CN1045830C - 复式马达速度控制器 - Google Patents

Abstract

一种反复扫描一目标的扫描装置，具有一激光发生器、二扫描马达和用于分别独立地控制扫描马达速度的复式马达速度控制电路，该复式马达速度控制电路包括：一用于利用从一输入所述复式马达速度控制电路的输入信号得到的频率信息控制第一马达的速度的第一马达控制电路；及一用于利用从所述输入信号得到的占空因数信息控制第二马达速度的控制电路。本发明的目的是减少控制马达速度的成本，并能产生多种扫描图形。

Description

复式马达速度控制器

本发明是有关读取条形码符号的激光扫描***，特别是有关在激光扫描装置中控制二扫描马达的复式马达速度控制器。

过去，随零售商利用识别商品的条形码符号的普及，开发了各种条形码阅读***及装置。现在大多数的条形码读取器是可移动手持型的激光扫描***。这些机器的使用者重视机器的大小、重量及电力消耗量。此类***之一是记载于美国专利4,496,831号的激光扫描条形码读取***。

记载于美国专利第4,496,831号的激光扫描条形码读取***有各种形状的可移动手持型扫描头，前述形状之一是枪型的外壳。为了收藏激光扫描头的各种零件，该外壳装备有把手和筒部。这些零件包含了如半导体激光二极管的小型光源、包括将光源所产生的光导向条形码符号的聚焦镜的小型光学***、检测从被扫描的条形码符号所反射的光的小型检测装置。

运转时，小型光学***将激光二极管所产生的光束聚焦，射向安装在扫描头筒部光路内的扫描装置，该扫描装置将激光光束横扫过条形码符号。扫描装置至少具有一个将光束扫过符号的长度方向的扫描马达，并且还可具有将光束扫过符号的宽度方向的第二马达。诸如镜子的光反射器安装在马达的轴上将光线导出出口部分射向记号。然后，检测器检测出符号所反射的光并加以处理，检测器一般是由像光电二极管的感光元件所组成。

各扫描马达的结构类似于简单的步进马达，其相异点是扫描马达是由控制装置所控制，这个控制装置是将马达的轴在小于360度的圆周方向振动，接着再向小于360度的相反的圆周方向振动，然后以高速度重复前述的循环而运转。

藉由使用两个扫描马达扫描符号时，能产生多行及全方位的扫描图形。例如为了扫描条形码符号，而作X方向和Y方向的双向扫描，会产生光栅型的扫描图形，若两个扫描马达是以正弦波式变化速率驱动的，则可得到搜索型的扫描图形。图形的大小和形状是可籍由调整反射镜的倾斜角度和/或扫描马达的角速度而控制。各种扫描图形记载于美国专利第4,251,798号、4,387,297号及4,871,904号中。这些扫描图形可以用于扫描如二维条形码或随机定向的符号等更复杂的符号。

为了监视扫描马达的速度，美国专利第4,709,195号公开了使用霍尔效应装置的条形码扫描器。更加详细的是，一个霍尔效应开关的输出信号被用来作为马达检测器的输入。马达检测器电路接收和频率(即马达速度)成比例的电压，将得到的电压和表示最低容许动作速度的基准电压比较，并输出表示马达的超速和速度过低状态的电压信号。这些电压信号被微处理器监视，以便能依照马达状态采取适当的措施。

现在，一种能提供分别控制激光扫描装置的二扫描马达速率的***是需要的。并且，更强烈追求在激光扫描装置所产生的激光扫描图形上，能给予灵活性的***。所以本发明的一个目的是提供具备前述功能的复式马达控制电路。

应用本发明的LS9000扫描器为“指示灯型”的扫描器。LS9000扫描器是以连续的模式运转的。扫描图形是从指示灯投射于桌上或地上。实际的扫描图形是以全方位读取条形码的搜索型的图形。

