專利名稱：用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，所述條形碼閱讀器用來通過從發(fā)光元件發(fā)射出地激光束來掃描條形碼圖案即所要掃描的對象，本發(fā)明更具體地說涉及用于有效地驅(qū)動用于這種活動反射鏡的線圈的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，在許多商店中的貨物銷售管理以及在許多工廠中產(chǎn)品的生產(chǎn)控制通常是通過光學(xué)地讀出附著在這些貨物或產(chǎn)品上的條形碼的數(shù)字信息來進(jìn)行的。通常，這些條形碼是這樣被讀出的通過將光束發(fā)射到條形碼上并且掃描該條形碼然后通過光電轉(zhuǎn)換器將反射光束的強度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，從而基于所探測出的信號的組合讀取信息。
如在圖4的示意圖中所示，光投射透鏡3使從發(fā)光元件1中發(fā)射出的光束聚集。然后，該光束反射離開掃描反射鏡(活動反射鏡)5的鏡子7并且照射到所要掃描的對象的條形碼圖案9上。為了引導(dǎo)該光束掃過條形碼圖案9的整個區(qū)域，鏡子7進(jìn)行擺動。這種擺動是通過將連接在鏡子7上的磁性部件(磁鐵)11安放在驅(qū)動線圈13中來實現(xiàn)的。使在正負(fù)方向之間以恒定的頻率交替變化的電流流過該驅(qū)動線圈13，該線圈吸引并排斥所述磁鐵11。因此，鏡子7就繞著樞軸15擺動。
另一方面，照射到條形碼圖案9上的光產(chǎn)生漫反射并且根據(jù)條形碼的黑白圖案以不同的光量部分返回到鏡子7上。聚光透鏡17在光接收元件19將這些反射光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號之前收集這種變化的反射光。要注意的是，在光接收元件19前面設(shè)有帶通濾波器(BPF)21，以便通過消除發(fā)射光的頻率之外的不必要的光分量來提高閱讀精確度。
在圖5中所示的為用于作為上述閱讀設(shè)備的例子的條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)。在所示的當(dāng)前實施例中，所述活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)包括活動反射鏡5，它以擺動方式安裝在外殼23中；磁鐵11，它牢牢地連接在活動反射鏡5上；驅(qū)動線圈13，用來產(chǎn)生施加在磁鐵5上以使活動反射鏡5擺動的磁力；開口25，用來讓來自發(fā)光元件1并且由活動反射鏡5反射的激光束能夠行進(jìn)到外殼23外面，并且還允許來自條形碼圖案9的光能夠返回到外殼23內(nèi)部；以及光接收元件19，用來接收返回的光。通過將外殼23裝在框架(未示出)中來形成條形碼閱讀器。
如上所述，該活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)能夠通過提供穿過驅(qū)動線圈的交變電流(例如，大約20Hz)來使活動反射鏡擺動。順便說一下，活動反射鏡的擺動系統(tǒng)具有其固有諧振頻率。這意味著，在以諧振頻率驅(qū)動的情況下活動反射鏡可以以最小能量或最有效地擺動。但是，不幸的是，即使可以將活動反射鏡的擺動系統(tǒng)的設(shè)計條件設(shè)定在具有例如20Hz的諧振頻率，但是由于機械損失例如擺動系統(tǒng)的質(zhì)量平衡和摩擦阻力，實際的諧振頻率很容易偏離預(yù)定的諧振頻率。如果該擺動系統(tǒng)以諧振頻率之外的設(shè)計頻率驅(qū)動時，則會出現(xiàn)以下問題，例如需要額外的驅(qū)動能量、擺動操作不穩(wěn)定以及該活動反射鏡以異常的角度擺動。在這種情況下，在條形碼上的掃描變得不穩(wěn)定并且條形碼的讀取變得更不精確。
對于這種問題的典型解決方案是，如在圖6中所示探測出由驅(qū)動線圈和磁鐵的相對運動所引起的反電動勢。從該反電動勢中得到活動反射鏡的驅(qū)動頻率，并且根據(jù)活動反射鏡的擺動條件來進(jìn)行使驅(qū)動電流流過驅(qū)動線圈的驅(qū)動控制。為進(jìn)行這種控制而作的常規(guī)反驅(qū)動力采用如圖7中所示的單驅(qū)動線圈。換句話說，單線圈通常用作驅(qū)動線圈并且用來探測驅(qū)動頻率。
