KR20090116592A - 광 스캐너 구동장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

주변 환경에 따라 가변되는 광 스캐너의 공진 주파수를 고려하여 구동신호를 보상할 수 있는 광 스캐너 구동장치 및 방법에 관한 것으로, 구동신호에 의해 구동되는 광 스캐너와, 구동신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와, 생성된 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하여 위상지연을 보상하는 위상지연 보상부와, 위상지연이 보상된 신호를 이용하여 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부를 포함하여 구성될 수 있다.
Figure P1020080070498
광 스캐너, 구동신호, 센싱신호, 기준신호, 공진 주파수

Description

광 스캐너 구동장치 및 방법{apparatus and method for driving light scanner}
본 발명은 스크린에 영상을 스캐닝하는 광 스캐너의 구동장치에 관한 것으로, 특히 주변 환경에 따라 가변되는 광 스캐너의 공진 주파수를 고려하여 구동신호를 보상할 수 있는 광 스캐너 구동장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 멀티미디어 사회로의 급진전과 함께, 디스플레이 화면의 대형화 및 고화질화가 요구되고 있으며, 최근에는 높은 해상도에 더하여, 자연스러운 자연색의 구현이 중요시되고 있다.
완벽한 자연색을 구현하기 위해서는 레이저와 같이 색순도가 높은 광원의 이용이 필수적인데, 레이저를 이용하여 영상을 구현하는 장치 중의 하나가 광 스캐너를 이용한 레이저 프로젝션 디스플레이 장치이다.
이러한 레이저 프로젝션 디스플레이 장치는 광 스캐너를 이용하여 레이저 광원으로부터 발생되는 광을 스크린에 스캐닝하여 영상을 구현한다.
여기서, 광 스캐너는 구동 신호에 따라 입사되는 광을 스크린의 수평 방향과 수직 방향으로 스캐닝하여 영상을 구현한다.
광 스캐너는 고해상도의 영상을 구현하기 위해서는 구동 속도가 고속이 되어야 하는데, 광 스캐너의 구동 속도가 고속이라는 것은 광 스캐너의 구동 각도가 커야한다는 것을 의미한다.
광 스캐너는 구동 신호가 특정 주파수일 때, 구동 각도가 커지는 경향이 있는데, 광 스캐너의 구동 각도를 크게 하는 구동 신호의 특정 주파수를 공진 주파수라고 한다.
따라서, 광 스캐너는 구동 신호가 공진 주파수에 해당될 때, 구동 각도는 가장 커지며, 고속 구동이 가능하게 된다.
하지만, 광 스캐너는 공정상의 제작 편차로 인하여 공진 주파수가 달라지기 때문에, 이들을 고려하여 공진 주파수에 해당하는 구동 신호를 생성한다는 것은 많은 어려움이 있다.
또한, 이러한 공정상의 제작 편차 이외에도, 광 스캐너는 광 스캐너에 입사되는 광의 세기에 따라서도 공진 주파수가 가변될 수도 있다.
즉, 광 스캐너에 입사되는 광의 세기는 일정하지 않기 때문에, 광 스캐너의 온도는 시간에 따라 다르게 되고, 이에 따라 광 스캐너의 공진 주파수는 시간에 따라 변하게 된다.
이와 같이, 가변된 공진 주파수를 고려하지 않고 구동 신호를 생성하여 광 스캐너에 인가하는 경우, 광 스캐너의 의해 스캐닝되는 영상은 왜곡이 나타날 수 밖에 없다.
결국, 광 스캐너의 공진 주파수는 다양한 주변 환경에 따라 계속적으로 변하 므로, 영상의 왜곡 현상은 피할 수 없는 문제이다.
