波束操控装置及其驱动方法、和空间信息获取装置与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月11日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请10-2015-0177364号的优先权，在此通过引用将该申请的公开内容全部并入。

符合示例实施例的装置和方法涉及波束操控(beamsteering)装置、驱动波束操控装置的方法和使用波束操控装置的空间信息获取装置。

背景技术：

一种通过利用光测量距离或者通过扫描物体来获得空间信息的技术例如是光检测和测距(lightdetectionandranging，lidar)技术。对于在lidar中控制从光源入射的波束的方向，有机械方法和非机械方法。机械波束操控方法旋转某些机器部件，利用马达来控制波束的方向。非机械波束操控方法例如是使用微机电系统(micro-electromechanicalsystem，mems)镜子的方法。

技术实现要素：

示例实施例可解决至少上述问题和/或缺点以及以上未描述的其他缺点。另外，示例实施例不是必须要克服以上描述的缺点，并且可不克服以上描述的问题中的任何一个。

示例实施例提供了一种可以低功率消耗来高速驱动的波束操控装置、驱动该波束操控装置的方法和使用该波束操控装置的空间信息获取装置。

根据示例实施例的一方面，提供了一种波束操控装置，其包括光源和操控阵列，该操控阵列包括具有随着驱动该操控阵列的电压而变动的折射率的元件，这些元件被配置为控制来自光源并入射在操控阵列上的波束的方向。波束操控装置还包括驱动器，该驱动器被配置为基于至少两个电压的中间值生成该电压，并且基于所生成的电压来驱动操控阵列。

驱动器可包括：驱动阵列，其包括被配置为存储被施加到操控阵列的各个元件的第一电压的单元；电源供应器，其被配置为向驱动阵列施加要用于生成第一电压的第二电压；以及控制器，其被配置为控制驱动阵列。第一电压和第二电压的任一者或两者是基于至少两个电压的中间值生成的。

电源供应器还可被配置为基于预定初始电压的中间值并且基于被包括在驱动阵列的线中并且被施加第二电压的单元的数目来生成第二电压。

施加到驱动阵列的线的第二电压可具有在该线的方向上恒定增大或减小的模式。

电源供应器可包括：初始电压生成器，其被配置为设置预定初始电压的任何一者或任何组合；电阻性部件，其与驱动阵列的线中包括的单元相对应；以及开关，其分别连接到电阻性部件并且被配置为驱动电阻性部件。电源供应器还可被配置为通过选择性地操作开关和初始电压生成器来生成第二电压。

驱动阵列可被配置为基于存储在驱动阵列中包括的相邻单元中的第二电压的中间值来生成第一电压，并且将所生成的第一电压存储在相邻单元中。

驱动阵列还可被配置为将第二电压存储在超级单元中，超级单元是通过按预定单位连接与驱动阵列的线垂直并且被施加第二电压的单元来形成的，并且控制器还可被配置为通过控制超级单元之中的相邻超级单元之间的连接和超级单元中包括的相邻单元之间的连接来将所生成的第一电压存储在驱动阵列中。

每个单元可以包括：电容器，其被配置为存储第二电压或第一电压之一；第一开关，其被配置为控制第二电压之一被存储在电容器中；以及第二开关，其被配置为控制驱动阵列中包括的相邻单元的相邻电容器与所述电容器之间的连接。控制器还可被配置为通过选择性地操作第一开关和第二开关来生成第一电压之一。

驱动器可包括：电源供应器，其被配置为基于预定初始电压的中间值来生成第二电压，并且将所生成的第二电压施加到驱动阵列；驱动阵列，其包括被配置为基于所施加的第二电压的中间值来生成被施加到操控阵列的各个元件的第一电压并且存储所生成的第一电压的单元；以及控制器，其被配置为控制驱动阵列。

控制器还可被配置为控制所生成的第二电压的施加、第一电压的生成、第一电压的存储和操控阵列的驱动。

根据示例实施例的一方面，提供了一种驱动波束操控装置的方法，该方法包括：基于至少两个电压的中间值生成电压；基于所生成的电压驱动操控阵列；并且由操控阵列的元件控制来自光源并且入射在操控阵列上的波束的方向，这些元件具有随着驱动操控阵列的电压而变动的折射率。

