專利名稱：控制使用光電檢測(cè)器計(jì)時(shí)的共振掃描反射鏡的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)反射鏡，尤其涉及僅用激光光束偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)來(lái)控制共振掃描鏡的方法。
背景技術(shù)：
在僅給定光束偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)信息的情況下，在MEMS反射鏡技術(shù)領(lǐng)域中需要而且最好是提供一種技術(shù)用于控制振動(dòng)鏡式檢流計(jì)(galvanometer)偏轉(zhuǎn)的激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移。
發(fā)明概述本發(fā)明針對(duì)在僅給定光束偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)(timing)信息的情況下，用于控制由振動(dòng)鏡式檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)的激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移(offset)的系統(tǒng)和方法。
根據(jù)一實(shí)施例，控制共振掃描鏡的方法包括以下步驟根據(jù)共振掃描鏡的移動(dòng)測(cè)量與由共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)的激光束相關(guān)的偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)；以及根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)控制激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移。
根據(jù)另一實(shí)施例，控制共振掃描鏡的方法包括以下步驟提供兩個(gè)與共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心隔開(kāi)相同間距的光檢測(cè)器；測(cè)量在兩個(gè)光檢測(cè)器之間響應(yīng)共振掃描鏡的移動(dòng)而移動(dòng)的激光束的時(shí)間增量；以及根據(jù)時(shí)間增量的測(cè)量來(lái)控制激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移。
根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，用于控制由振動(dòng)鏡式檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)的激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的系統(tǒng)包括共振掃描鏡；一對(duì)與共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心隔開(kāi)相同間距的光檢測(cè)器；用于計(jì)算在這對(duì)光檢測(cè)器之間移動(dòng)的偏轉(zhuǎn)激光束的時(shí)間和和/或時(shí)間差的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯；用于根據(jù)時(shí)間和和/或時(shí)間差來(lái)計(jì)算控制作用力的數(shù)字處理器；用于將該控制作用力轉(zhuǎn)換為電壓的一對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)；用于根據(jù)該控制作用力來(lái)產(chǎn)生正弦波的正弦波產(chǎn)生器；以及用于根據(jù)該正弦波產(chǎn)生共振掃描鏡的電機(jī)線圈電壓的電壓放大器。
附圖概述結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明將更清楚本發(fā)明，本發(fā)明的其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)也更易理解，，其中

圖1是說(shuō)明靠近偏轉(zhuǎn)激光束的共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)范圍兩端的兩個(gè)光檢測(cè)器的圖示；圖2是說(shuō)明在偏轉(zhuǎn)的激光束從一側(cè)掃到另一側(cè)時(shí)由圖1中描述的兩個(gè)光檢測(cè)器產(chǎn)生的數(shù)字脈沖的波形圖；圖3是說(shuō)明針對(duì)圖2所示的數(shù)字脈沖的偏轉(zhuǎn)的激光束幅度和波形計(jì)時(shí)之間的關(guān)系的示意圖；圖4是說(shuō)明針對(duì)圖1所示的系統(tǒng)的確定時(shí)間tsum和激光束偏轉(zhuǎn)幅度及偏移之間的函數(shù)關(guān)系的三維圖；圖5是說(shuō)明針對(duì)圖1所示的系統(tǒng)的確定時(shí)間tdiff和激光束偏轉(zhuǎn)幅度及偏移之間的函數(shù)關(guān)系的三維圖；圖6是說(shuō)明用于控制偏轉(zhuǎn)的激光束的幅度和偏移并適于與圖1所示的系統(tǒng)一起使用以便通過(guò)測(cè)量從初始檢測(cè)到激光束在左傳感器處到檢測(cè)到激光束在右傳感器處的時(shí)間來(lái)控制偏轉(zhuǎn)的激光束的幅度和偏移的完整系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的原理圖；圖7示出圖6所示的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯電路的更詳細(xì)的原理圖；圖8示出圖7所示的狀態(tài)機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器(state machine signal conditioner)的更詳細(xì)的原理圖；圖9是說(shuō)明用于保持和圖6-8所示的系統(tǒng)相關(guān)的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的電子控制回路的拓?fù)涞南到y(tǒng)框圖；圖10是說(shuō)明兩個(gè)反射鏡和單個(gè)激光檢測(cè)器的實(shí)物圖，每個(gè)反射鏡靠近和偏轉(zhuǎn)激光束的共振掃描鏡相關(guān)的偏轉(zhuǎn)范圍的一端；圖11是描述由激光檢測(cè)器觀察到的共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)的激光束的正弦位移，以及由圖10所示的共振掃描鏡的作用力函數(shù)(forcing function)產(chǎn)生的窗函數(shù)(window function)的波形圖；圖12描述了利用圖11所示的窗函數(shù)和檢測(cè)器輸出信號(hào)產(chǎn)生的兩個(gè)輸出信號(hào)；圖13與圖3類似，并示出偏轉(zhuǎn)的激光束幅度和圖12所示的正向脈沖的長(zhǎng)度之間的關(guān)系；圖14示出圖6所示并適于通過(guò)圖10所示的系統(tǒng)使用的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯電路的另一個(gè)更詳細(xì)的原理圖；以及圖15示出圖14所示的狀態(tài)機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器的更詳細(xì)的原理圖。
雖然以上附圖闡述了具體實(shí)施方式
，但在討論中注意到，本發(fā)明的其它實(shí)施例也被考慮到。在所有的情況下，這里揭示的是代表性但非限制本發(fā)明的實(shí)施例。本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)在本發(fā)明原理的范圍和精神內(nèi)的多種其它的修改和實(shí)施方式。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明以下參考圖1-9討論的本發(fā)明的特殊實(shí)施例。針對(duì)在僅給定光束偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)信息的情況下，用于控制振動(dòng)鏡式檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)的激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的系統(tǒng)和方法。
首先參看圖1，圖示說(shuō)明了靠近偏轉(zhuǎn)激光束的共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)范圍兩端的兩個(gè)光檢測(cè)器10、12。已知每個(gè)光檢測(cè)器10、12與偏轉(zhuǎn)中心18的距離相同。當(dāng)光束從一側(cè)20掃到另一側(cè)22時(shí)，光檢測(cè)器10、12將產(chǎn)生如圖2所示的脈沖。
圖2是說(shuō)明當(dāng)偏轉(zhuǎn)激光束16從一側(cè)20掃到另一側(cè)22的時(shí)候，圖1所示的兩個(gè)光檢測(cè)器10、12產(chǎn)生的數(shù)字脈沖的波形圖。偏轉(zhuǎn)幅度和偏移通過(guò)以下的關(guān)系式和傳感器10、12時(shí)間關(guān)聯(lián)det pos＝ref＝Acos(ωtn)+b。