본 발명의 목적은 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 구동신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하고, 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 보상하여 구동신호를 생성함으로써, 영상의 왜곡을 방지할 수 있는 광 스캐너 구동장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 광 스캐너 구동장치는, 구동신호에 의해 구동되는 광 스캐너와, 구동신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와, 생성된 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하여 위상지연을 보상하는 위상지연 보상부와, 위상지연이 보상된 신호를 이용하여 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명은 광 스캐너의 구동을 센싱하는 센싱부와, 센싱부에서 센싱된 센싱신호에 따라, 구동신호 생성부에서 생성되는 구동신호의 증폭을 제어하는 증폭 제어부를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 증폭 제어부는, 구동신호 생성부로부터 추출된 데이터를 이용하여 기준 전압값을 생성하는 기준 전압 생성부와, 생성된 기준 전압값과 센싱부로부터 센싱된 센싱신호의 전압값에 대한 차값을 연산하는 연산부와, 연산된 차값에 따라 구동신호 생성부에서 생성되는 구동신호의 증폭을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 기준신호 생성부는, 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부와, 노이즈가 제거된 센싱신호와 구동신호 생성부의 구동신호와의 위상차를 90도로 고정하여 클럭 주파수를 조정하는 주파수 조정부와, 조정된 클럭 주파수를 픽셀 클럭으로 이용하여, 입력되는 영상신호에 대한 수직 및 수평 동기신호를 조정하여 기준신호를 생성하는 동기신호 조정부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 노이즈 제거부는, 입력되는 센싱신호를 차등 증폭하여 노이즈를 제거하는 차등 증폭부와, 차등 증폭된 센싱신호의 오프셋을 조정하는 오프셋 조정부를 포함하여 구성될 수 있고, 주파수 조정부는, 노이즈가 제거된 센싱신호와 구동신호 생성부의 구동신호와의 90도 위상차를 검출하는 위상 검출부와, 검출된 위상차의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하는 루프 필터부와, 제어전압에 대응하는 주파수를 발진하는 전압 제어 발진부를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 위상지연 보상부는, 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하는 검출부와, 검출된 위상지연의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하는 루프 필터부와, 제어전압에 대응하여 기준신호의 위상지연을 보상하는 보상부를 포함하여 구성될 수 있다.
다음, 구동신호 생성부는, 위상지연이 보상된 기준신호를 저장하는 메모리부와, 메모리부에 저장된 기준신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변 환부와, 아날로그 신호의 고주파 성분을 제거하여 구동신호를 생성하는 필터부와, 생성된 구동신호에 의해 광 스캐너를 구동하는 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동방법은 광 스캐너를 구동하는 구동신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하는 단계와, 생성된 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하여 위상지연을 보상하는 단계와, 위상지연이 보상된 신호에 따라, 구동신호를 생성하여, 광 스캐너를 구동시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 광 스캐너 구동장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 주변 환경에 따라 가변되는 광 스캐너의 공진 주파수를 고려하여 광 스캐너의 구동신호를 보상함으로써, 영상의 왜곡을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명은 구동신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하고, 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 보상하여 구동신호를 생성함으로써, 사용자에게 왜곡 없는 영상을 제공할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동장치를 보여주는 블럭 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 광 스캐너(400), 기준신호 생성부(100), 위상지연 보상부(200), 구동신호 생성부(300)로 크게 구성되며, 센싱부(600)와 증폭 제어부(500)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 광 스캐너(400)는 MEMS(micro-electro-mechenical system) 스캐너로서, 90도 위상 쉬프트(phase shift)하는 구동신호에 의해 공진 구동한다.
그리고, 기준신호 생성부(100)는 구동신호 생성부(300)에서 생성된 구동신호와 광 스캐너의 구동을 센싱하는 센싱부(600)로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하는 역할을 수행한다.
기준신호 생성부(100)는 노이즈 제거부(10), 주파수 조정부(30), 동기신호 조정부(50)로 구성되고, 제 1, 제 2 사각파 변환부(70, 90)를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 노이즈 제거부(10)는 센싱부(600)로부터 센싱된 센싱신호의 노이즈를 제거하는 역할을 수행하고, 주파수 조정부(30)는 노이즈가 제거된 센싱신호와 구동신호 생성부(300)의 구동신호와의 위상차를 90도로 고정하여 클럭 주파수를 조정하는 역할을 수행한다.
다음, 동기신호 조정부(50)는 조정된 클럭 주파수를 픽셀 클럭으로 이용하여, 입력되는 외부 영상신호에 대한 수직 및 수평 동기신호를 조정하여 기준신호를 생성하는 역할을 수행할 수 있다.
도 3은 도 1의 노이즈 제거부를 보여주는 블럭 구성도로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부는 제 1, 제 2 차등 증폭부(12a, 12b)와 제 1, 제 2 오프 셋 조정부(14a, 14b)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제 1 차등 증폭부(12a)는 센싱부(600)로부터 광 스캐너의 수평 구동 동기신호에 대한 수평센싱신호를 입력받고, 입력되는 수평센싱신호를 차등 증폭하여 노이즈(noise)를 제거한다.