该方法还可包括基于第二电压生成被施加到操控阵列的各个元件的第一电压，并且将第一电压存储在驱动阵列的单元中，并且向驱动阵列施加要被用于生成第一电压的第二电压。第一电压和第二电压的任一者或两者是基于至少两个电压的中间值生成的。

该方法还可包括基于预定初始电压的中间值并且基于被包括在驱动阵列的线中并且被施加第二电压的单元的数目来生成第二电压。

施加到驱动阵列的线的第二电压可具有在该线的方向上恒定增大或减小的模式。

第二电压的生成可包括通过选择性地操作开关和初始电压生成器来生成第二电压，开关可分别连接到与驱动阵列的任意线中包括的单元相对应的电阻性部件，开关驱动电阻性部件，并且初始电压生成器可设置预定初始电压的任何一者或任何组合。

该方法还可包括基于存储在驱动阵列中包括的相邻单元中的第二电压的中间值来生成第一电压，并且将所生成的第一电压存储在相邻单元中。

第一电压的生成和存储可包括：将第二电压存储在超级单元中，超级单元是通过按预定单位连接与驱动阵列的线垂直并且被施加第二电压的单元来形成的；并且通过控制超级单元之中的相邻超级单元之间的连接和超级单元中包括的相邻单元之间的连接来将所生成的第一电压存储在驱动阵列中。

第一电压的生成可包括通过选择性地操作单元之一的第一开关和第二开关来生成第一电压之一，第一开关控制第二电压之一被存储在单元之一的电容器中，并且第二开关控制驱动阵列中包括的相邻单元的相邻电容器与电容器之间的连接。

该方法还可包括基于预定初始电压的中间值生成第二电压，施加第二电压，基于所施加的第二电压的中间值生成被施加到操控阵列的各个元件的第一电压，并且存储所生成的第一电压。

根据示例实施例的一方面，提供了一种空间信息获取装置，其包括波束操控装置，该波束操控装置被配置为基于至少两个电压的中间值生成驱动电压，并且控制来自光源并且入射在波束操控装置的元件上的波束的方向，这些元件具有随着驱动电压变动的折射率。空间信息获取装置还检测器，该检测器被配置为基于在波束被反射时接收到的信息来检测波束被从波束操控装置反射到其中的空间的信息。

附图说明

通过以下结合附图对示例实施例的描述，上述和/或其他方面将变得清楚并且更容易领会，附图中：

图1是根据示例实施例的波束操控装置的框图；

图2是根据示例实施例图示出反射从波束操控装置入射的波束的过程的示图；

图3是根据示例实施例图示出波束操控装置的操控阵列的结构和操作的示图；

图4a和4b是根据示例实施例图示出波束操控装置的操控阵列的元件的结构和操作的示图；

图5是根据示例实施例图示出波束操控装置的驱动器的结构和驱动阵列的单元的结构的示图；

图6是根据示例实施例图示出波束操控装置的驱动阵列的单元的结构和操作的示图；

图7a是根据示例实施例图示出当波束操控装置的驱动阵列的单元连接到彼此时的电压变化原理的示图；

图7b是根据示例实施例图示出当波束操控装置的驱动阵列的单元连接到彼此时的电压变化过程的示图；

图8是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动器的结构和驱动阵列的单元的结构的示图；

图9是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动阵列的单元的结构和操作的示图；

图10是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动器的结构和电源供应器的操作的示图；

图11是根据另一示例实施例示出从波束操控装置的电源供应器输出的电压的曲线图；

图12是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的电源供应器的结构和操作的示图；

图13是根据另一示例实施例示出当从电源供应器输出的电压的相位不超过2π时波束操控装置的电源供应器的等效电路的示图；

图14是根据另一示例实施例示出当从电源供应器输出的电压的相位超过2π时波束操控装置的电源供应器的等效电路的示图；

图15是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动器的结构和操作的示图；

图16是根据示例实施例的空间信息获取装置的框图；并且

图17是根据示例实施例的驱动波束操控装置的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细谈及示例实施例，这些实施例的示例在附图中示出，附图中相似的标号始终指代相似的要素。在此，示例实施例可具有不同的形式并且可不被解释为限于本文记载的描述。因此，下面通过参考附图描述示例实施例来说明各方面。

