KR100584981B1 - Apparatus which controlls the angle of rotation in scanning mirror - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치에 관한 것으로서, 특히 디지털/아날로그 컨버터의 출력단에 증폭부를 두고 증폭부의 이득값을 이득값 레지스터를 이용하여 조절하여 스캐닝 미러의 회전각을 조절할 수 있도록 한 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for adjusting the rotation angle of a scanning mirror, and more particularly, a scanning mirror having an amplifying part at an output terminal of a digital / analog converter so as to adjust a gain value of the amplifying part by using a gain value register. It relates to a rotation angle adjusting device of.
또한, 본 발명은 아날로그전압값이 입력되면 입력된 아날로그 전압값에 따라 좌우로 회전하는 스캐닝 미러; 상기 스캐닝 미러의 회전각 관련 데이터를 저장하고 있는 메모리; 상기 메모리에서 회전각 관련 데이터를 읽어와서 출력하는 스캐닝 미러 제어부; 상기 스캐닝 미러 제어부로부터 출력된 디지털값을 아날로그 전압값으로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환부; 및 상기 디지털/아날로그 변환부의 아날로그 전압값을 소정의 이득값에 따라 증폭하여 상기 스캐닝 미러로 출력하는 증폭수단을 포함하여 이루어진 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치가 제공된다.In addition, the present invention is a scanning mirror that rotates left and right according to the input analog voltage value when the analog voltage value is input; A memory for storing rotation angle related data of the scanning mirror; A scanning mirror controller configured to read and output rotation angle related data from the memory; A digital / analog converter for converting the digital value output from the scanning mirror controller into an analog voltage value and outputting the analog voltage value; And an amplifying means for amplifying the analog voltage value of the digital / analog converter according to a predetermined gain value and outputting the amplified signal to the scanning mirror.
공간 광변조기, 회절형, 디스플레이, 회전각Spatial Light Modulator, Diffraction Type, Display, Rotation Angle
Description
도 1은 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조소자에 적용되는 광학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.Fig. 1 shows a typical configuration of an optical MEMS device applied to an optical switch and an optical modulation device by using light reflection or diffraction.
도 2은 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 함몰형 회절 광변조기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a recessed diffractive optical modulator using a piezoelectric material developed by Samsung Electro-Mechanics.
도 3는 공간 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 일실시의 형태를 나타낸다. 3 shows one embodiment of a display system using a spatial light modulator.
도 4a 및 도 4b는 일반적인 디스플레이 시스템의 주사방식과 공간 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 주사 방식의 차이점을 나타내는 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating a difference between a scanning method of a general display system and a scanning method of a display system using a spatial light modulator.
도 5a 및 도 5b는 종래 기술의 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치에 따른 스크린에 비친 영상의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.5A and 5B are diagrams for explaining a problem of an image reflected on a screen according to a conventional apparatus for adjusting a rotation angle of a scanning mirror.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치의 구성도이다.6 is a block diagram of an apparatus for adjusting a rotation angle of a scanning mirror according to an embodiment of the present invention.
도 7a는 도 6의 디지털/아날로그 컨버터의 출력전압값을 나타내는 도면이고, 도 7b는 도 6의 증폭부의 출력전압값을 나타내는 도면이다.7A is a diagram illustrating an output voltage value of the digital / analog converter of FIG. 6, and FIG. 7B is a diagram illustrating an output voltage value of the amplifier of FIG. 6.
도 8은 도 6의 증폭부의 일실시예를 나타내는 예시도이다.8 is an exemplary view illustrating an embodiment of the amplifier of FIG. 6.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 메모리 110 : 스캐닝 미러 제어부100: memory 110: scanning mirror control unit
120 : 디지털/아날로그 컨버터 130 : 증폭부120: digital-to-analog converter 130: amplifier
131 : 연산증폭기 132 : 가변저항131: operational amplifier 132: variable resistor
133 : 저항 140 : 이득값 레지스터133: resistor 140: gain value resistor
150 : 스캐닝 미러150: scanning mirror
본 발명은 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치에 관한 것으로서, 특히 디지털/아날로그 컨버터의 출력단에 증폭부를 두고 증폭부의 이득값을 이득값 레지스터를 이용하여 조절하여 스캐닝 미러의 회전각을 조절할 수 있도록 한 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for adjusting the rotation angle of a scanning mirror, and more particularly, a scanning mirror having an amplifying part at an output terminal of a digital / analog converter so as to adjust a gain value of the amplifying part by using a gain value register. It relates to a rotation angle adjusting device of.