그리고, 제 2 차등 증폭부(12b)는 센싱부(600)로부터 광 스캐너의 수직 구동 동기신호에 대한 수직센싱신호를 입력받고, 입력되는 수직센싱신호를 차등 증폭하여 노이즈(noise)를 제거한다.
다음, 제 1 오프셋 조정부(14a)는 차등 증폭된 수평센싱신호의 오프셋을 조정하여 주파수 조정부(30), 위상지연 보상부(200), 그리고 증폭 제어부(500)로 출력한다.
이어, 제 2 오프셋 조정부(14b)는 차등 증폭된 수직센싱신호의 오프셋을 조정하여 위상지연 보상부(200)와 증폭 제어부(500)로 출력한다.
도 4는 도 1의 주파수 조정부를 보여주는 블럭 구성도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 주파수 조정부는 위상 검출부(32), 루프 필터부(34), 전압제어발진부(36)를 포함하여 구성할 수 있다.
여기서, 위상 검출부(32)는 위상 검출부(32)는 노이즈가 제거된 수평센싱신호와 구동신호 생성부의 수평구동신호와의 90도 위상차를 검출한다.
이어, 루프 필터부(34)는 검출된 위상차의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하고, 전압제어발진부(36)는 제어전압에 대응하는 주파수를 발진하여, 동기신호 조정부(50)로 출력된다.
이와 같이, 본 발명에서는, 주파수 조정부(30)를 통해 구동신호와 센싱신호의 위상차를 90도로 고정한다.
그 이유는, 기준신호가 되는 구동신호생성부(300)의 수평구동신호와 비교신호가 되는 광 스캐너(400)의 수평센싱신호의 위상차가 90도가 될 때, 광 스캐너(400)는 최대 큐 팩터(maximum Q factor)값을 갖기 때문이다.
따라서, 광 스캐너(400)가 최적의 각도로 구동하기 위해서는 위상차가 90도로 고정되어야 한다.
또한, 위상 검출부(32)로 입력되는 두 신호는 제로 크로싱(zero crossing)을 통해 변환된 클럭 신호인 것이 바람직하다.
그러므로, 위상 검출부(32)로 입력되는 두 신호 중 수평센싱신호는 노이즈 제거부(10)로부터 출력된 수평센싱신호가 제 1 사각파 변환부(70)에 의해 변환된 디지털 신호이고, 위상 검출부(32)로 입력되는 두 신호 중 수평구동신호는 구동신호 생성부(300)로부터 출력된 수평구동신호가 제 2 사각파 변환부(90)에 의해 변환된 디지털 신호이다.
이와 같이, 주파수 조정부(30)를 통해, 90도로 위상이 고정된 신호는 동기신호 조정부(50)로 입력되고, 동기신호 조정부(50)는 입력된 신호를 픽셀 클럭으로 사용하여 입력되는 외부 영상 신호에 대한 수평 동기신호와 수직 동기신호를 조정하여 기준신호를 생성한다.
그리고, 기준신호 생성부(100)에서, 제 1 사각파 변환부(70)는 노이즈 제거부(10)와 주파수 조정부(30) 사이에 연결되어 인가되는 신호를 제로 크로싱하여 클 럭신호로 변환하고, 제 2 사각파 변환부(90)는 구동신호 생성부(300)와 주파수 조정부(30) 사이에 연결되어 인가되는 신호를 제로 크로싱하여 클럭신호로 변환하는 역할을 수행한다.
한편, 위상지연 보상부(200)는 기준신호 생성부(100)에서 생성된 기준신호와 센싱부(600), 노이즈 제거부(10), 제 1 사각파 변환부(70)을 거친 센싱신호와의 위상지연을 검출하여 위상지연을 보상하는 역할을 수행한다.
도 5는 도 1의 위상지연 보상부를 보여주는 블럭 구성도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 위상지연 보상부는 제 1, 제 2 검출부(202a, 202b), 제 1, 제 2 루프필터부(204a, 204b), 제 1, 제 2 보상부(206a, 206b)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제 1 검출부(202a)는 수평동기신호와 수평센싱신호와의 위상지연을 검출하는 역할을 수행한다.
