JPH0614594A

JPH0614594A - 電圧駆動回路

Info

Publication number: JPH0614594A
Application number: JP16447992A
Authority: JP
Inventors: Sukotsuto Robunaa Mitsushieru; スコットロブナーミッシェル
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1992-06-23
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】高減衰と低いＱの実質上共振が除去され、Ｄ
Ｃ巻線の速度減衰がステータの動的運動力を直線化可能
とする。【構成】三角波発生器（１６）は周期的な三角波電圧
信号を発生する。ＡＣ巻線（１４）の駆動回路（１２）
は入力として周期的な三角波電圧信号を受け、ＡＣ巻線
（１４）にまたがる電圧がＡＣ巻線（１４）を駆動する
入力電圧信号と比較され、電圧フィードバック回路によ
り追従するようにされる。ＤＣ巻線（１８）の駆動回路
（１６）はＡＣ及びＤＣ巻線の角度ずれを補償するため
にＡＣ巻線（１４）から得られるマイクロステッピング
電圧フィートバック信号を用い、ＤＣ電圧駆動信号をマ
イクロステッピング電圧フィードバック信号と結合する
ための演算増幅器を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的にはレーザバーコ
ードリーダー組立体の中のレーザ走査用モータとしての
ステッピングモータを駆動する電圧駆動回路に関し、特
に多重フィードバックループ及びマイクロステッピング
技術を用いて直線性を向上したステッピングモータを駆
動する電圧駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小売業において商品を識別するた
めにバーコード記号の使用が増加した結果各種のバーコ
ード読取システムが開発されている。バーコード読取装
置のユーザーは手動携帯用走査装置を要求しており、こ
れは小型軽量の他に装置に必要な消費電力が少ないとい
うプレミアムがある。このような装置の１つは、例えば
米国特許第4,496,831号明細書に説明されている。この
米国特許第4,496,831号明細書に開示されたレーザ走査
システムは種々の形を具体化することができるが、好ま
しくは軽量プラスチックのピストル型ケースを有する携
帯用手動走査ヘッドを含んでいる。走査ヘッドの種々の
成分をその中に配置するためハンドル及び胴体部が備え
られている。胴体部の中には小型の光源、焦点合わせレ
ンズを含むリレー光学系、光源からの光をバーコード記
号を横切って指向するための走査系、及び走査されるバ
ーコード記号からの反射光を検出する小型の光センサー
手段が支持されている。小型光源は同軸ヘリウムネオン
レーザ管のようなレーザ管からなり、できればレーザ管
よりもかなり小型軽量である半導体レーザダイオードの
方が好ましく、こうして走査ヘッドの必要な大きさと容
量とを減少して走査ヘッドを握り易く、扱い易いように
する。

【０００３】光源から出た光は光学系によって走査ヘッ
ドの胴体部内に支持されている走査システムの方に指向
される。走査系はレーザビームをバーコード記号を横切
って走査させ、ビームを記号を横切って走査させるため
の少なくとも１個の走査用ステッピングモータからな
り、ビームを記号の幅方向に走査させる第２のモータを
有する２個のモータから構成することもできる。光反射
ミラーが１個又は複数のモータ軸上に支持され、ビーム
を出射部を通してバーコード記号の方へ指向する。

【０００４】次にセンサ回路が記号から反射された光を
検出して処理するが、一般的には半導体フォトダイオー
ドのような光検出素子から構成される。ユーザーは走査
パターンが読取るべき記号を横断するように手動ユニッ
トを位置決めし、光検出素子はバーコード記号を識別す
るために処理される連続的な電気信号を発生する。バー
コード記号の信号処理回路はバーパターンを解読するバ
ーパターン解読回路に向けられる信号を発生する。

【０００５】リーダーユニットはユーザーが読取るべき
記号に指向したときに光ビームと検出器回路を動作させ
て、ユニットが充電型の場合にはバッテリー寿命を保全
することが可能になるように可動トリガースイッチを備
えることができる。軽量プラスチックケースはレーザ光
源、検出器、光学系、信号処理回路、ＣＰＵ及び電池を
内蔵する。リーダーが記号から離れている位置、即ち記
号に接触したり、記号を横切って動くようなことがない
ような位置でユーザーがバーコード記号を狙うことがで
きるようにリーダーは設計されている。代表的には、こ
のタイプの手動バーコードリーダーはほぼ数インチの範
囲で動作するように設計されている。