미세기술의 진전에 따라서, 마이크로 머신(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems, 초소형 전기적·기계적 복합체)소자 및 MEMS소자를 조립한 소형기기가 주목되고 있다. MEMS소자는 실리콘기판, 글래스기판 등의 기판상에 미세구조체로서 형성되고, 기계적 구동력을 출력하는 구동체와, 구동체를 제어하는 반도체 집적회로 등을 전기적으로, 또한 기계적으로 결합시킨 소자이다. MEMS소자의 기본적인 특징은 기계적 구조로서 구성되어 있는 구동체가 소자의 일부에 조립되어 있는 것이며, 구동체의 구동은 전극간의 쿨롱의 힘 등을 응용하여 전기적으로 행해진다.In accordance with the development of microtechnology, attention has been paid to small devices incorporating micro electromechanical systems (MEMS) devices and MEMS devices. A MEMS device is a device formed as a microstructure on a substrate such as a silicon substrate or a glass substrate, and electrically and mechanically coupled to a driver for outputting a mechanical driving force, a semiconductor integrated circuit for controlling the driver, and the like. A basic feature of the MEMS device is that a drive body constructed as a mechanical structure is assembled to a part of the device, and the drive of the drive body is performed electrically by applying the coulomb force between the electrodes.
도 1은 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조기에 적용되는 광학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.Fig. 1 shows a typical configuration of an optical MEMS element applied to an optical switch and an optical modulator by using light reflection or diffraction.
도 1에 나타내는 광학 MEMS 소자(11)는 기판(12)과, 기판(12)상에 형성한 기판측 전극(13)과, 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸쳐진 빔(14)을 갖추어 이룬다. 빔(14)과 기판측 전극(13)과는 그 사이의 공극(10)에 의해 전기적으로 절연되어 있다. 빔(14)은 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸어서 기판(12)상에 입각하는 브리지 부재(15)와, 기판측 기판(13)에 대향하여 상호 평행하게 브리지부재(15)상에 설치된 구동측 전극(16)으로 구성된다. The
빔(14)은 그 양단이 지지된 소위 브리지식으로 형성된다. 이 광학 MEMS 소자(11)에서는 기판측전극(13)과 구동측전극(16)에 주어지는 전위에 따라서, 빔(14)이 기판측전극(13)과의 사이의 정전인력에 의해 변위하고, 예를 들면 도 1의 실선과 파선으로 나타내는 것같이, 기판측전극(3)에 대하여 평행상태와 오목상태로 변위한다. 광학MEMS소자(11)는 광반사막을 겸하는 구동측전극(16)의 표면에 광이 조사되고, 빔(14)의 구동 위치에 따라서, 그 광의 반사방향이 다른 것을 이용하여, 한 방향의 반사광을 검출하여 스위치기능을 가지게 한 광스위치로서 적용할 수 있다. 또, 광학 MEMS 소자(11)는 광강도를 변조시키는 광변조기로서 적용할 수 있다. 광의 반사를 이용하는 때는, 빔(14)을 진동시켜서 단위 시간당의 일방향의 반사광량으로 광강도를 변조한다. 이를 일반적으로 반사형 공간 광변조기라고 부른다. 광의 회절을 이용하는 때는 공통의 기판측 전극(13)에 대하여 복수의 빔(14)을 병렬 배치하여 광변조기를 구성하고, 공통의 기판측 전극(13)에 대한 예를 들면 1개 거른 빔(14)의 근접, 이간의 동작에 의해, 광반사막을 겸하 는 구동측 전극의 높이를 변화시키고, 광의 회절에 의해 구동측 전극에서 반사하는 광의 강도를 변조한다. 이를 일반적으로 회절형 공간 광변조기라고 부른다.The
도 2은 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 회절형 공간 광변조기(함몰형)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a diffractive spatial light modulator (depressed type) using a piezoelectric material developed by Samsung Electro-Mechanics.
