在电光阅读器和图像投影仪中监控扫描镜运动的制作方法

专利名称：在电光阅读器和图像投影仪中监控扫描镜运动的制作方法
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。反馈线圏也 缠绕在相同的线轴上。响应于施加到驱动线圏的交流电压驱动信号， 由驱动线圏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。驱动线圏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。驱动线圏中驱动信号的幅 度与转子运动的速度成比例。驱动线圏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。
反馈线圏用于多种目的。其由于磁体的运动而产生交流电压信号 (称为反馈信号)。在反馈线圏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，但是将反馈线圏用于监控驱 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 驱动线圏与反馈线圏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，当反馈线圏耦合到驱动 线圏时，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圏的电机的 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。
可在电光阅读器中采用所述设备，在这种情况下，按照穿过符号 (优选的是一维或二维符号)的一条或多条扫描线来扫过光束。该设 备还可用于图像投影仪，在这种情况下，按照穿过可观看图像的屏幕 的扫描线的光栅图案来扫过光束。在任何一种情况下，通过具有转子 的电动机来移动光束，在所述转子上安装有扫描镜以进行摆动运动。 具有永磁场的永磁体被安装在镜上以与其联合地运动。将周期驱动信 号应用于驱动线圏，该驱动线圏产生与永磁场相互作用的电磁场，以 向相对的驱动方向摆动磁体和镜，从而产生扫描线的光栅图案，所述 扫描线在目标上向相互垂直的扫描方向来延伸。在阅读器的情况下， 处理从扫描线得到和由符号散射的部分光以读取符号。在投影仪的情 况下，在光束沿着每条扫描线行进的期间对光源赋能和去能，以在目 标屏幕上创建图像。
将主反馈线圏缠绕在电机中，其靠近磁体以产生指示镜和磁体的 联合运动的主反馈信号。然而，主反馈线圏非常接近驱动线圏，并被与驱动信号的串扰所损害。
根据本发明，将副反馈线圏缠绕在电机中，与主反馈线圏相比， 其距离磁体较远。副线圏产生比主反馈信号弱的副反馈信号，其也指 示镜和磁体的联合运动。副线圏也靠近驱动线圏，并且也受与驱动信 号的串扰损害。随后处理反馈信号以从主反馈信号去除串扰。例如， 可从第一反馈信号减去第二反馈信号。结果得到减少串扰的反馈信 号，其也指示镜运动。
通过采用副反馈线圏，使得交叉耦合信号的取消电路不必要。提 高了反馈信号的精度。反馈信号没有相位延迟。通过考虑变压器到主 反馈线圏的馈通，而不再需要延迟电机启动时间。不存在涉及线圏之 间的变压器耦合的恼人的噪声。
简言之，串扰减少的反馈信号是电机位置和速度的精确表示，因 此，也是波束位置的精确表示。串扰减少的反馈信号不会由于驱动线 圏与反馈线圏之间的信号馈通而被损害。图像投影仪或阅读器的性能 得到增强。