【０００６】先行技術はレーザバーコードリーダー走査
装置内のステッピングモータを駆動するために一般的に
電流駆動ステッピングモータを用いている。このような
先行技術の電流駆動回路では図１に示され以下の説明に
あるようなステッピングモータのＡＣ及びＤＣ巻線の接
続は電流駆動回路により逆転される。即ち駆動電圧はＡ
Ｃ巻線の中心タップに導入され、ＡＣ巻線の各相の両端
は接地され、そしてＤＣ巻線の接地及び電圧端は図１に
示されているのと反対の方向に逆転される。先行技術の
電流駆動回路ではＡＣ巻線を通る電流が、入力電流に追
従することを確実にするためＡＣ巻線を通る電流は電流
フィードバックループ内で検出される。

【０００７】先行技術の電流駆動回路の利点はモーター
コイル・インダクタンスの位相遅れが減少することであ
り、これは発振器信号から直接発生されるべき走査開始
タイミング信号（ＳＯＳ）を可能とする。その上モータ
ーコイルの温度上昇が補償されバッテリー電圧７Ｖをモ
ーターコイルに供給することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電流駆
動回路はモータの共振の過大化を含む多数の不利益を有
する。このシステムはＱが高く、その周波数は駆動振
幅、モータ効率及びミラーの質量に敏感である。この装
置はモータ効率、負荷の質量及び慣性、ベアリング摩擦
と減衰、駆動周波数の変位に敏感である。その上、ＤＣ
巻線の非線形回復力は”ブルーミング”を起こす。要約
すれば、このシステムは適正に動作するため機械的調整
を必要とする。

【０００９】電流駆動回路の利点は、モータに摩擦と減
衰を発生させるスリーブベアリングを備えたステッピン
グモータを駆動するのに適当であるということである。
しかし、電流駆動回路はモータに無視できる程度の摩擦
と減衰しか与えず、非常に長い使用寿命を提供する利点
のあるボールベアリングを備えたステッピングモータを
駆動するには適当でない。本発明の電圧駆動回路の高い
減衰と低いＱはボールベアリングを備えたステッピング
モータを駆動するのに遙かに適したものとする。

【００１０】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決し、レーザバーコードリーダー組立体内のレーザ走
査ミラーのためのステッピングモータを駆動する電圧駆
動回路を提供することにある。本発明の他の目的は、多
重フィードバックループ及びマイクロステッピング技術
を用いて、より直線性の良いモードでステッピングモー
タを駆動可能な電圧駆動回路を提供することがある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電圧駆動回路は、ロータと、ステータと、
中心タップ付ＡＣ巻線とＤＣ巻線とを有するステッピン
グモータの電圧駆動回路において、周期的三角波電圧信
号を発生する三角波発生手段と、ＡＣ巻線に生じる電圧
がＡＣ巻線を駆動する入力電圧信号と比較され、これに
追従するようにされる電圧フィードバック回路を有し、
前記周期的三角波電圧信号により前記ＡＣ巻線を駆動す
る第１の駆動手段と、ＤＣ巻線電圧信号によりＤＣ巻線
を駆動する第２の駆動手段とを設けたことに特徴があ
る。

【００１２】前記本発明の電圧駆動回路において、前記
ＡＣ巻線の中心タップは接地され、前記第１の駆動手段
は前記ＡＣ巻線に発生する逆起電力電圧を抑制する抑制
手段を有することに特徴がある。前記本発明の電圧駆動
回路において、前記第１の駆動手段は前記ＡＣ巻線の第
１相側を駆動する第１の非反転演算増幅器と前記ＡＣ巻
線の第２相側を駆動する第２の反転演算増幅器とを有
し、前記第１及び第２の演算増幅器は、それぞれ第１入
力信号としての三角波電圧信号と前記ＡＣ巻線の第１及
び第２の相側に生じる電圧を表わす第２入力信号を受信
することに特徴がある。