要理解，术语“包括”当在本说明书中使用时指明了所记述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。

要理解，虽然在这里可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等等来描述各种元件、组件、区域、层和/或片段，但这些元件、组件、区域、层和/或片段可不受这些术语所限。这些术语只是用于将一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段相区分。

本文记载的示例实施例涉及波束操控装置、驱动波束操控装置的方法和使用波束操控装置的空间信息获取装置。这些示例实施例的对于这些示例实施例所属领域的普通技术人员显而易见的事项可不在这里详细描述。

按照本文使用的，术语“和/或”包括关联的列出项目中的一个或多个的任意和所有组合。诸如“……中的至少一者”之类的表述当在元素的列表之前时修饰整个元素列表，而不修饰列表中的个体元素。此外，说明书中描述的诸如“单元”、“器”和“模块”之类的术语指的是用于执行至少一个功能或操作的元件，并且可以用硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。

图1是根据示例实施例的波束操控装置1000的框图。

参考图1，波束操控装置1000可包括光源1100、操控阵列1200和驱动器1300。驱动器1300可包括电源供应器1310、驱动阵列1320和控制器1330。波束操控装置1000可通过控制波束的方向来在期望的方向上辐射从光源1100生成的波束。

光源1100可生成并发射波束。光源1100可包括激光二极管(laserdiode，ld)、发光二极管(light-emittingdiode，led)等等。

操控阵列1200可控制从光源1100入射的波束的方向。

驱动器1300可驱动操控阵列1200。驱动阵列1320可生成并存储要施加到操控阵列1200的电压，并且将这些电压施加到操控阵列1200以使得操控阵列1200可控制波束的方向。电源供应器1310可向驱动阵列1320施加电压以驱动操控阵列1200。控制器1330可控制控制要施加到驱动阵列1320的电压的存储，并且控制要从驱动阵列1320施加到操控阵列1200的电压的生成、存储和施加。

图2是根据示例实施例图示出反射从波束操控装置入射的波束的过程的示图。

参考图2，波束入射在操控阵列1200上并且被从操控阵列1200反射。从操控阵列1200的某个区域反射的波束可以以球面波的形式被发射。操控阵列1200可在如下方向上辐射波束：从操控阵列1200的所有区域以球面波的形式发射的波束聚焦在此方向上。

图3是根据示例实施例图示出波束操控装置的操控阵列1200的结构和操作的示图。

操控阵列1200可包括多个元件。如图3中所示，操控阵列1200可以是二维(2d)阵列。不同的电压(例如，v1到v9)可分别被施加到操控阵列1200的任意一行中包括的元件。从操控阵列1200的各元件发射的波束可根据施加到元件的电压而变动。从操控阵列1200的各元件发射的波束可以是被聚焦并且在操控阵列1200的2d平面的法线处在预定角度的方向上被辐射。由从操控阵列1200辐射的波束和操控阵列1200的2d平面的法线形成的角度被称为衍射角θ。衍射角θ如图3中所示与光的波长λ和光的相位的变化δφ成比例。

图4a和4b是根据示例实施例图示出波束操控装置的操控阵列1200的元件的结构和操作的示图。

如图4a和4b中所示，操控阵列1200的每个元件可以是这样的结构：导电膜和氧化膜被堆叠在例如au的金属电极之间。导电膜可包括具有高导电性的材料，例如铟锡氧化物(indiumtinoxide，ito)。氧化膜可包括具有高介电常数的材料，例如al2o3。

