JP2009282299A

JP2009282299A - Mems scan controller for generating clock frequency, and its control method

Info

Publication number: JP2009282299A
Application number: JP2008134270A
Authority: JP
Inventors: Wei-Shin Yen; 維欣顔
Original assignee: E Pin Optical Industry Co Ltd
Current assignee: E Pin Optical Industry Co Ltd
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-12-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve reading accuracy of bidirectional laser scan unit. <P>SOLUTION: This MEMS scanning controller 21 for generating clock frequency, and its control method are provided. The controller is used in an MEMS mirror 10 of a bidirectional laser scan unit (LSU), measures the resonance frequency of the MEMS mirror 10, transmits a frequency modulation signal and amplitude modulation signal of the MEMS mirror 10 to adjust and stabilize a bridge circuit 22 of the MEMS mirror 10, transmits one clock signal 310 generated by the resonance frequency corresponding to the MEMS mirror 10 at that time, transmits a reading data string 318 into an effective reading window for performing reading of forward direction and inverse direction, and performs accurate reading. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、クロック周波数を生成するＭＥＭＳ(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）スキャンコントローラおよびその制御方法に関し、特に、双方向のレーザスキャンユニット（ＬＳＵ）のＭＥＭＳミラーに応用され、クロック周波数信号を生成し、レーザ光源にクロック周波数に基づいて有効な読取窓内にレーザ光線を伝送させるクロック周波数を生成するＭＥＭＳスキャンコントローラおよびその制御方法に関する。 The present invention relates to a MEMS (micro electro mechanical system) scan controller that generates a clock frequency and a control method thereof, and more particularly, to a MEMS mirror of a bidirectional laser scan unit (LSU) to generate a clock frequency signal. The present invention also relates to a MEMS scan controller that generates a clock frequency that causes a laser light source to transmit a laser beam into an effective reading window based on the clock frequency, and a control method thereof.

近年、ねじり振動子（torsion oscillators）を有するＭＥＭＳミラーは発展しており、未来においてはイメージシステム、スキャナまたはレーザプリンタのＬＳＵに応用され、その読取効率（Scanning efficiency）は従来技術による回転多面鏡よりも高い。ＭＥＭＳミラーはブリッジ回路を有する制御基板、ねじり振動子および反射鏡から構成され、共振磁場によって反射鏡を軸を中心に左右に揺動駆動し、時間経過に従って変化する回動角度によって、ＭＥＭＳミラーに入射されるレーザ光線をＭＥＭＳミラー中心軸から各種角度に反射して読取を行なう。ＭＥＭＳミラーは光波長の影響を無視でき、高解析度で大きな回動角度を達成できるという特徴を有するので、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６などに広く応用されている。ＭＥＭＳミラーは軸を中心に左右に往復揺動するので、読取効率を高めるためには、双方向読取に発展させて双方向ＬＳＵを構成すればよいが、双方向ＬＳＵは制御の困難性が高くなる。ＭＥＭＳミラーは共振方式で往復揺動し、その揺動角度および安定性はＬＳＵの精度に影響を与える。ＭＥＭＳミラーの双方向ＬＳＵのコントローラにおいて、従来技術においては、ＭＥＭＳミラーの共振周波数の調整、作業角度の調整または電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用した周波数調整などＭＥＭＳミラーの安定制御に重点が置かれ、電圧制御発振器の原理は、電流によって媒介質の透磁を制御する技術または電圧を利用して電気容量を変更し、周波数を変更するものであり、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２および特許文献１３などが存在する。しかし、双方向ＬＳＵにおいて、Ａ４サイズで６００ＤＰＩ（dot per inch）の精度を例とすると、各方向に読取を行なうとき、５１０２個のレーザ光線の光点を発射することによって、この５１０２個の光点を有効な読取窓（imaging interval/scanning window）内に完全に発射させることができ、ＭＥＭＳミラーの周波数変動または振幅変動によって有効な読取窓が移動し、５１０２個の光点がずれてターゲットを完全に結像できない状況が発生してはならない。従って、ＭＥＭＳミラーの周波数を計算してレーザ光線を発信するレーザコントローラ（laser controller）に正確な信号を与えることは制御の重点の一つである。特許文献１４においてはＭＥＭＳミラーの共振モードが使用され、参照リストを使用してクロックタイマによって制御を行なう。特許文献１５においてはＰＬＬ回路が使用され、読取信号を制御し、同時にメモリに保存する。特許文献１６においてはＰＤセンサが使用され、ＭＥＭＳミラーの揺動安定が制御される。特許文献１７および特許文献１８においてはカウンタコントローラが使用されるか、または動的に共振周波数が調整されることによって感光ドラムの回動およびレーザ読取光線の周波数が制御される。しかし、双方向の読取において、有効な読取窓への読取光線のずれを防止し、ターゲットを完全に結像するには、更に高速で効果的な制御方法およびコントローラが必要である。
米国特許ＵＳ５，４０８，３５２米国特許ＵＳ５，８６７，２９７米国特許ＵＳ６，９４７，１８９米国特許ＵＳ７，１９０，４９９台湾専利ＴＷＭ２５３１３３特開２００６‐２０１３５０公報米国特許ＵＳ２００６／００１３９１１３米国特許ＵＳ２００５／０１３９６７８米国特許ＵＳ２００７／００４１０６８米国特許ＵＳ２００４／０１１９００２米国特許ＵＳ７，３０４，４１１米国特許ＵＳ５，１２１，１３８特開昭６３‐３１４９６５号公報米国特許ＵＳ２００６／０２７９３６４米国特許ＵＳ６，８９１，５７２米国特許ＵＳ６，８３８，６６１米国特許ＵＳ６，８７０，５６０米国特許ＵＳ６，９８７，５９５ In recent years, MEMS mirrors having torsion oscillators have been developed and will be applied to LSUs of image systems, scanners or laser printers in the future, and their scanning efficiency is higher than that of conventional rotary polygon mirrors. Is also expensive. The MEMS mirror is composed of a control board having a bridge circuit, a torsional vibrator, and a reflecting mirror. The MEMS mirror is driven by a resonant magnetic field so that the reflecting mirror swings left and right around the axis, and the MEMS mirror is rotated according to a rotation angle that changes over time. Reading is performed by reflecting the incident laser beam at various angles from the central axis of the MEMS mirror. Since the MEMS mirror has the feature that the influence of the light wavelength can be ignored and a large rotation angle can be achieved with high resolution, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6 and so on. Since the MEMS mirror reciprocally swings left and right about the axis, in order to increase the reading efficiency, the bidirectional LSU may be configured by developing to bidirectional reading. However, the bidirectional LSU has high control difficulty. Become. The MEMS mirror reciprocally swings in a resonant manner, and its swing angle and stability affect the accuracy of the LSU. In the MEMS mirror bidirectional LSU controller, the prior art focuses on the stability control of the MEMS mirror, such as adjusting the resonance frequency of the MEMS mirror, adjusting the working angle, or adjusting the frequency using a voltage controlled oscillator (VCO). The principle of the voltage-controlled oscillator is that the frequency is changed by changing the electric capacity by using a technique for controlling the permeability of the medium through the current or by using the voltage. Patent Document 10, Patent Document 11, Patent Document 12, Patent Document 13, and the like exist. However, in the bidirectional LSU, taking an accuracy of 600 DPI (dot per inch) for A4 size as an example, when reading in each direction, by emitting light spots of 5102 laser beams, this 5102 lights The point can be fired completely within the effective interval / scanning window, and the effective reading window is moved by the frequency or amplitude variation of the MEMS mirror, causing 5102 light spots to shift and target There must be no situation where complete imaging is impossible. Therefore, it is one of the emphasis of control to calculate the frequency of the MEMS mirror and to give an accurate signal to a laser controller that emits a laser beam. In Patent Document 14, the resonance mode of the MEMS mirror is used, and control is performed by a clock timer using a reference list. In Patent Document 15, a PLL circuit is used to control a read signal and simultaneously store it in a memory. In Patent Document 16, a PD sensor is used to control the oscillation stability of the MEMS mirror. In Patent Document 17 and Patent Document 18, a counter controller is used or the resonance frequency is dynamically adjusted to control the rotation of the photosensitive drum and the frequency of the laser reading beam. However, in bidirectional reading, a faster and more effective control method and controller are needed to prevent the reading beam from shifting to an effective reading window and to fully image the target.
US Patent US 5,408,352 US Patent US 5,867,297 US patent US 6,947,189 US Patent US 7,190,499 Taiwan Exclusive TW M253133 JP 2006-201350 A US Patent US2006 / 00139113 US Patent US2005 / 0139678 US Patent US2007 / 0041068 US Patent US2004 / 0119002 US Patent US 7,304,411 US Patent US 5,121,138 JP 63-314965 A US Patent US2006 / 0279364 US Patent US 6,891,572 US Patent US 6,838,661 US Patent US 6,870,560 US patent US 6,987,595

本発明の第１の目的は、双方向読取を行なうＭＥＭＳＬＳＵに応用され、ＭＥＭＳミラーの振動周波数および振幅の測定に使用され、信号を生成してレーザコントローラおよびＭＥＭＳミラーを制御するブリッジ回路に与え、ＭＥＭＳミラーの振動周波数および振幅を調整し、ＭＥＭＳミラーの振動を安定させ、レーザ光線に有効な読取範囲の読取を行なわせることができるＭＥＭＳスキャンコントローラを提供することにある。 The first object of the present invention is applied to a MEMS LSU that performs bidirectional reading and is used to measure the vibration frequency and amplitude of a MEMS mirror, and is applied to a bridge circuit that generates a signal and controls the laser controller and the MEMS mirror. Another object of the present invention is to provide a MEMS scan controller capable of adjusting the vibration frequency and amplitude of a MEMS mirror, stabilizing the vibration of the MEMS mirror, and reading a reading range effective for a laser beam.

本発明の第２の目的は、ＭＥＭＳスキャンコントローラがクロック信号の周波数を発信すると同時にデータトリガ信号を発信し、レーザコントローラに読取データ列の伝送を開始させ、読取データ列の伝送を更に正確に行うことができるＭＥＭＳスキャンコントローラを提供することにある。 The second object of the present invention is to transmit a data trigger signal at the same time as the MEMS scan controller transmits the frequency of the clock signal, and to start the transmission of the read data string by the laser controller, thereby further accurately transmitting the read data string. An object of the present invention is to provide a MEMS scan controller capable of performing

本発明の第３の目的は、ＭＥＭＳミラーの共振周波数および振幅を制御することによってＭＥＭＳミラーの振動を安定させ、ｔ時間のクロック信号の周波数f_CLK(t)を計算し、それによって有効な読取窓内にｎβ個の光点の読取データ列を正確に伝送するＭＥＭＳＬＳＵの読取制御方法を提供することにある。 A third object of the present invention is to stabilize the vibration of the MEMS mirror by controlling the resonant frequency and amplitude of the MEMS mirror and to calculate the frequency f _CLK (t) of the clock signal at time t, thereby enabling effective reading. An object of the present invention is to provide a reading control method for a MEMS LSU that accurately transmits a reading data string of nβ light spots in a window.