【００１３】前記本発明の電圧駆動回路において、前記
第１の駆動手段は、更に前記第１及び第２の演算増幅器
の出力にそれぞれ結合された第１及び第２の低出力イン
ピーダンスエミッタホロワー素子を有することに特徴が
ある。前記本発明の電圧駆動回路において、前記第２の
駆動手段は、前記ＡＣ巻線とＤＣ巻線との間の角度ずれ
を補正するために前記ＡＣ巻線から得られた電圧フィー
ドバック信号を用いるための手段と、ＤＣ電圧信号と前
記電圧フィードバック信号とを結合するための演算増幅
器と、前記ＡＣ巻線とＤＣ巻線との間の中心ずれを補正
（補償）するために用いられる前記ＡＣ巻線からマイク
ロステッピング電圧フィードバック信号を得るための取
得手段と、前記ステータの動的運動力を直線化するため
に前記ステータの速度減衰を行うための手段と、低出力
インピーダンス駆動を供給するための手段とを有するこ
とに特徴がある。

【００１４】前記本発明の電圧駆動回路において、前記
三角波発生手段はコンデンサに直接電流入力を断続させ
る手段からなり、演算増幅器に加えられる出力信号を低
減させるための抵抗分割ネットワークに結合されたコン
パレータを有し、このコンパレータの出力が周期的にコ
ンデンサを充電すること、前記コンデンサは温度補償コ
ンデンサからなることに特徴がある。

【００１５】前記本発明の電圧駆動回路において、巻線
インダクタンス及びステータ／負荷慣性によって生ずる
位相遅れのような前記モータによって生じる位相遅れの
ための遅れ補償を行う走査開始遅れ補償回路手段を有す
ることに特徴がある。前記本発明の電圧駆動回路におい
て、更に、前記ステッピングモータが非動作状態である
時を検出するモータ停止検出回路を有し、このモータ停
止検出回路の出力は前記ステッピングモータの非動作状
態時にレーザ走査装置のレーザへの電源入力を制限する
ために用いられることに特徴がある。ここで、前記モー
タ停止検出回路は、前記ステッピングモータの逆起電力
電圧が所定の電圧範囲内にある時を検出する手段を有す
る。

【００１６】

【作用】本発明の電圧駆動回路は新規な駆動方法、新規
なフィードバック制御及び新規なマイクロステップ補償
を用いることによって先行技術の設計と異なっている。
本発明の回路設計の基本はミラー組立体に変更なくボー
ルベアリング・ステッピングモータを駆動するのに必要
なものであり、先行技術の電流駆動回路設計では、必要
な振幅を安定して得ることのできなかったものである。
又、回路基板のスペースを最小に保つような回路設計を
用いることも重要である。

【００１７】これらの教訓に従って本発明は高減衰と低
いＱの実質上共振が除去され、ＤＣコイルの速度減衰が
ステータの動的運動力を直線化する前記の電圧駆動回路
を提供する。電圧駆動回路は自然共振周波数を含む任意
の周波数で動作することができる。その上、電圧駆動回
路はモータ効率の変動を補償し、モータのベアリング負
荷の変化を補償し、モータ温度の変動を補償し、如何な
る通常のミラーの負荷質量に対しても動作することがで
きる。従って、本電圧駆動回路の欠点は最小となる。モ
ータ・インダクタンスの位相遅れはＳＯＳタイミング補
償を必要とし、電圧駆動回路はピーク電圧が６Ｖに制限
される。

【００１８】好的実施例では、ロータ、ステータ、中心
タップ付ＡＣ巻線、ＤＣ巻線を有するステッピングモー
タを備えたレーザ走査装置内のステッピングモータの電
圧駆動回路を提供する。そのモータ駆動回路は周期的な
三角波電圧信号を発生するための三角波発生器からな
る。ＡＣ巻線駆動回路は三角波電圧信号を入力として受
け、ＡＣ巻線にかかる電圧がＡＣ巻線を駆動する入力電
圧信号と比較され、入力電圧信号に追従するようになる
電圧フイードバック回路を有している。ＤＣ巻線駆動回
路はＤＣ巻線電圧信号を発生する。

【００１９】詳細に説明すると、ＡＣ巻線の中心タップ
は接地され、ＡＣ巻線の駆動回路はＡＣ巻線で発生する
逆起電力電圧を抑制する。ＡＣ巻線の駆動回路はＡＣ巻
線の第１及び第２相側の各々を駆動する第１の非反転演
算増幅器と第２反転演算増幅器とを有する。第１及び第
２の演算増幅器の各々は三角波電圧信号を第１入力とし
て受け、そして第２入力フィードバック入力信号として
受ける。