下面将描述操控阵列1200的每个元件的操作。操控阵列1200的每个元件的折射率可根据施加到其的电压而变动。参考图4a和4b，施加到操控阵列1200的每个元件的电压的变化可导致作为操控阵列1200的每个元件中包括的导电膜中的载流子的电荷(例如，“e”)的密度或浓度的变化。电荷的密度的变化可导致元件的折射率的变化，从而如图4b中所示引起相位的变化或偏移。基于此原因，操控阵列1200可调整要施加到操控阵列1200的每个元件的电压来改变入射波束的衍射角并且控制入射波束的方向。换言之，操控阵列1200可利用折射率根据施加到其的电压而变动的元件来控制从光源入射的波束的方向。

要施加到操控阵列1200的每个元件的电压可在短时间内生成，从而可通过控制要施加到每个元件的电压来控制波束的方向。为了更精确地控制波束的方向，可增大要包括在操控阵列1200的一区域中的元件的数目。随着操控阵列1200的元件的数目增大，要施加到操控阵列1200的元件的电压可在更短的时间内生成。下面将详细描述高速生成要分别施加到操控阵列1200的各元件的电压以高速驱动操控阵列1200的驱动器。要分别施加到操控阵列1200的各元件的电压可如图4a中所示被施加在上金属电极和下金属电极之间或者可如图4b中所示被施加在下金属电极和导电膜之间。否则，要分别施加到操控阵列1200的各元件的电压可被施加在上金属电极和导电膜之间。

图5是根据示例实施例图示出波束操控装置的驱动器1300的结构和驱动阵列1320的单元的结构的示图。

驱动器1300可包括：驱动阵列1320，其包括用于生成要施加到操控阵列1200的各个元件的电压的多个单元(要施加到操控阵列1200的各个元件的所有电压在下文中将被一起称为“第一电压”)；电源供应器1310，其向驱动阵列1320施加要用于生成第一电压的电压(所有要用于生成第一电压并且从电源供应器1310施加到驱动阵列1320的电压在下文中将被一起称为“第二电压”)；以及控制器1330，其控制驱动阵列1320。当驱动阵列1320是2d阵列时，电源供应器1310可向驱动阵列1320的任意一条线施加第二电压。图5图示了电源供应器1310在列方向上向驱动阵列1320的一条线施加第二电压的情况。

驱动器1300可基于从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法来驱动操控阵列1200。

驱动阵列1320可包括与操控阵列1200的各元件相对应的多个单元。驱动阵列1320的多个单元可分别连接到操控阵列1200的各元件并且可通过将存储在驱动阵列1320的各单元中的第一电压施加到操控阵列1200的各元件来驱动操控阵列1200。

驱动阵列1320的每个单元可包括存储第一电压或第二电压vin的电容器cs，控制第二电压在电容器cs中的存储的第一开关m1，和控制单元的电容器cs与相邻单元的电容器之间的连接的第二开关m2。电容器cs、第一开关m1和第二开关m2在电极处连接。

图6是根据示例实施例图示出波束操控装置的驱动阵列的单元的结构和操作的示图。

在图6中，第一单元是第一列中包括的任意单元并且第二单元是第二列中包括的位置与第一单元相邻的单元。下面将描述分别在两个相邻单元中存储第二电压、从存储在两个相邻单元中的第二电压生成第一电压并且存储第一电压的过程。

图5的控制器1330可通过控制包括在图5的驱动阵列1320的第一列方向上的线中并且被施加第二电压的单元来控制第二电压被存储。参考图6，通过向第一单元的第一开关m1提供信号csel，第二电压vin被存储在第一单元的电容器cs中。类似地，控制器1330可通过控制包括在驱动阵列1320的第二列方向上的线中并且被施加第二电压的单元来控制第二电压被存储。参考图6，通过向第二单元的第一开关m3提供信号csel，第二电压vin被存储在第二单元的电容器cs中。

当作为不同电压的第二电压vin分别被存储在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中时，控制器1330可控制第一单元的第二开关m2关断，该第二开关m2将第一单元连接到第二单元。

当第二电压vin在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中的存储完成时，控制器1330可控制第一单元的第二开关m2接通。结果，第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs被连接到彼此，并且与中间值相对应的电压可从存储在第一和第二单元中的第二电压生成，并且被存储在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中。

