KR101569706B1 - 주사거울 제어 - Google Patents

Abstract

주사빔투사시스템(100)은 고속주사축(fast-scan axis)과 저속주사축(slow-scan axis)을 구비한 주사거울(116)을 포함한다. 저속주사축 상의 이동은 저속주사 주사거울제어시스템(130)에 의해 제어된다. 제어시스템은 거울의 각변위(angural displacement)를 나타내는 위치정보를 수신한다. 제어시스템의 외부루프는 주파수영역(frequency domain)에서 동작하며 또한 주사거울 구동신호에 대한 고조파구동계수들(harmonic drive coefficients)을 결정한다. 제어시스템의 내부루프는 시간영역(time domain)에서 동작하며 또한 고조파구동계수들이 점유한 주파수대역 내의 한 주파수에서 주사거울 공진진동모드(resonant vibration mode)를 보상한다.

Description

주사거울 제어{SCANNING MIRROR CONTROL}

주사광 빔들은 모바일 마이크로프로젝터들(mobile microprojectors), 자동차 헤드-업 디스플레이들(automotive head-up displays) 및 헤드-원 디스플레이들(head-worn displays)과 같은 응용장치들을 포함하여 광범위하게 다양한 응용장치들의 표시 이미지(display image)를 생성하기 위해 사용된다. 디스플레이들은 거울의 각운동(angular motion)을 사용하여 변조된 광빔을 편향하여 원하는 시계(視界)를 확보한다. 거울을 두 직교축 주위에서 이동시킴으로써, 장방형 시계가 생성될 수 있으므로 콤팩트한 휴대용 패키지(package)에서도 친숙한 라스터(raster) 표시모양을 제공할 수 있다.

원하는 각운동을 정확하게 생성하기 위해 거울의 편향을 제어하는 것은 중요한 공학적인 도전이다. 이는 거울이 다양한 공진 주파수에서 진동모드들을 나타내는 기계적인 장치들이라는 사실에 부분적으로 기인한다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 주사빔 투사시스템을 나타내는 도면;
도 2는 도 1의 주사 궤적을 생성하는 빔편향 파형들을 나타내는 도면;
도 3은 초소형전자기계시스템(MEMS) 주사거울을 구비한 주사 플랫폼(platform)의 평면도;
도 4 및 도 5는 도 3의 MEMS 주사거울의 두 진동모드들을 나타내는 도면;
도 6은 도 3의 MEMS 주사거울의 선형응답을 나타내는 도면;
도 7은 고조파계수 가중어레이(harmonic coefficient weighting array)을 사용하여 고조파계수들을 반복적으로 결정하는 주사거울 저속주사 제어루프를 나타내는 도면;
도 8은 뉴톤법(Newton's method)의 근사식(approximation)을 사용하여 고조파 계수들을 반복적으로 결정하는 주사거울 저속주사 제어루프를 나타내는 도면;
도 9는 디지탈신호 처리기를 포함하는 주사거울 제어루프를 나타내는 도면;
도 10 및 도 11은 두 루프들을 포함하는 주사거울 저속주사 제어시스템들을 나타내는 도면;
도 12는 브리지형-T 보상기(bridged-T compensator)의 동작을 나타내는 근궤적선도(root locus plot);
도 13은 고속주사 톤제거블록(tone removal block)을 나타내는 도면;
도 14는 도 11의 내부 피드백루프(inner feedback loop)의 개방루프응답을 나타내는 도면;
도 15는 도 11의 내부 피드백루프(inner feedback loop)의 폐쇄루프응답을 나타내는 도면;
도 16은 싱글/듀얼(single/dual) 조합루프 저속주사 제어시스템을 나타내는 도면;
도 17은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 모바일 장치를 나타내는 도면;
도 18 및 도 19는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 방법들의 흐름도들을 나타내는 도면.

하기 상세한 설명에서는, 발명이 실시될 수 있는 구체적인 실시예들을 첨부도면들을 참조하여 도해하여 설명한다. 이 실시예들은 본 기술분야에서 숙련자들에 의해 본 발명을 충분히 실시할 수 있도록 상세하게 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예들은 비록 서로 상이하지만 반드시 상호 배타적이 아님을 이해할 것이다. 예컨데 일 실시예와 관련하여 여기서 설명되는 특정한 특징, 구조 또는 특성은 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 실시예들에서도 실시될 수 있다. 그 외에도, 각각의 개시된 실시예에서의 개별 소자들의 위치와 배치는 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 수정될 수도 있음을 이해할 것이다. 그러므로 하기의 상세한 설명은 제한적인 의미를 갖지 않으며 또한 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위들에 의해서만 한정되며, 청구범위들에 전 범위의 등가물이 함께하는 것으로 해석하는 것이 적절하다. 도면들에서, 동일번호들은 전 도면에 걸쳐 기능적으로 동일 또는 유사한 것을 나타낸다.

도 1은 본 발명 다양한 실시예들에 의한 주사빔 투사시스템을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 주사빔 투사시스템(100)은 레이저빔과 같은 빔(112)을 방출할 수 있는 레이저다이오드 등과 같은 레이저광원일 수도 있는 광원(110)을 포함한다. 빔(112)은 초소형 전자기계시스템(MEMS) 기반의 스캐너(scanner)를 포함하는 주사플랫폼(114) 상에 충돌한 다음, 주사거울(116)을 벗어나서 반사하며, 그에 의해 제어된 출력빔(124)을 생성한다. 주사거울 제어회로(130)는 하나 이상의 구동신호를 제공하며, 그에 의해 주사거울(116)의 각운동을 제어하고, 결국에는 출력빔(124)이 투사표면(128) 상에서 라스터 주사(126)를 생성하게 해준다.

어떤 실시예들에서는, 라스터주사(126)가 고속주사축(수평축) 상의 정현파 성분과 저속주사축(수직축) 상의 톱니파 성분을 조합함으로써 형성된다. 이 실시예들에서는, 제어된 출력빔(124)이 정현파 형상으로 좌우로 왕복하여 스위프(sweep)하되 톱니파 형상으로 수직으로(상부에서 하부로) 스위프하며, 하부에서 상부로 귀환(flyback)하는 동안 표시는 소거된다. 도 1은 빔이 수직으로 상부에서 하부로 스위프할 때의 고속주사 정현파형상을 나타내고 있지만, 하부에서 상부로의 귀환은 나타내고 있지는 않다.