【００２０】ＤＣ巻線の駆動回路はＡＣ及びＤＣ巻線の
間の角度ずれを補償するためにＡＣ巻線から得られる電
圧フィードバック信号を用い、ＤＣ電圧駆動信号を電圧
フィードバック信号と結合する演算増幅器を有する。フ
ィードバック回路ではＡＣ及びＤＣ巻線の間の中心のず
れを補償するために用いるマイクロステッピング電圧フ
ィードバック信号をＡＣ巻線から得る。ＤＣ巻線の駆動
回路はモーターステータの速度減衰を行い、その動的運
動力を直線化し、低出力インピーダンス駆動を可能にす
る。

【００２１】三角波発生器は直流電流入力をコンデンサ
に断続入力させることにより行い、コンパレータを有
し、このコンパレータはその出力を低下させる抵抗器分
割ネットワークに接続されており、その出力は温度補償
コンデンサを周期的に充電させる。走査開始遅延補償回
路はコイルインダクタンス及びステータ負荷慣性によっ
て生じる位相遅れのようなモータによって生じる位相遅
れの位相補償を行う。

【００２２】モータ停止検出回路はモータが非動作状態
にあるときのレーザ走査装置内のレーザに入力する電力
を制限するため、ステッピングモータが非動作状態にあ
る時を検出する。モータ停止検出回路はステッピングモ
ータの逆起電力電圧が負電圧範囲内にあるときを検出す
ることによって動作する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面により詳細
に説明する。図１〜図３は本発明の一実施例を示す電圧
駆動回路の構成図であり、図４は本発明の電圧駆動回路
を用いたバーコードリーダーの一例を示す図である。図
面を詳細に説明すれば、電圧駆動回路は次の機能ブロッ
クから成る。すなわち、三角波発生器１０、ＡＣ巻線１
４の駆動回路１２、ＤＣ巻線１８の駆動回路１６、走査
開始（ＳＯＳ）補償回路２０及びモータ停止検出回路２
２である。

【００２４】次に回路機能の説明と、他の回路設計との
相違について説明する。三角波形はコンパレータＵ１Ａ
及び抵抗分割ネットワークＲ5、Ｒ6、Ｒ7によってコン
デンサＣ4の入力部に直流電流を断続的に供給すること
によってコンデンサＣ4にまたがる三角波発生器（また
は発振器）１０によって出力部ＴＰ１に発生される。新
規な抵抗分割ネットワークＲ5、Ｒ6、Ｒ7を付加するこ
とにより、Ｃ4として温度補償されたＮＰＯ／ＣＯＧ型
コンデンサ（６８００pf）の使用が可能になり、これは
Ｘ７Ｒ型コンデンサ（０.１uf）を用いる従来回路の場
合に高周波はんだの間の高温によって生じ、その容量値
に影響を与える周波数偏移を減少させる。

【００２５】三角波発生回路の動作中、フィードバック
回路に接続されるコンパレータＵ１Ａは矩形波出力信号
を発生し、新規な抵抗分割ネットワークＲ5、Ｒ6、Ｒ7
はＲ7における電圧降下のため矩形波信号を低下させ、
これはＣ4として温度補償の小さいコンデンサの使用を
可能にする。ＮＰＯ／ＣＯＧ型コンデンサは従来型のＸ
７Ｒ型コンデンサの場合に生じるような高周波はんだ作
業中の高温を受けたときに、容量値が変化するようなこ
とはない。

【００２６】次に矩形波信号はオペアンプＵ３Ａによっ
て三角波に変換され、この三角波はポテンショメータ
（電位差計）Ｒ9によってＴＰ１において出力信号とし
て通過する。ＡＣ巻線１４の駆動回路１２内ではＡＣ巻
線１４の中心タップは（従来技術の電流駆動回路におけ
るＶＢＡＴの代わりに）接地され、２つの低出力インピ
ーダンスエミッタホロワー・トランジスタＱ1及びＱ2は
（ＡＣ巻線１４の対向する側の）各相に接続される。