上述の課題を解決するために、本発明の第１の目的は、双方向読取を行なうＭＥＭＳＬＳＵに応用され、ＭＥＭＳミラーの振動周波数および振幅の測定に使用され、信号を生成してレーザコントローラおよびＭＥＭＳミラーを制御するブリッジ回路に与え、ＭＥＭＳミラーの振動周波数および振幅を調整し、ＭＥＭＳミラーの振動を安定させ、レーザ光線に有効な読取範囲の読取を行なわせることができるＭＥＭＳスキャンコントローラを提供することにある。 In order to solve the above-mentioned problem, the first object of the present invention is applied to MEMS LSU which performs bidirectional reading, and is used for measurement of vibration frequency and amplitude of a MEMS mirror to generate a signal to generate a laser controller and Provided is a MEMS scan controller that can be applied to a bridge circuit that controls a MEMS mirror, adjusts the vibration frequency and amplitude of the MEMS mirror, stabilizes the vibration of the MEMS mirror, and allows the laser beam to read an effective reading range. There is.

ＭＥＭＳＬＳＵに関して、そのレーザ光源はレーザコントローラによって制御され、レーザコントローラが読取データ列を発信するとき、レーザ光源はレーザ光線を生成してＭＥＭＳミラーに照射し、ＭＥＭＳミラーはfの共振周波数で鏡面を順方向および逆方向に揺動させ、レーザ光線に有効な読取範囲（有効な読取窓と称す）の読取を行なわせる。レーザ光線は読取を行なった後、読取光線となり、読取光線は読取レンズを経由してターゲットを結像する。有効な読取窓を超えた読取光線はＰＤセンサによって測定される。ＭＥＭＳミラーはブリッジ回路によって制御され、ＭＥＭＳミラーの揺動が過大なとき、ブリッジ回路を制御してその揺動を減少させることができ、同様に、ＭＥＭＳミラーの揺動が過小なとき、ブリッジ回路を制御してその揺動を増大させることができる。ＭＥＭＳミラーが安定したとき、クロック信号を発信してレーザプリンタまたは多機能事務処理装置のレーザコントローラが読取データ列を発信するタイミングおよび周波数を告知することができる。クロック信号は読取時のＭＥＭＳミラーの周波数および振幅によって導出されるので、有効な読取窓内にβ個の光点またはその倍数ｎβ個の光点を生成することができ、６００ＤＰＩ、Ａ４サイズの場合、βは５１０２個の光点に設定でき、有効な読取窓内にβ個の光点を生成できる。 With respect to MEMS LSU, the laser light source is controlled by a laser controller, and when the laser controller emits a read data string, the laser light source generates a laser beam to irradiate the MEMS mirror, and the MEMS mirror mirrors at the resonance frequency of f. The laser beam is swung in the forward direction and the reverse direction so that the laser beam can read an effective reading range (referred to as an effective reading window). The laser beam becomes a reading beam after reading, and the reading beam forms an image on the target via the reading lens. Reading light beyond the effective reading window is measured by the PD sensor. The MEMS mirror is controlled by a bridge circuit, and when the oscillation of the MEMS mirror is excessive, the bridge circuit can be controlled to reduce the oscillation. Similarly, when the oscillation of the MEMS mirror is excessive, the bridge circuit Can be controlled to increase the oscillation. When the MEMS mirror is stabilized, a clock signal can be transmitted to notify the timing and frequency at which the laser printer or the laser controller of the multi-function business processing device transmits the read data string. Since the clock signal is derived by the frequency and amplitude of the MEMS mirror at the time of reading, β light spots or a multiple of nβ light spots within an effective reading window can be generated. In the case of 600 DPI, A4 size , Β can be set to 5102 light spots, and β light spots can be generated in an effective reading window.

本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラは論理ユニット、少なくとも一つのＤ型インバータ、ＰＬＬ回路およびカウンタ比較器を備える。論理ユニットはＰＤセンサが生成するトリガＰＤ信号を受信し、ＰＤセンサが毎回生成するＰＤ信号の間隔時間を計算し、ＭＥＭＳミラーの周波数変調信号および振幅変調信号を生成することができる。ＰＬＬ回路はクロック信号を生成することができ、クロック信号の周波数はf_CLK(t)であり、時間ｔのＭＥＭＳミラーの読取周波数に対応し、レーザコントローラにＰＬＬ回路が発信するクロック信号を受信させ、読取データ列を発信させる。 The MEMS scan controller of the present invention includes a logic unit, at least one D-type inverter, a PLL circuit, and a counter comparator. The logic unit can receive the trigger PD signal generated by the PD sensor, calculate the interval time of the PD signal generated by the PD sensor each time, and generate the frequency modulation signal and the amplitude modulation signal of the MEMS mirror. The PLL circuit can generate a clock signal, the frequency of the clock signal is f _CLK (t), corresponding to the reading frequency of the MEMS mirror at time t, and causing the laser controller to receive the clock signal transmitted by the PLL circuit. The read data string is transmitted.

ＭＥＭＳミラーはfの周波数で往復揺動するので、左から右への振動によって完成する一つの周期時間はＴであり、読取角度はθであり、図２に示すように、この読取角度θと時間の関係は正弦関係である。読取が変形するのを防止するために、一つの周期時間Ｔ内において最も直線に近い時間はａ〜ｂおよびａ’〜ｂ’である。図４に示すように、Ｔ２およびＴ４は順方向読取および逆方向読取の時間であり、最も直線に近い時間である。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４の関係を下記に示す。 Since the MEMS mirror reciprocally swings at a frequency of f, one cycle time completed by vibration from left to right is T, and the reading angle is θ. As shown in FIG. The time relationship is a sine relationship. In order to prevent the reading from being deformed, the times closest to the straight line within one cycle time T are a to b and a 'to b'. As shown in FIG. 4, T2 and T4 are times of forward reading and backward reading, and are times closest to a straight line. The relationship between T1, T2, T3 and T4 is shown below.

（数式１）

(Formula 1)

（数式２）

(Formula 2)

（数式３）

(Formula 3)

（数式４）
T_４=T_２ (Formula 4)
T ₄ = T ₂

Ｔ１は遅延時間であり、Ｔ２は順方向読取の時間であり、Ｔ３は遅延時間であり、Ｔ４は逆方向読取の時間であり、fはＭＥＭＳミラーの振動周波数であり、θ_cはＭＥＭＳミラー読取角度であり、２θ_pはＰＤセンサ角度であり、２θ_nは有効な読取角度であり、これらによって有効な読取窓が構成される。 T1 is the delay time, T2 is the forward reading time, T3 is the delay time, T4 is the backward reading time, f is the vibration frequency of the MEMS mirror, and θ _c is the MEMS mirror reading. Angle, 2θ _p is the PD sensor angle, 2θ _n is an effective reading angle, and these constitute an effective reading window.

本発明はＭＥＭＳスキャンコントローラを利用してＭＥＭＳミラーの共振周波数fおよび振幅Ａを制御し、ＭＥＭＳミラーの振動を安定させる制御方法を提供するものであり、一つのＰＤセンサに対して下記のステップを行なう。 The present invention provides a control method for controlling the resonance frequency f and amplitude A of a MEMS mirror using a MEMS scan controller and stabilizing the vibration of the MEMS mirror. The following steps are performed for one PD sensor. Do.

Ｓ１：負荷初期値Ｄおよび周期初期値Ｔを設定する。 S1: An initial load value D and a cycle initial value T are set.

Ｓ２：ＰＤ信号が半周期Ｔ内で二回トリガされたかどうかを検査し、二回トリガされた場合は周波数の調整を開始し、二回トリガされていない場合は振幅の調整を開始する（ステップＳ５）。 S2: Check whether the PD signal is triggered twice within the half period T. If the PD signal is triggered twice, the frequency adjustment is started. If the PD signal is not triggered twice, the amplitude adjustment is started (Step S2). S5).

Ｓ３：ＰＤ信号が二回トリガされた時間と全周期の比値を検査し、５％を超える場合は振幅の調整を開始する。前述の５％の設定には制限がなく、制御する精度に基づいて予め設定することができる。 S3: The ratio value between the time when the PD signal is triggered twice and the total period is inspected. If the ratio value exceeds 5%, the adjustment of the amplitude is started. The 5% setting described above is not limited and can be set in advance based on the accuracy of control.

Ｓ４：振幅を調整するとき、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させて振幅を変更し、半周期内に振幅がＰＤセンサを二回トリガできるようにする。 S4: When adjusting the amplitude, the load D value is adjusted, and the amplitude is changed by increasing or decreasing the D value so that the amplitude can trigger the PD sensor twice within a half cycle.

Ｓ５：振幅が正確になった後、周波数を調整する。しかし、周波数は最大制限値を超えてはならない。 S5: After the amplitude becomes accurate, the frequency is adjusted. However, the frequency must not exceed the maximum limit.

二つのＰＤセンサに対してはステップ２は下記の制御方法となる。 For the two PD sensors, step 2 is the following control method.

Ｓ２：半周期Ｔ内の二つのＰＤ信号を検査し、第１のＰＤセンサが二回トリガされたかどうかを検査し、二回トリガされた場合は周波数の調整を開始し、二回トリガされていない場合は振幅の調整を開始する（ステップＳ５）。 S2: Inspects two PD signals within half period T, checks whether first PD sensor is triggered twice, if it is triggered twice, starts frequency adjustment and is triggered twice If not, amplitude adjustment is started (step S5).

Ｓ３：ＰＤ信号が二回トリガされた時間と全周期との比値を検査し、５％を超える場合は振幅の調整を開始する。前述の５％の設定には制限がなく、制御する精度に基づいて予め設定することができる。 S3: The ratio value between the time when the PD signal is triggered twice and the entire period is inspected. If the ratio value exceeds 5%, adjustment of the amplitude is started. The 5% setting described above is not limited and can be set in advance based on the accuracy of control.

Ｓ４：振幅を調整するとき、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させて振幅を変更し、半周期内に振幅が二回ＰＤセンサをトリガできるようにする。 S4: When adjusting the amplitude, the load D value is adjusted, and the amplitude is changed by increasing or decreasing the D value so that the PD sensor can be triggered twice within a half cycle.