주사거울(116)은 주사거울 제어회로(130)에 의해 제공되는 신호들에 따라 편향되고, 또한 거울위치정보가 134에서 주사거울제어회로(130)로 피드백된다. 거울위치정보는 수직 저속주사방향, 수평 고속주사방향 또는 양자 모두에서의 각위치를 기술할 수 있다. 주사거울 제어회로(130)는 위치정보를 수신하여, 적당한 구동신호들을 판단한 다음, 주사거울(116)을 구동한다.

도 2는 도 1의 라스터주사궤적으로 결과되는 빔편향파형들을 나타낸다. 수직편향파형(210)은 톱니파형이며, 수평편향파형(220)은 정현파형이다. 톱니파 수직편향파형(210)은 상부에서 하부로의 라스터주사(126)의 스위프에 상응하는 강하부분을 포함하며, 또한 하부에서 상부로의 귀환에 상응하는 상승부분도 포함한다. 귀환 후, 수직스위프는 각각의 궤적에서 실질적으로 동일한 경로를 횡단한다. 도 2의 파형은 주사거울에 제공되는 구동신호들에 반대되는 바와 같이 원하는 거울편향을 나타낸다는 것을 주지하는 것이 중요하다. 만일 주사거울이 공진없이 완전하게 평탄한 자연응답성을 갖는 경우, 주사거울제어회로(130)는 도시된 바와 같이 신호들 210, 220을 구동할 수 있다. 현실적인 실장에 있어서, 주사거울(116)은 복수의 분명한 진동모드들과 더불어 공진특성들을 갖는다. 주사거울제어회로(130)는 주사거울(116)이 도 2에 도시된 파형들에 따라서 편향되게 하기위한 시도에서 구동신호들을 수정하며, 그에 의해 라스터주사(126)를 생성하도록 제어된 빔(124)을 스위프한다.

설명을 쉽게 하기 위해, 도 1과 도 2는 각각의 저속주사 사이클에 대하여 비교적 소수의 고속주사 사이클들을 나타낸다. 어떤 실시예들에서는, 각 저속주사사이클에 대하여 상당히 큰수의 고속주사 사이클들이 존재한다. 예컨데, 저속주사 스위프는 60Hz 부근에서 동작하며, 고속주사 스위프는 18 kHz 이상에서 동작할 수 있다. 본 기술분야에서 숙련자는 본 발명의 다양한 실시예들이 저속주사 주파수와 고속주사 주파수들 간의 상호관계와 무관하게 어떠한 주사시스템에서나 유리하게 적용될 수도 있음을 알 것이다.

비록 도 1 및 도 2는 저속주사편향을 위한 톱니파형을 나타내지만, 본 발명의 다양한 실시예들은 그것으로 제한되지는 않는다. 예컨데, 저속주사 편향파형은 본 발명의 범위를 이탈함이 없이 삼각형, 제한된 고조파 정현파형 또는 그밖의 다른 형상일 수 있다.

도 3은 초소형전자기계시스템(MEMS) 주사거울을 구비한 주사플랫폼의 평면도를 나타낸다. 주사플랫폼(114)은 짐벌(gimbal: 수평유지장치)(340) 및 주사거울(116)을 포함한다. 짐벌(340)은 만곡부들(310,312)에 의해 주사 플랫폼(114)에 결합되고 주사거울(116)은 만곡부들(320,322)에 의해 짐벌(340)에 결합된다. 짐벌(340)은 구동라인들(350)에 접속되는 구동코일을 구비한다. 구동라인(350) 내로 구동되는 전류는 구동코일 내에 전류를 생성한다. 주사플랫폼(114)은 또한 하나 이상의 통합된 압저항위치센서들(piezoresistive position sensors)을 내장한다. 어떤 실시예들에서는 주사플랫폼(114)이 각각의 축마다 하나의 위치센서를 포함한다. 상호연결부들(360)중 둘은 구동라인들(350)에 결합되고, 나머지 상호연결부들은 각 축에 대한 통합된 위치센서들을 위해 제공된다.

동작에 있어서, 외부자계공급원(도시안됨)은 구동코일에 자계를 부과한다. 외부자계공급원에 의해 구동코일에 부과되는 자계는 코일의 평면 내에 한 성분을 가지며 또한 두 구동축에 대하여 대략 45도로 배향(orient)된다. 코일권선들에서의 평면내 전류(in-plane current)는 평면내 자계와 상호작용하여 도체 상에 평면외 로렌츠력(outof-plane Lorentz force)을 생성한다. 구동전류는 짐벌(340) 상에서 루프를 형성하기 때문에 전류는 주사축들을 교차하여 부호를 반전시킨다. 이는 로렌츠력이 주사축들을 교차하여 부호를 반전시키며, 그 결과로서 자계의 평면에 그리고 자계에 수직하여 토크(torque: 회전력)를 생성함을 의미한다. 이러한 조합된 토크는 그 토크의 주파수 내용에 따라 두 주사방향으로의 응답들을 생성한다.

인가된 토크의 주파수성분들은 수평거울공진(~18 kHz)을 여기하고 수직거울동작(60 Hz, 120 Hz, 180 Hz...)을 위한 램프구동(ramp drive)을 제공하도록 선택된다. 거울(116)과 짐벌(340)의 주파수응답특성들은 토크성분들을 그들 각각의 동작들로 분리하도록 작용한다.

스캐너의 두 공진진동모드들은 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 도 4에 보인 제1 모드는 전체 짐벌구조의 수직공진모드이고, 도 5에 보인 제2 모드는 주사거울(116)의 수평공진모드이다. 도 4에 보인 수직공진모드에서, 짐벌(340)은 만곡부들(310, 312) 상에서 회전하며; 도 5에 보인 수평공진모드에서, 거울(116)은 만곡부들(320, 322) 상에서 회전한다. 기타 수많은 진동모드들이 존재할 수 있지만, 이들 두 가지 모드가 두 축 상에서 원하는 각운동(angular movement)을 보여준다.