【００２７】電圧フィードバック及び低出力インピーダ
ンス駆動（高出力インピーダンス及び電流検出の代わり
に）が高減衰、低Ｑ値及び逆起電力電圧の抑制のために
選択された。逆起電力電圧は動作中のモータによって発
生される電圧である。演算増幅器Ｕ２Ｂ及びＵ２Ｄは単
一ゲインで動作し、必要なゲイン（７倍）を供給し、振
幅調整ポテンショメータＲ9をバッファするコンパレー
タＵ３Ｂによって駆動される。

【００２８】ＡＣ巻線１４の駆動回路１２の動作中、演
算増幅器Ｕ２Ｂ及びＵ２Ｄへの入力として向けられる増
幅された三角波形を発生するため、三角波入力は演算増
幅器Ｕ３Ｂによって増幅される。演算増幅器Ｕ２Ｂは非
反転性であり、各三角波形の上半分をＡＣ巻線１４の一
方の相を駆動する増幅器Ｑ1を通して通過させる。演算
増幅器Ｕ２Ｄは反転性であり、各三角波形の下半分をＡ
Ｃ巻線１４の他の相を駆動する増幅器Ｑ2を通して通過
させる。こうして各三角波形の間、第１の演算増幅器Ｕ
２Ｄは三角波形の前半でＡＣ巻線１４の（図中）右側の
相を駆動し、演算増幅器Ｕ２Ｂは三角波形の後半でＡＣ
巻線１４の左側の相を駆動する。演算増幅器Ｕ２Ｂの電
圧フィードバックは抵抗Ｒ17を通して行われ、このフィ
ードバックは入力電圧に追従する出力電圧を生じさせ
る。演算増幅器Ｕ２Ｄの電圧フィードバックは抵抗Ｒ10
を通して行われ、このフィードバックは入力電圧に追従
する出力電圧を生じさせる。高減衰、低Ｑ値の回路はス
テッピングモータの位置を非常に正確に与えられた三角
波形に追従させ、これは動作中ＡＣ巻線が有効に用いら
れている電流フィードバック回路の場合と同じではな
い。

【００２９】ＤＣ巻線１８の駆動回路１６において、演
算増幅器Ｕ２ＣはＤＣ巻線１８の低出力インピーダンス
駆動を行い、ＤＣ巻線１８は従来の電流駆動回路のＶＢ
ＡＴの代わりに接地される。電流フィードバック及び低
出力インピーダンス駆動はモータステータの速度減衰
（速度減衰はモータの速度を与えられる入力波形で示さ
れる速度に非常に正確に追従させる）を行うように選択
されたものである。ＡＣ巻線１４からのフィードバック
はＵ２Ｄの（−）入力接点からとられ、ＡＣ巻線１４及
びＤＣ巻線１８の間の中心のずれを補償するためのマイ
クロステッピング信号として用いられる。

【００３０】ＤＣ巻線１８の駆動回路１６の動作中、Ｄ
Ｃ巻線１８にＤＣ電圧が加えられ、モータのＡＣ巻線１
４とＤＣ巻線１８との間の中心のずれを補償するため周
期的なマイクロステッピング電圧がそのＤＣ電圧に重ね
られる。これはレーザ走査ミラーを振動させる振動（回
転ではない）に用いられる市販の非線形ステッピングモ
ータと同様である。市販のステッピングモータではＡＣ
及びＤＣ巻線は約２２゜ずれており、これは通常中心の
ずれた走査振動を生じる。重ねられたマイクロステッピ
ング電圧は中心の合った走査振動を生じ、これは中心を
合わせるためモータの停止位置を変化させモータに直線
的応答を行わせる。重ねられたマイクロステッピング電
圧は抵抗Ｒ10を通過する演算増幅器Ｕ２Ｄのフィードバ
ックループからとられ、演算増幅器Ｕ２Ａの１つの入力
として向けられる。演算増幅器Ｕ２Ｃへの第２の入力は
ＤＣ電圧であり、演算増幅器Ｕ２ＣによってこのＤＣ電
圧にマイクロステッピング電圧が重ねられる。