也就是说，基于从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法，驱动阵列1320可从存储在驱动阵列1320中的行方向上的相邻单元中的第二电压生成第一电压并将第一电压存储在这些相邻单元中。为此，控制器1330可通过选择性地分别操作第一和第二单元的第一开关m1和m3和第二开关m2和m4来生成第一电压。

图7a是根据示例实施例图示出当波束操控装置的驱动阵列的单元连接到彼此时的电压变化原理的示图。

如图7a的左图中所示，当第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs未连接到彼此时，存储在第一单元的电容器cs中的第二电压是v1并且存储在第二单元的电容器cs中的第二电压是v2。

然后，当第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs连接到彼此时，与存储在第一单元的电容器cs中的第二电压v1和存储在第二单元的电容器cs中的第二电压v2之间的中间值相对应的第一电压(v1+v2/2)如图7a的右图中所示可被生成并存储在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中。

图7b是根据示例实施例图示出当波束操控装置的驱动阵列的单元连接到彼此时的电压变化过程的示图。

图7b图示了如下过程的操作：以预定单元为单位将第二电压存储到通过连接与驱动阵列1320的被施加第二电压的任意线相垂直的单元而形成的超级单元，并且通过控制相邻超级单元之间的连接和超级单元中包括的相邻单元之间的连接来生成第一电压。在图7b中，超级单元由粗线表示，并且每个超级单元中包括的单元由虚线表示。

在操作1中(即，从数字到模拟转换器(digital-to-analogconverter，dac)采样)，通过连接两个单元来形成每个超级单元，并且向每个超级单元的任意线施加第二电压。虽然第二电压只被施加到每个超级单元中包括的单元之中的属于该任意线的单元，但每个超级单元中包括的所有单元都具有相同的第二电压，因为每个超级单元的两个单元是连接的。参考图7b，第二电压v1被施加到第一超级单元中包括的单元和第二超级单元中的单元，并且第二电压v2被施加到第三超级单元中包括的单元和第四超级单元中包括的单元。在此情况下，第二超级单元和第三超级单元与彼此断开连接。

在操作2中(即，中间电平生成)，第一超级单元和第二超级单元与彼此断开连接，第二超级单元和第三超级单元连接到彼此，并且第三超级单元和第四超级单元与彼此断开连接。根据上文参考图7a描述的电压变化原理，从存储在第二超级单元和第三超级单元中的第二电压生成与中间值相对应的电压。从而，第二和第三超级单元中包括的所有单元生成并存储电压(v1+v2/2)。

在操作3中(即，四分之一电平生成)，第一至第四超级单元被连接到彼此，但第一至第四超级单元的每一者中包括的单元与彼此断开连接。根据上文参考图7a描述的电压变化原理，从存储在连接到彼此的各个单元中的电压生成与中间值相对应的电压。从而，每个单元如图7b中所示生成并存储电压。

与电源供应器1310向驱动阵列1320的所有列或行线施加第二电压相比，电源供应器1310只向每个超级单元中包括的任意列或行线施加第二电压花的时间更少。从而，波束操控装置1000可被高速驱动并且第二电压要被施加的次数可被减少以节省电能。例如，当每两个单元被连接来形成超级单元并且第二电压只被施加到每个超级单元的任意线中包括的单元时，电源供应器1310将向驱动阵列1320施加第二电压的次数可被减半并且用于施加第二电压的时间也可被减少。

图8是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动器1300的结构和驱动阵列1320的单元的结构的示图。

驱动器1300可包括：驱动阵列1320，其包括用于生成要被施加到图1的操控阵列1200的各元件的第一电压的多个单元；电源供应器1310，其向驱动阵列1320施加要被用于生成第一电压的第二电压；以及控制器1330，其控制驱动阵列1320。当驱动阵列1320是2d阵列时，电源供应器1310可向驱动阵列1320的任意一条线施加第二电压。图8图示了电源供应器1310在行方向上向驱动阵列1320的一条线施加第二电压的情况。