为了产生搜索型的扫描图形，使用了偏向激光光源二个反方向回转马达(参照后面图4)。通过二个马达速度比的改变产生各种搜索型扫描图形。

本发明的目的是减少控制马达速度的成本，并且提供能产生多数扫描图形的装置。

本发明是有关分别控制激光扫描***中所具备的二扫描马达的速度的复式马达速度控制电路。本发明的控制电路可应用于控制如SYMBOL TECHNOL0GY公司制造的LS9000激光扫描器的便携式扫描器的二扫描马达的速度，当然，本发明的原理和指导皆能适应且应用在任意形式的激光扫描装置。复式马达速度控制器利用一提供了激光扫描器板设定适当的扫描图形和马达速度所需的全部信息的输入信号，而使图形的选择更加灵活。为了达到分别控制二马达的速度，代表性的是由微处理器供给可变频率和占空因数的输入信号。输入的频率用于设定一个马达的速度，而包含在输入信号的占空因数内的信息是用于设定第一马达和第二马达的速度差。控制第一马达速度的初级电路包含一用于产生频率为第一马达所要求运转的频率的频率控制信号的计数装置和控制第一马达速度的反馈装置。控制第二马达速度的初级电路包含一根据输入信号的占空因数产生可变直流电压信号的积分装置和一借以使第二马达的速度依赖于上述可变直流电压信号的、用于控制第二马达速度的第二反馈电路。

本发明由于将输入扫描器座的控制线数目减少一条，故提供了减少控制二马达速度的成本的方法。所有的信息是以一个信号传送，然后送入不是微处理器板而是激光扫描器板中必要的元件。其结果缩减了微处理器印刷电路板实际的零件，同时也减少了连接件针脚数及导线的数量。

以下，将本发明的一个实施例结合附图做详细说明。

附图的简要说明：

图1是本发明复式马达速度控制器的电路结构图。

图2是复式马达速度控制器的环路响应特性的曲线图。

图3是激光扫描器的示意图。

图4是应用本发明的扫描器的示意图。

10马达控制电路

12输入

14第一马达控制电路

15频率控制信号

19输入信号积分电路

20频率差检测电路

30、31、32数字单稳多谐振荡器

22、42放大器

24、44马达驱动电路

60、70马达

参阅图1，符号10是表示控制激光扫描器的第一马达60和第二马达70的速度的复式马达速度控制电路。能组入控制电路10的手持型激光扫描器的一个例子如图3，容后说明。

如图1所示，为了分别控制第一及第二马达的速度，控制电路10被供给含有被使用的频率和占空因数要素的输入信号。复式马达速度控制电路10，基本上包括控制第一马达60速度的反馈***的第二马达控制回路14，和控制第二马达70速度的反馈***的第二马达控制回路16。构成第一马达控制回路14的初级电路包含电压频率差检测电路20、放大器/滤波器22、马达驱动电路24。构成第二马达控制回路16的初级电路包含积分电路19、电压频率差检测电路40、放大器/滤波器42和马达驱动电路44。N分割计数器18在复式马达速度控制电路10的马达控制回路14及16是共用的。请注意，图1未示出电源电压及元件参数，因为它们可以根据特定用途的需要而选择。

复式马达速度控制器所使用的第一马达60及第二马达皆是直流马达，速度和输入驱动电压成正比例。实施例中所使用的马达各有一对线圈。对这些马达所进行的测量，显示了1333至1900次每分/伏(rpm/v)的速度变化和大约75Hz/v的增益。大约75Hz/v的增益是表示马达控制信号每伏的频率变化，fm。马达控制信号的频率fm为马达频率的3倍。为了概略地判别马达响应特性，进行了阶段性的响应测定。这些测定的结果，显示了各马达以1.25秒的时间常数作指数性的响应。第一马达60及第二马达70各具有一连接于其上的速度传感器(未表示于图中)，这些传感器分别提供频率fm1及fm2的马达速度传感器信号。频率fm1及fm2为所对应的马达运转速度的大约3倍。这是因为马达各绕组在马达每旋转一周中交替连通三次所致(即，每60度)。马达速度传感器是众所周知的检测绕组本身电压的传统设计。例如马达速度为9000rpm时，马达速度传感器信号的输出为450Hz。

