[發明專利]產生時序頻率的微機電掃描控制器及其控制方法

無效

• 申請號: 200810001835.3
• 申請日: 2008-01-09
• 公開（公告）號: CN101482651A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 顏維欣
• 申請（專利權）人: 一品光學工業股份有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及的是一種產生時序頻率的微機電掃描控制器及其控制方法(MEMS?scan?controller?with?clock?frequency?and?method?of?control?thereof)，尤指一種用在雙向激光掃描裝置(bi-direction?laser?scanning?unit，簡稱雙向LSU)的微機電反射鏡(micro-electric-mechanical?mirror，簡稱MEMS?mirror)的控制器及其控制方法，以產生時序頻率信號，使激光光源可依據此時序頻率在有效掃描窗口內傳送激光光線。

背景技術

目前在激光掃描裝置(laser?scanning?unit，簡稱LSU)大都使用旋轉多面鏡(Polygon?Mirror)以高速旋轉操控激光光線的掃描，但由于旋轉多面鏡是用液壓趨動，其轉速限制、價格高、聲音大、啟動慢等因素，已漸無法符合高速且高精度的要求。近年以來，具有轉矩振蕩器(torsion?oscillators)的微機電反射鏡(micro-electronic-mechanic?system?oscillatory?mirror，簡稱MEMS?mirror)已開始發展，未來將可應用在影像系統(imaging?system)、掃描儀(scanner)或激光打印機(laser?printer)的激光掃描裝置(laser?scanning?unit，簡稱LSU)，其掃描效率(Scanning?efficiency)將可高于傳統的旋轉多面鏡。

在激光掃描裝置(LSU)中的微機電反射鏡(MEMS?mirror)，是由具有橋式電路的控制板、轉矩振蕩器與反射鏡面所構成，通過共振磁場趨動鏡面以軸心左右方向來回擺動；當激光光線射向微機電反射鏡的鏡面時，鏡面通過隨時間變化的轉動角度，使入射到微機電反射鏡的鏡面上的激光光線，被反射到微機電反射鏡中心軸各種不同的角度上以進行掃描。由于微機電反射鏡可以忽視光波長的影響，而達到高分辨率和大轉動角度的特點，使得它被廣泛應用在商品、科學與工業應用上，如US5,408,352、US5,867,297、US6,947,189、US7,190,499、TWM253133、JP2006-201350等。由于微機電反射鏡是以軸心以左右方向來回擺動，為提高掃描效率可發展為雙向掃描，而構成雙向激光掃描裝置(bi-directionlaser?scanning?unit)，但此也增加了控制的困難度。

由于微機電反射鏡是以共振方式來回擺動，其擺動的角度與穩定性將會影響激光掃描裝置的精度，在微機電反射鏡的雙向激光掃描裝置的控制器上，現有的技術著重在微機電反射鏡的穩定控制，如調整微機電反射鏡共振頻率、調整微機電反射鏡工作角度、或利用壓振電路(voltage?controlled?oscillator，VCO)以調整頻率，其中，壓振電路原理是以電流控制介質的導磁技術或利用電壓改變電容量以達到改變頻率的目的，如美國專利US2006/00139113、US2005/0139678、US2007/0041068、US2004/0119002、US7,304,411、US5,121,138；日本專利JP63-314965等。然而雙向激光掃描裝置，以A4尺寸的600DPI(dot?perinch)的精度為例，在每個方向掃描時必須送出5102個激光光線的光點(lightspot)，使這5102個光點可以在有效掃描窗口(imaging?interval)內完整發出，而不會因微機電反射鏡的頻率變動或振幅變動造成有效掃描窗口移動，使5102個光點偏移而不能完整在目標物上成像。因此計算微機電反射鏡的頻率給予發出激光光線的激光控制器正確的信號，則為主要的控制重點之一。美國專利US2006/0279364公開使用微機電反射鏡的共振模式，利用參考表而以時序計數器為控制；美國專利US6,891,572公開使用鎖相電路以控制掃瞄信號同步存入內存；美國專利US6,838,661公開利用光電傳感器控制微機電反射鏡擺動穩定；美國專利US6,870,560、US6,987,595公開利用計數控制器或動態調整共振頻率以控制感光鼓(drum)的轉動與激光掃描光線的頻率。然而對于雙向的掃描，在有效掃描窗口(scanning?window)使掃描光線能不偏移而完整在目標物上成像，則須要發展還快速有效的控制方法與控制器。

發明內容