다양한 공진모드들의 주파수들은 선택된 설계기준에 따라 다양할 수 있다. 예컨데, 도 5에 도시된 공진모드의 주파수는 주사거울(116)의 관성질량(inertial mass)을 변경함으로써 또는 만곡부(310, 312)의 특성값을 변경함으로써 증가 또는 감소될 수 있다. 마찬가지로, 도 4에 도시된 공진모드의 주파수는 짐벌(340)과 주사거울(116)의 관성질량(inertial mass)을 변경함으로써 또는 만곡부(320, 322)의 특성값을 변경함으로써 증가 또는 감소될 수 있다. 상이한 공진특성을 구비한 일 예시적인 MEMS 거울은 프로세스 스파이(Proc. SPIE) 5721, 1판 (2005. 1. 24)에서 랜달 비. 스프라그(Randall B. Sprague) 등이 발표한 "주사빔디스플레이 거울용 2축 자기구동"; 온라인 공고일: 2005. 2. 28일자 온라인 공보 DOI:10.1117/12.596942에 기재되어 있다. 어떤 공진특성을 구비한 어떤 주사거울이라도 본 발명의 다양한 실시예들로 이용될 수 있음을 본 분야에 숙련자는 이해할 것이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 주사거울은 "코일구동거울", 좀 더 구체적으로 "이동코일" 디자인의 한 예이다. 왜냐하면 코일이 자계의 출현으로 이동하기 때문이다. 다른 실시예들에서는, 거울에 하나 이상의 고정자석들이 부착되며, 코일은 고정식이다. 여전히 또 다른 실시예들에서는, 다른 타입의 구동기구들(예, 용량구동형 MEMS 거울들)이 사용된다. 거울을 구동시키기 위해 사용되는 구동기구의 타입은 본 발명의 제한요소가 아니다.

도 6은 도 3의 MEMS 주사거울의 선형응답을 나타낸다. 주사거울은 795 Hz에서 1차 저속주사공진을 그리고 18 kHz에서 1차 고속주사공진을 나타낸다. 795 Hz에서의 1차 저속주사공진은 짐벌(340)이 도 4에 도시된 바와 같이 저속주사(수직) 방향들로 발진하게 한다. 18 kHz에서의 1차 고속주사공진은 짐벌(340)이 도 5에 도시된 바와 같이 고속주사(수평) 방향으로 발진하게 한다. 1.9 kHz, 2.9 kHz, 및 6.5 kHz에서의 부수적 진동모드들은 일반적으로 바람직하지 않은 수평/수직 이동들을 조합한 이동을 일으킨다.

다양한 공진진동모드들이 있으므로 주사거울제어회로(130)에 도전할 여지가 있다. 예컨데, 수직편향파형(210)(도 2)을 생성하기 위해, 주사거울제어회로는 795 Hz 공진을 벗어난 60 Hz(60 Hz, 120 Hz, 180 Hz...)의 고조파를 구동할 수도 있다. 795 Hz에서 거울이 보여주는 기계이득(mechanical gain) 때문에 어떤 고조파에서 진동이 가중되어, 램프(ramp)를 뒤틀리게 한다.

본 발명의 다양한 실시예들은 주사거울 구동신호들을 수정하는 피드백루프를 제공해 주며, 그에 의해 부가적인 동작왜곡을 일으키는 높은 기계이득 및 비선형특성의 출현시에 주사거울의 원하는 행동을 생성시킬 수 있다. 어떤 실시예들에서는 고조파 구동신호들 각각의 진폭과 위상이 거울의 측정된 행동에 응답하여 수정될 수 있다. 또한 각 고조파신호도 상이한 속도("학습속도(learning rate))"로 수정될 수 있다. 일반적으로 높은 기계이득 영역들에서의 고조파신호들은 낮은 기계이득 영역들에서의 고조파신호들보다 더욱 느리게(더 낮은 학습속도로) 수정된다. 어떤 실시예들에서는 학습속도는 적응형이다.

도 7은 고조파계수 가중어레이(harmonic coefficient weighting array)를 사용하여 고조파계수들을 반복하여 결정하는 주사거울 저속제어루프를 나타낸다. 저속주사 제어루프(700)는 반복고조파계수결정블록(710), 입력파형 생성기(712), 디지탈-아날로그 변환기(DAC)(720), 저역통과필터(730, 740), 주사거울(732), 아날로그-디지탈 변환기(ADC)(750), 합산버퍼(summing buffer)(760) 및 고속 푸리에 변환블록(fast Fourier transform(FFT) block)을 포함한다. 주사거울(732)은 도 3을 참조하여 상술한 실시예들을 포함하는 어떠한 주사거울이라도 좋다.

동작에 있어, 고조파구동계수들은 입력파형생성기(712)에 제공된다. 고조파구동계수들은 하기 수학식 1로 나타낸다.

상기 수학식에서, n은 고조파수,

은 복소수,

은 실수,

는 허수이다. 입력파형생성기(712)는 역고속 푸리에변환(Inverse fast Fourier transform: IFFT) 또는 등가적인 것을 수행하여, 고조파구동계수들로부터 시간영역 디지탈파형을 생성하며, 그 다음 이 시간영역 디지탈파형은 DAC(720)에 의해 아날로그 신호로 변환된 다음, 730에서 저역통과 여파된다. 그 결과 아날로그 저속주사구동신호는 주사거울(732)을 구동한다.

주사거울(732)은 저속주사방향에 위치검출기들을 포함한다. 이 센서들은 저속주사방향으로 거울의 실제 각변위(angular displacement)에 상응하는 신호를 제공한다. 아날로그 저속주사위치신호는 센서들로부터 저역통과필터(740)로 제공된다. 저역통과필터(740)는 적합한 어떠한 차단 주파수라도 가질 수 있다. 예컨데, 주사거울(732)이 도 6에 도시된 것과 유사한 응답을 가질 경우, 필터차단주파수는 수 kHz 정도이므로, 거울의 더 높은 주파수진동 모드들로 인한 어떠한 신호에너지라도 제거할 수 있다.

저역통과 여파된 저속주사 위치신호는 ADC(750)에 의해 디지탈형으로 변환되고, 그 다음 합산버퍼(760)가 신호대 잡음비(SNR)를 증가시키도록 N 사이클에 걸쳐 저속주사 위치파형을 합산(평균)한다. 저속주사 위치파형은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 어떠한 수의 사이클들에 걸쳐서라도 평균될 수 있다. 평균된 저속주사 위치파형은 하기 수학식 2로 나타내는 복귀고조파계수들을 산출하도록 FFT(770)에 의해 처리된다.

상기 수학식에서, n은 고조파수,

은 복소수,

은 실수,

는 허수이다. 반복고조파계수 결정블록(710)은 복귀고조파계수

뿐만 아니라 고조파계수 타겟들(targets)과 고조파계수 가중어레이(harmonic coefficient weighting array)

을 수신한다. 고조파계수 타겟들은 하기 수학식 3으로 나타낸다.