为了能更容易地理解本发明控制电路，将以用于LS9000扫描***进行描述，并且将使用Intel公司80c196微控制器的控制电路。但是，本发明的指导皆能与任何的复式马达扫描***组合使用，故不限定于所说明的实施例。

说明实施例中，信号12是来自Intel公司80c196微控制器的脉宽调制(PWM)脚所产生的数字脉冲串。PWM脚能产生对应实施例中马达全速运转的23.6KHz或对应马达半速运转的11.8KHz的一定频率的数字脉冲串。PWM脚可任意选择至255的不同占空因数。占空因数的选择是藉由将单一的字节值写入Intel公司微控制器的脉宽调制控制寄存器而达成的。这些寄存器可接收变更从微控制器PWM脚输出的数字脉冲串的频率或脉宽的单一字节的指令。这个机器的优点是只要最小限度的软件，相应地能缩减CPU的处理时间。一旦将单一字节值写入寄存器，处理器在新的值被写入之前，会持续输出相同的脉冲串。这能缩短CPU的处理时间。由于能得到多数的占空因数结构，所以微控制器能产生多数的马达速度控制方式。

第一马达控制环路14中，具有控制频率fc和周期Tin的输入信号12被输入于N分割计数器18。本发明的说明实施例中，N等于52。从52分割计数器18所得到的频率控制信号15具有频率fin，所以存在于输入信号12和频率控制信号18之间的信号频率关系如以下所示：

fc=52fin(Hz )    (1)

1/Tin=52fin      (2)

1=52finTin       (3)

由此可知，频率控制信号15的频率以N分割计数器18的N为系数与输入控制信号12成比例。频率控制信号15的频率fin和第一马达60运转上所要求的频率相等。

如图1所示，频率控制信号15被输入于电压频率差检测电路20。第一马达控制电路的电压频率差检测电路20的功能是判断具有频率fin的频率控制信号15和从具有频率fm1的第一马达速度传感器信号65得到的第一马达60目前的运转频率的频率差。对应此频率差的输出信号37是由此产生的。

为了说明对于电压频率差检测电路20的运转，需详细说明第一及第二数字单稳多谐振荡器30及31。数字单稳多谐振荡器30由频率控制信号15驱动。当数字单稳多谐振荡器30被触发，其会提供一个在输入频率fc的33个计数脉冲期间为低电平(0伏特)，然后在输入信号频率fc的19个计数脉冲期间复位为高电平(5伏特)的反相输出信号35。数字单稳多谐振荡器31由马达速度传感器信号65驱动，当被触发时，其会提供一个在输入频率fc的33个计数脉冲期间为高电平(5伏特)，然后在一个决定于第一马达60速度的期间内为低电平(0伏特)的输出信号。数字单稳多谐振荡器30及31的计时是由输入信号12供给的，也可用外部时钟替代。数字单稳多谐振荡器的输出35及36通过加法电阻器R1及R2结合。较佳的实施例是R1和R2相等，滤波放大器22的总有效输入电压Veff如以下所示： $\mathrm{Veff}=\frac{19\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fin}}+\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}1}\left(v\right)----\left(4\right)$

使用不相等的电阻值时，输入电压35及36需加权，此时马达频率会从输入控制信号偏移。

等式(4)是使用判定具有周期T的周期性电压信号f(t)的平均值的标准式而求得的： $\mathrm{Veff}=1/T{\∫}_0^{T}f\left(t\right)\mathrm{dt}----\left(5\right)$