도면을 참조하면, 삼성전기가 개발한 회절형 공간 광변조기(함몰형)는 실리콘 기판(30)과, 복수의 엘리멘트(22a~22n)를 구비하고 있다. 실리콘 기판(20)은 엘리멘트(22a~22n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(21)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 엘리멘트(22a~22n)의 단부가 부착되어 있다. 각각의 엘리멘트(여기에서는 도면부호 22a에 대해서만 자세히 설명하지만 나머지 22b~22n도 동일하다)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(20)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(20)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(20)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(23a)를 포함한다. 또한, 엘리멘트(22a)는 하부지지대(23a)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(24a)와, 하부전극층(24a)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(25a)와, 압전 재료층(25a)에 적층되어 있으며 압전재료층(25a)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(26a)을 포함하고 있다. 또한, 엘리멘트(22a)는 하부지지대(23a)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(24a')과, 하부전극층(24a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(25a')과, 압전 재료층(25a')에 적층되어 있으며 압전재료층(25a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(26a')을 포함하고 있다. Referring to the drawings, the diffraction type spatial light modulator (depressed type) developed by Samsung Electro-Mechanics includes a silicon substrate 30 and a plurality of
이러한, 엘리멘트(22a~22n)는 서로 인접하는 엘리멘트(22a~22n)간에 입사광의 파장이 λ일 때 λ/4의 배수배를 형성하여 입사광을 회절시켜 회절광을 형성한다. 그리고, 국내 특허출원번호 제 P2003-077389호에는 위에서 설명한 함몰형외에서 돌출형에 대하여 상세하게 설명하고 있다.The
도 3는 공간 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 일실시예를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an embodiment of a display system using a spatial light modulator.
본 실시의 형태에 관계하는 디스플레이 시스템(31)은 예를 들면 대형스크린용 프로젝터, 특히 디지털 화상의 프로젝터로서 혹은 컴퓨터의 화상투영장치로서 이용된다.The
레이저 디스플레이(31)는 도 3에 나타내는 것같이, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색의 레이저광원(32R, 32G, 32B)과, 각 레이저광원에 대하여 각각 광축 상에 순차, 설치된 미러(34R, 34G, 34B) 각 색조명광학계(렌즈군)(36R, 36G, 36B) 및 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)를 갖추고 있다.As shown in Fig. 3, the
또한, 디스플레이 시스템(31)은 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)에 의해 각각 광강도가 변조된 적색(R) 레이저광, 녹색(G) 레이저광 및 청색(B) 레이저광을 합성하는 색합성필터(40), 공간필터(42), 디퓨저(44), 미러(46), 스캐닝 미러(48), 프로젝션 렌즈(50) 및 스크린(52)을 갖추고 있다. 색합성필터(40)는 예를 들면 다이크로닉 미러로 구성된다.In addition, the
본 실시의 형태의 디스플레이 시스템(31)에서는, 레이저광원(32R, 32G, 32B)에서 출사된 RGB 각 레이저광이 각각 미러(34R, 34G, 34B)를 경유하여 각 색조명광학계(36R, 36G, 36B)에서 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)에 입사한다. 각 레이저광은 색분류된 화상신호이고, 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)에 동기 입력되도록 되어 있다.In the
또한, 각 레이저광은 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)에 의해 회절됨으로써 공간 변조되고, 이들 3색의 회절광이 색합성필터(40)에 의해 합성되고, 계속해서 공간필터(42)에 의해 신호성분만이 취출된다.In addition, each laser light is spatially modulated by diffraction by the
다음에, 이 RGB화상신호는 디퓨저(44)에 의해 레이저 스펙트럼이 저감되고, 미러(46)를 통하여 화상신호와 동기하는 스캐닝 미러(48)에 의해 공간에 전개되고, 프로젝션 렌즈(50)에 의해 스크린(52)상에 풀칼라 화상으로서 투영된다. 여기에서 스캐닝 미러(48)는 일반적인 미러와 같이 빛을 반사하는 역할을 하며 반사시 반사되어 나가는 각을 조정하기 위하여 회전하게 된다. 이때, 스캐닝 미러(48)의 회전각은 입력되는 전압의 크기에 따라 조정이 가능하다.This RGB image signal is then reduced in laser space by the
한편, 이러한 디스플레이 시스템의 제어계로서는 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)를 제어하는 광변조기 드라이버(60R, 60G, 60B)와, 스캐닝 미러(48)를 제어하는 스캐닝 미러 제어부(62)가 있다. 광변조기 드라이버(60R, 60G, 60B)는 외부로부터 영상 신호 정보를 전송받아 그에 따른 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)를 제어하여 회절광에 의한 영상 신호를 생성하도록 한다. 그리고, 스캐닝 미러 제어부(62)는 스캐닝 미러(48)의 회전각을 제어하여 공간 광변조기(38R, 38G, 38B)에 의해 생성된 영상 신호가 스크린(52)상에 스캐닝되도록 한다.On the other hand, control systems of such display systems include
일반적으로 CRT 브라운관 텔레비젼인 경우에 화면에 영상을 구현하기 위해 도 4a에 도시된 바와 같이 가로 주사 방식을 사용하지만, 공간 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템은 도 4b에 도시된 바와 같이 세로줄에 주사한 후에 오른쪽으로 이동하면서 연속해서 주사하는 방식을 사용한다. HD급 텔레비젼 영상의 경우에 화면 해상도가 1920*1080이므로 공간 광변조기를 이용할 경우에 가로로 1920개의 세로줄을 연속해서 스캔해야 한다. 따라서, 스캐닝 미러 역시 스크린의 좌에서 우로 회전하는데 1920번의 동작이 필요하며 이때 정확한 각의 회전이 이루어져야만 스크린에 비친 영상이 제대로 구현될 수 있다.In general, in the case of a CRT CRT television, a horizontal scanning method is used as shown in FIG. 4A to implement an image on a screen. However, a display system using a spatial light modulator is scanned on a vertical line as shown in FIG. 4B. Use the method of continuous scanning while moving to. In the case of HD-quality television images, the screen resolution is 1920 * 1080, so when using a spatial light modulator, 1920 vertical lines must be continuously scanned horizontally. Therefore, the scanning mirror also needs 1920 operations to rotate from the left to the right of the screen, and the image reflected on the screen can be properly implemented only when the correct angle is rotated.