图i是在其工作距离投射图像的手持仪器的透视图； 图2是用于安装在图i的仪器中的图像投影设备的放大、架空的 透视图3是图2的设备的顶部平面图4是在图2的设备中使用的惯性驱动装置的前透视图5是图4的惯性驱动装置的后透视图6是图2的设备的实际实施的透视图7是示出图2的设备的操作的电示意性框图8是图6的设备的细节的透视放大图9是沿着图8的线9-9的截面图lO是图8的细节的电示意图11是用于读取标记的手持仪器的图示；以及图12是示出本发明在图11的仪器中的使用的框图。
具体实施例方式
图1中的标号IO总的来说标识手持仪器，例如，个人数字助理， 其中安装有如图2所示的轻量、密集的图像投影设备20,该图像投影 设备20被操作用来在距离仪器的可变距离处投射二维彩色图像。作 为示例，图像18位于相对于仪器10的工作范围的距离之内。
如图1所示，图像18在光水平扫描角A以及光垂直扫描角B上 延伸，其中，光水平扫描角A沿着图像的水平方向延伸，光垂直扫描 角B沿着图像的垂直方向延伸。如下所述，图像包括在由装置20中 的扫描仪扫过的扫描线的光栅图案上的照亮像素和非照亮像素。
仪器10的平行六面体形状仅表示框架的一个形状因数，在所述 框架中可实现装置20。该仪器可被成形为笔、蜂窝式电话、蛤壳或腕 表。在优选实施例中，装置20在体积上少于大约30立方厘米。这种 密集的微型尺寸允许装置20安装在许多各种形状的框架中，大型或 小型，便携式或静止，包括某些具有单板显示器12、键盘14和通过 其投射图像的窗口 16。
参照图2和图3,装置20包括半导体激光器22，当其被赋能时， 其在大约635-655纳米发射出明亮的红激光波束。透镜24是具有正焦 距的双非球面(biaspheric)凸透镜，并被操作用来有效地收集红波 束中的所有能量，用于产生衍射受限波束。透镜26是具有负焦距的 凹透镜。通过在仪器10内部的支撑件(为了清楚未在图2中示出) 上分离的未示出的各个透镜固定器来固定透镜24、 26。透镜24、 26 在工作距离上将红波束轮廓成形。
另一半导体激光器28安装在所述支撑件上，当其被赋能时，在 大约475-505纳米发射出衍射受限的蓝激光波束。另一双非球面凸透 镜30和凹透镜32被用来以类似于透镜24、 26的方式对蓝波束轮廓 成形。
具有大约530纳米级别的波长的绿激光波束不是由半导体激光器产生，而是由绿光模块34产生，所述绿光模块34具有红外二极管 泵的YAG晶体激光器，其输出波束为1060纳米。非线性倍频晶体被 包括在两个激光镜之间的红外激光腔中。由于腔内的红外激光功率比 腔外耦合的功率大很多，所以倍频器在腔内部产生倍频绿光时更加有 效。激光器的输出镜可反射1060nm红外辐射，并可传输倍频的530nm 绿激光波束。由于固态激光器和倍频器的校正操作需要精确的温度控 制，所以依靠Peltier效应的半导体装置被用于控制绿激光模块的温 度。热电冷却器可根据施加的电流的极性来加热或冷却装置。热敏电 阻是绿激光模块的一部分，以便监控它的温度。来自热敏电阻的读出 被送入控制器，该控制器由此调整到达热电冷却器的控制电流。
如以下所解释的，在大约lOOMHz的频率的操作中对激光进行 脉沖调制。红半导体激光器22和蓝半导体激光器28可在如此高的频 率下进行脉沖调制，但是当前可用的绿固态激光器不能在如此高的频 率下进行脉冲调制。结果，可通过声光调制器(AOM) 36对出自绿 光模块34的绿激光波束进行脉冲调制，所述AOM 36在晶体内部产 生声驻波，以衍射绿波束。然而，AOM36产生零阶非衍射的波束38 和一阶的、脉冲的衍射波束40。波束38、"彼此发散，以便将它们 分离以消除不期望的零阶波束38，沿着具有折叠反射镜42的较长的 折叠路径来传送波束38、 40。或者，AOM可从外部或内部用于绿激 光模块以对绿激光波束进行脉冲调制。用于调制绿激光波束的其它可 行方式包括电吸收调制或Mach-Zender千涉仪。在图2中示意性示出 AOM。