为了求得信号35的有效电压，代入数值可求得下列的公式： $\mathrm{Veff}1=\frac{1}{1/\mathrm{fin}}\∫\underset{33\·\mathrm{Tin}}{\overset{52\·\mathrm{Tin}}{5\mathrm{dt}}}----\left(6\right)$ $\mathrm{Veff}1=\frac{1}{1/\mathrm{fin}}\·19\·\mathrm{Tin}\·5=\frac{19\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fin}}----\left(7\right)$

同样地，计算信号36的有效电压，则如以下所示： $\mathrm{Veff}2=\frac{1}{1/\mathrm{fm}1}\∫\underset{0}{\overset{33\·\mathrm{Tin}}{5\mathrm{dt}}}----\left(8\right)$ $\mathrm{Veff}2=\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}1}----\left(9\right)$ $\mathrm{Veff}2=\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}1}----\left(10\right)$ 请注意由输入信号12所决定的Tin对两个信号为同一个。

将等式(7)及(10)加起来，可求得等式(4)中所表示的信号37的总有效电压Veff。Veff和预先设定的直流电压信号39比较，比较是利用具二输入端子和一个输出端子的放大器22而达成的。图1显示了信号37输入给放大器22的负(-)端子而直流电压信号39输入给放大器22的正(+)端子。直流电压信号39可利用由电阻器R3及R4所构成的分压电路求得。所说明的实施例中，电阻器R3及R4的值是产生2.5伏特的直流电压信号的值。直流电压信号39的功能，实际上是作为放大器偏移电压。这个值在第一马达控制电路14中是固定的。对放大器22的有效输入电压Vin可如下式表示： $\mathrm{Vin}=\frac{19\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fin}}-2.5+\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}1}-2.5\left(V\right)----\left(11\right)$

对放大器22的有效输入电压Vin是表示第一马达的要求的速度和第一马达的实际运转速度的频率差。

第一马达控制电路14固有的控制环路特性是当Vin=0伏特，也就是反馈信号和输入信号匹配时的控制环路和点的特性输出Vin为0伏特时，马达一的频率fm1正对应于频率控制信号15的频率fin。这以数学等式所示如下： $\mathrm{Vin}=\frac{19\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fin}}-2.5+\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}1}-2.5$

Vin=19·Tin·5·fin+33·Tin·5·fm1-5无频率错误时，Vin=0伏特，因此 $\mathrm{fm}1=\frac{5-19\·\mathrm{Tin}\·5\·\mathrm{fin}}{33\·\mathrm{Tin}\·5}$ $\mathrm{fm}1=\frac{1-19\·\mathrm{Tin}\·\mathrm{fin}}{33\·\mathrm{Tin}}$

将公式(3)代替上列公式的值“1”，则变成下列式子： $\mathrm{fm}1=\frac{52\·\mathrm{Tin}\·\mathrm{fin}-19\·\mathrm{Tin}\·\mathrm{fin}}{33\·\mathrm{Tin}}$ $=\frac{33\·\mathrm{Tin}\·\mathrm{fin}}{33\·\mathrm{Tin}}=\mathrm{fin}$

于是，Vin=0(v)时，第一马达60的频率和频率控制信号15的频率相等。所以第一马达60会以由频率控制信号15所设定的所希望的速度运转。

在所说明的实施例中，放大器22的电压增益固定为470，这对直流信号基本上是其开环响应。如图1所示，由于反馈电容器51及电阻器52使放大器22也构成一个滤波器。所说明的实施例中，该滤波器是具有在2×10^-3Hz设定的单极的低通结构。为了防止放大器22由于来自电压频率差检测器20的输出信号37的5伏脉冲造成的饱和，要求有较低的带宽。放大器22的增益及滤波特性的选择需符合特定的***要求。

为了用伏特/Hz计算电压频率差检测器20的增益，使用了上述等式(11)的关系，设fm1=fin+fdiff，这里的fdiff是由电压频率差检测电路20所输出的信号37的频率并表示由数字单稳多谐振荡器30的输出(即信号35)所表示的频率控制信号和作为从数字单稳多谐振荡器32的输出(即信号36)的马达速度传感器信号的频率差。处理之后，表示Vin的式子如以下所示：