【００３１】走査線開始（ＳＯＳ）補償回路２０におい
て、コンデンサＣ5と抵抗Ｒ10は適正なＳＯＳタイミン
グのためのコンパレータＵ１Ｂの遅延回路を構成する。
遅延回路は駆動巻線インダクタンス及びステータ／負荷
慣性によって生ずる位相遅れを補償するために必要であ
る。ＳＯＳ回路２０は検出されたバーコードパターンを
解読するレーザ走査デコーダ回路に向けられるＴＰ２に
おける出力を生ずる。ＳＯＳ回路２０の出力は演算増幅
器Ｕ３Ａの出力から取られた三角波発生器１０の三角波
出力である。この信号はコンパレータＵ１Ｂへの遅延入
力を与えるコンデンサＣ5に向けられ、コンパレータＵ
１Ｂの出力は増幅器Ｑ3に向けられた矩形波である。そ
して更にＳＯＳ出力に向けられ、これは電圧駆動回路に
よって導入される遅延時間に比例する時間遅延出力を与
える。

【００３２】モータ停止検出回路２２は、アース電位以
下の全ての電圧を含む所定電圧範囲内でアース電位以下
のモータの１つの相からＴＰ３における逆起電力電圧を
検出する。トランジスタＱ4はアース電位以下の如何な
る電圧信号をも検出し、トランジスタＱ5はコンデンサ
Ｃ6を充電し、コンデンサＣ6はＦＥＴトランジスタＱ6
をオフに保つ。この回路２２はもしモータが脱調され、
または停止したときレーザ出力を僅か２５％の出力（ア
イドルモード）に制限するため、レーザ駆動回路に出力
を送る。

【００３３】モータ停止検出回路２２への入力はＡＣ巻
線駆動回路のトランジスタＱ2の出力からとられ、この
出力は三角波形の下半分である。トランジスタＱ2は三
角波形信号がアース電位以上のときにのみ導通し、アー
ス電位以下のときは導通しない。トランジスタＱ2が非
導通のとき、モータ停止検出回路２２への入力はモータ
の逆起電力電圧であり、これがモータ停止検出回路２２
によって検出される信号である。

【００３４】トランジスタＱ4はアース電位以下の如何
なる電圧をも増幅し、ＦＥＴトランジスタＱ6を反転さ
せるトランジスタＱ5を駆動し、ＦＥＴトランジスタＱ6
はモータの停止が検出されたとき１つの信号又は高い信
号を発生する。周波数応答テストにおいて、ボールベア
リング及びスリーブベアリングモータの周波数応答はミ
ラーと結合した速度変換器を用いて測定された。モータ
は従来の電流駆動回路を有するマイクロステッピング回
路と上記電圧駆動回路を有するマイクロステッピング回
路を用いて駆動された。各回路は三角波発生器によって
駆動された。周波数応答テストは従来の電流駆動回路に
おいて共振による振幅ピークを示した。これに対して本
発明の電圧駆動回路では良好な減衰系の平らな応答を示
した。

【００３５】温度テストにおいて、温度テストは同様な
回路とボールベアリングモータで公称の室温（２５゜
Ｃ）と４５゜Ｃの高温で実施され、実質的に同一の結果
が測定された。本発明の電圧駆動方式はＡＣ及びＤＣ巻
線の両方のフィードバック制御による自己補償型であっ
た。発振器はＮＰＯ型のコンデンサを用いて温度補償さ
れている。

【００３６】要約すれば、２つの回路の間に行われた全
てのテストにおいて、減衰された電圧駆動マイクロステ
ッピング回路の固有の安定性は回路を動作させるために
如何なる調整をも必要とせず、如何なるモータ及びミラ
ーの負荷に対しても適正に動作する。本回路は、より少
ないＤＣ電流を使用して同じ程度のボードスペースを消
費する。従来の電流駆動回路は代表的なスリーブベアリ
ングモータで大きい振幅のときは僅かに不安定であり、
ボールベアリングモータではＤＣ電流とミラーの質量を
増加しなければ不安定である。結論としては、電流駆動
回路が閉ループ系で使用されているときは位相偏移を減
少させ、バンド幅／位相ゲイン限界を増加させる利点を
有するが、共振時に振幅が増加するため閉ループシステ
ムでは望ましくない。