通过正透镜44和负透镜46来传送波束38、 40。然而，只有衍 射的绿波束40被允许冲击到折叠反射镜48并从折叠反射镜48反射。 通过吸收器50来吸收非衍射的波束38,优选地，该吸收器50安装在 镜48上。
所述设备包括一对二向色的滤波器52、 54，其被布置用来使得 绿、蓝和红波束在到达扫描组件60之前尽可能地共线。滤波器52允 许绿波束40通过，但是来自蓝激光器28的蓝波束56被干涉效应反射。滤波器54允许绿波束40和蓝波束56通过，但是来自红激光器 22的红波束58被干涉效应反射。
接近共线的波束40、 56、 58被指向静止反弹镜62，并从其反射。 扫描组件60包括第一扫描镜64和第二扫描镜68,其中，所述第一扫 描镜64可通过惯性驱动装置66 (在图4-5中单独示出)以第一扫描 速率来摆动，从而扫过第一水平扫描角A上反射出反弹镜62的激光 波束，所述第二扫描镜68可通过电磁驱动装置70以第二扫描速率来 摆动，从而扫过第二垂直扫描角B上反射出反弹镜64的激光波束。 在变化的构造中，可由单个的双轴镜来代替扫描镜64、 68。
惯性驱动装置66是高速、低电功耗的部件。可在2003年3月 13日提交的笫10/387,878号美国专利申请中找到惯性驱动装置的细 节，上述专利申请被转让给本申请的同一申请人，上述申请通过引用 合并于此。惯性驱动装置的使用将扫描组件60的功耗降到少于1瓦 特，在投射彩色图像的情况下，如下所述，功耗被降到少于10瓦特。
驱动装置66包括用于通过铰链来支撑扫描镜64的可移动机架 74，所述铰链包括一对共线铰合部分76、 78，它们沿着铰合轴延伸， 并在扫描镜64的相对区域与机架的相对区域之间连接。机架74不需 要围绕扫描镜64,如图所示。
机架、铰合部分和扫描镜被制造为一片(通常为平面的)硅衬底， 其厚度接近150,。对所述硅进行蚀刻以形成omega形状的槽，所述 槽具有上部并列的槽部分、下部并列的槽部分以及U形的中间槽部
分。扫描镜64优选地具有椭圆形状，并且在槽部分自由运动。在优 选实施例中，沿着椭圆形的扫描镜的轴的尺度测量为749/^160(^。每 个铰合部分在宽度上测量为27/i,在长度上测量为1130~机架具有 矩形形状，在宽度上测量为3100//，在长度上测量为4600一。
惯性驱动装置被安装在通常平面的印刷电路板80上，并被操作 用于直接移动机架，以及通过惯性，间接地使扫描镜64围绕铰合轴 摆动。惯性驱动装置的一实施例包括一对压电式换能器82、 84，其垂 直于板80延伸，并在铰合部分76的任一侧与机架74的空间上分离的部分接触。可使用粘合剂来确保每个换能器的一端与每个机架部分
之间的永久接触。每个换能器的相对端从板80的后部突出，并通过 线缆86、 88电连接到周期性的交流电压源(未示出)。
在使用中，周期信号将周期驱动电压应用于每个换能器并促使各 个换能器交替地在长度上延伸和缩短。当换能器82延伸时，换能器 84缩短，反之亦然，由此同时推拉空间上分离的机架部分并促使机架 围绕铰合轴扭曲。驱动电压具有与扫描镜的谐振频率相应的频率。扫 描镜移动离开它的初始平衡位置，直到它也以谐振频率围绕铰合轴摆 动。在优选实施例中，机架和扫描镜的厚度大约为150/y，并且扫描 镜具有高Q因子。每个换能器大约lp级别的运动可促使扫描镜以超 过20kHz的扫描速率来摆动。
