，并使微机电反射镜的振动稳定，以使激光光线可正确地在有 效的扫描区域进行扫描。对于微机电激光扫描装置，装置中激光光源受激光控制器所控制，当激光 控制器发出扫描数据时，则经由激光光源产生激光光线，射向微机电反射镜的 反射用镜面，微机电反射镜以f共振频率(resonantfrequency)使镜面以正向与反向振动(摆动)，使激光光线在有效的扫描区域，称为有效扫描窗口 (scanning window)内进行扫描，激光光线经扫瞄后为扫瞄光线，扫瞄光线经由扫瞄镜片在 目标物上成像；而超过有效扫描窗口的扫描光线则被光电传感器所侦测。微机 电反射镜则受桥式电路所控制，当微机电反射镜摆动过大时，可控制桥式电路 使微机电反射镜摆动减少，同理，当微机电反射镜摆动过小时，可控制桥式电 路使微机电反射镜摆动增大。当微机电反射镜稳定时，可发出时序信号告知激 光打印机或多功能事务机的激光控制器发出扫描数据的时机与发出扫描数据的 频率。由于时序信号为依据扫描当时的微机电反射镜的频率与振幅所导出，可在 有效扫描窗口内产生/3个光点或其倍数n/3个光点，对于600DPI、 A4尺寸，/3 可设为5102个光点，可在有效扫描窗口内产生/5个光点。本专利技术的微机电扫描控制器包含逻辑单元、 一个或多个D型正反器、锁相 电路与计数比较器；其中，所述的逻辑单元可接收光电传感器产生的触发光电感测信号，并计算每次光电传感器产生的光电感测信号之间隔时间，以产生微 机电反射镜的频率调变信号与振幅调变信号；锁相电路可产生时序信号，所述 的时序信号的频率为fCLK(t),是对应在时间t的微机电反射镜的扫瞄频率，使 激光控制器接收到锁相电路发出的时序信号，以将扫描数据送出。由于微机电反射镜是以f频率来回振动，由左向右振动完成一个周期的时间 为T,扫描的角度为^，此扫描的角度^与时间的关系为正弦关系，如图2,为 避免扫描变形，在一个周期的时间T内以最接近直线的二段时间，a b与a， b，。 如图4, T2与T4为正向扫描与反向扫描的时间，且为最接近直线的二段时间。 Tl、 T2、 T3、 T4之间关系如下<formula>formula see original document page 7</formula>其中，Tl为延时时间，T2为正向扫描的时间，T3为延时时间，T4为反向 扫描的时间，f为微本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种产生时序频率的微机电扫描控制器，其是应用在激光扫描装置，所述的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与反向扫描将激光光线扫描在目标物上，一个光电传感器其接收扫描光线而将光线转变成光电感测信号，一控制微机电反射镜的桥式电路与一激光控制器其控制激光光源发出激光光源；其特征在于： 所述的微机电扫描控制器用以侦测微机电反射镜的共振频率并产生时序信号以适时驱动激光控制器发出激光光源并经由微机电反射镜扫描，包含一逻辑单元、至少一个Ｄ型正反器、一锁相电路与一计数比较器，其中： 所述逻辑单元接收一个光电传感器产生的光电感测感测信号，并计算每次光电感测感测信号的间隔时间，以产生微机电反射镜的频率调变信号、振幅调变信号与微机电反射镜已稳定的稳定信号； 所述的Ｄ型正反器接受逻辑单元产生的频率调变信号与振幅调变信号并产生共振频率信号与回授信号； 所述的锁相电路接收Ｄ型正反器产生的共振频率信号并产生时序信号； 所述的计数比较器接受时序信号，累计时序信号的脉冲至一定数量并产生一个制动信号，并清除累计时序信号，所述的制动信号再经由所述的Ｄ型正反器产生下一个回授信号；当激光光源接收到微机电扫描控制器发出的时序信号，则依此时序信号由激光控制器在有效扫描窗口内将扫描数据送出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：颜维欣，
申请(专利权)人：一品光学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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