【００３７】図４は本発明の電圧駆動回路に関連して使
用できるバーコードリーダーの１つの型の極めて簡略化
された実施例を示す。リーダー１００は図示されたよう
に手動走査装置、または卓上ワークステーションあるい
は定置型走査装置の形に具体化されることができる。好
適実施例においては、本装置はハウジング１５５の形を
しており、このハウジング１５５は出射レーザ光ビーム
１５１を出射する出射口１５６を有し、この出射レーザ
光ビーム１５１はハウジングの外側に位置する記号１７
０上に入射し、これを横切って走査するように指向され
る。

【００３８】図４の手動走査装置は、一般的にシュワル
ツ（Ｓｗａｒｔｚ）他の米国特許第4,760,248号明細書
又はシンボルテクノロジー社の米国特許第4,896,026号
明細書に開示されている型であり、シンボルテクノロ
ジー社から製品番号ＬＳ８１００又はＬＳ２０００とし
て販売されているバーコードリーダーの形に似ている。
シュワルツ他の米国特許第4,760,248号又はシェパード
の米国特許第4,409,470号の両方ともシンボルテクノロ
ジー社から出願されたものであるが、これらの特徴を選
択的に又は加えて図４のバーコードリーダーユニットを
組立てることができる。これらの米国特許第4,760,248
号、同第4,896,026号及び同第4,409,470号は参考のため
に挙げられたものであるが、このような装置の一般的な
デザインを参考のために以下に簡単に述べる。

【００３９】図４を更に詳しく見ると、出射レーザ光ビ
ーム１５１は通常はレーザダイオード等によってリーダ
ー１００内で発生され、リーダー装置の前方数インチの
目標物上に配置されたバーコード記号に入射するように
指向される。出射ビーム１５１は走査パターンで走査
し、ユーザーはこの走査パターンが読取るべき記号を横
断するように手動装置を位置決めする。記号からの反射
光１５２はリーダー装置内の受光素子１５８によって検
出され、バーコードによって表わされるデータを再生す
るため処理し、解読されるべき連続した電気信号を発生
する。

【００４０】好適実施例においては、リーダー装置１０
０はピストルグリップタイプのハンドルを有するピスト
ル型の装置であり、ユーザーが読み取るべき記号に狙い
を定めたとき光ビーム１５１と検出回路を動作させるこ
とができるように可動のトリガースイツチ１５４が用い
られており、装置が自己充電型の場合に電池寿命を長く
することができる。軽量のプラスチックハウジング１５
５はレーザ光源、検出器１５８、光学系及び信号処理回
路、ＣＰＵ１４０並びに電源又は電池１６２を内蔵す
る。ハウジング１５５の前端の光透過型の透明窓１５
６、出射レーザ光ビーム１５１の出射と反射光１５２の
入射を可能にする。リーダー１００が記号から離れてい
る位置、即ち記号に接触せず、その上を横切ることのな
いような位置からユーザーがバーコード記号に狙いをつ
けることができるようにリーダー１００は設計されてい
る。

【００４１】更に図４は適当な参照面にあるバーコード
記号走査ビームを焦点合わせするための適当なレンズ１
５７（又は多重レンズ系）を示している。半導体レーザ
ダイオードのような光源１４６がレンズ１５７の光軸に
光ビームを導入するように位置しており、半透ミラー１
４７及び他のレンズ又は必要な場合にはビーム成形部を
通って本発明の電圧駆動回路によって駆動され、トリガ
ースイッチが引っ張られたとき動作する走査モータ１６
０に取り付けられている振動ミラー１５９に沿って進
む。もし光源１４６によって発生される光が目に見えな
い場合には光学系の中に照準光が含まれる。

【００４２】上記実施例では、電圧フィードバック回路
を有する電圧駆動増幅器の各種の実施例及び変形例を詳
細に説明したが、これに限定されるものではなく、代替
設計は可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高減衰と低いＱの実質上共振が除去され、ＤＣ巻線の速
度減衰がステータの動的運動力を直線化可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電圧駆動回路の部分回
路図である。