상기 수학식에서, n은 고조파수,

은 복소수,

은 실수,

는 허수이다. 반복고조파계수 결정블록(710)은 하기 수학식 4와 같이 복귀계수에서 에러를 결정한 다음,

고조파 구동계수들을 하기 수학식 5와 같이 갱신한다.

상기 수학식 5에서, 첨자 k는 k차 반복을 말하고, 첨자 k+1은 그 다음의 반복을 나타내며,

는 0 내지 1 범위 내의 총이득값(학습속도)이다. 알파

는 에러량 E_n의 연속감소에 대하여 적당한 크기 및 위상의 척도(scaling)(벡터방향)를 제공하는 정적 가중어레이(static weighting array)이다.

어떤 실시예들에서는 가중어레이가 1차 주파수(60Hz)에서 1로 정상화되는 거울이득(전달함수)의 역이다. 하나 이상의 거울들이 특정화될 수 있으며, 또한 가중어레이는 측정된 전달함수로부터 결정된다. 또 다른 방법으로, 거울의 선형 전달함수는 장치의 시작 또는 동작 도중에 측정될 수 있으며 또한 학습될 수 있다. 예컨데, 17개의 고조파들에 대하여 60 Hz 간격으로 측정되는 거울이득(도 6 참조)이 하기와 같다고 가정하자:

여기서, 거울이득의 제1 항(entry)은 60 Hz에서의 이득에 해당하고, 거울이득의 마지막 항은 1.02 kHz에서의 이득에 해당한다. 이들은 실계수들(크기만)로서 도시되어 있지만, 그들은 복소수값들(크기 및 위상)일 수 있다. 가중어레이

(알파(n))은 다음과 같은 알고리즘을 사용하여 결정될 수 있다:

여기서 주목할 점은 알파가중이 반드시 MEMS 이득특성에 일치할 필요는 없다는 것이다. MEMS 전달함수는 폐쇄루프 피드백시스템에 의해 수정될 수 있으며, 또한 조합된 시스템의 합성이득은

(알파(n))을 연산하기 위해 사용될 수 있다.

상기 수학식 5에 도시된 고조파 구동계수갱신과 입력파형생성기(712)의 연산은 하기와 같은 유사부호(pseudocode)에 따라 수행될 수 있다. 여기서 Return(n)는

, Dold(n)는

, Dnew(n)는

, Targ(n)는

, 그리고 Timepts는 램프파형(ramp waveform) 내 꼭지점들의 수에 상응하는 정수이다:

도 8은 뉴톤법의 근사식(approximation)을 사용하여 고조파계수들을 반복적으로 결정하는 주사거울 저속제어루프를 나타낸다. 저속주사제어루프(800)는 입력파형생성기(712), 디지탈-아날로그 변환기(DAC)(720), 저역통과필터들(730 및 740), 주사거울(732), 아날로그-디지탈 변환기(ADC)(750), 합산버퍼(760), 및 고속푸리에 변환(FFT)블록(770)을 포함하며, 이들은 모두 도 7을 참조하여 위에 기술된다.

저속주사제어루프(800)는 또한 뉴톤법 고조파계수결정블록(810)을 포함한다. 도 7의 블록(710)과 마찬가지로, 블록(810)은 복귀고조파계수

및 타겟

을 수신하여, 고조파구동계수들

을 생성한다. 뉴톤법의 블록(810)은 블록(810)이 가중어레이를 수신하지 않는다는 점에서 블록(710)과 다르다. 그 대신, 블록(810)은 하기에 설명된 바와 같이 각 고조파계수의 학습속도를 적응적으로 수정한다.

수치 분석에 있어서, 뉴톤법은 실수 함수의 제로값(또는 근(roots))에 대하여 더 좋은 근사식들을 계속적으로 구하기 위해 유용하다. 현재의 문제점에 적용된 바와 같이, 뉴톤법은 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다:

현재의 문제에 적용된 바와 같은 뉴톤법에 대한 이산 근사식(discrete approximation)은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다:

여기서,

는 이전의 반복에서 구동 변화를 나타낸다.

수학식 8은 n번째 고조파에 대한 k번째 반복에서 이득(가중)을 나타낸다. 상기 수학식 7에서

는 상기 수학식 5에서

(Alpha)를 대신하고 또한 상기 수학식 8에서

은 구동계수들의 이전 변화들 뿐 만아니라 복귀계수들의 이전 변화들의 함수임을 주지해야한다. 따라서, 도 8에 표현된 실시예들에서 각각의 고조파계수에 대한 가중은 적응형인 반면, 도 7에 표현된 실시예들에서 각각의 고조파계수에 대한 가중은 고정형이다. 어떤 실시예들에서는 고정된 알파값들과

이 각각의 반복에서 새로운 가중계수들을 연산하는데 사용된다.

하기와 같은 알고리즘은 각각의 반복 동안 뉴톤법의 이산 근사식을 사용한다:

반복들은 주기마다 수행될 수 있다. 예컨데, 상기 알고리즘은 1초당 또는 수 초당 한번 수행될 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 기능블록들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 어떠한 방식으로든지 구현될 수 있다. 예컨데, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 조합이 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 어떠한 레벨의 통합이라도 사용될 수 있다. 어떤 실시예들에서는 완전한 하드웨어 방식이 구현된다. 예컨데, 하나 이상의 주문형 반도체(application specific integrated circuits: ASIC) 또는 필드프로그램가능 게이트어레이들(field programmable gate arrays: FPGA)이 도시된 대부분 또는 모든 블록들에서 실장될 수 있다.

다른 실시예들에서, 처리기(processor)는 도 7 및 도 8과 관련된 작용들을 수행하도록 지시를 실행한다. 예컨데, 도 9는 디지탈신호처리기(DSP)를 포함하는 저속주사제어루프를 도시한다. DSP(910)는 여기에 기재된 작용들을 수행할 수 있는 어떠한 타입의 처리기라도 좋다. 예컨데, DSP(910)는 상업적으로 입수가능한 처리기일 수 있으며 또는 주문형 처리기일 수도 있다. 또한 DSP(910)는 ASIC에 내포된 "코아(core)"일 수 있다.