クロック信号の周波数f_CLK(t)の計算方法を以下に示す。ＭＥＭＳミラーの周波数および振幅が安定した後、その周波数はfであり、有効な読取窓内の読取データ列の伝送時間はＴ２（またはＴ４）であり、有効な読取窓内にβ個の光点またはその倍数であるｎβ個の光点が伝送され、ｔ時間におけるクロック信号のパルスの周波数f_CLK(t)は数式５となる。 A method for calculating the frequency f _CLK (t) of the clock signal is shown below. After the frequency and amplitude of the MEMS mirror are stabilized, the frequency is f, the transmission time of the read data string in the effective reading window is T2 (or T4), and β light spots in the effective reading window Alternatively, nβ light spots that are multiples thereof are transmitted, and the frequency f _CLK (t) of the pulse of the clock signal at time t is expressed by Equation 5.

（数式５）

(Formula 5)

即ち、Ｔ２内に

個のパルスが生成され、カウント比較器がこの数量の二分の一のパルス

を生成し、クロック信号から送信される。 That is, within T2

Pulses are generated and the count comparator is half the number of pulses

Is transmitted from the clock signal.

読取データ列の伝送ステップを下記に示す。 The transmission step of the read data string is shown below.

Ｓ１：ＭＥＭＳスキャンコントローラがクロック信号の周波数f_CLK(t)を計算し、ＭＥＭＳミラーが安定しているかどうかを判断する。 S1: The MEMS scan controller calculates the frequency f _CLK (t) of the clock signal to determine whether the MEMS mirror is stable.

Ｓ２：ＭＥＭＳミラーが安定した後、ＭＥＭＳスキャンコントローラが安定信号を発信する。 S2: After the MEMS mirror is stabilized, the MEMS scan controller transmits a stability signal.

Ｓ３：レーザ制御装置が安定信号を受信した場合、読取データ列が周波数f_CLKで発信される。 S3: When the laser control device receives the stability signal, the read data string is transmitted at the frequency f _CLK .

これによってＭＥＭＳミラーが安定して振動した後、ＭＥＭＳスキャンコントローラが周波数f_CLK(t)のクロック信号を発信し、有効な読取窓（Ｔ２またはＴ４時間内）に読取データ列を伝送する。 As a result, after the MEMS mirror vibrates stably, the MEMS scan controller transmits a clock signal having the frequency f _CLK (t), and transmits the read data string to an effective reading window (T2 or T4 time).

本発明のＭＥＭＳ(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）スキャンコントローラは、双方向読取を行なうＭＥＭＳＬＳＵに応用され、ＭＥＭＳミラーの振動周波数および振幅の測定に使用され、信号を生成してレーザコントローラおよびＭＥＭＳミラーを制御するブリッジ回路に与え、ＭＥＭＳミラーの振動周波数および振幅を調整し、ＭＥＭＳミラーの振動を安定させ、レーザ光線に有効な読取範囲の読取を行なわせることができる。ＭＥＭＳスキャンコントローラはクロック信号の周波数を発信すると同時にデータトリガ信号を発信し、レーザコントローラに読取データ列の伝送を開始させ、読取データ列の伝送を更に正確に行うことができる。ＭＥＭＳミラーの共振周波数および振幅を制御することによってＭＥＭＳミラーの振動を安定させ、ｔ時間のクロック信号の周波数f_CLK(t)を計算し、それによって有効な読取窓内にｎβ個の光点の読取データ列を正確に伝送することができる。 The MEMS (micro electro mechanical system) scan controller of the present invention is applied to MEMS LSU that performs bidirectional reading, and is used to measure the vibration frequency and amplitude of a MEMS mirror to generate a signal to generate a laser controller and a MEMS. A bridge circuit for controlling the mirror can be applied to adjust the vibration frequency and amplitude of the MEMS mirror, to stabilize the vibration of the MEMS mirror and to read the reading range effective for the laser beam. The MEMS scan controller transmits a data trigger signal at the same time as transmitting the frequency of the clock signal, and allows the laser controller to start transmitting the read data string, so that the read data string can be transmitted more accurately. By controlling the resonance frequency and amplitude of the MEMS mirror, the oscillation of the MEMS mirror is stabilized, and the frequency f _CLK (t) of the clock signal at time t is calculated, so that nβ light spots are within the effective reading window. The read data string can be transmitted accurately.

本発明の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。 Embodiments showing the objects, features, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜第１の実施例＞
図１に示すように、本実施例は一つのＰＤセンサのＭＥＭＳＬＳＵに応用され、レーザ光源１１はレーザコントローラ２３によって制御され、レーザコントローラ２３が読取データ列３１８を発信したとき、レーザ光源１１によってレーザ光線１１１が生成される。レーザ光線１１１はＭＥＭＳミラー１０に照射され、共振周波数fで鏡面を順方向および逆方向へと揺動させる。本実施例では周波数f＝２５００±５％ＨＺで、最大読取角度が±２３°のＭＥＭＳミラー１０が使用される。レーザ光線１１１はθ_c=±23*2の角度で右側辺縁の読取光線１１５ａから左側辺縁の読取光線１１５ｂまで読取を行なう。2θ_n範囲の読取光線は１１３ａから１１３ｂによって構成され、これが有効な読取窓となる。本実施例ではθ_n=±19*2°である。ＰＤセンサ１４ａはθ_n=±21*2°の角度部分に設けられ、読取光線１１４ａの測定および光線を電気的なトリガ信号に変換するのに使用される。読取光線１１３ａから１１３ｂは読取レンズ１３を経由後、例えば感光ドラムなどのターゲット１５上に結像される。2θ_c角度の安定を維持させるために、ＭＥＭＳミラー１０はブリッジ回路２２によって制御され、ブリッジ回路２２は駆動信号３１１を発信してＭＥＭＳミラー１０を揺動させ、ＭＥＭＳミラー１０の揺動が過大なとき、ブリッジ回路２２を制御して駆動信号３１１を発信させ、同様に、ＭＥＭＳミラー１０の揺動が過小なとき、ブリッジ回路２２を制御して駆動信号３１１を発信させる。ブリッジ回路２２はＭＥＭＳスキャンコントローラ２１が出力する第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃに基づいて制御を行なう。また、レーザコントローラ２３はレーザプリンタまたは多機能事務処理装置のメインコントローラであり、読取データ列３１８を発信してレーザ光源１１を制御したり、ＭＥＭＳミラー１０を起動するイネーブル信号３１３を発信したり、ＭＥＭＳミラー１０を調整する調整信号３１４を発信したりするのに使用され、それによってＭＥＭＳミラー１０が安定しているかどうかを判断したり、読取データ列３１８を発信しても良いかどうかを判断したり、どの周波数で読取データ列３１８を発信するかを判断したりする。 <First embodiment>
As shown in FIG. 1, this embodiment is applied to a MEMS LSU of a single PD sensor. The laser light source 11 is controlled by a laser controller 23, and when the laser controller 23 transmits a read data string 318, the laser light source 11 A laser beam 111 is generated. The laser beam 111 is applied to the MEMS mirror 10 and swings the mirror surface in the forward direction and the reverse direction at the resonance frequency f. In this embodiment, the MEMS mirror 10 having a frequency f = 2500 ± 5% HZ and a maximum reading angle of ± 23 ° is used. The laser beam 111 reads from the reading beam 115a on the right side edge to the reading beam 115b on the left side edge at an angle of θ _c = ± 23 * 2. The reading light beam in the 2θ _n range is constituted by 113a to 113b, which becomes an effective reading window. In this embodiment, θ _n = ± 19 * 2 °. The PD sensor 14a is provided at an angle portion of θ _n = ± 21 * 2 °, and is used to measure the reading light beam 114a and convert the light beam into an electrical trigger signal. The reading light beams 113a to 113b pass through the reading lens 13 and then form an image on a target 15 such as a photosensitive drum. To maintain the stability of the 2 [Theta] _c angles, the MEMS mirror 10 is controlled by the bridge circuit 22, the bridge circuit 22 to oscillate the MEMS mirror 10 by transmitting a driving signal 311, the swing of the MEMS mirror 10 is excessive At this time, the bridge circuit 22 is controlled to transmit the drive signal 311. Similarly, when the oscillation of the MEMS mirror 10 is too small, the bridge circuit 22 is controlled to transmit the drive signal 311. The bridge circuit 22 performs control based on the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c output from the MEMS scan controller 21. Further, the laser controller 23 is a main controller of a laser printer or a multi-function business processing device, and transmits a read data string 318 to control the laser light source 11 or transmits an enable signal 313 for activating the MEMS mirror 10. It is used to transmit an adjustment signal 314 for adjusting the MEMS mirror 10, thereby determining whether the MEMS mirror 10 is stable and determining whether the read data string 318 may be transmitted. Or the frequency at which the read data string 318 is transmitted.

ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１はレーザコントローラ２３のイネーブル信号３１３および調整信号３１４を受信でき、周波数変調を行なう第１の変調信号３１６ａ、周波数変調を行なう第２の変調信号３１６ｂ、振幅変調を行なう第３の変調信号３１６ｃおよびＭＥＭＳミラー１０がすでに安定したとき発信される安定信号３１５を生成することができる。ＰＤセンサ１４ａが発信するＰＤ信号３１２ａを受信してＭＥＭＳミラー１０の共振周波数を測定し、クロック信号３１０を生成してレーザコントローラ２３に提供し、レーザ光源１１を適時駆動し、レーザ光源１１にイメージ信号を発信させる。ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１の計算および位相によって、クロック信号３１０を正確なクロック周波数にし、レーザ光線１１１の読取後の読取光線１１３ａから１１３ｂを有効な読取窓内に位置させ、読取光線１１３ａから１１３ｂはターゲット１５上にｎβ個の光点を生成させる。 The MEMS scan controller 21 can receive the enable signal 313 and the adjustment signal 314 of the laser controller 23, and the first modulation signal 316a that performs frequency modulation, the second modulation signal 316b that performs frequency modulation, and the third modulation that performs amplitude modulation. A stable signal 315 can be generated that is emitted when signal 316c and MEMS mirror 10 are already stable. The PD signal 312a transmitted from the PD sensor 14a is received, the resonance frequency of the MEMS mirror 10 is measured, the clock signal 310 is generated and provided to the laser controller 23, the laser light source 11 is driven timely, and the laser light source 11 is imaged. Send a signal. Based on the calculation and phase of the MEMS scan controller 21, the clock signal 310 is set to an accurate clock frequency, the reading beams 113 a to 113 b after reading the laser beam 111 are positioned in an effective reading window, and the reading beams 113 a to 113 b Nβ light spots are generated on the top.

ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は、論理ユニット２１１、Ｄ型インバータI２１２、Ｄ型インバータII２１３、ＰＬＬ回路２１４およびカウント比較器２１５を備える。論理ユニット２１１はＰＤセンサ１４ａが生成するＰＤ信号３１２ａを受信でき、ＰＤセンサ１４ａが毎回生成するＰＤ信号３１２ａを計算し、ＭＥＭＳミラー１０の周波数変調信号（第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂ）および振幅変調信号（第３の変調信号３１６ｃ）を生成する。ＰＬＬ回路２１４はクロック信号３１０を生成でき、レーザコントローラ２３がＭＥＭＳスキャンコントローラ２１のＰＬＬ回路２１４が発信したクロック信号３１０を受信したとき、このクロック信号３１０の周波数に基づいて読取データ列３１８を送信する。 The MEMS scan controller 21 includes a logic unit 211, a D-type inverter I 212, a D-type inverter II 213, a PLL circuit 214, and a count comparator 215. The logic unit 211 can receive the PD signal 312a generated by the PD sensor 14a, calculates the PD signal 312a generated by the PD sensor 14a every time, and calculates the frequency modulation signal (the first modulation signal 316a and the second modulation signal) of the MEMS mirror 10. Signal 316b) and an amplitude modulated signal (third modulated signal 316c). The PLL circuit 214 can generate the clock signal 310. When the laser controller 23 receives the clock signal 310 transmitted from the PLL circuit 214 of the MEMS scan controller 21, the read data string 318 is transmitted based on the frequency of the clock signal 310. .

図２に示すように、ＭＥＭＳミラー１０はＹ軸に基づいてＸ軸に沿って左右に振動し、左右の振動は±θ_cであり、任意の時間ｔにおいて、レーザ光線１１１が入射後に反射する読取光線と中心光軸１１３ｃの挟角θ(t)は経過時間に従って正弦波形を呈し、反射した読取光線がＰＤセンサ１４ａに至ったとき、一回目にトリガを行なうＰＤ信号３１２ａが生成され、ＭＥＭＳミラー１０が右に最大角度θ_cまで振動したとき、θ(t)角度は最大となる。その後、ＭＥＭＳミラー１０は復位し始め、θ(t)角度は減少し、反射した読取光線がＰＤセンサ１４ａに至ったとき、二回目にトリガを行なうＰＤ信号３１２ａが生成され、読取光線が有効な読取窓内（１１３ａから１１３ｂ、即ち、図２のａからｂの間）に到達したとき、角度θ(t)と時間ｔとの関係は直線に最も接近し、これが順方向スキャンの有効な読取窓である。ＭＥＭＳミラー１０が左に最大角度θ_cまで振動したとき、θ(t)角度は最大となる。その後、ＭＥＭＳミラー１０は復位し始め、θ(t)角度は減少し、読取光線が有効な読取窓内（１１３ｂから１１３ａ、即ち、図２のｂ’からａ’の間）に到達する。これが逆方向スキャンの有効な読取窓であり、ＭＥＭＳミラー１０が継続して右に振動し、読取光線がＰＤセンサ１４ａに至ったとき、三回目にトリガを行なうＰＤ信号３１２ａが生成され、一つの周期±θ_ｃの読取が完成する。ＭＥＭＳミラー１０が最大角度θ_ｃに至ったとき復位し始め、θ(t)角度は減少し、読取光線がＰＤセンサ１４ａに至ったとき、四回目にトリガを行なうＰＤ信号３１２ａが生成される。 As shown in FIG. 2, the MEMS mirror 10 vibrates left and right along the X axis based on the Y axis, the left and right vibrations are ± θ _c , and the laser beam 111 is reflected after being incident at an arbitrary time t. The angle θ (t) between the read light beam and the central optical axis 113c has a sine waveform according to the elapsed time, and when the reflected read light beam reaches the PD sensor 14a, a PD signal 312a that triggers for the first time is generated, and MEMS. when the mirror 10 is vibrated up angle theta _c to the right, theta (t) the angle is maximized. Thereafter, the MEMS mirror 10 starts to be restored, the θ (t) angle decreases, and when the reflected read light beam reaches the PD sensor 14a, a PD signal 312a that triggers the second time is generated, and the read light beam is effective. When reaching the reading window (113a to 113b, ie, between a and b in FIG. 2), the relationship between the angle θ (t) and the time t is closest to a straight line, and this is an effective reading of the forward scan. It is a window. When the MEMS mirror 10 vibrates to the left up to the maximum angle θ _c , the θ (t) angle becomes maximum. Thereafter, the MEMS mirror 10 begins to be restored, the θ (t) angle decreases, and the reading beam reaches the effective reading window (113b to 113a, ie, between b ′ to a ′ in FIG. 2). This is an effective reading window for backward scanning. When the MEMS mirror 10 continuously vibrates to the right and the reading light beam reaches the PD sensor 14a, a PD signal 312a that triggers the third time is generated. Reading of the cycle ± θ _c is completed. MEMS mirror 10 begins to repositioned when reaches the maximum angle θ _c, θ (t) the angle decreases, when the reading light beam reaches the PD sensor 14a, PD signal 312a to perform a trigger fourth-time is generated.

図３に示すように、本実施例のＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は、論理ユニット２１１、二つのＤ型インバータ２１２、２１３、ＰＬＬ回路２１４およびカウント比較器２１５から構成される。ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１はＰＤセンサ１４ａが発信するＰＤ信号３１２ａを受信し、ＭＥＭＳミラー１０は周波数fで往復振動するので、左から右への振動が一つの周期を完成する時間はＴ(t)であり、読取周期の順方向読取および逆方向読取と称す。図４に示すように、読取周期内において、θ(t)が読取光線１１４ａ位置より減少したときから、Ｔ１時間遅延し、このときの角度θ(t)と時間ｔとの関係は直線に最も接近し、レーザコントローラ２３が読取データ列３１８を発信し、データ発信時間はＴ２であり、これが順方向読取の有効な読取窓である。Ｔ３時間遅延した後、レーザコントローラ２３は読取データ列３１８を送信し、データ送信時間はＴ４であり、これが逆方向読取の有効な読取窓である。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４は一つの読取周期Ｔ(t)内で完成される。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４間の関係は、f＝２５００ＨＺのとき、上述の数１〜数４の計算から、Ｔ１=1.137×10^-5，Ｔ２=Ｔ４=1.2377×10^-4，Ｔ３=7.623×10^-5が得られる。 As shown in FIG. 3, the MEMS scan controller 21 of this embodiment includes a logic unit 211, two D-type inverters 212 and 213, a PLL circuit 214, and a count comparator 215. The MEMS scan controller 21 receives the PD signal 312a transmitted from the PD sensor 14a, and the MEMS mirror 10 reciprocally vibrates at the frequency f. Therefore, the time for the vibration from left to right to complete one cycle is T (t). Yes, referred to as forward reading and reverse reading of the reading cycle. As shown in FIG. 4, within the reading cycle, θ (t) is delayed by T1 from the time when the reading light beam 114a is decreased, and the relationship between the angle θ (t) and the time t at this time is the most linear. The laser controller 23 transmits the read data string 318 and the data transmission time is T2, which is an effective reading window for forward reading. After a delay of T3, the laser controller 23 transmits a read data string 318, and the data transmission time is T4, which is an effective reading window for backward reading. T1, T2, T3 and T4 are completed within one reading period T (t). The relationship among T1, T2, T3, and T4 is as follows: when f = 2500HZ, from the above-described calculations of Equations 1 to 4, T1 = 1.137 × 10 ⁻⁵ , T2 = T4 = 1.2377 × 10 ⁻⁴ , T3 = 7.623 × 10 ^-5 is obtained.

レーザコントローラ２３が発信したイネーブル信号３１３が高電位のとき、ＭＥＭＳミラー１０のイネーブルは発信されず、高電位から低電位に変更した場合、ＭＥＭＳミラー１０のイネーブルが発信される。図５に示すように、このときＭＥＭＳミラー１０は起動後安定しておらず、レーザコントローラ２３が発信した安定信号３１５が低電位で、発信した調整信号３１４が低電位の場合、所定時間経過後、ＭＥＭＳミラー１０は安定し、安定信号３１５は高電位に変更され、調整信号３１４は高電位に変更され、第１の変調信号３１６ａを発信し、ブリッジ回路２２を通じて駆動信号３１１となり、ＭＥＭＳミラー１０を左方向に振動させる。ＭＥＭＳミラー１０が往復振動した後、読取周期Ｔ(t)は毎回ＰＤセンサ１４ａを二回トリガし、論理ユニット２１１によってＰＤ信号３１２ａのトリガ周期Ｔ(t)を計算できる。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４が制御されているとき、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１の論理ユニット２１１はＰＤセンサ１４ａが生成するトリガ信号３１２ａを受信でき、ＰＤセンサ１４ａが毎回生成するトリガ信号３１２ａを計算し、ＭＥＭＳミラー１０の周波数を変調する第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂおよび振幅を変調する第３の変調信号３１６ｃを生成する。第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃは送信された後、ブリッジ回路２２によって受信され、ＭＥＭＳミラー１０の振動周波数および振幅の調整に使用される。 When the enable signal 313 transmitted from the laser controller 23 is at a high potential, the enable of the MEMS mirror 10 is not transmitted, and when the potential is changed from a high potential to a low potential, the enable of the MEMS mirror 10 is transmitted. As shown in FIG. 5, at this time, when the MEMS mirror 10 is not stable after activation, the stable signal 315 transmitted from the laser controller 23 is low potential, and the transmitted adjustment signal 314 is low potential, after a predetermined time elapses. The MEMS mirror 10 is stabilized, the stable signal 315 is changed to a high potential, the adjustment signal 314 is changed to a high potential, the first modulation signal 316 a is transmitted, and the drive signal 311 is transmitted through the bridge circuit 22. Vibrate to the left. After the MEMS mirror 10 oscillates reciprocally, the reading period T (t) triggers the PD sensor 14a twice each time, and the logic unit 211 can calculate the trigger period T (t) of the PD signal 312a. When T1, T2, T3 and T4 are controlled, the logic unit 211 of the MEMS scan controller 21 can receive the trigger signal 312a generated by the PD sensor 14a, calculate the trigger signal 312a generated by the PD sensor 14a every time, A first modulation signal 316a and a second modulation signal 316b that modulate the frequency of the MEMS mirror 10 and a third modulation signal 316c that modulates the amplitude are generated. The first modulated signal 316a, the second modulated signal 316b, and the third modulated signal 316c are transmitted, then received by the bridge circuit 22, and used to adjust the vibration frequency and amplitude of the MEMS mirror 10.