이때, 수평동기신호는 동기신호 조정부(50)로부터 생성된 기준신호의 수평동기신호로서, 제 1 클럭 변환기(700a)를 통해 클럭신호로 변환된 신호이고, 수평센싱신호는 센싱부(600)와 노이즈 제거부(10)를 거친 센싱신호로서, 제 1 사각파 변환부(70)의 제로 크로싱에 의해 클럭신호로 변환된 신호이다.
그리고, 제 2 검출부(202b)는 수직동기신호와 수직센싱신호와의 위상지연을 검출하는 역할을 수행한다.
이때, 수직동기신호는 동기신호 조정부(50)로부터 생성된 기준신호의 수직동기신호로서, 제 2 클럭 변환기(700b)를 통해 클럭신호로 변환된 신호이고, 수직센싱신호는 센싱부(600)와 노이즈 제거부(10)를 거친 센싱신호로서, 제 1 사각파 변 환부(70)의 제로 크로싱에 의해 클럭신호로 변환된 신호이다.
다음, 제 1, 제 2 루프 필터부(204a, 204b)는 제 1, 제 2 검출부(202a, 202b)에 의해 검출된 위상지연의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하는 역할을 수행한다.
그리고, 제 1 보상부(206a)는 제 1 루프필터부(204a)로부터 출력된 제어전압에 대응하여 기준신호의 수평동기신호의 위상지연을 보상하고, 제 2 보상부(206b)는 제 2 루프필터부(204b)로부터 출력된 제어전압에 대응하여 기준신호의 수직동기신호의 위상지연을 보상한다.
한편, 구동신호 생성부(300)는 위상지연이 보상된 신호를 이용하여 구동신호를 생성하는 역할을 수행한다.
도 6은 도 1의 구동신호 생성부를 보여주는 블럭 구성도로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동신호 생성부는 제 1, 제 2 메모리부(302a, 302b), 제 1, 제 2 디지털-아날로그 변환부(304a, 304b), 제 1, 제 2 필터부(306a, 306b), 제 1, 제 2 구동부(308a, 308b), 게인 조정부(309)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제 1, 제 2 메모리부(302a, 302b)는 룩업 테이블(look up table)로서, 위상지연이 보상된 기준신호를 저장한다.
제 1 메모리부(302a)는 위상지연이 보상된 기준신호의 수평동기신호에 관련된 데이터들을 저장하고, 제 2 메모리부(302b)는 위상지연이 보상된 기준신호의 수직동기신호에 관련된 데이터들을 저장한다.
다음, 제 1, 제 2 디지털-아날로그 변환부(304a, 304b)는 제 1, 제 2 메모리 부(302a, 302b)에 저장된 기준신호를 디지털에서 아날로그 신호로 변환하고, 제 1, 제 2 필터부(306a, 306b)는 로우 패스 필터(low pass filter)로서, 아날로그 신호의 고주파 성분을 제거하여 구동신호를 생성한다.
이때, 제 1 필터부(306a)에 의해 생성된 구동신호는 기준신호 생성부(100)의 주파수 조정부(30)로 출력된다.
그리고, 제 1, 제 2 구동부(308a, 308b)는 생성된 구동신호에 의해 광 스캐너를 구동한다.
또한, 게인 조정부(309)는 증폭 제어부(500)에서 입력되는 제어신호에 따라, 제 1, 제 2 메모리부(302a, 302b)에 저장된 기준신호의 게인(gain)을 조정하는 역할을 수행한다.
한편, 증폭 제어부(500)는 센싱부(600)와 노이즈 제거부(10)를 거친 센싱신호에 따라, 구동신호 생성부(300)에서 생성되는 구동신호의 증폭을 제어한다.
도 2는 도 1의 증폭 제어부를 보여주는 블럭 구성도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 증폭 제어부(500)는 제 1, 제 2 기준전압 생성부(501a, 501b), 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 연산부(503a, 503b, 507a, 507b), 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 샘플러(505a, 505b, 505c, 505d), 제 1, 제 2 제어부를 갖는 제어부(509)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제 1, 제 2 기준전압 생성부(501a, 501b)는 구동신호 생성부(300)로부터 추출된 데이터를 이용하여 기준 전압값을 생성하는 역할을 수행할 수 있다.
