JP2008015486A

JP2008015486A - スキャン装置及びスキャン方法

Info

Publication number: JP2008015486A
Application number: JP2007130914A
Authority: JP
Inventors: Byeung-Leul Lee; 秉烈李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-07-04
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-01-24
Also published as: US20080007811A1; KR100813257B1; KR20080003996A; EP1876486A1; CN101101371A

Abstract

【課題】ピンチ効果が減少するスキャン装置及びスキャン方法を提供する。
【解決手段】ミラー部３１は、ミラー７１と、ミラー７１の両翼に、回動コーム電極７２を有する回動コーム電極部Ｒとを備える。ミラー７１の両翼をなす回動コーム電極部は、第１回動コーム電極部と第２回動コーム電極部により構成される。駆動部Ｈ１、Ｈ２は、駆動コーム電極７３を有する。回動コーム電極７２と駆動コーム電極７３とは、点線の楕円で拡大して表示したように、それぞれの歯が互い違いになるように配置する。回動コーム電極は、第１コーム電極と第２コーム電極により構成される。駆動コーム電極は、第３コーム電極と第４コーム電極により構成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、スキャン装置及びその方法に係り、より詳細には、ピンチ効果が減少するスキャン装置及びその方法に関する。

スキャン装置は、光源から出射されたビームを１次元(線)または２次元(面）の一領域を走査することによって、画像などの情報を結像するものである。また、画像表示装置以外にもフォトダイオードまたは光検出器などの光センサーを集積して、１次元または２次元領域に形成された情報をスキャンして読み込むスキャナ等にも適用可能である。

図１は、一般的なスキャニングタイプのディスプレイ装置を概略的に示す図である。ディスプレイ装置は、レーザー光源１０とスキャナ１１を備える。ここで、スキャナ１１は、二次元スキャナである。レーザー光源１０は、映像信号に基づきレーザーを生成し、スキャナ１１は、レーザーを適切に反射して走査線１２を生成し、映像１３を表現する。

図１において、走査線１２は、従来のラスタースキャニング(ｒａｓｔｅｒｓｃａｎｎｉｎｇ)方式によるスキャン軌跡を示す。図２は、図１のスキャン軌跡を水平方向と垂直方向とに区分して示したものである。図２を参照すれば、ラスタースキャニング方式の場合、走査線の間隔が映像１３の中央２０では均一であるが、左右側端２１では、走査線の間隔が均一ではないため、ピンチ効果が発生し、垂直解像度が低下する。

このようなピンチ効果を減らすための従来技術として、特許文献１がある。しかし、この従来技術は、水平回動軸に直交するミラーをさらに備えなければならないという煩雑さがある。
米国特許第６，１４０，９７９号明細書

本発明が解決しようとする技術的課題は、スキャナに含まれるミラーの挙動を調節して、水平方向にリザージュ(Ｌｉｓｓａｊｏｕｒｓ)スキャンパターンを形成することによって、ピンチ効果を低減するスキャン装置及びその方法を提供するところにある。

前記課題を解決するために、本発明に係るスキャン装置は、水平方向および垂直方向に回動自在に支持され、入射される光を反射するミラー部と、前記ミラー部を前記水平方向および前記垂直方向に回動させる駆動部と、を備えることを特徴とする。

また、前記課題を解決するために、本発明に係るスキャン方法は、入射される光を反射するミラー部を備えるスキャン装置を使用して画面をスキャンする方法において、前記ミラー部の水平回動軸を中心として両側に対称な水平駆動信号を印加し、前記ミラー部の垂直回動軸を中心として両側に非対称な水平駆動信号を印加して、前記画面の水平方向の走査線を生成する段階と、前記スキャン装置を垂直方向に動かすための垂直駆動信号を前記ミラー部に印加して、前記画面の垂直方向走査線を生成する段階と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、スキャナのミラー部をリザージュパターンで駆動することによって、画面のピンチ効果を低減することが可能である。