另一对压电换能器90、 92垂直于板80而延伸，并在铰合部分 78的每一侧与机架74的空间上分离的部分永久接触。换能器90、 92 用作反馈装置，以监控机架的摆动运动，产生电反馈信号并将其沿着 线缆94、 96导向反馈控制电路(未示出)。
或者，替代使用压电换能器90、 92来进行反馈，而可使用磁反 馈，其中，磁体被安装在高速镜的背面，并且外部线圏用于拾取通过 摆动磁体产生的变化磁场。
尽管光可反射出扫描镜的外部表面，但是仍期望用镜面涂层来覆 涂镜64的表面，所述镜面涂层由金、银、铝或专门设计的高反射介 电涂层来制成。
图8中单独示出的电磁驱动装置70包括永磁体200(见图9), 结合地安装在第二扫描镜68之后；电磁驱动线圏72,被操作以响应 于接收周期驱动信号而产生周期电场。驱动线圏72邻近磁体200，从 而周期场与磁体的永久场发生磁相互作用，并促使磁体以及第二扫描 镜68进行摆动。
惯性驱动装置66以优选地大于5kHz的扫描速率高速摆动扫描 镜64，更具体地说，以大约18kHz或更多的扫描速率来高速摆动扫 描镜64。这一高的扫描速率是不可听见的频率，从而最小化噪声和振动。电磁驱动装置70以大约40Hz的较慢扫描速率来摆动扫描镜68，
这一扫描速率已经足够快到允许图像在人眼视网膜上产生持久感觉，
而不会过度闪烁。
较快的镜64扫过水平扫描行，较慢的镜68垂直地扫过水平扫描 行，从而产生光栅图案，所述光栅图案是大致并列的扫描行的栅格或 序列，通过所述扫描行来构建图像。每个扫描行具有多个像素。图像 分辨率优选的为1024x768像素的XGA质量。在有限的工作范围内， 我们可显示高清晰度电视标准，表示为720p，即，1270x720像素。 在某些应用中，320x480像素的1/2 VGA质量或320x240像素的1/4 VGA质量已经足够。在最小值方面，期望160x160像素的分辨率。
镜64、 68的作用可被颠倒，从而镜68较快，而镜64较慢。还 可将镜64设计为扫过垂直扫描行，在这种情况下，镜68将扫过水平 扫描行。此外，惯性驱动装置还可用于驱动镜68。事实上，任一镜可 通过电子机械、电、机械、静电、磁或电磁驱动装置来驱动。
在恒定速度扫描模式下操作慢镜，在这段时间期间显示图像。在 镜的返回期间，以它的自然频率将所述镜扫回初始位置，所述自然频 率明显较高。在镜的返回行程期间，可关掉激光器的电源，以便降低 装置的功耗。
图6是在与图2相同的透视图中装置20的实际实施。上述部件 被安装在支撑件上，所述支撑件包括顶盖100和支撑板102。固定器 104、 106、 108、 110、 112以相互校准的方式分别固定镜42、 48、滤 波器52、 54以及反弹镜62。每个固定器具有多个定位槽，用于容纳 静止地安装在支撑件上的定位支柱。因此，镜和滤波器被正确地定位。 如图所示，存在三个支柱，从而允许两个角度调整和一个侧面调整。 每个固定器可被粘合在它最终的位置上。
通过选择性地照亮在一个或多个扫描行中的像素来构建图像。如 以下参照图7更加详细地描述，控制器1"通过三个激光波束来促使 光栅图案中被选择的像素被照亮，并视觉上呈现。例如，红、蓝和绿 功率控制器116、 118、 120分别将电流导向红、蓝和绿激光器22、 28、34以对后者赋能，从而在每个选择的像素发射各个光波束，以及不将 电流导向红、蓝和绿激光器，从而将后者去能以便不照亮其它没有选 择的像素。这样产生的照亮和非照亮像素的图案构成图像，该图像可 以是人眼或机器可读信息或图形的任何显示。
参照图l，在放大的示图中示出光栅图案。从端点开始，由惯性 驱动装置沿着水平方向以水平扫描速率将激光器波束扫到相对端点