図６に示すように、第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃのパルス関係は以下のように設定される。共振周期Ｔ内において、第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂのパルス時間はＴＡ１およびＴＡ３であり、ＴＡ１＝ＴＡ３と設定され、第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂのパルスの間隔時間はＴＡ２およびＴＡ４であり、ＴＡ２＝ＴＡ４、ＴＡ１＋ＴＡ２＋ＴＡ３＋ＴＡ４＝Ｔと設定される。即ち、共振周期Ｔ内において第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂが各一回完成され、第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂにＭＥＭＳミラー１０を駆動させ、ＭＥＭＳミラー１０の共振周波数を１／Ｔにする。ＴＡ１／ＴＡ４の比値は制限されず、制御回路に応じて変更でき、本実施例においてはＴＡ１／ＴＡ４＝１／４である。第３の変調信号３１６ｃは高電位から低電位に下降する過程であり、高電位維持の時間ＴＡ１０と低電位維持の時間ＴＡ９の比値は振幅調整の負荷Ｄであり、第３の変調信号３１６ｃは１Ｋの周波数に設定され（周波数は制限されず、本実施例では１Ｋの周波数を使用する）、即ちＴＡ１１＝１／１０００、Ｄ＝ＴＡ１０／ＴＡ１１、ＴＡ９＋ＴＡ１０＝ＴＡ１１に設定される。
Ｄの数値を調整することによって、第３の変調信号３１６ｃの波形を調整でき、ブリッジ回路２２を通じてＭＥＭＳミラー１０の振幅を変更する。ＭＥＭミラー１０でレーザ光線１１１が反射された後、左側から右側に揺動し、図８に示すように、隣合うＰＤセンサ１４ａを二回トリガする時間はＴＡ６であり、周期Ｔ(t)の比値はＴＡ６／（Ｔ(t)／２）であり、周期Ｔ(t)は時間経過に従って変化するので、比値ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）も時間経過に従って変化する。固定されているＰＤセンサ１４ａの位置に関して、ＰＤセンサ１４ａをトリガする読取光線１１４ａと中心軸とが構成する挟角θ_pはであり、ＭＥＭＳミラー１０の最大読取角度はθ_cである。即ち、周期がＴのとき、Ｒ＝ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）であり、或いは、比値Ｒの変化を計算することから周期Ｔの変化を計算することができ、計算方法は数式６に示す。 As shown in FIG. 6, the pulse relationship of the first modulated signal 316a, the second modulated signal 316b, and the third modulated signal 316c is set as follows. Within the resonance period T, the pulse times of the first modulation signal 316a and the second modulation signal 316b are TA1 and TA3, TA1 = TA3 is set, and the first modulation signal 316a and the second modulation signal 316b The pulse interval times are TA2 and TA4, and TA2 = TA4 and TA1 + TA2 + TA3 + TA4 = T are set. In other words, the first modulation signal 316a and the second modulation signal 316b are each completed once within the resonance period T, and the MEMS mirror 10 is driven by the first modulation signal 316a and the second modulation signal 316b. The resonance frequency of 10 is set to 1 / T. The ratio value of TA1 / TA4 is not limited and can be changed according to the control circuit. In this embodiment, TA1 / TA4 = 1/4. The third modulation signal 316c is a process of decreasing from a high potential to a low potential, and the ratio value of the high potential maintaining time TA10 and the low potential maintaining time TA9 is the amplitude adjustment load D, and the third modulation signal 316c Is set to a frequency of 1K (the frequency is not limited, and the frequency of 1K is used in this embodiment), that is, TA11 = 1/1000, D = TA10 / TA11, TA9 + TA10 = TA11.
By adjusting the numerical value of D, the waveform of the third modulation signal 316 c can be adjusted, and the amplitude of the MEMS mirror 10 is changed through the bridge circuit 22. After the laser beam 111 is reflected by the MEM mirror 10, it swings from the left side to the right side, and as shown in FIG. 8, the time for triggering the adjacent PD sensor 14a twice is TA6, and the period T (t) Since the ratio value is TA6 / (T (t) / 2) and the period T (t) changes with the passage of time, the ratio value TA6 / (T (t) / 2) also changes with the passage of time. With respect to the position of the fixed PD sensor 14a, the included angle θ _p formed by the reading light beam 114a that triggers the PD sensor 14a and the central axis is, and the maximum reading angle of the MEMS mirror 10 is θ _c . That is, when the period is T, R = TA6 / (T (t) / 2), or the change in the period T can be calculated by calculating the change in the ratio value R. It is shown in FIG.

（数式６）

(Formula 6)

ＭＥＭＳミラー１０は電磁力またはばね力によって振動し、任意の時間ｔにおいて、その共振周波数はf(t)、振幅はＡ(t)であり、固定された数値ではなく、その最下限は下限共振周波数fＬであり、その最上限は上限共振周波数fＨである。即ち、fＬ≦f(t)≦fＨである。本実施例においては、fＬ＝２３７５、fＨ＝２６２５である。ＭＥＭＳミラー１０が振動するとき、環境または構造の影響を受けるので、共振周波数f(t)の変動はレーザ光源１１が読取データ列を送信するタイミングに影響を与え、振幅Ａ(t)の変動は反射角度θ(t)に影響を与え、読取光線１１３ａおよび読取光線１１３ｂから構成される有効な読取窓に影響を与える。図１０にＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がＭＥＭＳミラー１０の共振周波数f(t)および振幅Ａ(t)を制御する方法を示し、下記のステップを含む。 The MEMS mirror 10 is vibrated by electromagnetic force or spring force, and at an arbitrary time t, the resonance frequency is f (t) and the amplitude is A (t). It is the frequency fL, and its upper limit is the upper limit resonance frequency fH. That is, fL ≦ f (t) ≦ fH. In this embodiment, fL = 2375 and fH = 2625. When the MEMS mirror 10 vibrates, it is affected by the environment or structure. Therefore, the fluctuation of the resonance frequency f (t) affects the timing at which the laser light source 11 transmits the read data string, and the fluctuation of the amplitude A (t) The reflection angle θ (t) is affected, and an effective reading window composed of the reading light beam 113a and the reading light beam 113b is affected. FIG. 10 shows a method in which the MEMS scan controller 21 controls the resonance frequency f (t) and the amplitude A (t) of the MEMS mirror 10, and includes the following steps.

Ｓ１：負荷初期値を設定し（本実施例ではＤ＝９０％）、周期の初期値Ｔを設定し（本実施例ではＴ=1／ｆＬ=4.21×10^-4sec）、レーザコントローラ２３がレーザ光源１１が発信するレーザ光線１１１を制御する。 S1: An initial load value is set (D = 90% in this embodiment), an initial period T is set (T = 1 / fL = 4.21 × 10 ⁻⁴ sec in this embodiment), and the laser controller 23 The laser beam 111 emitted from the laser light source 11 is controlled.

Ｓ２：ＰＤセンサーからのＰＤ信号３１２ａが半周期4.21×10^-4secにおいて二回トリガされたかどうかを検査する。 S2: Check whether the PD signal 312a from the PD sensor has been triggered twice in a half cycle of 4.21 × 10 ⁻⁴ sec.

Ｓ３：周波数を調整し、第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃを低電位に設定する。 S3: The frequency is adjusted, and the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c are set to a low potential.

Ｓ４：ＰＤ信号３１２ａを検査するトリガ時間比値ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）がＲ±５％内であるかどうかを検査する。ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）が正確な場合、連続して安定しているかどうかを判断し、連続して安定している場合は、レーザコントローラ２３によって安定信号３１５が発信され、ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）が正確でない場合、振幅調整を開始する。 S4: Check whether the trigger time ratio value TA6 / (T (t) / 2) for checking the PD signal 312a is within R ± 5%. When TA6 / (T (t) / 2) is accurate, it is determined whether or not it is continuously stable. If it is continuously stable, the laser controller 23 issues a stability signal 315, and TA6 / If (T (t) / 2) is not accurate, amplitude adjustment is started.

Ｓ５：振幅調整は先ずＴＡ６／（Ｔ(t)／２）が上限５％または下限５％より低いかどうかを判断する。 S5: The amplitude adjustment first determines whether TA6 / (T (t) / 2) is lower than the upper limit 5% or the lower limit 5%.

Ｓ６：振幅調整するとき、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇させたり、下降させたりして振幅を変更し、半周期内において振幅がＰＤセンサ１４ａを二回トリガできるようにする。 S6: When adjusting the amplitude, the load D value is adjusted and the amplitude is changed by increasing or decreasing the D value so that the amplitude can trigger the PD sensor 14a twice within a half cycle.

Ｓ７：振幅が正確後、周波数の微調整を行なう。しかし、周波数はfＨを超えてはならない。 S7: After the amplitude is accurate, fine adjustment of the frequency is performed. However, the frequency must not exceed fH.

本実施例において、ＰＤセンサ１４ａはθ_p＝２１°に設置され、即ち、f＝２５００ＨＺのとき、数６からＲ＝０．２６７４５が計算される。レーザコントローラ２３がＭＥＭＳミラー１０の共振周波数f(t)および振幅Ａ(t)を制御する方法において、ＰＤ信号３１２ａを検査するトリガ時間比値ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）を検査するとき、Ｒ＝０．２５４０８〜０．２８０８２で制御の判断を行なう。 In the present embodiment, the PD sensor 14a is installed at θ _p = 21 °, that is, R = 0.26745 is calculated from Equation 6 when f = 2500HZ. When the laser controller 23 checks the trigger time ratio value TA6 / (T (t) / 2) for checking the PD signal 312a in the method for controlling the resonance frequency f (t) and the amplitude A (t) of the MEMS mirror 10. , R = 0.25408 to 0.28082 and control is determined.