DSP(910)는 ADC(750)로부터 디지트화한 샘플들(digitized samples)을 수신하여 DAC(720)에 램프파형에 대한 디지탈데이터를 제공한다. DSP(910)는 도 7 또는 도 8에 나타낸 실시예들에 의한 반복적인 고조파계수조정을 수행한다. 구체적으로, DSP(910)는 고정된 가중어레이를 사용하여, 각 고조파계수에 대한 상이한 학습속도들을 제공할 수 있으며 또는 DSP(910)는 각 고조파계수들에 대하여 적응형 학습속도들을 사용할 수 있다.

메모리(920)는 지시들이 저장되는 컴퓨터독출가능매체이다. 예컨데, 메모리 (920)는 정적 또는 동적 랜덤억세스메모리(SRAM 또는 DRAM)와 같은 휘발성메모리일 수 있으며, 또는 플래시(FLASH) 메모리와 같은 비휘발성메모리일 수 있다. 어떤 실시예들에서는, DSP(910) 및 메모리(920)가 ASIC와 같은 공통집적회로에 내장된다. 메모리(920)는 또한 디스크(하드, 소프트, 콤팩트 또는 기타) 또는 다운로드가능 파일들을 구비한 서버(server)와 같은 배포에 적합한 매체일 수 있다.

DSP(910)는 메모리(920)로부터의 지시를 억세스하고 또한 본 발명의 다양한 방법의 실시예들을 수행한다. 예컨데, 어떠한 반복고조파계수결정 실시예들이라도 DSP(910)에 의해 수행될 수 있다. 그 외에도, DSP(910)는 거울이득 어레이를 참조하여 상술한 바와 같은 주사거울(732)의 응답을 특성화한다.

도 10은 두 루프를 포함하는 주사거울 저속주사 제어시스템을 나타낸다. 도 10의 시스템은 저이득 "내부루프(inner loop)"를 포함하고 있어 "외부루프(outer loop)"에 의해 보인 바와 같은 주사거울의 전달함수를 수정할 수 있다. 내부루프는 시간영역에서 동작하며 실질적으로 실시간 갱신하는 반면, 외부루프는 주파수영역에서 동작하며 더 느리게 갱신한다.

내부루프는 합산기(1012), 보상기(1020), DAC(720), 저역통과필터들(730 및 740), 주사거울(732), ADC(750), 고속주사 톤제거블록(1040), 추가 톤제거블록(1050) 그리고 이득단(1060)으로 형성된다. 보상기(1020)는 주사거울 전달함수이득 및 위상특성들을 보상하도록 내포되어 있으므로 외부루프에 의해 보인 바와 같은 주사거울의 전달함수를 수정한다. 보상기(1020)는 임의 순서의 아날로그 또는 디지탈 필터를 포함하는 어떠한 형태라도 취할 수 있다. 예시적인 보상기들을 하기에 더 상세히 설명한다. 내부루프는 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 어떠한 보상회로라도 포함할 수 있다. 보상회로들의 타입과 순서는 적어도 부분적으로는 주사거울의 전달함수에 기초하여 결정될 수 있다. 어떤 실시예들에서는 보상기(1020)가 아날로그 회로로서 실현되고 또한 DAC(720)가 신호경로 상 보상기(1020)에 선행하여 설치된다.

외부루프는 입력파형생성기(712), 합산기(1012), 보상기(1020), DAC(720), 저역통과필터들(730 및 740), 주사거울(732), ADC(750), 합산버퍼(760), FFT(770), 그리고 고조파계수결정블록(1010)에 의해 형성된다.

고조파계수결정블록은 계수결정블록(710)(도 7) 또는 (810)(도 8)일 수 있다. 예컨데, 어떤 실시예들에서는, 고조파계수결정블록(1010)이 가중어레이를 사용하여 각 고조파 계수의 학습속도들을 결정할 수 있으며, 다른 실시예들에서는 계수결정블록(1010)이 뉴톤법의 근사식을 사용하여 학습속도들을 적응적으로 결정할 수 있다.

도 11은 두 루프를 포함하는 주사거울 저속주사제어시스템을 나타낸다. 도 11의 제어시스템은 도 10의 보상기 대신 브리지형-T 보상기(1022)와 필터(1030)를 나타낸다. 브리지형-T 보상기들은 비틀림공진(torsional resonance)으로 인한 운동제어시스템들의 비안정성을 제거하는데 유용하다. 머신 디자인(Machine Design) (Feb. 7, 1985)에 기재된 그레고리 제이. 슈나이더(Gregory J. Schneider)의 서보장치의 태밍 공진(Taming Resonance in Servos) 참조요함.

본 발명의 다양한 실시예들에서는, 브리지형-T 보상기(1022)는 저속주사구동을 방해하는 대역내 거울공진들에 대해 보상한다. 예컨데, 도 6을 다시 참조하면, 주사거울 선형공진응답은 고조파구동신호들의 주파수 범위 내인 795 Hz에서 공진을 나타낸다. 브리지형-T 보상기(1022)는 대역내 공진을 보상하도록 조정되며, 그에 의해 고조파계수블록(1010)이 겪는 이득변동을 감소시킨다. 브리지형-T 보상기(1022)는 유한임펄스응답(finite impulse response: FIR) 디지탈필터로서 구현될 수 있다.

도 12는 브리지형-T 보상기(1022)의 동작을 나타내는 근궤적선도(root locus plot)를 나타낸다. 두 주사거울극들(scanning mirror poles)은 도 6에서 보인 795 Hz 공진을 야기한다. 브리지형-T 보상기는 실수축 상에 두 극들을 제공하며 또한 두 주사거울 극들을 제거하도록 두개의 제로값들을 제공한다. 어떤 실시예들에서는 브리지형 T 제로값들은 주사거울극들 상에 직접 포개지며 또한 어떤 실시예들에서는 브리지형 T 제로값들이 주사거울극들과 동일한 각도로 오프셋(offset) 된다. 도 12에 도시된 바와 같이 브리지형 T 제로값들을 위치시킴으로써, 위상마진(phase margin)이 증가된다. 제로값들은 거울극들로서 실수축으로부터 더 낮은 각도에 그리고 더 작은 반경에서 위치되며, 그 결과 거울극들이 제로값들 보다 더 낮은 Q와 주파수가 될 수 있다.