특히, 스크린상에 적당한 크기의 영상을 비추기 위해서는 회전하는 스캐닝 미러의 회전각이 중요하며 이 회전각이 너무 크면 도 5a에 도시된 바와 같이 스크린에 비친 영상이 왜곡되거나 일부가 잘려 나가는 현상이 발생하게 된다. 그리고, 회전각이 너무 작을 경우에는 도 5b에 도시된 바와 같이 스크린에 비친 영상이 너무 작아 여백의 화면이 발생하고 검은 영상이 나타나게 된다.In particular, the rotation angle of the rotating scanning mirror is important in order to project an image of a suitable size on the screen. If this rotation angle is too large, the image reflected on the screen may be distorted or partly cut off, as shown in FIG. 5A. do. If the rotation angle is too small, as shown in FIG. 5B, the image reflected on the screen is too small to produce a blank screen and a black image.
한편, 종래 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치는 스캐닝 미러와 스캐닝 미러 제어부 사이에 디지털/아날로그 컨버터를 두어 조정하였으며, 디지털/아날로그 컨버터의 출력 전압에 의존하여 스캐닝 미러가 회전하였다. 하지만 이러한 종래 기술은 스캐닝 미러 제어부가 회전각과 관련된 데이터를 메모리에 미리 저장한 후에 공간 광변조기의 동기에 맞춰 메모리에 저장된 데이터를 읽어 디지털/아날로그 컨터버에 입력함으로서 스캐닝 미러가 회전하게 하는 방식이었다. 이와 같은 종래 기술에 따르면 제품을 제작할 때 모든 메모리에 동일한 데이터가 입력되어 되어 개개의 제품을 제조하는데 개개의 제품의 소자 및 부품 특성을 고려하지 않기 때문에, 즉 입력된 동일한 데이터를 사용하기 때문에 오차가 발생한다는 점이다. 이를 해결하기 위해서 사용된 소자 특성을 파악하여 메모리에 저장된 데이터를 수정해야 하는데 이는 거의 불가능에 가깝고 디지털/아날로그 컨버터의 분해능에도 한계가 있기 때문에 해결이 어렵다. Meanwhile, in the conventional rotation angle adjusting device of the scanning mirror, a digital / analog converter is placed between the scanning mirror and the scanning mirror controller, and the scanning mirror rotates depending on the output voltage of the digital / analog converter. However, the conventional technology is a method in which the scanning mirror control unit rotates the scanning mirror by storing data related to the rotation angle in advance in the memory and reading data stored in the memory and inputting the data into the digital / analog converter in synchronization with the spatial light modulator. According to the conventional technology, since the same data is input to all memories when manufacturing a product, and the individual and component characteristics of each product are not taken into consideration when manufacturing the product, that is, since the same input data is used, an error may occur. It happens. To solve this problem, it is necessary to understand the device characteristics used to modify the data stored in the memory, which is difficult to solve because it is almost impossible and the resolution of the digital / analog converter is limited.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 메모리에 저장된 데이터의 변경없이 그리고 디지털/아날로그 컨버터의 분해능에 영향받지 않은 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for adjusting the rotation angle of a scanning mirror without changing the data stored in the memory and without being affected by the resolution of the digital / analog converter. .