Vin=52·Tin·5·fin+33·Tin·5·fdiff-5代入前述的等式(3)，则Vin=33·Tin·5·fdiff于是，电压频率差检测电路20的增益为：

对频率fc=23.6KHz(全速状态)的输入信号，增益是6.99mV/Hz。

如图1所示，第一马达控制环路14的控制环路的闭合是把单位增益马达驱动器连接于放大器22的输出及第一马达60的输入之间。第一频率错误修正信号41是来自放大器22的输出信号，这个信号41是由放大器22的输入端的有效电压Vin(参照公式11)决定，修正第一马达60的运转速度。当第一马达60的速度和频率控制信号15的频率正确一致时，也就是Vin=0时，则频率错误修正信号41为大约8.0伏特的直流信号。若信号15和65之间有一些频率差，则会产生从此标称值的偏差。例如，当第一马达的运转速度小于由频率控制信号15所设定的要求的第一马达速度时，放大器22的Vin将变成0伏特以上。相应地第一频率错误修正信号41也变成比8.0伏特的标称值输出大，于是第一马达60的速度会相应地增大。当第一马达运转速度大于由频率控制信号15所设定的要求的第一马达速度时，放大器22的Vin则变成小于0伏特，相应地频率错误修正信号41则小于标称值，第一马达运转速度会相应地减小。信号41本身并不适于驱动第一马达60，所以第一频率错误修正信号为了修正第一马达60的运转速度，马达驱动电路24提供必要的驱动。

第二马达控制电路16的基本元件如图1所示，基本上与第一马达的元件相同，其相异点是放大器42的正输入端子的偏移电压可调。有关细节将说明于后。

和第一马达控制环路14一样，复式马达速度控制器10的第二马达控制环路16利用具有控制频率fc和周期Tin的单一输入信号12。这个信号被送至具有输出比输入控制频率fc小52倍的频率fin的频率控制信号15的52分割计数器18。前述等式(1)即表示这个关系。频率控制信号15被送往第二电压频率差检测器40。第二马达控制环路16的电压频率差检测器40作用是判断具有频率fin的频率控制信号15和从具有频率fm2的第二马达速度传感器信号66所得到的第二马达目前运转频率的频率差。对应此频率差的输出信号47也从前述检测器产生。本实施例中，必须理解数字单稳多谐振荡器30和频率控制信号35对于电压频率差检测器电路20和40是共用的。

若有必要，频率控制信号也可从电路中去除。并且，数字单稳多谐振荡器32若利用内部时钟计时，则第二控制电路将只响应输入信号12的占空因数信息。这种情况下，如输入占空因数保持一定时，第二马达不会随输入信号12的频率变化而改变速度。

包括数字单稳多谐振荡器30及32的第二电压频率差检测器40的运转细节，和对第一电压频率差检测器20的描述一样。数字单稳多谐振荡器30是被频率控制信号15驱动。当数字单稳多谐振荡器30被触发，其会提供一在输入频率fc的33个计数脉冲期为低电平(0伏特)然后在输入频率fc的19个计数脉冲期间为高电平(5伏特)的反相输出信号35。数字单稳多谐振荡器32是由马达速度传感器信号66驱动，若被触发，其会提供一在输入频率fc的33个计数脉冲期间为高电平(5伏特)，然后在一根据第二马达速度的期间为低电平(0伏特)。数字单稳多谐振荡器30及32的计时是由输入信号12提供。数字单稳多谐振荡器的输出35及38通过加法电阻器R8及R9而结合，提供具有与公式(4)所表示的相似的总有效输入电压Veff的信号。 $\mathrm{Veff}=\frac{19\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fin}}+\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}2}\left(V\right)----\left(13\right)$