單線圈的這種雙重用途有助于小型化。但是，探測反電動勢所需要的匝數(shù)是驅(qū)動所需要的匝數(shù)的好幾倍。這意味著，為了使單線圈用于上述兩個用途，該線圈必須具有至少能夠探測反電動勢的匝數(shù)，這個匝數(shù)對于獲得所要求的驅(qū)動力而言太多了。還有，共享單個線圈妨礙了針對相應(yīng)的用途來選擇最優(yōu)的導(dǎo)線直徑，從而限制了線圈的優(yōu)化，不能改善線圈的效率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)技術(shù)的上述缺點，需要一種用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，該機構(gòu)與采用單個線圈用于驅(qū)動和電動勢探測用途的情況相比能夠使整個線圈最優(yōu)化。
因此，本發(fā)明的一個方面在于，提供一種用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，其中從發(fā)光元件中發(fā)射出的激光束通過活動反射鏡反射，該激光束掃描過所要掃描的對象，從所要掃描的對象返回的光束被活動反射鏡反射，從而該光束可以由光接收元件來接收。該機構(gòu)的特征在于，設(shè)有被支撐得可繞著樞軸擺動的活動反射鏡、牢牢地連接在該活動反射鏡上的磁鐵以及與磁鐵的磁通鏈接的線圈，其中所述線圈是一種雙線圈，它具有用于驅(qū)動活動反射鏡的驅(qū)動線圈以及采用比驅(qū)動線圈導(dǎo)線直徑更小的電線與驅(qū)動線圈一體繞制、匝數(shù)多于驅(qū)動線圈的電動勢探測線圈。
上述方案的雙線圈的使用有助于優(yōu)化條形碼閱讀器活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)中的用于不同目的的相應(yīng)線圈。換句話說，驅(qū)動線圈與電動勢探測線圈相比匝數(shù)更少并且導(dǎo)線直徑更大，從而通過提供更大的電流來形成更大的驅(qū)動力。另一方面，電動勢探測線圈可以使用比驅(qū)動線圈直徑更小的導(dǎo)線以及更多的匝數(shù)，從而獲得較大的電動勢。因此，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中的線圈浪費，從而總體上實現(xiàn)了高效率且小型化的線圈。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)的特征在于，驅(qū)動線圈纏繞在電動勢探測線圈的外面。如上所述，電動勢探測線圈探測電動勢所需要的匝數(shù)比驅(qū)動線圈更多。因此，根據(jù)當(dāng)前實施方案的電動勢探測線圈纏繞在可以實現(xiàn)更高探測效率的內(nèi)部位置處即在比驅(qū)動線圈更靠里的位置處，所以其匝數(shù)可以減少。換句話說，由這些線圈所占據(jù)的體積與將驅(qū)動線圈纏繞在電動勢探測線圈內(nèi)部的情況相比可以減小，從而使整個雙線圈小型化。
根據(jù)本發(fā)明的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)的另一個方面是這樣一種類型，其中從發(fā)光元件中發(fā)射出的激光束被活動反射鏡反射，使反射鏡擺動以掃描整個所要掃描的對象，從所要掃描的對象返回的光束被活動反射鏡反射，從而由光接收元件接收。該結(jié)構(gòu)的特征在于包括被支撐得可繞著樞軸擺動的活動反射鏡，牢牢地連接在該活動反射鏡上的磁鐵以及與磁鐵的磁通鏈接的線圈，其中所述線圈形成有中間抽頭，該抽頭用作劃分用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈和電動勢探測線圈的邊界。
在如上所述的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)中，設(shè)有中心抽頭的與磁鐵磁通鏈接的線圈被分成用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈和電動勢探測線圈，從而使得能夠優(yōu)化各相應(yīng)目的的線圈的匝數(shù)。也就是說，驅(qū)動線圈的匝數(shù)小于電動勢探測線圈但是被設(shè)計成能夠提供更大的電流以形成更大的驅(qū)動力。另一方面，該電動勢探測線圈的匝數(shù)大于驅(qū)動線圈以獲得較大的電動勢。這種特殊的結(jié)構(gòu)與用于兩個用途的傳統(tǒng)單線圈相比提高了線圈的效率。另外，可以連續(xù)地纏繞單直徑導(dǎo)線以在中心抽頭兩側(cè)具有預(yù)定的用途所需要的最優(yōu)匝數(shù)。


從本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的示例性實施方案中并結(jié)合附圖將更加了解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點，其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)的剖視圖2為在圖1中的線圈的放大的剖視圖3顯示出由電動勢探測線圈探測出的電動勢的波形；