도 11을 다시 참조하면, 필터(1030)는 신호경로에서 브리지형-T 보상기 뒤에 있다. 필터(1030)는 고조파구동계수들에 의해 점유되는 주파수대역 외부의 공진모드 주파수에서 스펙트럼 에너지(spectral energy)를 제거하도록 조정되는 노치필터(notch filter) 또는 저역통과필터일 수 있다. 예컨데, 어떤 실시예들에서는, 필터(1030)가 6.5 kHz 보조진동모드(도 6)를 필터링하기 위해 6.5 kHz로 조정되는 노치필터일 수 있다. 다른 실시예들에서는, 필터(1030)가 원하지 않는 스펙트럼 에너지를 제거하기에 적합한 차단주파수를 구비한 저역통과필터일 수 있다. 다양한 주사거울 디자인들은 6.5 kHz 이외의 주파수에서 보조공진을 나타낼 수 있으며 또한 필터(1030)는 이러한 다른 주파수들에서 스펙트럼 에너지를 제거하도록 조정될 수 있다.

내부루프는 또한 고속주사 톤제거블록(1040)을 포함한다. 고속주사 톤제거블록(1040)은 주사거울에서 의도하지 않는 전기적 및/또는 기계적 누화(crosstalk)로부터 비롯되는 고속주사 주파수에서의 스펙트럼 에너지를 제거한다. 고속주사 톤제거블록(1040)은 고속주사축 상에서 주사거울을 여기하도록 사용되는 고속주사톤의 복제를 수신한다. 고속주사 톤제거블록의 일례가 도 13에 도시된다. 도 13은 복합신호샘플들 상에서 동작하도록 동상회로(in-phase circuit)와 직각위상 회로들을 포함하는 최소평균자승(least mean square: LMS) 톤제거기(tone canceller)를 나타낸다. 동상회로는 합산기들(1310 및 1370), 적산기들(1320 및 1380), 저역통과필터들(LPF)(1330), 그리고 비례블록(P), 적분블록(I), 및 미분블록(D)을 포함하는 비례/적분/미분(proportional/integral/derivative: PID) 제어기를 포함한다.

동작에 있어서, 적산기(1380)의 출력은 입력신호 상에서 출현하는 고속주사누화를 갖는 I-채널(channel)을 재생한다. 재생된 I-채널은 입력신호로부터 분기되어 1312에서 I-채널 출력을 생성한다. I-채널 출력은 적산기(1320)에 의해 I-채널 고속 기준톤과 혼합되며, 그 결과는 LPF(1330)에 의해 저역통과 여파된다. LPF(1330)의 DC 출력은 고속주사 주파수에서 스펙트럼 내용을 나타내는 에러항(error item)이다. PID 제어기는 이 에러가 제로가 되도록 구동한다. PID 블록들의 출력은 1370에서 합산되며, 그 합산 결과는 혼합기(1380)에 의해 고속주사 주파수로 다시 혼합되어 입력신호 상에 출현하는 고속주사누화의 I-채널을 재생한다. Q-채널 회로는 방금 설명한 I-채널과 동일한 형식으로 동작한다.

어떤 실시예들에서는, 고속주사 톤제거블록(1040)이 비례블록(P) 또는 미분블록(D)을 이용하지 못한다. 이러한 실시예들에서는 적분블록 (I)이 에러항을 적분하여 출력에 제공하므로 고속주사톤 스펙트럼내용을 재생성할 수 있다.

도 10을 다시 참조하면, 추가 톤제거블록(1050)은 또한 다른 톤들에 대한 톤제거를 수행할 수 있다. 예컨데, 1.9 kHz 공진(도 6)으로 인한 톤들은 추가 톤제거블록(1050)에 의해 제거될 수 있다. 어떤 실시예들에서는, 톤제거블록들(1040 및 1050)의 어느 하나 또는 양자가 노치필터 또는 LMS 톤제거기를 포함할 수 있다. LMS 톤제거기는 위상지연을 부과하지 않으므로 루프 내에 위상마진을 보존한다. 이득블록(1060)은 1012에서 내부 및 외부루프 데이터스트림들(data streams)을 조합하기 전에 내부피드백루프에 이득을 제공한다.

도 14 및 도 15는 도 11의 내부루프에 대한 개방루프응답과 폐쇄루프응답을 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 브리지형-T 보상기는 폐쇄루프응답을 수정하며, 그에 의해 루프안정성을 개선한다. 이러한 루프안정성(즉, 위상마진)의 개량은 원하지 않는 저속주사의 주파수성분들이 저속주사구동신호 상에 출현하는 것을 방지하는 것이다. 이러한 위상 개량이 가능한 것은 브리지형-T 보상기가 저속주사 주파수에서 허수축 주사거울극들의 급격한 180도 위상천이를 제거하여 더 넓은 주파수 범위에 걸쳐 확산하는 두 실제 극들의 위상응답을 저속으로 가변시키기 때문이다.

도 16은 단일/이중 루프 저속주사제어시스템의 조합형을 나타낸다. 도 16에 도시된 시스템은 도 10에 도시된 모든 것들을 포함하며 또한 스위치(1610)를 포함한다. 스위치(1610)가 위치 1614에 있을 때, 도 16의 시스템은 도 10의 시스템과 동일한 방식으로 두 루프들로 동작한다. 스위치(1610)가 위치 1612에 있을 때, 내부루프는 바이패스되고, 그 다음 도 16의 시스템은 도 7 및 도 8에 도시된 것들과 유사한 단일루프로 동작한다.

어떤 실시예들에서는, 도 16의 시스템이 주사거울을 특성화하도록 한 루프로 동작할 수 있으며, 주사거울의 이동을 제어하는 동안 두 루프로 동작한다. 도 16의 시스템은 동작조건들에 기초하여 외부루프와 두 루프 간에서 앞뒤로 스위치할 수 있다.

도 17은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 모바일 장치를 나타낸다. 모바일 장치(1700)는 통신능력을 구비한 또는 구비하지 않은 휴대형 투사장치(hand held projection device)일 수 있다. 예컨데, 어떤 실시예들에서는, 모바일 장치(1700)가 기타 능력들이 거의 없거나 또는 전혀 없는 휴대형 프로젝터일 수 있다. 또한 예컨데, 어떤 실시예들에서는, 모바일 장치(1700)가 예컨데, 셀룰러폰(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 개인휴대정보단말기(personal digital assistant: PDA), 위성위치확인시스템(global positioning system: GPS) 수신기, 등을 포함하는 통신에 유용한 장치일 수 있다. 또한 모바일 장치(1700)는 무선(예, WiMax) 또는 셀룰라 접속을 통하여 더 큰 네트워크에 접속되거나 또는 이 장치가 비정규 스펙트럼(예, WiFi) 접속을 통해 데이터 메시지 또는 비디오 콘텐츠(video content)를 수신할 수 있다.