驱动器1300可基于从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法来驱动操控阵列1200。

驱动阵列1320可包括与操控阵列1200的各元件相对应的多个单元。驱动阵列1320的多个单元分别连接到操控阵列1200的各元件。可通过将存储在驱动阵列1320的多个单元中的第一电压施加到操控阵列1200的各元件来驱动操控阵列1200。

驱动阵列1320的多个单元的每一者可包括用于存储第一或第二电压的电容器cs，用于控制第二电压在电容器cs中的存储的第一开关m1，和用于控制该单元的电容器cs和相邻单元的电容器之间的连接的第二开关m2。电容器cs、第一开关m1和第二开关m2在电极处连接。

图9是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动阵列的单元的结构和操作的示图。

在图9中，第一单元是第一行中包括的任意单元，并且第二单元是第二行中包括的位置与第一单元相邻的单元。下面将描述分别在两个相邻单元中存储第二电压、从存储在两个相邻单元中的第二电压生成第一电压并且存储第一电压的过程。

图8的控制器1330可通过控制被施加第二电压的并且包括在第一行方向上的驱动阵列1320的线中的单元来控制第二电压被存储。参考图9，通过向第一单元的第一开关m1提供信号rsel，第二电压vin可被存储在第一单元的电容器cs中。类似地，控制器1330可通过控制被施加第二电压的并且包括在第二行方向上的驱动阵列1320的线中的单元来控制第二电压被存储。参考图9，通过向第二单元的第一开关m3提供信号rsel，第二电压vin被存储在第二单元的电容器cs中。

当作为不同电压的第二电压vin被存储在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中时，控制器1330可控制第一单元的第二开关m2关断，该第二开关m2将第一单元连接到第二单元。

当第二电压vin在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中的存储完成时，控制器1330可控制第一单元的第二开关m2接通。结果，第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs可被连接到彼此，并且与中间值相对应的电压可从存储在第一和第二单元中的第二电压生成并且被存储在第一单元的电容器cs和第二单元的电容器cs中。

也就是说，根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法，驱动阵列1320可从存储在驱动阵列1320中的列方向上的相邻单元中的第二电压生成第一电压并将第一电压存储在这些相邻单元中。为此，控制器1330可通过选择性地分别操作第一和第二单元的第一开关m1和m3和第二开关m2和m4来生成第一电压。

图10是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动器1300的结构和电源供应器1310的操作的示图。

驱动器1300可包括：驱动阵列1320，其包括用于生成要分别被施加到图1的操控阵列1200的各元件的第一电压的多个单元；电源供应器1310，其向驱动阵列1320施加要被用于生成第一电压的第二电压；以及控制器1330，其控制驱动阵列1320。当驱动阵列1320是2d阵列时，电源供应器1310可向驱动阵列1320的任意一条线施加第二电压。图10图示了电源供应器1310在行方向上向驱动阵列1320的一条线施加第二电压的情况。

驱动阵列1320可包括与操控阵列1200的各元件相对应的多个单元。驱动阵列1320的多个单元分别连接到操控阵列1200的各元件。可通过将存储在驱动阵列1320的多个单元中的第一电压分别施加到操控阵列1200的各元件来驱动操控阵列。

驱动阵列1320的多个单元的每一者可包括存储电压的电容器cs，和控制第二电压在电容器cs中的存储的第一开关m1。在此情况下，要施加到操控阵列1200的各元件的第一电压可从自电源供应器1310施加到驱动阵列1320的多个单元的第二电压生成。电容器cs和第一开关m1在电极处连接。

基于包括在驱动阵列1320的任意线中的被施加第二电压的单元的数目，电源供应器1310可根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法从预定的初始电压生成第二电压并且将第二电压施加到驱动阵列1320。第二电压的生成和施加是基于从波束操控装置的电源供应器1310输出的第二电压的特性的。

图11是根据另一示例实施例示出从波束操控装置的电源供应器输出的电压的曲线图。

具有某种模式的电压可被施加到驱动阵列1320的所有单元，使得波束操控装置1000可控制波束的方向被操纵为预定角度。如图11中所示，要被施加到驱动阵列1320的任意线的第二电压可具有在该任意线的方向上的区段中单调增大或减小的重复模式。下面将描述考虑到第二电压的以规则电压差单调增大或减小的特性以高速生成第二电压的电源供应器1310的结构和操作。

