KR100918788B1

KR100918788B1 - 투사 디바이스, 및 그러한 투사 디바이스의 조정 방법

Info

Publication number: KR100918788B1
Application number: KR1020037000552A
Authority: KR
Inventors: 페터 에프. 그레베; 올라프 테. 예이. 아. 베르메울렌
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2009-09-25
Also published as: CN1228969C; EP1393555B1; EP1393555A1; CN1463542A; JP4528487B2; TW552805B; ATE472227T1; WO2002093912A1; US20040130668A1; KR20030024782A; JP2004537063A; US7066606B2; DE60236794D1

Abstract

투사 디바이스는 반도체 레이저의 매트릭스(1)와, 상기 투사 디바이스에 의해 조명된 요소(3) 상에 상기 매트릭스(1)를 투사하기 위한 광학 시스템(2)과, 피드백 디바이스를 통해 상기 반도체 레이저를 제어하기 위한 제어 디바이스(9)를 포함한다. 상기 피드백 디바이스는 상기 조명된 요소(3) 상에서 반도체 레이저로부터의 광 스폿의 세기를 검출하기 위한 제 1 검출기(13, 14)를 포함한다. 제 1 검출기(13, 14)는 검출된 세기를 나타내는 제 1 신호를 생성한다. 제 1 조정 단계에서, 반도체 레이저가 제어되고, 광 스폿의 세기는 피드백 디바이스에 의해 원하는 값으로 조정된다. 동시에, 제 1 조정 단계 동안 제어된 반도체 레이저로부터 발생하는 광은 제 2 검출기(18)에 의해 검출되고, 검출된 신호 값은 어드레스가능한 메모리 셀에 저장된다. 이러한 방식으로, 제 1 조정 단계는 각 제어가능한 반도체 레이저에 대해 메모리 셀을 채우는 것을 포함한다. 이와 같은 투사 디바이스를 사용할 동안 발생하는 제 2 조정 단계에서, 방출된 광량은, 제 2 검출기(18)를 통한 검출, 및 관련 제어된 반도체 레이저에 대한 메모리(29)에 저장된 값과의 비교에 의해 각 반도체 레이저에 대해 언제든지 안정화된다.

Description

투사 디바이스, 및 그러한 투사 디바이스의 조정 방법{PROJECTION DEVICE, AND METHOD OF ADJUSTING SUCH A PROJECTION DEVICE}

본 발명은 투사 디바이스(projection device)에 관한 것으로, 상기 투사 디바이스는, 반도체 레이저의 매트릭스와, 상기 투사 디바이스에 의해 조명된 요소 상에 매트릭스의 영상을 맺게(imaging)하기 위한 광학 시스템과, 반도체 레이저를 제어하기 위한 제어 디바이스를 포함하며, 상기 제어 디바이스는 제 1 검출기를 포함하는 피드백 디바이스를 포함하는데, 상기 제 1 검출기는 광학 시스템을 통해 조명된 요소 상에서 각 반도체 레이저에 의해 투사된 광 스폿(light spot)의 세기를 검출하기 위한 것이고, 상기 검출된 세기를 나타내는 제 1 신호를 생성하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 반도체 레이저의 매트릭스를 포함하는 투사 디바이스의 조정 방법에 관한 것이다.

그러한 디바이스 및 방법은 미국 특허 제 5,525,810호에 알려져 있다. 상기 특허 제 5,525,810호는 바 코드를 스캔하는데 사용되는 투사 디바이스를 설명한다. 교정(calibration) 모드에서는, 균일한 스크린이 광로에 위치해 있다. 반도체 레이저는 한번에 하나씩 연속적으로 활성화되고, 각 활성화된 반도체 레이저에 의해 균 일한 스크린 상에 투사된 광 스폿의 세기는 검출기에 의해 검출된다. 검출기에 의해 생성된 신호는 반도체 레이저의 매트릭스용 전원(power supply)을 제어하기 위해 처리되고 사용된다. 설명된 디바이스는 예를 들어 TV 이미지 투사와 같이 이미지를 투사하는데 적합하지 않고 설계되지 않는다.

이미지 투사에 사용되는 반도체 레이저는, 레이저에 의해 일정한 전류로 공급된 광량(quantity of light)이 온도 및 수명에 크게 좌우되기 때문에 광 출력에서 안정화되어야 한다. 충분히 큰 크기를 갖는 많은 반도체 레이저에서, 레이저 칩의 배면부(rear side) 상에 병합되고 레이저의 광 출력이 측정될 수 있는 모니터 다이오드(monitor diode)에 의해 안정화가 발생한다. 그러한 측정은 방출된 광량을 교란시키지 않고, 레이저 측 상의 광 출력과 모니터 다이오드의 배면부 상의 광 출력 사이의 비율이 일정하기 때문에 신뢰가능하다. 따라서, 배면부 상에서 측정된 세기는 전방부 상에서 광 출력을 안정화시키는데 적합하게 사용될 수 있다.