(1)如果檢測(cè)器10、12位于接近所需的完全偏轉(zhuǎn)幅度的70％處，則隨后每個(gè)檢測(cè)器10、12的脈沖出現(xiàn)在不同的單位圓象限中。對(duì)每個(gè)分別的象限，方程(1)變?yōu)?ref-b)A=cos(-ωt0),]]>(ref-b)A=cos(ωt1),]]>(ref+b)A=cos(π-ωt2),]]>以及(ref+b)A=cos(ωt3-π)]]>當(dāng)偏轉(zhuǎn)幅度很小時(shí)，從t0到t1的時(shí)間和從t2到t3的時(shí)間將變短。同樣地，當(dāng)偏轉(zhuǎn)幅度很大時(shí)，這些時(shí)間增量將變大；所以測(cè)量這些時(shí)間將產(chǎn)生一作為幅度的函數(shù)的值。圖3是說(shuō)明針對(duì)圖2所示的數(shù)字脈沖的偏轉(zhuǎn)的激光束幅度和波形計(jì)時(shí)之間關(guān)系的示意圖。該函數(shù)可以簡(jiǎn)明地寫(xiě)為tleft=t1-t0=1w(cos-1(ref-bA)+cos-1(ref-bA))]]>=2wcos-1(ref-bA)]]>tright=2wcos-1(ref+bA)]]>隨后，定義為tsum的值可以寫(xiě)為tsum=tleft+tright=2w(cos-1(ref-bA)+cos-1(ref+bA)).......(2)]]>可以看到，當(dāng)對(duì)光束16的偏轉(zhuǎn)有正偏移時(shí)，計(jì)時(shí)tleft將增加而計(jì)時(shí)tright將降低。鑒于以上所述，隨后可以將記錄偏轉(zhuǎn)偏移tdiff的值可以定義為tdiff＝tleft-tright(3)解方程(2)得到A并解方程(3)得到b，隨后，示出計(jì)時(shí)測(cè)量和幅度及偏移之間的關(guān)系為A=refcos(ω4tsum)cos(ω4tdiff)........(4)]]>b=reftan(ω4tsum)tan(ω4tdiff)........(5)]]>隨后可以示出在理想工作點(diǎn)(當(dāng)偏移b為0且基準(zhǔn)值為偏轉(zhuǎn)幅度A的70.7％時(shí))附近，方程(4)和(5)可以分別近似為A≈refcos(ω4tsum)]]>以及b≈reftan(ω4tdiff)]]>圖4是說(shuō)明針對(duì)圖1所示的系統(tǒng)拓?fù)渌x時(shí)間tsum和激光束偏轉(zhuǎn)幅度A及偏移b之間的函數(shù)關(guān)系的三維圖。圖5是說(shuō)明針對(duì)圖1所示的系統(tǒng)所定義的時(shí)間tdiff和激光束偏轉(zhuǎn)幅度A及偏移b之間的函數(shù)關(guān)系的三維圖。在這種情況下，偏轉(zhuǎn)以反射鏡14旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)測(cè)量；而時(shí)間是以1MHz為時(shí)鐘周期。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)實(shí)際上，更高的頻率周期可以用來(lái)增加分辨率。參看圖4和5，可以看到在某些振幅A或偏移b處，偏轉(zhuǎn)的激光束16將不會(huì)同時(shí)通過(guò)檢測(cè)器10、12；因此只能產(chǎn)生4個(gè)檢測(cè)器脈沖中的兩個(gè)。在這種情況下，失去的tleft或tright值被定義為0。隨后的結(jié)果是存在控制器必須考慮的三種狀態(tài)。它們可以描述為1)沒(méi)有檢測(cè)操作開(kāi)環(huán)并逐步增加幅度控制；2)只有左或右的檢測(cè)幅度和偏移增益為～半(half)，因此將控制器增益加倍；和3)可得到兩個(gè)檢測(cè)器時(shí)間使用以上描述的增益。
繼續(xù)參考圖4和5，可以看到和幅度相關(guān)的tsum表面的斜率是約40時(shí)鐘節(jié)拍/度(clock/degree)；而和偏移相關(guān)的tdiff表面的斜率是約60時(shí)鐘節(jié)拍/度(靠近理想工作點(diǎn))。因此，可以看到充分測(cè)量可以用來(lái)控制激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移。
鑒于以上所述，現(xiàn)在，在下面闡述關(guān)于MEMS反射鏡14的線圈驅(qū)動(dòng)器的討論。如果光束偏轉(zhuǎn)方程被重新安排來(lái)根據(jù)光束通過(guò)工作區(qū)域的時(shí)間的話，即從t1到t2，則幅度可以表示為A=refsin(ωt2-t12)......(6)]]>因此，如果檢測(cè)器10、12的偏轉(zhuǎn)角度和反射鏡14的掃描頻率是已知的，則可以計(jì)算使光束從左側(cè)檢測(cè)器10掃到右側(cè)檢測(cè)器12所需時(shí)間的幅度。
由于改變幅度的系統(tǒng)的靈敏度可以由方程(6)計(jì)算，則必須保持的幅度中的變化如下所示來(lái)確定，如果已知可以允許的周期變化并且如果該周期約為ΔT。
T=2ωsin-1(yA)=2ωsin-1(a)]]>對(duì)于 y＝aAdTdA=-2yω2A2(1-y2A2)12]]>dT=-2ωa(1-a2)12dAA]]>如果使檢測(cè)器10、12位于完全偏轉(zhuǎn)的70.7％處，則隨后幅度的百分?jǐn)?shù)變化可以如下表示為計(jì)時(shí)增量變化的函數(shù)。
dAA=πfdT=6283dT..........(7)]]>
而對(duì)于10個(gè)毫微秒的時(shí)間變化，dT，方程(7)變?yōu)閐AA≈2-14]]>因此，放大器上至少14比特的分辨率對(duì)于控制反射鏡14的偏轉(zhuǎn)是必要的。
