[发明专利]在电光阅读器和图像投影仪中监控扫描镜运动

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及在用于读取诸如条形码符号的标记的电光阅读器或在用于显示图像的图像投影仪中监控被用来扫掠光束的扫描镜的运动，更具体地说，涉及减少指示所述镜运动的反馈信号中的串扰。

背景技术

光电阅读器在用于对图形标记(称为符号)的空间图案进行电光转换，使其成为时变电子信号(该电子信号随后被解码为数据)的技术领域中是公知的。通常，从光源产生的光束通过镜头沿着光程被聚焦到包括符号的目标。通过移动位于光程中的扫描镜来沿着扫描线或按照光栅图案排列在符号上的一系列扫描线反复扫过光束。光检测器检测从符号散射或反射的光，并产生模拟电信号。电子电路将模拟信号转换为数字信号，所述数字信号具有与构成符号的条和空的物理宽度相应的脉冲宽度，解码器将数字信号解码为描述符号的数据。

通过驱动装置(通常为具有可绕轴摆动的转子的电机)来执行光束的反复扫过。永磁体和扫描镜可与转子联合摆动。电机由缠绕线轴的驱动线圈来驱动，所述线轴物理上位于靠近永磁体处。反馈线圈也缠绕在相同的线轴上。响应于施加到驱动线圈的交流电压驱动信号，由驱动线圈产生的电磁场与磁体的永磁场相互作用，从而联合移动磁体和镜。驱动线圈中驱动信号的频率与转子运动的频率相同，驱动信号的一个周期相应于转子运动的一个周期。驱动线圈中驱动信号的幅度与转子运动的速度成比例。驱动线圈中驱动信号的极性取决于电机运动的方向，从而驱动信号的正半周期指示转子向一驱动方向运动，负半周期指示转子向相对的驱动方向运动。当转子到达其在相应扫描线的每一端的最大行程时，出现驱动信号的零相交。在每个零相交处，转子停止片刻，并反转驱动方向。

反馈线圈用于多种目的。其由于磁体的运动而产生交流电压信号(称为反馈信号)。在反馈线圈中产生的反馈信号的频率和极性相应于驱动信号的频率和极性。电驱动监控电路通常被用来监控反馈信号的幅度，例如，如果幅度低于预定阈值，则关闭光源，从而指示驱动故障。电子闭环控制电路也通常被用来处理反馈信号，以确定如何继续驱动电机。通常被采用的另一电子电路处理反馈信号的零相交以得到扫描开始(SOS)信号，其表示转子运动并用于使扫描线同步。

尽管通常能够令人满意地实现目的，但是将反馈线圈用于监控驱动故障、用于驱动驱动电机以及用于产生SOS信号时会出现问题。在驱动线圈与反馈线圈之间存在不良的磁耦合或串扰。为了去除这种不想要的耦合信号以及产生的噪声和失真，通常添加电子器件以主动取消耦合信号，并且有必要进行过滤以确保控制环路的稳定性。由于过滤引入相位延迟，所以SOS信号将不再表示扫描光束的束点相对于目标符号中的主要条和空的真实位置。这一问题在现有技术中通过根据使用的电机的类型添加和调整电子器件以提前或延迟SOS信号来解决。现有技术还提出使用光反馈电路。此外，当反馈线圈耦合到驱动线圈时，有时候产生恼人的蜂鸣声。

除了符号阅读器之外，按照目标上的光栅图案反复扫描光束的另一设备为用于将图像投射到显示表面(例如，屏幕)上的图像投影仪。通常，一束或多束不同波长的可赋能激光向屏幕投射各个激光波束，而摆动驱动装置按照屏幕上的扫描线扫过光束。通常，一对扫描镜被用来按照相互垂直的方向来扫过光束。在每次扫过光束期间对激光进行赋能和去能，以在屏幕上创建位映射图像来进行观看。如同在阅读器的情况下那样，如上所述，通过包括具有反馈和驱动线圈的电机的驱动装置来摆动这些扫描镜中的至少一个，伴随它们出现的问题为交叉耦合信号、额外的硬件、相位延迟和恼人的声音。在图像投影仪中，串扰是更加严重的问题，因为必须将扫描镜的运动或速度以及因此由扫描镜扫过的每条扫描线上的运动或速度严格控制为对于右到左和左到右的扫描线两者均为恒定值。否则，投射的图像降级。

发明内容

因此，本发明总的目的在于如果无法消除也要减少在诸如电光阅读器和图像投影仪的光扫描设备中串扰对反馈信号的损害。

更具体地说，本发明的目的在于在较高的精确度上监控扫描镜的运动。

本发明的另一目的在于在反馈信号不被串扰损害的情况下，在所述光扫描设备中，可靠地实现对驱动故障的监控，可靠地确保控制环路的稳定性，可靠地产生没有相位延迟的SOS信号，以及可靠地消除恼人的声音。

根据上述目的以及下面将描述其它目的，将清楚：简言之，本发明的一特征在于通过产生指示用于扫过光束的扫描镜的运动且不被串扰损害的反馈信号来监控所述运动的设备和方法。