[发明专利]产生时序频率的微机电扫描控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种产生时序频率的微机电扫描控制器及其控制方法(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)的微机电反射镜(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。

背景技术

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，简称MEMS mirror)已开始发展，未来将可应用在影像系统(imaging system)、扫描仪(scanner)或激光打印机(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)，但此也增加了控制的困难度。

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600DPI(dot perinch)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(lightspot)，使这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。

发明内容