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 아날로그전압값이 입력되면 입력된 아날로그 전압값에 따라 좌우로 회전하는 스캐닝 미러; 상기 스캐닝 미러의 회전각 관련 데이터를 저장하고 있는 메모리; 상기 메모리에서 회전각 관련 데이터를 읽어와서 출력하는 스캐닝 미러 제어부; 상기 스캐닝 미러 제어부로부터 출력된 디지털값을 아날로그 전압값으로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환부; 및 상기 디지털/아날로그 변환부의 아날로그 전압값을 소정의 이득값에 따라 증폭하여 상기 스캐닝 미러로 출력하는 증폭수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above problems, the scanning mirror rotates left and right according to the input analog voltage value when the analog voltage value is input; A memory for storing rotation angle related data of the scanning mirror; A scanning mirror controller configured to read and output rotation angle related data from the memory; A digital / analog converter for converting the digital value output from the scanning mirror controller into an analog voltage value and outputting the analog voltage value; And amplifying means for amplifying the analog voltage value of the digital / analog converter according to a predetermined gain value and outputting the amplified signal to the scanning mirror.
이제, 도 6이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치에 대하여 상세히 설명한다.Now, a rotation angle adjusting device of the scanning mirror according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of FIG. 6 and below.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치의 구성도이다.6 is a block diagram of an apparatus for adjusting a rotation angle of a scanning mirror according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치는, 메모리(100), 스캐닝 미러 제어부(110), 디지털/아날로그 컨버터(120), 증폭부(130), 이득값 레지스터(140), 스캐닝 미러(150)를 포함하고 있다.Referring to the drawings, the rotation angle adjustment apparatus of the scanning mirror according to an embodiment of the present invention, the
여기에서 메모리(100)는 EEPROM 또는 플래쉬 메모리가 가능하며 회전각과 관련된 데이터가 저장되어 있으며, 스캐닝 미러(150)의 시작점의 좌표값과 그 점에서의 전압값 그리고 경유하는 경로의 이산적인 좌표값과 그 점에서의 전압값, 그리고 끝점의 좌표값과 그 점에서의 전압값을 저장하고 있다.The
또한, 메모리(100)에는 스캐닝 미러(150)가 요구되는 회전각만큼 회전한 후에, 다시 시작점으로 돌아올 수 있도록 즉 다시 시작점으로 복귀할 수 있도록 역방향 회전에 필요한 관련 데이터를 저장하고 있다.In addition, the
즉, 메모리(100)에는 스캐닝 미러(150)의 끝점의 좌표값과 그 점에서의 전압값 그리고 역방향 회전에 필요한 경로의 이산적인 좌표값과 그 점에서의 전압값을 저장하고 있다.That is, the
그리고, 메모리(100)에는 증폭부(130)의 이득값을 조절할 수 있는 해당값을 저장하고 있다.In addition, the
스캐닝 미러 제어부(110)는 메모리(100)에서 증폭부(130)의 이득값을 읽어와서 이득값 레지스터(140)에 저장하며, 외부로부터 새로운 이득값을 사용자가 입력하면 입력된 새로운 이득값을 메모리(100)에 저장한다.The
그리고, 스캐닝 미러 제어부(110)는 메모리(100)에서 원하는 위치의 좌표값과 그 위치에 따른 전압값을 읽어와서 스캐닝 미러(150)의 위치 제어에 필요한 제어신호를 발생하여 출력한다. The
이때, 스캐닝 미러 제어부(110)는 공간 광변조기의 동기에 맞춰 메모리(100)에 저장된 회전각 관련 데이터를 읽어오게 되며, 읽어온 회전각 관련 데이터로부터 제어신호(엄밀히 말하면 전압값)를 계산하여 디지털/아날로그 컨버터(120)에 제공한다.At this time, the scanning
디지털/아날로그 컨버터(120)는 스캐닝 미러 제어부(110)로부터 입력된 디지털 값을 아날로그 값으로 변화시켜 증폭부(130)에 제공한다. 이러한 디지털/아날로그 컨터버(120)가 필요한 이유는 디지털/아날로그 컨버터(120)의 앞단에서 신호의 흐름은 디지털 신호에 근거하고 있지만 디지털/아날로그 컨버터(120)의 후단의 신호의 흐름은 아날로그에 근거하고 있기 때문이다. 즉, 스캐닝 미러(150)의 회전 운 동이 아날로그적으로 진행되기 때문이다.The digital /