以形成扫描行。因此，由电磁驱动装置70沿着垂直方向以垂直扫描 速率将激光器波束扫到另一端点以形成第二扫描行。按照相同的方式 继续形成连续的扫描行。
通过操作功率控制器116、 118、 120在微处理器114或控制电路 的控制下，通过在选择的时间对激光器赋能或对激光器进行脉沖开 关，在光栅图案中产生图像。激光器产生可见光，并且仅当期望看见 期望图像中的像素时被打开。通过一种或多种波束颜色来确定每个像 素的颜色。通过选择性地叠加红、蓝和绿激光中的一个或多个来形成 可见光语中的任何颜色。光栅图案是多行中的多个象素和每一行上的 多个像素构成的栅格。图像是所选择的像素的位图。每个字母或数字、 任何图形设计或标志、甚至机器可读的条形码符号均可被形成为位图 图像。
如图7所示，在微处理器114的控制下，将具有垂直和水平同步 数椐以及像素和时钟数据的进入视频信号发送到红、蓝和绿緩冲器 122、 124、 126。完整VGA帧的存储需要许多k字节，期望对于两个 完整帧在緩冲器中具有足够的存储器，从而实现写入一帧，同时处理 并投射另一帧。在速度配置仪的控制下将緩冲的数据发送到格式器 128并发送到红、蓝和绿查找表(LUT) 132、 134、 136，以纠正由扫 描引起的固有内部失真以及由投射的图像的显示角度引起的几何失 真。通过数模转换器(DAC) 138、 140、 142将产生的红、蓝和绿数 字信号转换为红、蓝和绿模拟信号。将红和蓝模拟信号送入红和蓝激 光驱动器(LD)144、 146，其还连接到红和蓝功率控制器116、 118。 将绿模拟信号送入AOM射频(RF)驱动器150，又送到绿激光器34，所述绿激光器34还连接到绿LD148和绿功率控制器120。
在图7中还示出反馈控制，其包括红、蓝和绿光二极管放大器 152、 154、 156,它们连接到红、蓝和绿模数(A/D)转换器158、 160、 162，又连接到微处理器114。通过热敏电阻放大器164来监控热，所 述热敏电阻放大器164连接到A/D转换器166，又连接到微处理器。
通过驱动装置168、 170来驱动扫描镜64、 68，其中，来自DAC 172、 174的模拟驱动信号被送入所述驱动装置168、 170，所述DAC 172、 174又连接到微处理器。反馈放大器176、 178检测扫描镜64、 68的位置，并连接到反馈A/D 180、 182，又连接到微处理器。
功率管理电路184被操作用来通过优选地将绿激光器始终保持 开启，并将红和蓝激光器的电流就保持在持续阈值以下，将功率最小 化，同时允许快速开启时间。
激光器安全关闭电路186被操作用来在扫描镜64、 68的任何一 个被检测为偏离位置的情况下将激光器关闭。
再次参照图8到图9，用于摆动永磁体200和扫描镜68的电磁 驱动装置70包括上部支撑件202、下部支撑件204和驱动线圏72 所缠绕的线轴206。当通过周期驱动信号将驱动线圏72赋能时，驱动 线圏产生交变磁场，所述交变磁场与磁体的永磁场相互作用，从而促 使磁体200和镜68摆动。上部支撑件202具有凹进208，用于将磁场 靠近驱动线圈。
如先前所述，就在期望监控扫描镜64的位置和运动时，也期望 监控扫描镜68的位置和运动。为此，主反馈线圏210缠绕靠近磁体 200的线轴206以产生指示磁体200和镜68的联合运动的主反馈信号。 然而，主反馈线圏210也靠近驱动线圏72。在驱动线圏与主反馈线圏 之间还存在不期望的磁耦合，也称为变压器馈通或串扰，其损害主反 馈信号。