圖6是說(shuō)明用于控制偏轉(zhuǎn)的激光束16的幅度并適于與圖1所示的系統(tǒng)一起使用以便通過(guò)測(cè)量從初始檢測(cè)到激光束20在左檢測(cè)器10處到檢測(cè)到激光束22在右傳感器12處的時(shí)間來(lái)控制偏轉(zhuǎn)的激光束16的幅度的完整系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化的原理圖。系統(tǒng)100包括左光檢測(cè)器10；右光檢測(cè)器12；計(jì)算左和右檢測(cè)器10、12的時(shí)間和和差的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯102；用于計(jì)算控制作用力的數(shù)字處理器104；將控制作用力值轉(zhuǎn)換為電壓的幅度DAC106和偏移DAC108；通過(guò)控制作用力來(lái)調(diào)制其幅度的正弦波產(chǎn)生器110；以及用于驅(qū)動(dòng)反射鏡電機(jī)線圈114的電壓放大器112。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，線圈114由利用晶體控制的PWM信號(hào)來(lái)產(chǎn)生正弦驅(qū)動(dòng)波形的H橋(H-bridge)電壓放大器驅(qū)動(dòng)，其中，例如，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度通過(guò)16比特的DAC控制。
圖7示出圖6所示的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯電路102的更詳細(xì)的原理圖。計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯電路102能用于測(cè)量上述tleft和tright時(shí)間間隔(該時(shí)間是從左檢測(cè)器10到左檢測(cè)器10以及從右檢測(cè)器12到右檢測(cè)器12)。
圖8示出圖7所示的狀態(tài)機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器116的更詳細(xì)的示意圖。該狀態(tài)機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器116的設(shè)計(jì)是根據(jù)以下所示的真值表1的。
真值表1
圖9是說(shuō)明用于保持和圖6-8所示的系統(tǒng)相關(guān)的偏轉(zhuǎn)幅度的5階數(shù)字控制回路的拓?fù)涞南到y(tǒng)框圖。虛線下的框表示由代碼實(shí)現(xiàn)的功能。
圖10是說(shuō)明包括遠(yuǎn)反射鏡202、近反射鏡204和單個(gè)激光檢測(cè)器206的系統(tǒng)200的實(shí)物圖，其中每個(gè)反射鏡都靠近和偏轉(zhuǎn)由激光產(chǎn)生器產(chǎn)生的激光束210的共振掃描鏡208有關(guān)的偏轉(zhuǎn)范圍的一端。共振掃描鏡208產(chǎn)生大于打印機(jī)光學(xué)裝置212的范圍的激光束210正弦位移。當(dāng)偏轉(zhuǎn)的激光束(圖10中標(biāo)為230和240)通過(guò)遠(yuǎn)或近反射鏡202、204(它們是固定位置的反射鏡)時(shí)，光束214、216反射到單個(gè)激光檢測(cè)器206。
圖11是描述由激光檢測(cè)器206觀察到的共振掃描鏡208偏轉(zhuǎn)的激光束的正弦位移，以及由圖10所示的共振掃描鏡208的作用力函數(shù)產(chǎn)生的窗函數(shù)242的波形圖。
圖12描述了利用圖11所示的窗函數(shù)242和檢測(cè)器206輸出信號(hào)250產(chǎn)生的兩個(gè)輸出信號(hào)244、246。如果圖11所示的正弦波252的振幅由正向的脈沖244、246從“在或超過(guò)(At or Beyond)”信號(hào)算起的長(zhǎng)度表示，則脈沖變長(zhǎng)表示幅度增大。
圖13描述了類似于圖3所示的示意圖，并示出偏轉(zhuǎn)的激光束幅度和圖12所示的正向脈沖244、246之間的關(guān)系。隨后，正弦波252的總幅度表示為遠(yuǎn)反射鏡202的脈沖長(zhǎng)度加上近反射鏡204的脈沖長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。從某個(gè)預(yù)期的總長(zhǎng)度減去該結(jié)果來(lái)產(chǎn)生隨后可以反饋到控制器以便通過(guò)修改共振掃描鏡208上的作用力函數(shù)的幅度來(lái)管理正弦波252幅度的幅度誤差。
如果正弦波252不在遠(yuǎn)和近反射鏡202、204之間的中心，則來(lái)自遠(yuǎn)和近反射鏡202、204的脈沖244、246的寬度將在長(zhǎng)度上不同。從一個(gè)脈沖長(zhǎng)度減去另一個(gè)脈沖長(zhǎng)度得到從圖10所示的中心220的正弦波的有效偏移。該偏移可以類似地被反饋到控制器，以便通過(guò)修改共振掃描鏡208上的作用力函數(shù)的偏移來(lái)管理正弦波252的偏移。