圖4為用來說明傳統(tǒng)的光學(xué)閱讀結(jié)構(gòu)的示意圖5為用于條形碼閱讀器的傳統(tǒng)的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)的剖視圖6顯示出由公用線圈探測出的反電動勢的波形；并且
圖7為在圖6中的線圈的剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)的優(yōu)選實施方案進(jìn)行說明。
根據(jù)本發(fā)明的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)31的一個實施例包括外殼33；設(shè)置在外殼33中的發(fā)光元件35；以擺動的方式安裝在外殼33中的活動反射鏡37；由磁性部件制成的牢牢地連接在活動反射鏡37上的磁鐵39；用于通過與磁鐵的磁相互作用使活動反射鏡37擺動的線圈41；開口45，通過該開口，從發(fā)光元件35射出并且由活動反射鏡反射的激光束行進(jìn)到外殼33的外面，從所掃描的對象上的條形碼43反射的光返回進(jìn)入外殼33；以及用于接收來自活動反射鏡37的返回光的光接收元件47。
所述活動反射鏡37被設(shè)計成繞著樞軸49擺動。牢牢地連接在活動反射鏡37上的磁鐵39產(chǎn)生出與線圈41鏈接的磁通。由于使活動反射鏡37擺動的結(jié)果，線圈41中的磁通變化，從而在線圈41中感應(yīng)出電動勢。該電動勢的幅度與和線圈41鏈接的磁通變化速率和線圈41的匝數(shù)的乘積成正比。
如圖2中所示，線圈41是一種雙線圈，它包括用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈51以及電動勢探測線圈53。電動勢探測線圈53與驅(qū)動線圈51纏繞在一起并且與驅(qū)動線圈51相比具有更小的導(dǎo)線直徑以及更多的匝數(shù)。要注意的是，這個實施方案的線圈41是雙層線圈，其中驅(qū)動驅(qū)動線圈51纏繞在電動勢探測線圈53的外面。
在用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)31中，當(dāng)在驅(qū)動線圈51中以固定的間隔提供例如正負(fù)電流(交變電流)時，磁鐵39相對于驅(qū)動線圈51被吸引和排斥，從而使該活動反射鏡繞著樞軸49擺動。同時，活動反射鏡的這種擺動使得與線圈41鏈接的磁通發(fā)生變化，從而在電動勢探測線圈53中感應(yīng)出電動勢。圖3顯示出電動勢的波形?？梢詮乃綔y出的電動勢的波形獲得驅(qū)動頻率即活動反射鏡37的固有諧振頻率。
通過控制裝置(未示出)根據(jù)電動勢探測線圈53中的驅(qū)動頻率以這樣的方式來控制用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)31，即在進(jìn)行反饋控制的同時與驅(qū)動頻率同步地在驅(qū)動線圈51中提供驅(qū)動電流。這就吸收了每個活動反射鏡的驅(qū)動頻率的變化，從而實現(xiàn)最有效(最小能耗)地驅(qū)動活動反射鏡37。
在用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)31中，用于與磁鐵39的磁通鏈接的線圈41是一種雙線圈，它包括用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈51以及與驅(qū)動線圈51一體地纏繞并且與驅(qū)動線圈51相比具有更小的導(dǎo)線直徑和更多的匝數(shù)的電動勢探測線圈53。這有助于優(yōu)化這兩個用于執(zhí)行不同功能的相應(yīng)線圈。換句話說，驅(qū)動線圈51與驅(qū)動線圈51相比具有更大的導(dǎo)線直徑和更少的匝數(shù)，從而與電動勢探測線圈53相比可以提供更大的電流穿過該線圈。相反，電動勢探測線圈53與驅(qū)動線圈51相比具有更小的導(dǎo)線直徑和更多的匝數(shù)，從而可以產(chǎn)生更大的電動勢。因此，與傳統(tǒng)的用于兩種功能的單線圈相比可以通過消除線圈的浪費來實現(xiàn)更高效率且小型化的線圈41。
另外，為了探測電動勢，需要具有比驅(qū)動線圈51更多的匝數(shù)的電動勢探測線圈53纏繞在比驅(qū)動線圈51更靠里的部分上，從而提高了探測效率。換句話說，因為可以減小電動勢探測線圈53的匝數(shù)，所以與將驅(qū)動線圈51纏繞在比電動勢探測線圈53更靠里的部分的情況相比，該線圈的總體積可以減小。這有助于使線圈41總體上最小化。