除了频率fm2和第二马达70的频率对应之外，公式(13)的导出和公式(4)相同。表示所要求的第二马达速度和实际马达速度的速度差的有效输入电压Vin是将Veff和可变偏移电压信号49比较而求得。该可变偏移电压信号是信号积分电路19的输出。如图1所示，输入信号12被送至输入信号积分电路19。输入信号积分电路19的功能是将输入信号12的占空因数转换为直流信号49。由于输入信号12的占空因数是可变的，所以对应的直流信号49也会随之而改变。积分电路19是由电阻器R5、R6、R7、电容器C1的R/C网络和运算放大器21所组成。这些元件的值选择为符合***的要求，另外，积分电路19的结构并不限定为图1所表示的。输出信号49的功能是作为放大器42的偏移电压。这个电压的值是受输入信号12的占空因数所左右。这个值Vset可如下表示：

Vset=5(1/2-K)(V)    (14)这里的K是包含在输入信号12的占空因数的直流电压的函数。较好的实施例中，K值一般是在0至0.3范围内的任何值。这对应于信号49在1.0至2.5伏特间的电压范围的任何值。例如，K=0时，则Vset(信号49)变为2.5伏特并且第二马达70的速度和第一马达的速度将相等。K=0.3时，则Vset(信号49)变为直流1.0伏特。这对应第二马达70的最慢运转速度。

如前所述，Veff会和直流电压信号49比较，其比较是利用具有二个输入端子和一个输出的放大器42而进行的。图1是表示信号47利用R9及R8输入于放大器42负(-)端子及直流电压信号输入于放大器42正(+)端子。放大器42的有效输入电压Vin可如下所示： $\mathrm{Vin}=\frac{19\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fin}}-\mathrm{Vset}+\frac{33\·\mathrm{Tin}\·5}{1/\mathrm{fm}2}-\mathrm{Vset}----\left(15\right)$

第二马达控制电路16中固有的控制环路特性是在无频率错误时，放大器42的Vin等于0伏特。因此在等式(15)中，设定Vin=0来解fm2的值，则得出： $\mathrm{fm}2=\frac{2\·\mathrm{Vset}-19\·\mathrm{Tin}\·5\·\mathrm{fin}}{33\·\mathrm{Tin}\·5}$ $=\frac{2\·(1/2-K)\·5-19\·\mathrm{Tin}\·5\·\mathrm{fin}}{33\·\mathrm{Tin}\·5}$ $\mathrm{fm}2=\frac{33-104K}{1716\mathrm{Tin}}----\left(6\right)$

从等式(16)中可很清楚地看出，第二马达70的频率及速度决定于与输入信号12的占空因数有关的K值。第二马达的速度也决定于Tin。因此减小输入信号1.2的频率，第一马达60和第二马达70的速度都会成比例地变化。但是系数K的作用在决定第二马达70的运转速度时影响更大。

放大器42的增益，在所说明的实施例中固定为470。放大器42的也作为具有和放大器22同样的低通结构的滤波器。为了计算第二电压频率差检测器40的增益，使用前述式子(11)的关系。若设定fm2=fin+foffset+fdiff(在此foffset是对应对于被输入信号12的占空因数所左右的系数K对第二马达70的速度的作用)，则有以下的结果：Vin=19·Tin·5·fin-2·(1/2-K)·5+

33·Tin·5·(fin-foffset+fdiff)

=52·Tin·5·fin-5+2·k·5-3 3·Tin·5

·foffset+33·Tin·5·fdiff

=2·k·5-33·Tin·5·foffset+33·Tin

 ·5·fdiff

若第二马达控制环路16的环路被满足，则变成2·K·5=33·Tin·5·foffset。因此，Vin=33·Tin·5·fdiff。于是第2电压频率差检测器40的增益为：

增益=33·Tin·5    (V/Hz)    (17)