圖14示出圖6所示的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯電路102的另一個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)的原理圖。當(dāng)計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯電路102使用圖14所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，控制系統(tǒng)100也適于通過(guò)圖10所示的檢測(cè)器200系統(tǒng)使用?？梢钥吹?，檢測(cè)器系統(tǒng)200響應(yīng)單個(gè)檢測(cè)器信號(hào)250和窗信號(hào)242。
圖15示出圖14所示的狀態(tài)機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器300的更詳細(xì)的原理圖。該狀態(tài)機(jī)信號(hào)調(diào)節(jié)器300的設(shè)計(jì)是根據(jù)以下所示的真值表2的。
真值表2
鑒于以上所述，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明提出了MEMS反射鏡控制器的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的重要的改進(jìn)。此外，為了向共振掃描鏡控制器的技術(shù)領(lǐng)域的熟練的技術(shù)人員提供應(yīng)用該新穎的原理和構(gòu)建和使用這種特別的部件所需的信息，相當(dāng)詳細(xì)的描述了本發(fā)明。鑒于先前的描述，明顯的是本發(fā)明提供了在構(gòu)建及操作方面與現(xiàn)有技術(shù)之間有存在重大改變。但是，雖然此處詳細(xì)地描述了本發(fā)明的特殊的實(shí)施例，但可以理解的是如所附權(quán)利要求所定義的，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行各種變化、修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種控制共振掃描鏡的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟測(cè)量與響應(yīng)共振掃描鏡的移動(dòng)來(lái)由共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)的激光束相關(guān)的偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)；以及根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)控制所述激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測(cè)量與響應(yīng)共振掃描鏡的移動(dòng)而由共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)的激光束相關(guān)的偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的步驟包括測(cè)量?jī)蓚€(gè)從共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心以相同間距隔開(kāi)的光檢測(cè)器之間的時(shí)間增量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)控制所述激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的步驟包括通過(guò)將增益應(yīng)用到激光束穿越和第一光檢測(cè)器相關(guān)的預(yù)定視野場(chǎng)的時(shí)間和激光束穿越和第二光檢測(cè)器相關(guān)的預(yù)定視野場(chǎng)的時(shí)間的和來(lái)計(jì)算偏轉(zhuǎn)幅度，其中所述兩光檢測(cè)器與共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心隔開(kāi)大體相同間距。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)控制所述激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的步驟包括通過(guò)將增益應(yīng)用到激光束橫過(guò)和第一光檢測(cè)器相關(guān)的預(yù)定視野場(chǎng)的時(shí)間和激光束橫過(guò)和第二光檢測(cè)器相關(guān)的預(yù)定視野場(chǎng)的時(shí)間的差來(lái)計(jì)算偏轉(zhuǎn)偏移，其中所述兩光檢測(cè)器與共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心隔開(kāi)大體相同間距。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)控制所述激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的步驟包括以下步驟根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)計(jì)算幅度數(shù)據(jù)；將所述幅度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制電壓；以及通過(guò)所述控制電壓驅(qū)動(dòng)和所述共振掃描鏡相關(guān)的電機(jī)線圈。