为了即使无法消除也要减少所述串扰，将副反馈线圏212缠绕线 轴206，与主反馈线圏210相比，副反馈线圏更加远离》兹体200。如 图9所示，副线圏212与主线圏210相比在轴向上更加远离^兹体。副线圏212由于其更远的位置而产生比主反馈信号更弱的副反馈信号。 副线圈也位于驱动线圏72附近，并且被来自驱动线團的串扰损害。
根据本发明，处理主反馈信号和副反馈信号以从主反馈信号去除 串扰，由此产生串扰减少的反馈信号，该反馈信号精确指示扫描镜68 的运动。所述串扰减少的信号被传导到反馈放大器178，在反馈A/D 182中被转换为数字信号，并被传导到微处理器114。所述处理包括 从主反馈信号减去副反馈信号，从而取消在两种反馈信号上相同的串 扰。可通过经由比较器送入两个反馈信号，或者通过电子反相来执行 所述减法，或者优选地，通过图10所示的方式来执行相减，在图10 中，按照一周向(例如，顺时针方向)来缠绕主反馈线圏，并按照相 反的周向(例如，逆时针方向)来缠绕副反馈线圏212，然后以电的 方式将反馈线圈210、 212串联。串扰减少的反馈信号出现在输出终 端1、 4之间。将驱动线圏72的周期驱动信号应用于输入终端2、 3 间。
两个反馈线圏的使用不仅能够消除电噪声，而且还能够消除其它 形式的噪声。例如，如果扫描镜68经历外部冲击或震动，则这些力 被传递到磁体，随后被两个反馈线圏感测到。
如上所述，本发明并不仅仅受限于监控图像投影设备中的扫描镜 的运动，而是也可应用于图11所示的类型的电光阅读器220中，该 电光阅读器220用于以电光方式读取位于工作距离范围之内的指示 (诸如条形码符号224 )。阅读器220具有枪握式把手221和可手动 致动的触发器222，当可手动致动的触发器222被压下时，其使得光 波束223能够导向符号224上。阅读器220包括框架225，其中容纳 光源226、光检测器227、信号处理电路228和电池组229。位于框架 前端的透光窗口 230使得光波束223能够离开框架，并允许从符号散 射的光231进入框架。可在框架的顶壁方便地设置键盘232和显示器 233，以方便操作。
在使用中，手持把手221的操作者将框架瞄准符号并压下触发 器。光源226发射光波束，其可在光学上被修改并通过光聚焦组件235进行聚焦以在符号224上形成波束点。波束通过波束分光器234而到
达扫描镜236,所述扫描镜236通过电机驱动装置238以每秒至少20
次扫描的扫描速率反复摆动。扫描镜236将入射到其上的波束反射到
符号224,并在按照扫描图案在符号间扫描时扫过波束点。扫描图案
可以是沿着扫描方向沿着符号纵向延伸的扫描行，或者是一系列沿着
相互垂直的方向排列的扫描行，或者是全方向的图案，以上仅仅是示 出一些可行情况。
反射光231在扫描图案上具有变化强度，并且通过窗口 230到达 扫描镜236上，其中，反射光被反射到分光器234上，又被反射到光 检测器227上以转换为模拟电信号。信号处理电路228对信号进行数 字化和解码以提取在符号中编码的数据。
在图12中更加详细地示出驱动电才几238，其中，驱动线圏240 和主反馈线圏242均缠绕公共线轴。信号处理电路228包括控制微处 理器246，其被操作用于将控制信号发送到驱动电路244，驱动电路 244又将驱动信号发送到驱动线圏240以产生与永磁体(未示出)相 互作用的电磁场并驱动电机238。
如上所解释的，主反馈线圏242还与磁体相互作用，并产生与驱 动信号相同频率的电反馈信号，且用于各种目的。例如，驱动线圏244 在闭合环路中包括误差比较器，用于调整送入驱动线圏的驱动信号的 幅度。此外，反馈信号用于得到上述SOS信号，其被送入微处理器以 实现扫描行的同步。此外，反馈信号被用于监控驱动故障。