为了完成第二马达控制环路16的控制环路，从放大器42输出第二频率错误修正信号53。这个信号53由放大器42的输入端子的有效电压Vin决定(参看等式15)，修正第二马达70的运转速度。由于信号53本身并不适于驱动第二马达70，所以它被送至马达驱动电路44。马达驱动电路44是单位增益并用作为隔离级。为第二频率错误修正信号53修正第二马达的运转速度，马达驱动电路44提供了必要的驱动。

图2是以分贝(dB)为单位，表示所说明的实施例的复式马达速度控制电路10中所包含的各种元件的增益对频率特性的图表。可适用于第一马达及第二马达两者的控制环路的完全开环响应曲线，在图2中以曲线100表示。

放大器频率响应曲线在图2中以曲线80表示。曲线80对应于复式马达速度控制电路10的放大器22及42两者的响应。第一及第二电压频率差检测器20及40的响应在图2中以曲线85表示。马达驱动电路24及44的响应在图2中以曲线90表示。第一马达60及第二马达70两者的开环响应在图2中以曲线95表示。

第一及第二马达控制环路14及16的总环路增益的计算，如以下所示：

环路增益=电压频率差检测器的增益×放大器增益

         ×马达驱动电路增益×马达增益

        =6.99×16-3(V/Hz)×470×1×75(Hz/V)

        =246

        =47.8dB(假设平均马达增益为75Hz/V)

图2所表示的增益频率特性曲线只对应于那些在前述复式马达速度控制电路10的实施例中使用的电路元件。图2所表示的值和曲线是依照所使用的马达特性及所希望的控制形式而变化。

本发明可使用在象图3所示的手持型激光扫描式条形码读取器单元或象SL9000的指示灯式扫描器。如图3所示的手持型装置基本是记载于美国专利第4,760,248号的形式。美国专利第4,387,297号,或4,409,470号的装置，也能利用于构成如图3所示的手持型激光扫描式条形码读取器单元或图4所示的SL9000指示灯式扫描器上。这些美国专利第4,760,248号、第4,387,297号、或第4,409,470号作为参考文献引用在本文中。射出光束151通常是利用激光二极管在读取器200内产生，并射向距离读取器单元正面数英寸的条形码符号。射出光束151是以固定的线形图形扫描，使用者定位该手持单元以使此扫描图形模越过待读取符号。来自符号的反射光线152被读取器内的光响应装置146检测，产生被处理的系列电信号以识别条形码。读取器单元200是一具***形的装置，具有***握把式把手153及扳机154。当对准欲被读取的符号时，使用者能扣动扳机启动光束151和检测电路，这样当读取器为自供电式时能延长电池的寿命。轻型塑料外壳155内藏激光光源、检测器146、光学组件和信号处理电路以及CPU140和电池162，外壳155的正面的透光窗可使出射光束151射出并使入射的反射光152能进入。读取器200的设计是让使用者在离开条形码符号一定间距的位置描准符号，即，不接触也不用横移读取器越过符号，典型地，这种类型的手持型读取器特定在几英寸的范围内工作。

如图3所示，使用一合适的透镜157(或多透镜***)对扫描光束准直使其射向条形码符号并将其聚焦在一适当的参考面上，为了聚焦反射光152，也可利用同一个透镜157。一个如激光二极管的光源158设置于其产生的光线可通过一部分镀银的镜子和其它透镜或必要的光束整形结构以及一振动镜159而导入透镜157的光轴的位置，该振动镜159设置在扫描马达160上，而该扫描马达在扣动扳机时被启动。当光源158产生的是不可见光时，可在光学***中包括一描准光，这里再次利用一部分镀银镜将该光束导入与透镜157同轴的光路中。必要时，描准光产生一如同激光束一样扫描的可见光斑。使用者在扣动扳机154之前利用此可见光将读取单元描准符号。