모바일 장치(1700)는 광(1708)으로 영상을 생성하기 위한 주사투사장치(1701)를 포함한다. 상술한 투사시스템들의 다른 실시예와 마찬가지로, 모바일 장치(1700)는 주사거울과 저속주사제어시스템을 구비하는 프로젝터를 포함한다.

어떤 실시예들에서는, 모바일 장치(1700)가 안테나(1706)와 전자부품(1705)을 포함한다. 어떤 실시예들에서는, 전자부품(1705)이 수신기를 포함하며, 또한 다른 실시예들에서는, 전자부품(1705)이 송수신기를 포함한다. 예컨데, GPS 실시예들에는, 전자부품(1705)이 GPS 수신기를 포함할 수 있다. 이 실시예들에서는, 주사투사장치(1701)에 의해 표시되는 영상이 모바일 장치의 위치에 관계될 수 있다. 또한 예를 들어, 전자부품(1705)은 양방향 통신에 적합한 송수신기일 수 있다. 이 실시예들에서는, 모바일 장치(1700)가 셀룰라 전화, 양방향 라디오, 네트워크 인터페이스카드(network interface card: NIC), 등일 수 있다.

모바일 장치(1700)는 또한 메모리카드 슬롯(memory card slot)(1704)을 포함할 수도 있다. 어떤 실시예들에서, 메모리카드 슬롯(1704)에 삽입되는 메모리카드는 주사투사장치(1701)에 의해 표시될 비디오 데이터에 대한 소오스(source)를 제공할 수 있다. 메모리카드 슬롯(1704)은 예컨데, 멀티미디어 메모리카드(Multimedia Memory Cards: MMCs), 메모리스틱(Memory Stick) DUOs, 보안디지탈(secure digital: SD) 메모리카드 및 스마트미디어카드(Smart Media cards)를 포함하는 어떠한 타입의 고체상 메모리장치라도 수용할 수 있다. 전술한 목록은 예시적일뿐 전체는 아니다.

모바일 장치(1700)는 또한 데이터 커넥터(1720)를 포함한다. 어떤 실시예들에서는, 데이터 커넥터(1720)가 하나 이상의 케이블들에 접속될 수 있으므로 주사투사장치(1701)에 의해 투사를 위한 아날로그 또는 디지탈 비디오 데이터를 수신할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 데이터 커넥터(1720)가 비디오 데이터를 공급하는 장치의 커넥터와 직접 결합할 수도 있다.

도 18은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 흐름도를 나타내다. 어떤 실시예들에서는, 방법(1800) 또는 방법의 일부가 주사빔투사시스템에 의해 수행되고 그 실시예들이 전술한 도면들에 나타나있다. 다른 실시예들에서는, 방법(1800)의 전부 또는 일부가 전자 시스템에서 하드웨어/소프트웨어 조합에 의해 수행된다. 방법(1800)은 그 방법을 수행하는 특정한 타입의 장치에 의해 제한되지 않는다. 방법(1800)에서의 다양한 작용들은 제시된 순서로 수행될 수 있으며, 또는 다른 순서로 수행될 수도 있다. 또한 어떤 실시예들에서는, 도 18에 나열된 일부 작용들이 방법(1800)으로부터 생략되어 있다.

방법(1800)은 블록(1810)으로 시작하는 데, 이 블록에서 주사거울은 상이한 주파수에서 거울을 여기(excitation)하여 응답을 측정하는 것을 특징으로 한다. 측정된 응답은 어떠한 주파수 범위에 걸쳐서라도 있을 수 있다. 예컨데, 어떤 실시예들에서는, 응답이 저속주사구동계수들에 의해 망라되는 주파수 범위에 걸쳐 측정될 수 있다. 또한 예를 들어, 어떤 실시예들에서, 여기(excitation)는 고속주사진동모드까지 포함하는 공진진동모드들을 발견할 것으로 기대되는 큰 주파수범위에 까지 확대될 수 있다. 그 결과는 도 6에 도시된 것과 유사한 응답일 것이다.

1820에서, 주사거울응답의 역에 비례하는 가중어레이가 결정된다. 이는 상술한 거울이득어레이의 계산에 해당한다. 1830에서, 가중어레이는 피드백루프에서 고조파 구동계수들의 학습속도를 가중하기 위해 사용된다. 고조파 구동계수들은 저속주사방향으로 주사거울의 각변위를 생성하기 위해 사용된다. 이는 반복 고조파계수결정블록(710)의 동작에 해당한다(도 7).

1840에서, 제2 피드백루프는 시간영역 내에서 동작되며, 제2 피드백루프는 고조파 구동계수들이 점유하는 주파수대역내에서 주사거울의 공진진동모드에 대한 보상을 포함한다. 예컨데, 브리지형-T 보상기(1022)(도 11)는 795 Hz에서 발견되는 공진진동모드를 보상한다. 제2 피드백루프는 또한 기타 부수적인 공진진동모드들에 대한 추가적인 필터링뿐만 아니라 원하지 않는 톤들(예, 고속주사 주파수톤들)을 제거하는 LMS 적응톤 소거를 포함한다.

도 19는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 흐름도를 나타낸다. 어떤 실시예들에서는, 방법(1900) 또는 방법의 일부가 주사빔투사시스템에 의해 수행되며, 그의 실시예들은 앞의 도면들에 도시되어 있다. 다른 실시예들에서, 방법(1900)의 전부 또는 일부가 전자 시스템내의 하드웨어/소프트웨어 조합에 의해 수행된다. 방법(1900)은 그 방법을 수행하는 특정한 타입의 장치에 의해 제한되지 않는다. 방법(1900)에서의 여러가지 작용들은 제시된 순서로 수행되거나 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한 어떤 실시예들에서는, 도 19에 나열된 일부 작용들이 방법(1900)으로부터 생략되어 있다.

방법(1900)은 위치정보를 생성하기 위해 주사거울의 순환이동을 검출하는 블록(1910)으로 시작하는 것을 보여주고 있다. 어떤 실시예들에서는, 이것이 MEMS주사거울의 각변위를 검출하는 압저항위치센서(piezoresistive position sensor)에 해당한다. 1920에서, FFT가 수행되어 위치정보의 주파수내용을 기술하는 복귀고조파계수들을 생성한다. 어떤 실시예들에서는, FFT를 수행하기 전에 위치정보의 다중프레임들(multiple frames)이 평균화된다.