증폭부(130)는 디지털/아날로그 컨버터(120)에 의해 입력된 아날로그값을 증폭하여 출력하며, 이득값에 따라 입력전압대 출력전압의 비가 변하게 되며 이득값이 클수록 출력전압은 입력전압에 비해 더 크게 된다.The
여기에서 증폭부(130)의 이득값은 가변될 수 있으며, 이득값을 가변하게 되면 그에 따라 출력전압의 크기가 변하게 되고 스캐닝 미러(150)의 회전각이 변하게 된다. 즉, 증폭부(130)의 이득값이 증가하게 되면 스캐닝 미러(150)의 회전각이 커지게 되어 스크린의 영상이 커지게 되고 이득값이 감소하면 스캐닝 미러(150)의 회전각이 작아지게 되어 스크린의 영상이 작게 된다.Here, the gain value of the
이득값 레지스터(140)는 증폭부(130)의 이득값을 저장하고 있어 회전각 조절 장치가 동작할 때 저장된 이득값에 따라 증폭부(130)의 이득값이 조절될 수 있도록 한다. The gain value register 140 stores the gain value of the
이러한 이득값 레지스터(140)는 스캐닝 미러 제어부(110)에 의해 제어되며 사용자는 스크린의 영상 상태를 관찰하여 관찰 결과에 따라 스캐닝 미러 제어부(110)를 통하여 이득값 레지스터(140)의 이득값을 조절한다. 즉, 사용자가 스크린의 영상 상태를 관찰하여 영상이 스크린의 크기보다 작으면 더 큰 이득값을 입력하고 영상이 화면보다 크면 더 작은 이득값을 입력한다.The
스캐닝 미러(150)는 타겟(Target)을 스캐닝함으로써, 타겟면의 영상 정보를 얻을 수 있는 장치로서 갈바노 미터 방식이 사용될 수 있다. The
일반적으로 갈바노 미터 방식의 스캐닝 미러(150)는 갈바노 미터부와 갈바노 미터부에 의하여 일정각도 회전운동을 하는 스캔미러로 구성된다. 여기에서 갈바노 미터부는 드라이브 코일이 권취된고정자와, 고정자의 양측에 부착된 한쌍의 영구자석, 그리고 고정자 내부에서 회전하게 되는 회전자로 구성된다. 회전자는 스캔미러와 연결되어 있어서, 회전자의 회전은 스캔미러의 회전운동으로 연결된다. In general, the
회전자와 고정자의 사이에는 4개의 에어갭이 만들어지고, 이러한 에어갭에는 영구자석에 의해서 균형잡힌 자기플럭스가 발생되어 있다. 여기서 고정자의 양측에 권취된 드라이브코일에 제어된 전압을 공급하면, 대각선 방향의 에어갭에서, 한쌍의 에어갭에는 자기플럭스가 증가하고, 다른 한쌍의 에어갭에는 자기 플럭스가 감소하게 된다. 이때 회전자는 강한 자기플럭스의 에어갭과 일치하는 방향으로 회전하게 된다.Four air gaps are formed between the rotor and the stator, and these air gaps have a magnetic flux balanced by permanent magnets. When the controlled voltage is supplied to the drive coils wound on both sides of the stator, the magnetic flux increases in the pair of air gaps and the magnetic flux decreases in the other air gaps in the diagonal air gap. At this time, the rotor rotates in a direction coinciding with the air gap of the strong magnetic flux.
회전자는 스캔미러와 연결되어 있어서, 회전자의 회전운동은 스캔미러의 회전으로 나타나게 된다. 이렇게 영구자석과 드라이브 코일에 의해서 발생하는 불균형 자기플럭스의 방향 및 세기를 적절하게 조절함으로써 회전자와 연결되어 있는 스캔미러의 각도를 조절하게 되는 것이다. 이때 회전자의 회전각도가 코일에 흐르는 전압과 비례하는 회전각으로 조정하기 위하여 토션 스프링이 개재된다.The rotor is connected to the scan mirror so that the rotational movement of the rotor is represented by the rotation of the scan mirror. By adjusting the direction and intensity of the unbalanced magnetic flux generated by the permanent magnet and the drive coil as described above, the angle of the scan mirror connected to the rotor is adjusted. At this time, the torsion spring is interposed to adjust the rotation angle of the rotor to a rotation angle proportional to the voltage flowing through the coil.
이제, 도 6의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스캐닝 미러의 회전각 조절 장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Now, the operation of the apparatus for adjusting the rotation angle of the scanning mirror according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6.