그리고, 제 1 연산부(503a)는 기준 전압값 중 수평동기신호의 기준 전압값과 센싱신호 중 수평동기신호의 전압값에 대한 차값을 연산하고, 제 2 연산부(503b)는 기준 전압값 중 수직동기신호의 기준 전압값과 센싱신호 중 수직동기신호의 전압값에 대한 차값을 연산한다.
이어, 제 1, 제 2 샘플러(505a, 505b)는 제 1 연산부(503a)의 차값을 저장하고, 제 3, 제 4 샘플러(505c, 505d)는 제 2 연산부(503b)의 차값을 저장한다.
다음, 제 3 연산부(507a)는 제 1, 제 2 샘플러(505a, 505b)에 저장된 연산값을 적분하고, 제 4 연산부(507b)는 제 3, 제 4 샘플러(505c, 505d)에 저장된 연산값을 적분한다.
그리고, 제어부(509)는 적분된 값에 따라 구동신호 생성부(300)의 게인 조정부(309)를 제어하여 구동신호의 증폭을 제어한다.
또한, 제어부(509)는 영상의 크기를 조절하기 위한 줌값(zooming value)을 고려하여 게인 조정부(309)를 제어할 수도 있다.
경우에 따라서, 증폭 제어부(500)는 광 스캐너의 구동 각도를 고정하여 구동신호의 증폭을 제어하는 방법으로 설계될 수도 있다.
도시하지는 않았지만, 다른 실시예로서, 증폭 제어부(500)는 기준 각도값 설정부, 연산부, 제어부를 포함하여 구성할 수도 있다.
여기서, 기준 각도값 설정부는 구동신호 생성부로부터 추출된 데이터를 이용하여 광 스캐너의 구동 각도에 대한 기준 각도값을 설정하고, 연산부는 기준 각도값과 센싱부로부터 센싱된 광 스캐너의 구동 각도에 대한 실제 각도값의 차를 구하며, 제어부는 연산부의 차값에 따라 구동신호 생성부의 게인 조정부를 제어할 수도 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 광 스캐너 구동장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 외부로부터 영상신호가 동기신호 조정부(50)에 입력되면, 동기신호 조정부(50)는 영상신호와 수직 및 수평 동기신호를 분리하고, 영상신호는 외부의 영상처리부로 출력하여 영상신호처리를 수행하고, 수직 및 수평 동기신호는 위상지연 없이 위상지연 보상부(200)를 거쳐 구동신호 생성부(300)으로 출력된다.(S101)
이어, 구동신호 생성부(300)는 입력되는 수직 및 수평 동기신호에 따라 초기 구동신호를 생성하여 광 스캐너(400)를 구동한다.(S103)
다음, 광 스캐너(400)는 입력되는 구동신호에 의해 구동을 시작한다.(S105)
그리고, 센싱부(600)는 광 스캐너(400)의 구동을 센싱하여 센싱신호를 생성한다.(S107)
이어, 노이즈 제거부(10)는 센싱부(600)에 의해 생성된 센싱신호의 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 신호는 제 1 사각파 변환부(70)에 의해 클럭신호로 변환된다.
다음, 주파수 조정부(30)는 노이즈가 제거된 센싱신호와 구동신호 생성부(300)로부터 생성된 구동신호와의 위상차를 90도로 고정하여 클럭 주파수를 조정한다.
그리고, 동기신호 생성부(50)는 조정된 클럭 주파수를 픽셀 클럭으로 이용하여, 입력되는 영상신호에 대한 수직 및 수평 동기신호를 조정하여 기준신호를 생성한다.(S109)
이어, 위상 지연 보상부(200)는 생성된 기준신호와 센싱부(600)로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하고 검출된 위상지연을 보상한다.(S111)
다음, 구동신호 생성부(300)는 위상지연이 보상된 신호에 따라, 구동신호를 생성하여, 광 스캐너(400)를 구동한다.(S113)
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동방법을 설명하기 위한 파형도로서, 도 8a는 위상지연되는 광 스캐너의 구동신호를 보여주는 파형도이고, 도 8b는 위상지연이 보상된 광 스캐너의 구동신호를 보여주는 파형도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명은 먼저 수평 동기신호에 상응하여 기준신호와 구동신호를 생성한 다음, 구동신호를 광 스캐너에 인가한다.