ＭＥＭＳミラー１０の周波数Ｔ(t)および振幅Ａ(t)が正確になった後、レーザコントローラ２３は安定信号３１５を発信し、読取データ列３１８の伝送を開始できる。ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は更に一つまたは複数個のＤ型インバータI２１２およびＤ型インバータII２１３を備え、Ｄ型インバータI２１２およびＤ型インバータII２１３は論理ユニット２１１が生成する周波数変調信号、即ち、第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂを受信し、共振周波数信号３２１およびフィードバック信号を生成するか、或いはカウント比較器２１５が出力するトリガ信号３２２を受信し、内部振動信号３２３およびフィードバック信号を生成することができる。共振周波数信号３２１の低電位時間Ｔ１２および高電位時間Ｔ１３は図９に示す通りである。ＰＬＬ回路２１４はＤ型インバータが生成する共振周波数信号３２１および／または内部振動信号３２３およびフィードバック信号を受信してクロック信号３１０を生成し、クロック信号３１０は共振周波数信号３２１のＴ１２／Ｔ１３の比値によって決定され、一つの周期時間内にｎβパルスを生成する。カウント比較器２１５はＰＬＬ回路２１４のクロック信号３１０を受信でき、クロック信号３１０はf(t)倍率周波数のパルス信号を有する。カウント比較器２１５はクロック信号３１０のパルスを一定数量累計し、トリガ信号３２２を生成し、累計クロック信号３１０を消去する。 After the frequency T (t) and the amplitude A (t) of the MEMS mirror 10 become accurate, the laser controller 23 can transmit a stability signal 315 and start transmission of the read data string 318. The MEMS scan controller 21 further includes one or a plurality of D-type inverter I212 and D-type inverter II213. The D-type inverter I212 and D-type inverter II213 are frequency modulation signals generated by the logic unit 211, that is, the first modulation. The signal 316a and the second modulation signal 316b are received, and the resonance frequency signal 321 and the feedback signal are generated, or the trigger signal 322 output from the count comparator 215 is received, and the internal vibration signal 323 and the feedback signal are generated. be able to. The low potential time T12 and the high potential time T13 of the resonance frequency signal 321 are as shown in FIG. The PLL circuit 214 receives the resonance frequency signal 321 and / or the internal vibration signal 323 and the feedback signal generated by the D-type inverter, and generates the clock signal 310. The clock signal 310 is a ratio value of T12 / T13 of the resonance frequency signal 321. The nβ pulse is generated within one cycle time. The count comparator 215 can receive the clock signal 310 of the PLL circuit 214, and the clock signal 310 has a pulse signal with a frequency of f (t). The count comparator 215 accumulates a certain number of pulses of the clock signal 310, generates a trigger signal 322, and erases the accumulated clock signal 310.

ＭＥＭＳミラー１０の周波数および振幅が安定した後、ｔ時間の周波数はf(t)であり、有効な読取窓内の読取データ列３１８が伝送される時間はＴ２（またはＴ４）である。即ち、有効な読取窓内にはｎβ＝1*5102の光点が伝送され、図９に示すように、この時間はｔであり、クロック信号３１０のパルスの周波数はf_CLK(t)である。ｔ時間において、ＭＥＭＳミラー１０の周波数が２５００ＨＺのとき、数５の計算によって、f_CLK＝４１．２２ＭＨＺである。カウント比較器２１５はＴ２内に８２４４個のパルス信号を生成する。 After the frequency and amplitude of the MEMS mirror 10 are stabilized, the frequency at time t is f (t), and the time during which the read data string 318 within the effective reading window is transmitted is T2 (or T4). That is, a light spot of nβ = 1 * 5102 is transmitted in the effective reading window, and as shown in FIG. 9, this time is t, and the frequency of the pulse of the clock signal 310 is f _CLK (t). . In t the time, when the frequency of the MEMS mirror 10 is 2500 Hz, the calculation of the number 5, is f _CLK = 41.22MHZ. The count comparator 215 generates 8244 pulse signals in T2.

ＭＥＭＳミラー１０の周波数Ｔ(t)および振幅Ａ(t)が正確に安定した後、レーザコントローラ２３は読取データ列の伝送を開始でき、読取データ列の伝送方法は図１１に示すように下記のステップを含む。 After the frequency T (t) and the amplitude A (t) of the MEMS mirror 10 are accurately stabilized, the laser controller 23 can start transmission of the read data string, and the transmission method of the read data string is as follows as shown in FIG. Includes steps.

Ｓ１：レーザコントローラ２３が発信したイネーブル信号３１３が低電位のとき、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１にクロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ａを発信させない。レーザコントローラ２３がイネーブル信号３１３または調整信号３１４を発信したとき、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１によって第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃが発信され、ＭＥＭＳミラー１０を調整して安定しているかどうか判断し、このとき、ＭＥＭＳミラー１０の起動が完成する。 S1: When the enable signal 313 transmitted from the laser controller 23 is at a low potential, the clock signal 310 and the data trigger signal 317a are not transmitted to the MEMS scan controller 21. When the laser controller 23 transmits the enable signal 313 or the adjustment signal 314, the MEMS scan controller 21 transmits the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c to adjust the MEMS mirror 10. Then, it is determined whether or not the MEMS mirror 10 is stable.

Ｓ２：ＭＥＭＳミラー１０が安定後、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は安定信号３１５を発信する。 S2: After the MEMS mirror 10 is stabilized, the MEMS scan controller 21 transmits a stability signal 315.

Ｓ３：ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がクロック信号３１０を発信する。このクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)は数５によって計算される。 S3: The MEMS scan controller 21 transmits the clock signal 310. The frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is calculated by Equation 5.

Ｓ４：レーザコントローラ２３が読取データ列３１８を伝送し、伝送した周波数はクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)である。 S4: The laser controller 23 transmits the read data string 318, and the transmitted frequency is the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310.

従って、クロック信号３１０の周波数f_CLK(t)はＭＥＭＳスキャンコントローラ２１を通じて生成され、レーザコントローラ２３が読取データ列３１８を伝送し、このクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)はＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がＭＥＭＳミラー１０の任意の時間ｔの下の振動周波数f(t)に基づいて計算し、生成するので、Ｔ２またはＴ４時間内にβ個の光点またはその倍数ｎβ個の光点を伝送することができる。本発明の目的は、ＭＥＭＳミラー１０の振動が安定した後、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１からクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)が発信され、有効な読取窓（Ｔ２またはＴ４時間内）に読取データ列３１８を伝送するＭＥＭＳスキャンコントローラ２１を提供することにある。 Accordingly, the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is generated through the MEMS scan controller 21, the laser controller 23 transmits the read data string 318, and the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is generated by the MEMS scan controller 21. Since it is calculated and generated based on the vibration frequency f (t) under an arbitrary time t of the MEMS mirror 10, β light spots or multiples nβ light spots thereof are transmitted within the time T2 or T4. Can do. An object of the present invention is that after the vibration of the MEMS mirror 10 is stabilized, the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is transmitted from the MEMS scan controller 21 and the read data string is input to an effective reading window (T2 or T4 time). It is to provide a MEMS scan controller 21 that transmits 318.

＜第２の実施例＞
本実施例は一つのＰＤセンサのＭＥＭＳＬＳＵに応用される。本実施例のＭＥＭＳスキャンコントローラ２１および制御方法は第１の実施例と同一である。読取データ列３１８の伝送を更に正確にするために、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１はクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)を発信すると同時にデータトリガ信号３１７ａを発信し、レーザコントローラ２３を駆動して読取データ列３１８の伝送を開始する。図１２に示すように、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１の論理ユニット２１１がイネーブル信号３１３を受信したとき、クロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ａを発信する。本実施例の読取データ列を伝送する方法は下記のステップを含む。 <Second Embodiment>
This embodiment is applied to MEMS LSU of one PD sensor. The MEMS scan controller 21 and the control method of this embodiment are the same as those of the first embodiment. In order to further accurately transmit the read data string 318, the MEMS scan controller 21 transmits the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 and simultaneously transmits the data trigger signal 317a to drive the laser controller 23 to read the read data. Begin transmission in column 318. As shown in FIG. 12, when the logic unit 211 of the MEMS scan controller 21 receives the enable signal 313, the clock signal 310 and the data trigger signal 317a are transmitted. The method for transmitting the read data string according to the present embodiment includes the following steps.

Ｓ１：レーザコントローラ２３が発信したイネーブル信号３１３が低電位の場合、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１はクロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ａを発信しない。レーザコントローラ２３がイネーブル信号３１３または調整信号３１４を発信したとき、ＭＥＳＭスキャンコントローラから第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃが発信され、ＭＥＭＳミラー１０を調整して安定しているかどうかを判断し、このとき、ＭＥＭＳミラー１０の起動（設定）が完成する。 S1: When the enable signal 313 transmitted from the laser controller 23 has a low potential, the MEMS scan controller 21 does not transmit the clock signal 310 and the data trigger signal 317a. When the laser controller 23 transmits the enable signal 313 or the adjustment signal 314, the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c are transmitted from the MESM scan controller to adjust the MEMS mirror 10. In this case, the start (setting) of the MEMS mirror 10 is completed.

Ｓ２：ＭＥＭＳミラー１０が安定した後、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１が安定信号３１５を発信する。 S2: After the MEMS mirror 10 is stabilized, the MEMS scan controller 21 transmits a stability signal 315.

Ｓ３：ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がクロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ａを発信する。このクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)は数５によって計算される。 S3: The MEMS scan controller 21 transmits a clock signal 310 and a data trigger signal 317a. The frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is calculated by Equation 5.

Ｓ４：レーザコントローラ２３がデータトリガ信号３１７ａを受信したとき、読取データ列３１８を伝送し、伝送される周波数はクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)である。 S4: When the laser controller 23 receives the data trigger signal 317a, the read data string 318 is transmitted, and the transmitted frequency is the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310.

＜第３の実施例＞
本実施例は一つのＰＤセンサのＭＥＭＳＬＳＵに応用される。本実施例のＭＥＭＳスキャンコントローラ２１および制御方法は第１の実施例と同一である。本実施例のＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は更にＲＦ遅延回路２１６を備え、ＲＦ遅延回路２１６は入力された共振周波数信号３２１を遅延し、第１の変調信号３１６ａのパルスが生成されたときデータトリガ信号３１７ｂを発信し、レーザコントローラ２３を駆動して読取データ列３１８の伝送を開始させることができる。図１３に示すように、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１の論理ユニット２１１がイネーブル信号３１３を受信した場合、クロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ｂを発信する。本実施例の読取データ列の伝送方法は下記のステップを含む。 <Third embodiment>
This embodiment is applied to MEMS LSU of one PD sensor. The MEMS scan controller 21 and the control method of this embodiment are the same as those of the first embodiment. The MEMS scan controller 21 of this embodiment further includes an RF delay circuit 216. The RF delay circuit 216 delays the input resonance frequency signal 321 and the data trigger signal 317b is generated when the pulse of the first modulation signal 316a is generated. And the laser controller 23 can be driven to start transmission of the read data string 318. As shown in FIG. 13, when the logic unit 211 of the MEMS scan controller 21 receives the enable signal 313, the clock signal 310 and the data trigger signal 317b are transmitted. The read data string transmission method of the present embodiment includes the following steps.