먼저, 스캐닝 미러 제어부(110)은 외부로부터 온신호가 입력되면 메모리(100)에 있는 증폭부 이득값을 읽어와서 이득값 레지스터(140)에 저장한다.First, when the on-signal is input from the outside, the
그리고, 스캐닝 미러 제어부(110)는 메모리(100)에 있는 스캐닝 미러(150)의 시작점의 좌표값을 읽어오고 그에 따른 전압값을 읽어와서 디지털/아날로그 컨버터(120)로 출력한다. 그리고, 계속하여 스캐닝 미러 제어부(110)는 스캐닝 미러(150)의 이동 경로에 위치한 이산적인 좌표값과 그에 따른 전압값을 읽어와서 디지털/아날로그 컨버터(120)로 출력하며, 스캐닝 미러(150)의 끝점의 좌표값을 나올 때까지 계속한다. 이처럼 스캐닝 미러 제어부(110)는 스캐닝 미러(150)의 정방향 회전운동의 모든 좌표값과 그에 따른 전압값을 읽어와서 출력하게 되면 이제는 계속해서 역방향 회전경로에 있는 시작점과 경로상의 이산적인 좌표값 그리고 끝점의 좌표값과 그에 따른 각각의 전압값을 읽어와서 출력하며, 이러한 동작-정방향 회전과 역방향 회전-을 반복한다. In addition, the
다음으로, 디지털/아날로그 컨버터(120)의 출력값의 시간대비 크기값이 도 7a에 도시되어 있는데 출력값이 점점더 커지다가 어느 시점에서 점점더 감소하게 된다. Next, the magnitude value of the output value of the digital-to-
여기에서 출력값이 점점 더 커지는 구간은 기울기 값이 양의 되는 구간으로 스캐닝 미러(150)의 회전방향이 정의 방향이 되며, 출력값이 점점 더 작아지는 구간은 기울기 값이 음이 되는 구간으로 스캐닝 미러(150)의 회전방향이 역방향이 되는 구간이다. HDTV 표준의 경우에, 기준 주파수가 60Hz일 때, 16.7ms 마다 한 프레밍의 데이터가 출력되며, 출력값이 점점 더 커지는 구간과 작아지는 구간을 합쳐 16.7ms가 된다.Herein, a section in which the output value becomes larger and larger is a section in which the tilt value becomes positive, and a rotation direction of the
그리고, 디지털/아날로그 컨버터(120)의 도 7a와 같은 출력값이 증폭부(130)에 입력되게 되며, 증폭부(130)는 설정된 이득값에 따라 입력된 전압값을 증폭하여 출력한다. Then, an output value as shown in FIG. 7A of the digital /
이때, 증폭부(130)에 의해 출력되는 증폭된 전압값의 가변된 이득에 따른 값이 도 7b에 도시되어 있는데 0V를 기준으로 이득값이 증가하면 양의 값에 대해서는 더욱더 큰 양의 값이 음의 값에 대해서는 더욱더 작은 음의 값이 얻어지며, 이득값이 감소하면 양의 값에 대해서는 더 작은 양의 값이 음의 값에 대해서는 더 작은 음의 값이 얻어진다. At this time, the value according to the variable gain of the amplified voltage value output by the
스캐닝 미러(150)는 증폭부(130)의 출력값에 따라 회전운동을 하게 되는데, 증폭부(130)의 출력값이 더 작은 시작점과 더 큰 기울기를 가지면 회전각을 크게하여 회전운동을 하고, 증폭부(130)의 출력값이 더 큰 시작점과 더 작은 기울기를 가지면 회전각을 작게 하여 회전운동을 한다.The
이때, 사용자는 화면에 영상이 디스플레이되는 상태를 관찰하여 스크린보다 영상이 더 작으면 증폭부(130)의 증가된 이득값을 설정하여 회전각이 더 커지도록 하여 스크린에 영상이 꽉 차도록 한다. 그리고, 사용자는 관찰 결과 스크린보다 영상이 더 크면 증폭부(130)의 감소된 이득값을 설정하여 회전각이 더 작아지도록 하여 스크린에 영상이 꽉 맞도록 한다.At this time, the user observes the state in which the image is displayed on the screen, and if the image is smaller than the screen, the user sets the increased gain value of the
이러한, 증폭부(130)의 이득값의 설정은 사용자가 스캐닝 미러 제어부(110)을 이용하여 하게 되며, 스캐닝 미러 제어부(110)는 사용자로부터 새로이 설정된 이득값이 입력되면 일단 메모리(100)에 저장한 후에 이득값 레지스터(140)로 메모리(100)에 저장된 이득값을 로딩한다.The gain value of the amplifying
이와 같이 사용자가 스크린과 스크린에 비친 영상을 확인하면서 적당한 이득 값을 세팅하게 되면 세팅된 데이터는 메모리(100)에 저장되어 왜곡이나 기타 장애없이 항상 같은 크기의 영상을 볼 수 있도록 한다.As such, when the user sets the appropriate gain value while checking the screen and the image reflected on the screen, the set data is stored in the
도 8는 도 6의 증폭부의 일실시예를 나타내는 회로도로서, 연산증폭기(131)과, 가변저항(Rv)(132), 저항(R)(133)으로 이루어져 있다.FIG. 8 is a circuit diagram illustrating an exemplary embodiment of the amplifier of FIG. 6 and includes an
디지털/아날로그 컨버터의 출력전압(Aout)은 연산증폭기(131)의 비반전 단자에 연결되어 있으며, 반전단자에는 기준전압(Vr)이 연결되어 있다.The output voltage Aout of the digital / analog converter is connected to the non-inverting terminal of the
그리고, 연산증폭기(131)의 반전단자와 출력단자 사이에는 가변저항(Rv)이 연결되어 있으며, 가변저항(Rv)의 저항값은 이득값 레지스터의 출력값에 의해 조절된다.A variable resistor Rv is connected between the inverting terminal of the
이제, 도 8를 참조하여 도 6의 본 발명에 이용되는 증폭부의 동작을 살펴보면 다음과 같다. Now, referring to FIG. 8, the operation of the amplifier used in the present invention of FIG. 6 will be described.