이어, 광 스캐너의 구동을 센싱하고, 센싱신호와 구동신호를 비교하여 위상지연을 검출한다.
그리고, 도 8b에 도시된 바와 같이, 검출된 위상지연만큼 수평동기신호를 보상하여 보상된 기준신호 및 구동신호를 생성하고, 보상된 구동신호를 광 스캐너에 인가한다.
여기서, 위상 지연은 초기에 보상할 때는 보상된 동기신호에 비해 센싱신호가 느리게 나타나지만, 이후 보상시에는 보상된 동기신호에 비해 센싱신호가 빠를수도 있고 느릴수도 있으므로, 상응하는 위상지연에 따라 구동신호를 조정해 주어 야 한다.
이와 같이, 본 발명은 구동신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하고, 기준신호와 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 보상하여 구동신호를 생성함으로써, 사용자에게 왜곡 없는 영상을 제공할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동장치를 보여주는 블럭 구성도
도 2는 도 1의 증폭 제어부를 보여주는 블럭 구성도
도 3은 도 1의 노이즈 제거부를 보여주는 블럭 구성도
도 4는 도 1의 주파수 조정부를 보여주는 블럭 구성도
도 5는 도 1의 위상지연 보상부를 보여주는 블럭 구성도
도 6은 도 1의 구동신호 생성부를 보여주는 블럭 구성도
도 7은 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 광 스캐너의 구동방법을 설명하기 위한 파형도

Claims (22)

  1. 스크린에 영상을 스캐닝하는 광 스캐너의 구동장치에 있어서,
    구동신호에 의해 구동되는 광 스캐너;
    상기 구동신호와 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부;
    상기 생성된 기준신호와 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하여 상기 위상지연을 보상하는 위상지연 보상부;
    상기 위상지연이 보상된 신호를 이용하여 구동신호를 생성하는 구동신호 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 스캐너의 구동을 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱부에서 센싱된 센싱신호에 따라, 상기 구동신호 생성부에서 생성되는 구동신호의 증폭을 제어하는 증폭 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 증폭 제어부는,
    상기 구동신호 생성부로부터 추출된 데이터를 이용하여 기준 전압값을 생성하는 기준 전압 생성부;
    상기 생성된 기준 전압값과 상기 센싱부로부터 센싱된 센싱신호의 전압값에 대한 차값을 연산하는 연산부;
    상기 연산된 차값에 따라 상기 구동신호 생성부에서 생성되는 구동신호의 증폭을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 기준 전압값 중 수평동기신호의 기준 전압값과 상기 센싱신호 중 수평동기신호의 전압값에 대한 차값을 연산하는 제 1 연산부;
    상기 기준 전압값 중 수직동기신호의 기준 전압값과 상기 센싱신호 중 수직동기신호의 전압값에 대한 차값을 연산하는 제 2 연산부;
    상기 제 1 연산부로부터 연산된 값을 적분하는 제 3 연산부;
    상기 제 2 연산부로부터 연산된 값을 적분하는 제 4 연산부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 증폭 제어부는,
    상기 구동신호 생성부로부터 추출된 데이터를 이용하여 상기 광 스캐너의 구동 각도에 대한 기준 각도값을 설정하는 기준 각도값 설정부;
    상기 기준 각도값과 상기 센싱된 광 스캐너의 구동 각도에 대한 실제 각도값의 차를 구하는 연산부;
    상기 연산부의 차값에 따라 상기 구동신호 생성부에서 생성되는 구동신호의 증폭을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기준신호 생성부는,
    상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부;
    상기 노이즈가 제거된 센싱신호와 상기 구동신호 생성부의 구동신호와의 위상차를 90도로 고정하여 클럭 주파수를 조정하는 주파수 조정부;
    상기 조정된 클럭 주파수를 픽셀 클럭으로 이용하여, 입력되는 영상신호에 대한 수직 및 수평 동기신호를 조정하여 기준신호를 생성하는 동기신호 조정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 노이즈 제거부는,
    상기 입력되는 센싱신호를 차등 증폭하여 노이즈를 제거하는 차등 증폭부;
    상기 차등 증폭된 센싱신호의 오프셋을 조정하는 오프셋 조정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 주파수 조정부는,
    상기 노이즈가 제거된 센싱신호와 상기 구동신호 생성부의 구동신호와의 90도 위상차를 검출하는 위상 검출부;
    상기 검출된 위상차의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하는 루프 필터부;
    상기 제어전압에 대응하는 주파수를 발진하는 전압 제어 발진부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 기준신호 생성부는,
    상기 노이즈 제거부와 상기 주파수 조정부 사이에 연결되어 인가되는 신호를 클럭신호로 변환하는 제 1 사각파 변환부와,
    상기 구동신호 생성부와 상기 주파수 조정부 사이에 연결되어 인가되는 신호를 클럭신호로 변환하는 제 2 사각파 변환부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 위상지연 보상부는,