1930에서, 복귀고조파계수들은 에러값을 구하기 위해 고조파계수타겟들과 비교된다. 이는 앞의 도면들을 참조하여 설명된 바와 같이 R_n 과 Tn을 비교하는 것에 해당한다. 1940에서, 다수의 구동계수들은 에러값들에 응답하여 수정된다. 다수의 구동계수들 각각은 상이한 비율로 수정된다. 예컨데, 거울응답의 역에 비례하는 가중어레이는 학습속도들을 설정하기 위해 사용될 수 있다. 또한 예컨데, 뉴톤법의 이산 근사식은 구동계수들의 학습속도들을 적응적으로 수정하기 위해 사용될 수 있다.

1950에서, 시간영역파형은 구동계수들로부터 생성된다. 이는 각 구동계수에 대한 시간영역파형들을 생성하여 그들을 합산함으로써 또는 역 FFT 등을 수행함으로써 수행될 수 있다. 1960에서, 시간영역파형은 브리지형-T 보상기를 통과하며, 구동계수들이 점유한 주파수대역 내에서 거울의 공진모드를 보상하고, 또한 1970에서, 주사거울은 시간영역파형으로 구동된다.

비록 본 발명은 어떤 실시예들과 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 범위에서 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 수정과 변경이 가능함을 본 분야에 숙련자는 이해 할 것이다. 그러한 수정과 변경들은 본 발명의 범위와 첨부된 청구범위내에 있는 것으로 본다.

Claims (19)

1. 거울위치정보를 생성하기 위해 주사거울의 순환이동을 검출하고;
   상기 거울위치정보의 주파수 내용을 기술하는 복귀 고조파계수들을 생성하도록 푸리에변환(Fourier transform)을 수행하고;
   에러값을 구하기 위해 상기 복귀 고조파계수들과 고조파계수 타겟들을 비교하고; 그리고
   상기 에러값들에 응답하여, 다수의 주사거울 고조파구동계수들을 상이한 비율로 수정하는 주사거울 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상이한 비율이 정지값들로서 특정되는 주사거울 제어방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상이한 비율이 주사거울 전달함수(transfer function)에 역비례하는 주사거울 제어방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 상이한 비율이 적응적으로 결정되는 주사거울 제어방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 주사거울 고조파구동계수들을 상이한 비율로 수정하는 것은 뉴톤법(Newton's method)의 이산 근사식(discrete approximation)을 적용하는 것을 포함하는 주사거울 제어방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 주사거울 고조파구동계수들로부터 시간영역파형을 생성하는 것과;
   상기 주사거울 고조파구동계수들이 점유한 주파수대역 내에서 주사거울의 공진모드를 보상하도록 보상회로를 통해 상기 시간영역파형을 통과시키는 것을 더 포함하는 주사거울 제어방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 주사거울 고조파구동계수가 점유한 주파수대역 외부의 공진 주파수에서 스펙트럼 에너지를 제거하기 위해 필터를 통해 상기 시간영역파형을 통과시키는 것을 더 포함하는 주사거울 제어방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 시간영역파형을 아날로그 구동신호로 변환하는 것과;
   상기 주사거울을 상기 아날로그 구동신호로 구동시키는 것을 더 포함하는 주사거울 제어방법.
9. 고속주사축과 저속주사축을 가지며, 상기 저속주사축은 위치검출기를 구비한 주사거울과;
   상기 위치검출기로부터 수신된 위치정보에 응답하여 구동신호의 고조파계수들을 결정하기 위해 주파수영역 내에서 동작하는 외부제어루프와;
   상기 구동신호의 상기 고조파계수들이 점유한 주파수대역 내의 한 주파수에서 주사거울 공진진동모드를 보상하도록 시간영역에서 동작하는 내부제어루프를 포함하는 주사거울 제어장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 내부제어루프는 주사거울 공진진동모드를 보상하도록 브리지형-T 보상기를 포함하는 주사거울 제어장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 내부제어루프는 상기 구동신호의 상기 고조파계수들이 점유한 주파수대역 외부에 있는 하나 이상의 공진 주파수에서 스펙트럼 에너지를 제거하도록 여과하는 것을 더 포함하는 주사거울 제어장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 내부제어루프는 상기 고속주사축 상의 주사거울 이동에 대응하는 스펙트럼 에너지를 제거하도록 최소평균자승(least mean square: LMS) 톤제거회로(tone cancelling circuit)를 더 포함하는 주사거울 제어장치.
13. 제9항에 있어서,
    상기 외부제어루프는 각각의 반복마다 상기 구동신호의 고조파계수들을 불균등량만큼 수정하기 위한 반복 고조파결정블록을 포함하는 주사거울 제어장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 구동신호의 고조파계수들 각각은 주사거울 주파수응답에 역 비례하는 양만큼 수정되는 주사거울 제어장치.
15. 제13항에 있어서,
    상기 반복 고조파결정블록은 상기 구동신호의 고조파계수들 각각을 수정하기 위해 뉴톤법의 이산 근사식을 사용하는 주사거울 제어장치.
16. 통신 송수신기;
    고속주사축과 저속주사축을 가지며, 상기 저속주사축은 위치검출기를 구비한 주사거울; 그리고
    상기 위치검출기로부터 수신된 위치정보에 응답하여 구동신호의 고조파계수들을 결정하기 위해 주파수영역에서 동작하는 외부제어루프와, 상기 구동신호의 상기 고조파계수들이 점유한 주파수대역 내의 한 주파수에서 주사거울 공진진동모드를 보상하도록 시간영역에서 동작하는 내부제어루프를 구비한 저속주사 주사거울제어시스템;을 포함하는 모바일 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 외부제어루프는 뉴톤법의 이산 근사식을 사용하여 주사거울 고조파구동계수들을 결정하는 모바일 장치.
18. 제16항에 있어서,
    상기 내부제어루프는 주사거울의 저속주사축을 구동하기 위해 사용되는 주파수대역 내에서 주사거울 공진진동모드를 보상하는 보상회로를 포함하는 모바일 장치.
19. 제16항에 있어서,
    상기 내부제어루프는 고속주사 주파수에서 스펙트럼 에너지를 제거하도록 최소평균자승(LMS) 톤제거회로를 포함하는 모바일 장치.

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