以下、添付した図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

図３は、本発明を適用した２次元ラスタースキャナを示す図である。スキャナ１１は、水平維持装置であるジンバル３０とレーザーを反射させるためのミラー部３１を備える。スキャナ１１は、ミラー部３１のθ方向３２の水平回動とジンバル３０のφ方向３３の垂直回動とによって、スキャン軌跡を形成する。図４は、図２に示すような従来のスキャンパターンを形成するθ軸とφ軸の挙動を示す図である。図４を参照すれば、ミラー部３１が、１フレームの間にθ軸に対して周期的に回動しつつ、φ軸に直線的に移動することによりスキャンする。このようなラスタースキャン方式は、前述したように画面の両側端にピンチ効果を引き起こす。

従って、ピンチ効果を低減するためには、図５に示すように、画面の水平方向にリザージュパターンでスキャンする必要がある。図５を参照すれば、水平方向にリザージュパターンのスキャニングが行われれば、画面の左右側端４１の走査線の間隔が画面の中央部分４０の走査線の間隔のように同一になって、ピンチ効果を減らすことができる。

図６は、図３に示すミラー部３１を拡大して示す図である。水平リザージュパターンのスキャニングを行うために、ミラー部３１は、ジンバル３０のφ方向に対する回動に加え、θ方向の回動と同様にミラー部３１自体のφ´方向の回動が必要である。

図７は、リザージュパターンの水平方向スキャンのためのミラー部３１のθ方向及びφ´方向の挙動をそれぞれ示す図である。図７に示す通り、φ´方向の挙動は、θ方向の２倍の周波数とし、両挙動の位相を一致させている。

図８は、本発明に係るスキャン装置に含まれるミラー部３１と駆動部Ｈ１、Ｈ２とを共に示す図である。ミラー部３１は、ミラー７１と、ミラー７１の両翼に、回動コーム電極７２を有する回動コーム電極部Ｒとを備える。ミラー７１の両翼をなす回動コーム電極部は、第１回動コーム電極部と第２回動コーム電極部により構成される。駆動部Ｈ１、Ｈ２は、駆動コーム電極７３を有する。回動コーム電極７２と駆動コーム電極７３とは、点線の楕円で拡大して表示したように、それぞれの歯が互い違いになるように配置する。回動コーム電極は、第１コーム電極と第２コーム電極により構成される。駆動コーム電極は、第３コーム電極と第４コーム電極により構成される。

図９Ａは、図８に示すミラー部３１と駆動部Ｈ１、Ｈ２との断面図であり、図９Ｂは、駆動部Ｈ１、Ｈ２と駆動コーム電極部Ｒとに印加される電圧を示す図である。

図９Ａ及び図９Ｂを参照すれば、ＲにＶ_Ｒを印加し、Ｒの両側に対応するＨ１、Ｈ２にそれぞれ互いに逆位相を有する電圧Ｖ_Ｈ１、Ｖ_Ｈ２を印加すれば、Ｈ１とＲとの電圧差(Ｖ_Ｒ−Ｖ_Ｈ１）は、Ｈ２とＲとの電圧差（Ｖ_Ｒ−Ｖ_Ｈ２)、すなわち(Ｖ_Ｒ+Ｖ_Ｈ１)とは異なるため、静電気力によってミラー部３１が一方の側に傾く。次に、前記と逆位相を有する電圧が印加されることにより、他方の側に傾いてθ方向の回動が発生する。

図８をさらに参照すれば、ミラー部３１の下側の駆動部Ｈ１、Ｈ２の長さ７４あるいは駆動部全体の面積は、上側のＨ１、Ｈ２の長さ７５あるいは面積と異なっている。これは、リザージュパターンのスキャニングのためのものであって、長さあるいは面積が異なることにより、同じ電圧によって発生するトルクも異なって、結果としてφ´方向の回動が発生する。ここで、トルクは、電圧の自乗に比例して発生する。図８でＳ１、Ｓ２は、水平位置感知のためのセンサー電極であり得る。