Ｓ１：レーザコントローラ２３が発信したイネーブル信号３１３が低電位の場合、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１はクロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ｂを発信しない。レーザコントローラ２３がイネーブル信号３１３または調整信号３１４を発信したとき、ＭＥＳＭスキャンコントローラから第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃが発信され、ＭＥＭＳミラー１０を調整して安定しているかどうかを判断し、このとき、ＭＥＭＳミラー１０の起動（設定）が完成する。 S1: When the enable signal 313 transmitted from the laser controller 23 has a low potential, the MEMS scan controller 21 does not transmit the clock signal 310 and the data trigger signal 317b. When the laser controller 23 transmits the enable signal 313 or the adjustment signal 314, the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c are transmitted from the MESM scan controller to adjust the MEMS mirror 10. In this case, the start (setting) of the MEMS mirror 10 is completed.

Ｓ３：ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がクロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ｂを発信する。このクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)は数５によって計算される。 S3: The MEMS scan controller 21 transmits a clock signal 310 and a data trigger signal 317b. The frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is calculated by Equation 5.

＜第４の実施例＞
本実施例は一つのＰＤセンサのＭＥＭＳＬＳＵに応用される。本実施例のＭＥＭＳスキャンコントローラ２１および制御方法は第１の実施例と同一である。本実施例のＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は更にデータトリガ遅延回路２１７を備え、データトリガ遅延回路２１７は入力された共振周波数信号３２１を第１の変調信号３１６ａのパルスが生成されたとき再び伝送し、読取データ列３１８の伝送を更に正確にし、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)を発信すると同時に、データトリガ遅延回路２１７によってデータトリガ信号３１７ｃが発信され、レーザコントローラ２３は読取データ列３１８の伝送を開始する。図１４に示すように、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１の論理ユニット２１１がイネーブル信号３１３を受信したとき、クロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ｃを発信する。本実施例の読取データ列の伝送方法は下記のステップを含む。 <Fourth embodiment>
This embodiment is applied to MEMS LSU of one PD sensor. The MEMS scan controller 21 and the control method of this embodiment are the same as those of the first embodiment. The MEMS scan controller 21 of this embodiment further includes a data trigger delay circuit 217. The data trigger delay circuit 217 transmits the input resonance frequency signal 321 again when the pulse of the first modulation signal 316a is generated, and reads it. The transmission of the data string 318 is made more accurate, and at the same time as the MEMS scan controller 21 transmits the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310, the data trigger signal 317c is transmitted by the data trigger delay circuit 217, and the laser controller 23 reads the read data. Begin transmission in column 318. As shown in FIG. 14, when the logic unit 211 of the MEMS scan controller 21 receives the enable signal 313, the clock signal 310 and the data trigger signal 317c are transmitted. The read data string transmission method of the present embodiment includes the following steps.

Ｓ３：ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がクロック信号３１０およびデータトリガ信号３１７ｃを発信する。このクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)は数５によって計算される。 S3: The MEMS scan controller 21 transmits a clock signal 310 and a data trigger signal 317c. The frequency f _CLK (t) of the clock signal 310 is calculated by Equation 5.

Ｓ４：レーザコントローラ２３がデータトリガ信号３１７ｃを受信したとき、読取データ列３１８を伝送し、伝送される周波数はクロック信号３１０の周波数f_CLK(t)である。 S4: When the laser controller 23 receives the data trigger signal 317c, the read data string 318 is transmitted, and the transmitted frequency is the frequency f _CLK (t) of the clock signal 310.

＜第５の実施例＞
本実施例は二つのＰＤセンサのＭＥＭＳＬＳＵに応用される。図１に示すように、θ_p＝−２１°にＰＤセンサ１４ｂが設けられる。本実施例は周波数f＝２５００±５％ＨＺ、最大読取角度が±２３°のＭＥＭＳミラー１０が使用される。ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１はレーザコントローラ２３のイネーブル信号３１３を受信し、レーザコントローラ２３の調整信号３１４、第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃを受信する。ＰＤセンサ１４ａおよび１４ｂが発信するＰＤ信号３１２ａおよび３１２ｂ(図15、16参照)を受信することによってＭＥＭＳミラー１０の共振周波数を測定し、クロック信号３１０を生成してレーザコントローラ２３に与え、レーザ光源１１を適時駆動し、レーザ光線１１１の読取後の読取光線１１３ａから１１３ｂを有効な読取窓内に照射し、ターゲット上１５にｎβ＝５１０２個の光点（ｎ＝１のとき）を生成する。 <Fifth embodiment>
This embodiment is applied to MEMS LSU of two PD sensors. As shown in FIG. 1, the PD sensor 14b is provided at θ _p = −21 °. In this embodiment, the MEMS mirror 10 having a frequency f = 2500 ± 5% HZ and a maximum reading angle of ± 23 ° is used. The MEMS scan controller 21 receives the enable signal 313 of the laser controller 23, and receives the adjustment signal 314, the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c of the laser controller 23. By receiving PD signals 312a and 312b (see FIGS. 15 and 16) transmitted by the PD sensors 14a and 14b, the resonance frequency of the MEMS mirror 10 is measured, and a clock signal 310 is generated and provided to the laser controller 23. 11 is driven in a timely manner, and the reading beams 113a to 113b after reading the laser beam 111 are irradiated into an effective reading window, and nβ = 5102 light spots (when n = 1) are generated on the target 15.

ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１は論理ユニット２１１、Ｄ型インバータ２１２、Ｄ型インバータ２１３、ＰＬＬ回路２１４およびカウント比較器２１５を備える。論理ユニット２１１はＰＤセンサ１４ａが生成するトリガＰＤ信号３１２ａを受信でき、毎回ＰＤセンサ１４ａ、１４ｂが生成するＰＤ信号３１２ａ、３１２ｂを計算し、ＭＥＭＳミラー１０の周波数変調信号（第１の変調信号３１６ａおよび第２の変調信号３１６ｂ）および振幅変調信号（第３の変調信号３１６ｃ）を生成する。ＰＬＬ回路２１４はクロック信号３１０を生成でき、レーザコントローラ２３がＭＥＭＳスキャンコントローラ２１のＰＬＬ回路２１４が発信したクロック信号３１０を受信したとき、このクロック信号３１０に基づいて読取データ列を送信する。 The MEMS scan controller 21 includes a logic unit 211, a D-type inverter 212, a D-type inverter 213, a PLL circuit 214, and a count comparator 215. The logic unit 211 can receive the trigger PD signal 312a generated by the PD sensor 14a, calculates the PD signals 312a and 312b generated by the PD sensors 14a and 14b every time, and calculates the frequency modulation signal (first modulation signal 316a) of the MEMS mirror 10. And a second modulated signal 316b) and an amplitude modulated signal (third modulated signal 316c). The PLL circuit 214 can generate the clock signal 310. When the laser controller 23 receives the clock signal 310 transmitted from the PLL circuit 214 of the MEMS scan controller 21, the read data string is transmitted based on the clock signal 310.

ＭＥＭＳミラー１０が往復振動するとき、各読取周期Ｔ(t)内の読取光線１１４ａはＰＤセンサ１４ａを二回トリガし、読取光線１１４ｂはＰＤセンサ１４ｂを二回トリガし、論理ユニット２１１によってＰＤ信号３１２ａ、３１２ｂのトリガ周期Ｔ(t)を計算できる。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４が制御されているとき、ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１の論理ユニット２１１はＰＤセンサ１４ａが生成するトリガ信号３１２ａおよびＰＤセンサ１４ｂが生成するトリガ信号３１２ｂを受信でき、毎回ＰＤセンサ１４ａが生成するトリガ信号３１２ａおよびＰＤセンサ１４ｂが生成する各トリガ信号３１２ｂを計算し、ＭＥＭＳミラー１０の第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃを生成する。第１の変調信号３１６ａ、第２の変調信号３１６ｂおよび第３の変調信号３１６ｃは送信後、ブリッジ回路２２によって受信され、ＭＥＭＳミラー１０の振動周波数および振幅の調整に使用される。 When the MEMS mirror 10 reciprocates, the reading beam 114a within each reading period T (t) triggers the PD sensor 14a twice, the reading beam 114b triggers the PD sensor 14b twice, and the logic unit 211 outputs a PD signal. The trigger period T (t) of 312a and 312b can be calculated. When T1, T2, T3 and T4 are controlled, the logic unit 211 of the MEMS scan controller 21 can receive the trigger signal 312a generated by the PD sensor 14a and the trigger signal 312b generated by the PD sensor 14b, and the PD sensor 14a every time. The trigger signal 312a generated by the PD sensor 14b and the trigger signal 312b generated by the PD sensor 14b are calculated, and the first modulation signal 316a, the second modulation signal 316b, and the third modulation signal 316c of the MEMS mirror 10 are generated. The first modulated signal 316a, the second modulated signal 316b, and the third modulated signal 316c are received by the bridge circuit 22 after transmission, and are used to adjust the vibration frequency and amplitude of the MEMS mirror 10.

ＭＥＭＳミラー１０がレーザ光線１１１を反射した後、左側から右側に揺動してＰＤセンサ１４ａを二回トリガする時間およびＰＤセンサ１４ｂを二回トリガする時間は、図１６に示す通りである。隣合うＰＤセンサ１４ａを二回トリガする時間の中で、二回目にＰＤセンサ１４ａをトリガする時間から一回目にＰＤセンサ１４ｂをトリガする時間はＴＡ６であり、周期Ｔ(t)との比値はＴＡ６／（Ｔ(t)／２）であり、周期Ｔ(t)が時間経過に従って変化する場合、比値ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）も時間経過に従って変化する。固定されたＰＤセンサ１４ａとＰＤセンサ１４ｂの位置によって構成される挟角はθ_pであり、ＭＥＭＳミラー１０の最大読取角度はθ_cである。即ち、周期がＴ(t)のとき、Ｒ＝ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）であり、或いは、比値Ｒの変化を計算することによって周期Ｔの変化が計算され、計算方法は数式６、７に示す。 The time that the MEMS mirror 10 reflects the laser beam 111 and then swings from the left side to the right side to trigger the PD sensor 14a twice and the time to trigger the PD sensor 14b twice is as shown in FIG. Of the time for triggering the adjacent PD sensor 14a twice, the time for triggering the PD sensor 14b for the first time from the time for triggering the PD sensor 14a for the second time is TA6, and the ratio value to the period T (t) Is TA6 / (T (t) / 2), and when the period T (t) changes with time, the ratio value TA6 / (T (t) / 2) also changes with time. The included angle formed by the positions of the fixed PD sensor 14a and PD sensor 14b is θ _p , and the maximum reading angle of the MEMS mirror 10 is θ _c . That is, when the period is T (t), R = TA6 / (T (t) / 2), or the change of the period T is calculated by calculating the change of the ratio value R. 6 and 7.