【図２】本発明の一実施例を示す電圧駆動回路の部分回
路図である。

【図３】本発明の一実施例を示す電圧駆動回路の部分回
路図である。

【図４】本発明の電圧駆動回路を用いたバーコードリー
ダーの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０三角波発生器１２駆動回路１４ＡＣ巻線１６駆動回路１８ＤＣ巻線２０走査開始（ＳＯＳ）補償回路２２モータ停止検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータと、ステータと、中心タップ付Ａ
Ｃ巻線とＤＣ巻線とを有するステッピングモータの電圧
駆動回路において、周期的三角波電圧信号を発生する三角波発生手段と、ＡＣ巻線に生じる電圧がＡＣ巻線を駆動する入力電圧信
号と比較され、これに追従するようにされる電圧フィー
ドバック回路を有し、前記周期的三角波電圧信号により
前記ＡＣ巻線を駆動する第１の駆動手段と、ＤＣ巻線電圧信号によりＤＣ巻線を駆動する第２の駆動
手段とを設けたことを特徴とする電圧駆動回路。
【請求項２】前記ＡＣ巻線の中心タップは接地される
ことを特徴とする請求項１記載の電圧駆動回路。
【請求項３】前記第１の駆動手段は、前記ＡＣ巻線に
発生する逆起電力電圧を抑制する抑制手段を有すること
を特徴とする請求項２記載の電圧駆動回路。
【請求項４】前記第１の駆動手段は、前記ＡＣ巻線の
第１相側を駆動する第１の非反転演算増幅器と前記ＡＣ
巻線の第２相側を駆動する第２の反転演算増幅器とを有
し、前記第１及び第２の演算増幅器は、それぞれ第１入力信
号としての三角波電圧信号と前記ＡＣ巻線の第１及び第
２の相側に生じる電圧を表わす第２入力信号を受信する
ことを特徴とする請求項１記載の電圧駆動回路。
【請求項５】前記第１の駆動手段は、更に前記第１及
び第２の演算増幅器の出力にそれぞれ結合された第１及
び第２の低出力インピーダンスエミッタホロワー素子を
有することを特徴とする請求項４記載の電圧駆動回路。
【請求項６】前記第２の駆動手段は、前記ＡＣ巻線と
ＤＣ巻線との間の角度ずれを補正するために前記ＡＣ巻
線から得られた電圧フィードバック信号を用いるための
手段を有することを特徴とする請求項１記載の電圧駆動
回路。
【請求項７】前記第２の駆動手段は、ＤＣ電圧信号と
前記電圧フィードバック信号とを結合するための演算増
幅器を有することを特徴とする請求項６記載の電圧駆動
回路。
【請求項８】前記第２の駆動手段は、前記ＡＣ巻線と
ＤＣ巻線との間の中心ずれを補正（補償）するために用
いられる前記ＡＣ巻線からマイクロステッピング電圧フ
ィードバック信号を得るための取得手段を有することを
特徴とする請求項７記載の電圧駆動回路。
【請求項９】前記第２の駆動手段は、前記ステータの
動的運動力を直線化するために前記ステータの速度減衰
を行うための手段を有することを特徴とする請求項６記
載の電圧駆動回路。
【請求項１０】前記第２の駆動手段は、低出力インピ
ーダンス駆動を供給するための手段を有することを特徴
とする請求項６記載の電圧駆動回路。
【請求項１１】前記三角波発生手段はコンデンサに直
接電流入力を断続させる手段からなり、演算増幅器に加
えられる出力信号を低減させるための抵抗分割ネットワ
ークに結合されたコンパレータを有し、このコンパレー
タの出力が周期的にコンデンサを充電することを特徴と
する請求項１記載の電圧駆動回路。
【請求項１２】前記コンデンサは温度補償コンデンサ
からなることを特徴とする請求項１１記載の電圧駆動回
路。
【請求項１３】巻線インダクタンス及びステータ／負
荷慣性によって生ずる位相遅れのような前記モータによ
って生じる位相遅れのための遅れ補償を行う走査開始遅
れ補償回路手段を有することを特徴とする請求項１記載
の電圧駆動回路。
【請求項１４】更に、前記ステッピングモータが非動
作状態である時を検出するモータ停止検出回路を有し、
このモータ停止検出回路の出力は前記ステッピングモー
タの非動作状態時にレーザ走査装置のレーザへの電源入
力を制限するために用いられることを特徴とする請求項
１記載の電圧駆動回路。
【請求項１５】前記モータ停止検出回路は、前記ステ
ッピングモータの逆起電力電圧が所定の電圧範囲内にあ
る時を検出する手段を有することを特徴とする請求項１
４記載の電圧駆動回路。