図８に示した駆動部Ｈ１、Ｈ２は、その面積が異なっているが、他の実施形態として、上側のＨ１、Ｈ２と下側のＨ１、Ｈ２との面積は、同一であるが、印加される電圧の大きさを異ならせても同じ効果が得られる。

図１０のＡないし図１０のＥは、駆動電圧Ｖ_Ｈ１が印加された場合、各方向のトルク及び挙動を示す図である。図１０のＡは、Ｖ_Ｈ１電圧を示したものであり、このときのＶ_Ｈ２は、Ｖ_Ｈ１の逆相電圧である。

図１０のＢは、Ｖ_Ｈ１電圧およびＶ_Ｈ２電圧によるθ方向のミラー部３１の挙動を示す図である。図１０のＣは、θ方向のトルクを示す図である。図１０のＡないし図１０のＣによれば、θおよび駆動電圧Ｖ_Ｈ１、Ｖ_Ｈ２よって、トルクの位相が決定されることが判る。

図１０のＤは、θおよびＶ_Ｈ１、Ｖ_Ｈ２電圧によって発生するφ´方向のトルクを示す図である。図１０のＤを参照すれば、φ´´方向のトルクは、θ方向トルクの２倍の周波数で発生することが分かる。それにより、図１０のＥに示すように、ミラー部３１がφ´方向に回動する。従って、θ方向及びφ´方向の挙動によりピンチ効果を低減するリザージュパターンのスキャンが行われる。

図１１は、リザージュパターンのサイズを調節できるミラー部３１と駆動部Ｈ１、Ｈ２とを共に示す図である。図１１を参照すれば、下側駆動部を複数の断片に分割し、必要に応じて電圧が印加される断片を決定して結線することで、φ´方向のトルクの大きさを調節する。図１２は、φ´方向のトルクの大きさによって、そのサイズが調節されるリザージュパターンを示す図である。

以上、図面及び明細書により本発明の最適な実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は、上記実施形態に限定される訳ではなく、本発明の属する分野における当業者であれば、本発明の精神および思想を離れることなく、多様な変形及び均等な他の実施形態により本願発明の実施が可能であるということが容易に理解できるであろう。すなわち、本発明の真の技術的範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想によって決定されなければならない。

本発明は、ディスプレイ装置関連の技術分野に好適に用いられる。

一般的なスキャニングタイプのディスプレイ装置を概略的に示す図である。図１のスキャン軌跡を水平と垂直とに区分して示す図である。本発明が適用された２次元ラスタースキャナを示す図である。図２に示すような従来のスキャンパターンを形成するθ軸およびφ軸の挙動を示す図である。リザージュパターンスキャンラインを示す図である。図３のミラー部を拡大して示す図である。リザージュパターンの水平方向スキャンのための図３のミラー部のθ方向及びφ´方向の挙動をそれぞれ示す図である。本発明によるスキャン装置に含まれるミラー部と駆動部とを共に示す図である。図８に示すミラー部と駆動部との断面図である。図８の駆動部と駆動コーム電極部とに印加される電圧を示す図である。Ｖ_Ｈ１電圧、Ｖ_Ｈ１電圧およびＶ_Ｈ２電圧によるθ方向のミラー部の挙動、θ方向のトルク、θおよびＶ_Ｈ１、Ｖ_Ｈ２電圧により発生するφ´方向のトルク、φ´を示す図である。リザージュパターンのサイズを調節できるミラー部と駆動部とを共に示す図である。 φ´方向のトルクの大きさによってそのサイズが調節されるリザージュパターンを示す図である。

符号の説明

１０レーザー光源、
１１スキャナ、
１２走査線、
１３映像、
３０ジンバル、
３１ミラー部、
３２ θ方向、
３３ φ方向、
７１ミラー、
７２回動コーム電極、
７３駆動コーム電極、
７４下側駆動部の長さ、
７５上側駆動部の長さ、
Ｈ１、Ｈ２駆動部、
Ｒ回動コーム電極部、
Ｓ１、Ｓ２センサー電極。