（数式７）

(Formula 7)

（数式６）

(Formula 6)

ＭＥＭＳスキャンコントローラ２１がＭＥＭＳミラー１０の共振周波数f(t)および振幅Ａ(t)を制御する方法は、第１の実施例と同一であり、図１０に示す。本実施例において、ＰＤセンサ１４ａおよびＰＤセンサ１４ｂはθ_ｐ＝２１°に設置され、即ち、f＝２５００ＨＺのとき、数７からＴＡ６＝１．４６５１×１０^-4 sec、Ｒ＝０．７３２５５が計算される。レーザコントローラ２３がＭＥＭＳミラー１０の共振周波数f(t)および振幅Ａ(t)を制御する方法において、ＰＤ信号３１２ａのトリガ時間比値ＴＡ６／（Ｔ(t)／２）を検査するとき、Ｒ＝０．１７３９８〜０．１９２３０で制御の判断を行なう。 The method in which the MEMS scan controller 21 controls the resonance frequency f (t) and the amplitude A (t) of the MEMS mirror 10 is the same as that in the first embodiment and is shown in FIG. In the present embodiment, the PD sensor 14a and the PD sensor 14b are installed at θ _p = 21 °, that is, when f = 2500HZ, TA6 = 1.4651 × 10 ⁻⁴ sec, R = 0.73255 is obtained from Equation 7. Calculated. In the method in which the laser controller 23 controls the resonance frequency f (t) and the amplitude A (t) of the MEMS mirror 10, when the trigger time ratio value TA6 / (T (t) / 2) of the PD signal 312a is examined, R = 0.17398 to 0.19230, the control is judged.

本発明の双方向ＬＳＵを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows bidirectional LSU of this invention. 本発明のＭＥＭＳミラーのレーザ光線反射の角度と時間の関係およびＰＤセンサが発信するＰＤ信号と時間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the angle of laser beam reflection of the MEMS mirror of this invention, and time, and the PD signal which PD sensor transmits, and time. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの第１の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 1st Example of the MEMS scan controller of this invention. 本発明のＰＤ信号と読取光線角度と読取データ列と時間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between PD signal of this invention, reading light beam angle, a reading data row | line | column, and time. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラがレーザコントローラ信号およびＰＤセンサ信号を受信し、第１の変調信号を発信する関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship in which the MEMS scan controller of this invention receives a laser controller signal and PD sensor signal, and transmits a 1st modulation signal. 本発明の第１の変調信号と第２の変調信号と第３の変調信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1st modulation signal of this invention, a 2nd modulation signal, and a 3rd modulation signal. 本発明の共振周波数信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the resonant frequency signal of this invention. 本発明のＰＤ信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of PD signal of this invention. 本発明の各信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of each signal of this invention. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの制御方法を示す流れ図である。3 is a flowchart illustrating a method for controlling the MEMS scan controller of the present invention. 本発明の読取データ列の制御方法を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the control method of the read data row | line | column of this invention. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの第２の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd Example of the MEMS scan controller of this invention. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの第３の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 3rd Example of the MEMS scan controller of this invention. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの第４の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 4th Example of the MEMS scan controller of this invention. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの第５の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 5th Example of the MEMS scan controller of this invention. 本発明のＭＥＭＳスキャンコントローラの第５の実施例の二つのＰＤ信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of two PD signals of the 5th Example of the MEMS scan controller of this invention.

Explanation of symbols

１０ＭＥＭＳミラー
１１レーザ光源
１３読取レンズ
１４ａ、１４ｂＰＤセンサ
１５ターゲット
２１ＭＥＭＳスキャンコントローラ
２２ブリッジ回路
２３レーザコントローラ
１１１レーザ光線
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂ読取光線
２１１論理ユニット
２１２Ｄ型インバータＩ
２１３Ｄ型インバータII
２１４ＰＬＬ回路
２１５カウンタ比較器
２１６ＲＦ遅延回路
２１７データトリガ遅延回路
３１０クロック信号
３１１駆動信号
３１２ａ、３１２ｂＰＤ信号(トリガー信号)
３１３イネーブル信号
３１４調整信号
３１５安定信号
３１６ａ第１の変調信号
３１６ｂ第２の変調信号
３１６ｃ第３の変調信号
３１７ａ(317)、３１７ｂ(317)、３１７ｃ(317) データトリガ信号
３１８読取データ列
３２１共振周波数信号
３２２トリガ信号
３２３振動信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 MEMS mirror 11 Laser light source 13 Reading lens 14a, 14b PD sensor 15 Target 21 MEMS scan controller 22 Bridge circuit 23 Laser controller 111 Laser beam 113a, 113b, 113c, 114a, 114b, 115a, 115b Reading beam 211 Logic unit 212 D type Inverter I
213 D-type inverter II
214 PLL circuit 215 Counter comparator 216 RF delay circuit 217 Data trigger delay circuit 310 Clock signal 311 Drive signal 312a, 312b PD signal (trigger signal)
313 Enable signal 314 Adjustment signal 315 Stabilization signal 316a First modulation signal 316b Second modulation signal 316c Third modulation signal 317a (317), 317b (317), 317c (317) Data trigger signal 318 Read data string 321 Resonance Frequency signal 322 Trigger signal 323 Vibration signal

Claims

A MEMS scan controller applied to a laser scan unit (LSU),
The LSU is a laser light source used to generate a laser beam, a MEMS mirror that is driven in a resonant manner, and irradiates the target with a laser beam by forward reading and reverse reading, and receives the reading beam, One PD sensor for converting into a PD signal, a bridge circuit for controlling the MEMS mirror, and a laser controller for controlling the laser light source to emit a laser beam,
The MEMS scan controller is used to measure the resonance frequency of the MEMS mirror, generate a clock signal, drive the laser controller in a timely manner to emit a laser light source, and perform reading through the MEMS mirror. One or more D-type inverters, a PLL circuit and a counter comparator,
The logic unit receives a PD signal generated by one PD sensor, calculates an interval time of each PD signal, and generates a frequency modulation signal, an amplitude modulation signal of the MEMS mirror, and a stable signal transmitted when the MEMS is stabilized. And
The D-type inverter receives the frequency modulation signal and the amplitude modulation signal generated by the logic unit and generates a resonance frequency signal and a feedback signal,
The PLL circuit receives a resonance frequency signal generated by the D-type inverter and generates a clock signal;
The count comparator receives a clock signal, accumulates a certain number of pulses of the clock signal to generate one trigger signal, erases the accumulated clock signal, and the trigger signal receives the next feedback signal through the D-type inverter. Generate
When the laser light source receives a clock signal transmitted from the MEMS scan controller, the laser controller transmits a read data string into an effective reading window based on the clock signal, and generates a clock frequency. .

The MEMS scan controller for generating a clock frequency according to claim 1, wherein the logic unit further transmits a data trigger signal and drives the laser controller to transmit a read data string.

Further, an RF delay circuit is provided. The RF delay circuit transmits a data trigger signal when a pulse of a frequency modulation signal is generated by delaying the resonance frequency output from the D-type inverter, and drives a laser controller to read a data sequence. 3. The MEMS scan controller for generating a clock frequency according to claim 1, wherein the transmission of the clock is started.

In addition, a data trigger delay circuit is provided, the data trigger delay circuit delays the resonance frequency signal output from the D-type inverter and transmits a data trigger signal when a pulse of the frequency modulation signal is generated, and drives the laser controller. 3. The MEMS scan controller for generating a clock frequency according to claim 1, wherein transmission of the read data string is started.

A MEMS scan controller applied to a laser scan unit (LSU),
The LSU is a laser light source used to generate a laser beam, a MEMS mirror that is driven in a resonant manner, and irradiates the target with a laser beam by forward reading and reverse reading, and receives the reading beam, Two or more PD sensors that convert to a PD signal, a bridge circuit that controls the MEMS mirror, and a laser controller that controls the laser light source to emit the laser light source,
The MEMS scan controller is used to measure the resonance frequency of the MEMS mirror, generate a clock signal, drive the laser controller in a timely manner, emit a laser light source, and perform reading through the MEMS mirror. Or a plurality of D-type inverters, PLL circuits and counter comparators,
The logic unit receives PD signals generated by two or more PD sensors, calculates the interval time of each PD signal, and is emitted when the frequency modulation signal, amplitude modulation signal and MEMS of the MEMS mirror are stable. A stable signal
The D-type inverter receives the frequency modulation signal and the amplitude modulation signal generated by the logic unit and generates a resonance frequency signal and a feedback signal,
The PLL circuit receives a resonance frequency signal generated by the D-type inverter and generates a clock signal;
The count comparator receives a clock signal, accumulates a certain number of pulses of the clock signal to generate one trigger signal, erases the accumulated clock signal, and the trigger signal receives the next feedback signal through the D-type inverter. Generate
When the laser light source receives a clock signal transmitted from the MEMS scan controller, the laser controller transmits a read data string into an effective reading window based on the clock signal, and generates a clock frequency. .

6. The MEMS scan controller for generating a clock frequency according to claim 5, wherein the logic unit further transmits a data trigger signal and drives the laser controller to start transmission of a read data string.

Further, an RF delay circuit is provided. The RF delay circuit transmits a data trigger signal when a pulse of a frequency modulation signal is generated by delaying the resonance frequency output from the D-type inverter, and drives a laser controller to read a data sequence. 7. The MEMS scan controller for generating a clock frequency according to claim 5, wherein the transmission of the clock is started.

In addition, a data trigger delay circuit is provided, the data trigger delay circuit delays the resonance frequency signal output from the D-type inverter and transmits a data trigger signal when a pulse of the frequency modulation signal is generated, and drives the laser controller. 7. The MEMS scan controller for generating a clock frequency according to claim 5, wherein transmission of the read data string is started.

A MEMS scan controller according to claim 1 or 5 is used,
Checking whether the laser controller has sent an enable signal, and if it has sent an enable signal, the MEMS scan controller is activated to calculate the reading frequency and reading amplitude;
A step in which the MEMS scan controller transmits a modulation signal for adjusting a reading frequency and a modulation signal for adjusting a reading amplitude to a bridge circuit to stably swing the MEMS mirror;
After the MEMS mirror is stabilized, the laser controller emits a stability signal;
When the MEMS scan controller receives a stable signal transmitted by the laser controller, calculates a resonance frequency of the MEMS mirror, and transmits a clock signal of a reading light spot of an effective reading window. The method of controlling a MEMS scan controller for generating a clock frequency, wherein the frequency of the signal is f _CLK of the following formula:
(Formula)

Where f _CLK is the frequency of the clock signal, T2 is the effective reading window time, f is the resonant frequency of the MEMS mirror, nβ is the light spot generated in the effective reading window, θ _c is the reading angle of the MEMS mirror, and θ _n is ½ of the effective reading window angle.