根据本发明的一特征，提出在电机238上设置副反馈线圏248。 如以上所解释的，反馈线圏242、 248两者均由于与驱动线圏240的 电磁耦合而在相同程度上遭到损害。通过将分别由反馈线圏242、 248 产生的反馈信号相减，去除串扰。
在所附权利要求中阐述声明为新的并期望通过专利证书保护的内容。
权利要求
1、一种用于监控扫描镜的运动的设备，包括a)驱动装置，包括永磁体，其具有永磁场并安装在镜上以与其联合运动；和可被赋能的驱动线圈，当其通过周期驱动信号被赋能时，产生电磁场，该电磁场与磁体的永久场相互作用以使镜和磁体联合运动；b)靠近磁体的主反馈线圈，用于产生指示镜和磁体的联合运动的主反馈信号，主反馈线圈还靠近驱动线圈，并受与驱动信号的串扰损害；c)与主反馈线圈相比位置更加远离磁体的副反馈线圈，其用于产生比主反馈信号弱的副反馈信号，该信号也指示镜和磁体的联合运动，副反馈线圈也靠近驱动线圈，并且也受与驱动信号的串扰损害；以及d)用于处理反馈信号以从主反馈信号去除串扰从而产生指示扫描镜的运动的串扰减少的反馈信号的装置。
2、 如权利要求l所述的设备，其中，驱动装置包括线轴，驱动 线圏和反馈线圏缠绕该线轴。
3、 如权利要求l所述的设备，其中，所述处理装置包括从第一 反馈信号减去第二反馈信号。
4、 如权利要求l所述的设备，其中，所述处理装置包括按照 一个周向缠绕主反馈线圏，按照相反的周向来缠绕副反馈线圏，以及 用于以电的方式将主反馈线圏和副反馈线圏串联的装置。
5、 如权利要求l所述的设备，其中，激光器用于将激光波束导 向扫描镜以从其反射，从而在扫描镜的运动期间扫过波束。
6、 一种监控扫描镜的运动的方法，包括以下步骤a) 在镜上安装具有永久磁场的永磁体，以与其联合运动；b) 通过周期驱动信号对驱动线圏赋能，产生电磁场，该电磁场 与》兹体的永久场相互作用以使镜和磁体联合运动；C)靠近磁体安装主反馈线圏以产生指示镜和磁体的联合运动的 主反馈信号，主反馈线圏还靠近驱动线圏并受与驱动信号的串扰损害；d) 将副反馈线圏定位得与主反馈线圏相比更加远离磁体，产生 比主反馈信号弱的副反馈信号，该信号也指示镜和磁体的联合运动， 副反馈线圏也靠近驱动线圏，并且也受与驱动信号的串扰损害；以及e) 处理反馈信号以从主反馈信号去除串扰，从而产生指示扫描镜的运动的串扰减少的反馈信号。
7、 如权利要求6所述的方法，其中，在线轴上缠绕驱动线圏和 反馈线圏。
8、 如权利要求6所述的方法，其中，通过从第一反馈信号减去 第二反馈信号来执行所述处理步骤。
9、 如权利要求6所述的方法，其中，通过以电的方式将主反馈 线圏和副反馈线圏串联，并通过按照相反的周向来缠绕主反馈线圈和 副反馈线圏来执行所述处理步骤。
10、 如权利要求6所述的方法，将激光波束导向扫描镜以从其反 射，从而在扫描镜的运动期间扫过波束。
全文摘要
通过将副反馈线圈(212)定位得靠近驱动线圈并与主反馈线圈(210)在相同程度受串扰的损害，并处理由反馈线圈产生的反馈信号以取消串扰来消除驱动线圈(72，240)与主反馈线圈(210)之间的串扰。驱动线圈(72，240)用于摆动在图像投影设备(20)或电光阅读器(220)中采用的扫描镜(64)。
文档编号G03B29/00GK101529331SQ200680019937
公开日2009年9月9日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年4月28日
发明者福莱德里克·F·伍德 申请人:讯宝科技公司