图12是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的电源供应器1310的结构和操作的示图。

电源供应器1310可根据从预定的初始电压生成与中间值相对应的电压的方法生成与图1的驱动阵列1320的任意线中包括的单元的数目相对应的第二电压并且将第二电压施加到驱动阵列1320。

为此，电源供应器1310可包括如图12中所示的多个初始电压生成器、多个电阻性部件和多个开关。多个初始电压生成器的每一者可包括dac和用于控制dac的输出的开关。利用多个初始电压生成器的任何一者或任何组合可设置预定初始电压的任何一者或任何组合。多个电阻性部件可对应于驱动阵列1320的任意线中包括的单元。不仅如图12中所示的电阻器，而且可实现为电阻器的各种器件也都可被统称为多个电阻性部件。多个开关可分别连接到多个电阻性部件来驱动多个电阻性部件。多个初始电压生成器的每一者中包括的开关和驱动多个电阻性部件的多个开关的每一者的开关可被设计为根据一个控制信号以相反方式操作，并且如图12中所示可分别实现为nmos和pmos。

电源供应器1310可通过选择性地操作多个开关和多个初始电压生成器来生成第二电压。下面将参考图13和图14描述根据从电源供应器1310输出的第二电压的形状的电源供应器1310的操作。

图13是根据另一示例实施例示出当从电源供应器输出的电压的相位不超过2π时波束操控装置的电源供应器的等效电路的示图。

当驱动阵列1320的每个单元的电压的相位不超过2π时，通过控制只有作为图12的电源供应器1310的最后端子的第ndac的电压被输出来设置初始电压，并且将所有信号sel设置为逻辑高。然后，要施加到驱动阵列1320的单元的第二电压被生成为具有等间距的电荷，与由图12的多个电阻性部件驱动作为最后端子的第ndac的电压的结果类似。如图13中所示，电源供应器1310可生成从第一单元到第n单元增大了某一电压差的第二电压。

图14是根据另一示例实施例示出当从电源供应器输出的电压的相位超过2π时波束操控装置的电源供应器的等效电路的示图。

施加到驱动阵列1320的单元的电压之中的相位超过2π的电压与从该相位超过2π的电压中减去相位为2π的电压得到的电压具有相同相位。从而，相位超过2π的电压增大到具有等间距的电荷，如图14中所示从新电压开始。在此情况下，两个电源供应器电路可如图14中所示通过将连接到与驱动阵列1320的具有大于2π的相位的部分相对应的电阻性部件的开关的输入设置为低信号来形成。在此情况下，当总共三个dac电压被输出并且被设置为初始电压时，第二电压可从这些初始电压生成。当驱动阵列1320的单元的电压的相位超过2π的次数是m或更多时，通过基于如上所述生成等间距电压的模式输出(2m+1)个dac电压可高速生成第二电压。因为可在不驱动所有dac的情况下生成第二电压，所以可用低功率消耗驱动波束操控装置。

图15是根据另一示例实施例图示出波束操控装置的驱动器1300的结构和操作的示图。

图15的驱动器可包括电源供应器1310、驱动阵列1320和控制器1330，并且是使用上文参考图5至图9描述的驱动阵列1320和上文参考图10至图14描述的电源供应器1310两者的示例实施例。

基于包括在驱动阵列1320的任意线中并且被施加第二电压的单元的数目，电源供应器1310可根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法从预定的初始电压生成第二电压并且将第二电压施加到驱动阵列1320。从而，电源供应器1310可高速生成具有恒定增大或减小模式的第二电压。