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)計(jì)算幅度數(shù)據(jù)的步驟包括通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量計(jì)算幅度數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)控制所述激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的步驟包括以下步驟根據(jù)偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)的測(cè)量來(lái)計(jì)算脈沖寬度數(shù)據(jù)；將所述脈沖寬度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制電壓；以及通過(guò)所述控制電壓驅(qū)動(dòng)和所述共振掃描鏡相關(guān)的電機(jī)線圈。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將脈沖寬度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制電壓的步驟包括以下步驟通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器將脈沖寬度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓；以及通過(guò)電壓放大器處理所述電壓來(lái)產(chǎn)生共振掃描鏡電機(jī)線圈驅(qū)動(dòng)電壓。
9.一種用于控制振動(dòng)鏡式檢流計(jì)的激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括共振掃描鏡；光檢測(cè)器系統(tǒng)，它用來(lái)根據(jù)所述共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)的激光束來(lái)產(chǎn)生輸出信號(hào)；計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯，它用來(lái)根據(jù)所述光檢測(cè)器的輸出信號(hào)來(lái)計(jì)算和偏轉(zhuǎn)的激光束相關(guān)的時(shí)間和和/或時(shí)間差；數(shù)字處理器，它用來(lái)根據(jù)所述時(shí)間和和/或時(shí)間差來(lái)計(jì)算控制作用力；一對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，它們用來(lái)將所述控制作用力轉(zhuǎn)換為電壓；正弦波產(chǎn)生器，它用來(lái)根據(jù)所述控制作用力來(lái)產(chǎn)生正弦波；以及電壓放大器，它用來(lái)根據(jù)所述正弦波產(chǎn)生共振掃描鏡的電機(jī)線圈電壓。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括第一DAC，它用于控制所述偏轉(zhuǎn)的激光束的幅度；以及第二DAC，它用于控制所述偏轉(zhuǎn)的激光束的偏移。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光檢測(cè)器系統(tǒng)包括一對(duì)與共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心隔開(kāi)相同間距的光檢測(cè)器，其中的計(jì)時(shí)檢測(cè)邏輯用來(lái)計(jì)算在所述一對(duì)光檢測(cè)器之間移動(dòng)的偏轉(zhuǎn)激光束相關(guān)的時(shí)間和及時(shí)間差。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光檢測(cè)器系統(tǒng)包括一對(duì)反射鏡，它們與共振掃描鏡的偏轉(zhuǎn)范圍中心隔開(kāi)相同間距；以及單個(gè)光檢測(cè)器，它用來(lái)根據(jù)由所述共振掃描鏡偏轉(zhuǎn)的激光束來(lái)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
全文摘要
提供了在已知光束偏轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)信息的情況下，用于控制振動(dòng)鏡式檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)的激光束的偏轉(zhuǎn)幅度和偏移的系統(tǒng)和方法。
文檔編號(hào)H04N1/113GK1493895SQ0315939
公開(kāi)日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者M·D·哈根, J·E·諾克松, A·M·特納, M D 哈根, 特納, 諾克松 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司