Claims

水平方向および垂直方向に回動自在に支持され、入射される光を反射するミラー部と、
前記ミラー部を前記水平方向および前記垂直方向に回動させる駆動部と、
を備えることを特徴とするスキャン装置。
前記ミラー部は、
前記光を反射するミラーと、
前記ミラーの両側に両翼としてそれぞれ位置する第１および第２回動コーム電極部と、を有し、
前記第１および第２回動コーム電極部は、第１および第２コーム電極を備えることを特徴とする請求項１に記載のスキャン装置。
前記駆動部は、
前記第１回動コーム電極部の第１コーム電極の歯と互い違いに配置された歯を有する第３コーム電極を備える第１駆動コーム電極部と、
前記第２回動コーム電極部の第２コーム電極の歯と互い違いに配置された歯を有する第４コーム電極を備える第２駆動コーム電極部と、を備え、
前記第１駆動コーム電極部の長さは、前記第２駆動コーム電極部の長さとは異なることを特徴とする請求項２に記載のスキャン装置。
前記第１駆動コーム電極部は、
前記第３コーム電極が複数の断片に分割され、前記複数の断片のうち前記ミラー部の垂直方向の回動に必要な断片を選択して結線することにより、一つのコーム電極を成すことを特徴とする請求項３に記載のスキャン装置。
前記第２駆動コーム電極部は、
前記第４コーム電極が複数の断片に分割され、前記複数の断片のうち前記ミラー部の垂直方向の回動に必要な断片を選択して結線することにより、一つのコーム電極を成すこと特徴とする請求項３に記載のスキャン装置。
前記第１駆動コーム電極部及び前記第２駆動コーム電極部は、同じ大きさの電圧が入力されることを特徴とする請求項３ないし請求項５に記載のスキャン装置。
前記駆動部は、
前記第１回動コーム電極部の第１コーム電極の歯と互い違いに配置された歯を有する第３コーム電極をそれぞれ備える第１駆動コーム電極部と、
前記第２回動コーム電極部の第２コーム電極の歯と互い違いに配置された歯を有する第４コーム電極をそれぞれ備える第２駆動コーム電極部とを備え、
前記第１駆動コーム電極部および第２駆動コーム電極部に印加される電圧の大きさは異なることを特徴とする請求項２に記載のスキャン装置。
前記駆動部は、前記ミラー部の垂直方向の回動周波数が前記水平方向の回動周波数の２倍となるように、前記ミラー部を駆動することを特徴とする請求項１に記載のスキャン装置。
前記駆動部は、前記ミラー部が前記水平方向に回動するように、第１トルクを発生させ、前記ミラー部が前記垂直方向に回動するように、前記第１トルクの２倍の周波数を有する第２トルクを発生させることを特徴とする請求項１に記載のスキャン装置。
前記第１トルクは、前記ミラー部の水平回動軸を中心として両側に同一大きさかつ逆位相の駆動信号を印加することにより生成され、
前記第２トルクは、前記ミラー部の垂直回動軸を中心として両側において、前記両側において前記駆動信号が印加される面積を異ならせることによって生成されることを特徴とする請求項９に記載のスキャン装置。
入射される光を反射するミラー部を備えるスキャン装置を使用して画面をスキャンする方法において、
前記ミラー部の水平回動軸を中心として両側に対称な水平駆動信号を印加し、前記ミラー部の垂直回動軸を中心として両側に非対称な水平駆動信号を印加して、前記画面の水平方向の走査線を生成する段階と、
前記スキャン装置を垂直方向に動かすための垂直駆動信号を前記ミラー部に印加して、前記画面の垂直方向走査線を生成する段階と、を含むことを特徴とするスキャン方法。
前記非対称な水平駆動信号の大きさを調節して、前記水平方向の走査線の大きさを調節する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のスキャン方法。
前記非対称な水平駆動信号の印加は、前記対称な水平駆動信号が印加される電極の面積を異ならせることで行われることを特徴とする請求項１１に記載のスキャン方法。