驱动阵列1320可根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法从存储在其中包括的相邻单元中的第二电压生成第一电压，并且将第一电压分别存储在其相邻单元中。在驱动阵列1320中，第二电压被施加到通过以预定单元为单位连接构成驱动阵列1320的单元来形成的超级单元，并且当第二电压被存储在所有超级单元中时通过控制相邻超级单元之间的连接和超级单元中包括的相邻单元之间的连接可高速生成第一电压。参考图15，每四个单元被连接来形成超级单元，并且第二电压v1、v5、v9和v13被施加并存储在超级单元中。然后，通过控制相邻超级单元之间的连接和超级单元中包括的相邻单元之间的连接，每个超级单元中包括的单元可分别具有第一电压。例如，第一电压v13、v14、v15和v16可分别被存储在被施加第二电压v13的超级单元中包括的单元中。

图16是根据示例实施例的空间信息获取装置2000的框图。

空间信息获取装置2000可包括上述的波束操控装置1000，和基于当波束被反射时接收到的信息来检测关于波束被从波束操控装置1000反射到其中的空间的信息的检测器1400。

空间信息获取装置2000的波束操控装置1000可基于从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法来生成驱动电压，并且利用折射率根据所生成的驱动电压而变动的元件来控制从光源入射的波束的方向。波束操控装置1000可包括光源1100、操控阵列1200和驱动器1300。

空间信息获取装置2000的检测器1400可包括图像传感器或光电检测器阵列。

图17是根据示例实施例的驱动波束操控装置的方法的流程图。

在操作1710中，波束操控装置1000经由从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法控制驱动操控阵列1200的驱动器1300，其中该操控阵列1200控制从光源入射到其上的波束的方向。

波束操控装置1000可向驱动阵列1320施加要用于生成第一电压的第二电压，其中该驱动阵列1320包括用于存储要被施加到操控阵列1200的元件的第一电压的单元。波束操控装置1000可从第二电压生成第一电压并且存储第一电压。在此情况下，从由第一电压和第二电压构成的群组中选择的至少一者可根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法来生成。

基于包括在驱动阵列1320的任意线中并且被施加第二电压的单元的数目，波束操控装置1000可根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法从预定的初始电压生成第二电压并且将第二电压施加到驱动阵列1320。施加到驱动阵列1320的任意线的第二电压可具有在该任意线的方向上单调增大或减小的模式。通过选择性地操作连接到设置预定初始电压之中的至少一者的多个初始电压生成器和与驱动阵列1320的任意线中包括的单元相对应的多个电阻性部件的多个开关来驱动多个电阻性部件，波束操控装置1000可生成第二电压并且将第二电压施加到驱动阵列1320。

波束操控装置1000可根据从至少两个电压生成与中间值相对应的电压的方法从存储在驱动阵列1320中包括的相邻单元中的第二电压生成第一电压，并且将第一电压分别存储在相邻单元中。根据从两个电压生成与中间值相对应的电压的方法，通过将第二电压存储在通过以预定单元为单位连接与驱动阵列1320的被施加第二电压的任意线垂直的单元形成的超级单元中并且控制相邻超级单元之间的连接和超级单元中包括的相邻单元之间的连接，波束操控装置1000可生成第一电压并将第一电压存储在驱动阵列1320中。波束操控装置1000可通过选择性地操作控制要被存储在被配置为存储第二或第一电压的电容器中的第二电压的第一开关和控制该电容器和相邻单元的电容器之间的连接的第二开关来生成第一电压。

根据从两个电压生成与中间值相对应的电压的方法，波束操控装置1000可从预定的初始电压生成第二电压，存储第二电压，从第二电压生成要被施加到操控阵列1200的各元件的第一电压，并且存储第一电压。

在操作1720中，利用折射率随着从驱动器1300施加到操控阵列1200的电压而变动的元件，波束操控装置1000控制入射波束的方向。

驱动波束操控装置的上述方法可实现为计算机程序。该计算机程序可被存储在计算机可读记录介质中，并且被利用通用数字计算机来执行。计算机可读介质的示例包括磁记录介质(rom、软盘、硬盘等等)，以及光记录介质(cd-rom、dvd等等)

可理解，本文描述的示例实施例可仅在描述意义上来考虑，而不是用于限制的。对每个示例实施例内的特征或方面的描述可被认为可用于其他示例实施例中的其他类似特征或方面。

虽然已参考附图描述了示例实施例，但本领域普通技术人员将会理解，在不脱离如所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。