在下表1中示出了優(yōu)化在本發(fā)明的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)中使用的線圈的實施例
表1
在根據(jù)本發(fā)明以20Hz驅(qū)動例如0.047克的活動反射鏡的情況中，通過纏繞290匝直徑為0.05mm的導(dǎo)線來制成驅(qū)動線圈同時通過纏繞612匝直徑為0.04mm的導(dǎo)線來制成電動勢探測線圈，從而獲得最優(yōu)的結(jié)果。
雖然上述實施方案采用包括彼此分開的驅(qū)動線圈51和電動勢探測線圈53的雙線圈41，但是還可以采用形成有中心抽頭的單線圈來構(gòu)成用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)。用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈位于中心抽頭的一側(cè)處，電動勢探測線圈位于中心抽頭的另一側(cè)。
在該替代實施方案中，驅(qū)動線圈的匝數(shù)比電動勢探測線圈少，從而可以提供更大的電流穿過驅(qū)動線圈以獲得更大的驅(qū)動力。另一方面，電動勢探測線圈的匝數(shù)多于驅(qū)動線圈以產(chǎn)生出更大的電動勢，從而與使用單線圈來執(zhí)行兩種功能相比提高了線圈的效率。該替代實施方案能夠很容易通過連續(xù)地纏繞單直徑導(dǎo)線并且在適當(dāng)?shù)奈恢锰幵O(shè)置中心抽頭來提供具有最優(yōu)匝數(shù)的線圈。
雖然詳細(xì)地說明了本發(fā)明的有一定特殊性的優(yōu)選形式，但是顯然在其中可以有許多改變和變化。因此要理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下本發(fā)明可以以與這里具體所述的不一樣的方式實施。
權(quán)利要求
1.一種用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，其中從發(fā)光元件發(fā)射出的激光束被一活動反射鏡反射，所述活動反射鏡擺動，以使得該激光束掃過所要掃描的對象，從所要掃描的對象的返回光束被所述活動反射鏡反射而由光接收元件接收，所述機構(gòu)包括
被支撐得可繞著樞軸擺動的活動反射鏡；
牢牢地連接在該活動反射鏡上的磁性部件；以及
與所述磁性部件的磁通鏈接的線圈，其中
所述線圈是一種雙線圈，它具有用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈以及與驅(qū)動線圈一體地纏繞并且與所述驅(qū)動線圈相比具有更小的導(dǎo)線直徑和更多匝數(shù)的電動勢探測線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，其中所述驅(qū)動線圈纏繞在所述電動勢探測線圈的外面。
3.一種用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，其中從發(fā)光元件中發(fā)射出的激光束被一活動反射鏡反射，使反射鏡擺動以掃描整個所要掃描的對象，從所要掃描的對象返回的光束反射被所述活動反射鏡反射從而由光接收元件接收，該機構(gòu)包括有
被支撐得可繞著樞軸擺動的活動反射鏡；
牢牢地連接在所述活動反射鏡上的磁性部件；以及
與所述磁性部件的磁通鏈接的線圈，其中
所述線圈形成有中間抽頭，用來分開用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈和電動勢探測線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)，它與傳統(tǒng)的用于驅(qū)動和電動勢探測兩個用途的單線圈相比能夠在總體上優(yōu)化該線圈。這個用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)是這樣的，其中從發(fā)光元件中發(fā)射出的激光束被活動反射鏡反射，使反射鏡擺動以使激光束掃描整個所要掃描的對象，從所要掃描的對象返回的光束被活動反射鏡反射從而由光接收元件接收。所述用于條形碼閱讀器的活動反射鏡驅(qū)動機構(gòu)包括有被支撐得可繞著樞軸擺動的活動反射鏡；牢牢地連接在所述活動反射鏡上的磁性部件；以及與所述磁性部件的磁通鏈接的線圈。所述線圈是一種雙線圈，它包括用于使活動反射鏡擺動的驅(qū)動線圈以及與驅(qū)動線圈一體地纏繞并且與所述驅(qū)動線圈相比具有更小的導(dǎo)線直徑和更多匝數(shù)的電動勢探測線圈。
文檔編號G06K7/10GK1397906SQ02140749
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月16日
發(fā)明者鈴木圭吾, 相澤秀邦 申請人:索尼株式會社