    상기 기준신호와 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하는 검출부;
    상기 검출된 위상지연의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하는 루프 필터부;
    상기 제어전압에 대응하여 상기 기준신호의 위상지연을 보상하는 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 검출부에 인가되는 기준신호와 센싱신호는 클럭 신호인 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기준신호는 클럭 변환기에 의해 변환된 클럭 신호이고, 상기 센싱신호는 사각파 변환기에 의해 변환된 클럭 신호인 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 구동신호 생성부는,
    상기 위상지연이 보상된 기준신호를 저장하는 메모리부;
    상기 메모리부에 저장된 기준신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부;
    상기 아날로그 신호의 고주파 성분을 제거하여 구동신호를 생성하는 필터부;
    상기 생성된 구동신호에 의해 상기 광 스캐너를 구동하는 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 필터부에 의해 생성된 구동신호는, 상기 기준신호 생성부로 인가되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    외부에서 입력되는 제어신호에 따라 상기 메모리부에 저장된 기준신호의 게 인을 조정하는 게인 조정부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동장치.
  16. 스크린에 영상을 스캐닝하는 광 스캐너의 구동방법에 있어서,
    상기 광 스캐너를 구동하는 구동신호와 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상차를 검출하여 기준신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 기준신호와 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하여 상기 위상지연을 보상하는 단계;
    상기 위상지연이 보상된 신호에 따라, 상기 구동신호를 생성하여, 상기 광 스캐너를 구동시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 기준신호를 생성하는 단계 이전에,
    외부로부터 영상신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 영상신호의 동기신호에 따라 초기 구동신호를 생성하여 상기 광 스캐너를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 기준신호를 생성하는 단계는,
    상기 광 스캐너의 구동을 센싱하여 센싱신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 센싱신호의 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 노이즈가 제거된 센싱신호와 상기 광 스캐너를 구동하는 구동신호와의 위상차를 90도로 고정하여 클럭 주파수를 조정하는 단계;
    상기 조정된 클럭 주파수를 픽셀 클럭으로 이용하여, 입력되는 영상신호에 대한 수직 및 수평 동기신호를 조정하여 기준신호를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 위상지연을 보상하는 단계는,
    상기 생성된 기준신호와 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호와의 위상지연을 검출하는 단계;
    상기 검출된 위상지연의 주파수 성분을 제한한 제어전압을 출력하는 단계;
    상기 제어전압에 대응하여 상기 기준신호의 위상지연을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 광 스캐너를 구동시키는 단계는,
    상기 위상지연이 보상된 기준신호를 저장하는 단계;
    상기 저장된 기준신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계;
    상기 아날로그 신호의 고주파 성분을 제거하여 구동신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 구동신호에 의해 상기 광 스캐너를 구동시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 위상지연이 보상된 기준신호를 저장하는 단계 이후,
    상기 저장된 기준신호로부터 기준 전압값을 생성하는 단계;
    상기 생성된 기준 전압값과 상기 광 스캐너로부터 센싱된 센싱신호의 전압값에 대한 차값을 연산하는 단계;
    상기 연산된 차값에 따라 상기 저장된 기준신호의 증폭을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 위상지연이 보상된 기준신호를 저장하는 단계 이후,
    상기 저장된 기준신호로부터 상기 광 스캐너의 구동 각도에 대한 기준 각도값을 설정하는 단계;
    상기 기준 각도값과 상기 센싱된 광 스캐너의 구동 각도에 대한 실제 각도값의 차를 구하는 단계;
    상기 구해진 차값에 따라 상기 저장된 기준신호의 증폭을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 스캐너 구동방법.
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