虽然以上就有关线性或单线条形码说明了本发明，但是本发明并非局限于该实施例，也能应用在更复杂的扫描图形及多层的或二维的条形码，如代码49(Code49)或与其相似的符号表记法。本发明的方法也能利用在各种机械视觉或光学识别的用途上。

在各种实施例中，扫描器各元件可被装配到一个很小型的壳内以使扫描器可作为单一的印刷电路板或集成模块而装配出。这样的模块能作为各种不同形式的数据获取***用的激光扫描元件来利用，具有互换性。例如该模块能可换用于一手持型扫描器或一安装于一挠性臂或伸出桌子表面的安装架或桌顶下面的桌顶扫描器，或当作一数据获取***的子部件或配件。

该模块最好包括安装于支座上的激光器/光学子组件、如回转或往复移动的反射镜的扫描元件和光检测部件。与这些部件连接的控制或数据线可以连接到一个设置于该模块边缘或外表面的电连接件上，以使该模块能电连接至一个与数据获取***的其它部件连接的配接连接件上。

一个模块可具有特定的扫描或译码特性，例如在一定工作距离的可工作性，或特定的符号表记法或印刷密度的可工作性。这些特性可利用与模块相连的控制开关的手动设定来决定。通过使用上述的简单电连接件，使用者可利用更换数据获取***中的上述模块而使数据获取***适用于扫描不同类型的物品或使***适用于不同的用途。

前述的扫描模块也能使用在包括如键盘、显示器、数据储存器、应用软件及数据库的一个或多个部件的自容数据获取***内。这样的数据获取***也可包括一通讯接口使该***可通过一调制解调器或ISDN接口或通过一从可移动终端向一固定接收器的低功率射频无线电波而与一区域网络的其它部件或电话交换网络通讯。

应该理解前述的每个特征或两个或更多特征的组合，能有效地应用于和前述的扫描器形式不同的扫描器及条形码读取器。

如上所说明的，利用本发明可减少马达速度控制的成本，提供产生多数图形的装置。

Claims (4)

1、一种反复扫描一目标的扫描装置，具有一激光发生器，其特征在于还具有：

二扫描马达和用于分别独立地控制扫描马达速度的复式马达速度控制电路，该复式马达速度控制电路包括：

一用于利用从一输入所述复式马达速度控制电路的输入信号得到的频率信息控制第一马达的速度的第一马达控制电路；及

一用于利用从所述输入信号得到的占空因数信息控制第二马达速度的控制电路。

2、一种反复扫描一目标的扫描装置，具有一激光发生器，其特征在于还具有：

二扫描马达和用于分别独立地控制所述扫描马达速度的复式马达速度控制电路，该复式马达速度控制电路包括：

一用于产生一具有与一输入所述控制电路的输入信号的频率成比例的频率的频率控制信号的第一输入电路装置；

一用于控制第一马达速度的第一控制电路，该第一马达的速度直接受所述频率控制信号的频率的左右；

一用于产生一受所述输入信号占空因数左右的可变直流电压信号的第二输入电路装置；及

一用于控制第二马达速度的第二控制电路，该第二马达的速度受所述频率控制信号及所述可变直流电压信号的左右。

3、一种利用一具有一激光束产生装置和二扫描马达的扫描装置重复扫描一目标的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、提供一具有频率和占空因数信息的输入信号；

b、利用从所述输入信号得到的频率信息控制第一马达的速度；

c、利用从所述输入信号得到的占空因数信息控制第二马达的速度。

4、一种利用一具有一激光束产生装置和二扫描马达的激光扫描装置重复扫描一目标的方法，其特征在于包括：

a、产生从一输入信号获得的一频率控制信号；

b、控制第一马达的速度，使该第一马达的速度直接受所述频率控制信号的频率左右；

c、产生一受所述输入信号的占空因数左右的可变直流电压信号；

d、控制第二马达的速度，使该第二马达的速度受所述频率控制信号的频率及所述可变直流电压信号的左右。

Images