일반적으로 연산 증폭기(131)의 반전단자와 비반전 단자의 전압차는 0값을 가지고 있으며, 반전단자의 전압은 비반전단자의 디지털/아날로그 컨버터의 출력전압 Aout와 같게 된다. In general, the voltage difference between the inverting terminal and the non-inverting terminal of the
따라서, 반전단자를 흐르는 전류를 I라 할 때 반전단자의 전압이 위에서 설명한 바와 같이 Aout이고 저항 R의 입력측에 있는 전압이 Vref임으로 I=(Aout-Vr)/R이다.Therefore, when the current flowing through the inverting terminal is I, the voltage of the inverting terminal is Aout as described above, and I = (Aout-Vr) / R because the voltage on the input side of the resistor R is Vref.
한편, 연산증폭기(131)의 반전단자에 흐르는 전류는 0이기 때문에 전류 I는 가변저항 Rv를 통과하여 출력단자로 흐르게 된다. 따라서, 출력단자의 출력전압 Vout는 다음 (수학식 1)과 같이 된다. On the other hand, since the current flowing through the inverting terminal of the
따라서, 출력전압 Vout는 입력전압이 Aout일 때 가변저항의 저항값 Rv에 비례함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the output voltage Vout is proportional to the resistance value Rv of the variable resistor when the input voltage is Aout.
그럼으로 적절히 가변저항의 저항값을 조절하여 출력값을 조정할 수 있다.Therefore, the output value can be adjusted by appropriately adjusting the resistance value of the variable resistor.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 레지스터 데이터의 조정만으로 스캐닝 미러의 회전각을 조정할 수 있게 하여 종래의 문제점을 해결하였으며, 디지털/아날로그 컨버터의 에러에 의한 회전각 오차라든가 스캐닝 미러 자체의 차이에 의한 회전각 오차를 해결할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to adjust the rotation angle of the scanning mirror only by adjusting the register data to solve the conventional problem, the rotation angle error due to the error of the digital / analog converter or the rotation by the difference of the scanning mirror itself It is effective to solve each error.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 스크린과 스크린에 비친 영상을 확인하여 적당한 레지스터 데이터를 셋팅하면 셋팅된 데이터는 메모리에 저장되어 왜곡이나 기타 장애 없이 항상 같은 크기의 영상을 볼 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, if the user checks the screen and the image reflected on the screen and sets the appropriate register data, the set data is stored in the memory so that the image of the same size can always be seen without distortion or other obstacles. .
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Herein, while the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And can be changed.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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KR1020040095527A KR100584981B1 (en) | 2004-11-20 | 2004-11-20 | Apparatus which controlls the angle of rotation in scanning mirror |
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KR20060056191A KR20060056191A (en) | 2006-05-24 |
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Citations (2)
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KR20010094762A (en) * | 1999-02-09 | 2001-11-01 | 추후제출 | Control of scanning velocity modulation at multiple scanning frequencies |
KR20030060331A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 엘지전자 주식회사 | Device for Controlling Picture Quality based on Digital input/output |
-
2004
- 2004-11-20 KR KR1020040095527A patent/KR100584981B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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KR20010094762A (en) * | 1999-02-09 | 2001-11-01 | 추후제출 | Control of scanning velocity modulation at multiple scanning frequencies |
KR20030060331A (en) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 엘지전자 주식회사 | Device for Controlling Picture Quality based on Digital input/output |
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