이미지 투사에 적합한 반도체 레이저의 매트릭스는 약 50㎛의 피치(pitch)를 갖는다. 그러한 매트릭스의 반도체 레이저로부터 나오는 빔의 애퍼쳐 각(aperture angle)은 너무 커서, 빔은 0.25mm 내에서 겹치게 된다. 사실상, 단일 반도체 레이저로부터만 광을 수용하도록 충분히 작고 적합하게 위치해 있는 모니터 다이오드를 그러한 반도체 레이저의 매트릭스의 모든 레이저에 제공하는 것은 매우 어렵다.

그러한 반도체 레이저의 수명 의존성(lifetime dependence)은 단기간에 어떠한 커다란 변화를 보여주지 않는다.

본 발명의 목적은, 반도체 레이저의 매트릭스의 반도체 레이저가 각각 충분한 정도로 안정화될 수 있는 개시부에 기재된 투사 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 이 목적은, 제어 디바이스가 제 1 조정 단계 및 제 2 조정 단계에서 반도체 레이저를 하나씩 차례로 제어하도록 적응되고, 제어 디바이스가 제어된 반도체 레이저에 관련된 제 1 조정 단계에서의 제 1 신호에 기초하여 광 스폿의 세기를 조정하도록 적응되고, 피드백 디바이스가, 제어된 반도체 레이저에 의해 방출되고 광 스폿으로부터 발생되지 않은 광을 제 1 조정 단계에서 검출하고, 검출된 광을 나타내는 제 2 신호를 생성하도록 적응되고, 피드백 디바이스가, 제어된 반도체 레이저에 관련하여 생성된 제 2 신호를 제 1 조정 단계에서 저장하기 위한 메모리를 포함하고, 제어 디바이스가, 제어된 반도체 레이저에 관련하여 제 2 조정 단계에서 생성된 제 2 신호가 제어된 반도체 레이저에 관련하여 제 1 조정 단계에서 메모리에 저장된 제 2 신호에 실질적으로 대응하도록, 제어된 반도체 레이저에 관련하여 생성된 제 2 신호를 기초하여 제어된 반도체 레이저를 제 2 조정 단계에서 제어하도록 적응된다는 점에서 투사 디바이스에서 달성된다.

본 발명에 따른 방법은, 제 1 조정 단계에서, 모든 반도체 레이저는 차례로 제어되고, 제 1 조정 단계에서, 제어된 반도체 레이저로부터 발생되고 투사 디바이스에 의해 투사된 광 스폿의 세기는, 반도체 레이저가 제어될 때마다 검출되고, 검출된 세기는 미리 결정된 값으로 상기 세기를 조정하는데 사용되고, 제 1 조정 단계에서, 제어된 반도체 레이저에 의해 방출되고 광 스폿으로부터 발생되지 않은 광이 검출되고, 제 1 조정 단계에서, 광 스폿으로부터 발생되지 않은 검출된 광을 나 타내는 제 1 신호가 결정되고, 제 2 조정 단계에서, 모든 반도체 레이저는 차례로 제어되고, 제 2 조정 단계에서, 제어된 반도체 레이저에 의해 방출되고 광 스폿으로부터 발생되지 않은 광이 검출되고, 제 2 조정 단계에서 검출되고 광 스폿으로부터 발생되지 않은 광을 나타내는 제 2 신호가 생성되고, 제 2 조정 단계에서, 제어된 반도체 레이저는, 제 2 신호가 제어된 반도체 레이저에 관련하여 제 1 조정 단계에서 결정된 제 1 신호와 실질적으로 고정 관계에 있는 방식으로 조정되는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 제 1 조정 단계에서, 메모리 디바이스에는 모든 제어된 반도체 레이저로부터 발생되고 제 2 검출기에 이르는 광량에 관한 데이터로 채워지는 것이 달성된다. 제 2 검출기는 관련 제어된 반도체 레이저와 광 스폿 사이의 광로에 위치하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 광 스폿의 세기의 조정된 값과, 메모리에 저장되고 제 2 검출기에 의해 생성되는 신호 값 사이의 관계는 고정된 관계에 있다. 그 결과, 제 2 검출기에 의해 생성된 신호는 안정화를 위해 사용될 수 있다. 이를 통해, 제 2 검출기의 신호를 메모리에 저장한 이후에, 광 스폿의 검출이 안정화를 위해 더 이상 필요하지 않지만, 제 2 검출기의 저장된 신호 값으로 작동할 수 있음이 달성된다.

본 방법의 바람직한 실시예는, 그러한 것으로서 투사 디바이스가 사용되지 않을 때 제 1 조정 단계가 이루어지고, 그러한 것으로서 투사 디바이스가 사용되고 있을 때 제 2 조정 단계가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 광 스폿의 세기에 대한 표현으로서 이미지의 휘도가 투사 디바이 스를 설정할 때인 제 1 조정 단계에서 한번 조정되고, 모든 반도체 레이저에 대해 동일하게 되어, 그 이후에, 투사 동안, 디바이스가, 각 반도체 레이저용 제 2 검출기의 신호 값(메모리에 저장된)을 계속해서 이용할 수 있음이 달성된다.

본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은 이후에 설명될 실시예로부터 명백해지고, 실시예를 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 투사 디바이스를 도식적으로 도시한 도면.

도 2는 제 2 검출기의 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 3은 제 2 검출기의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 4는 도 3의 제 2 검출기의 측면도.

도 1에서, 참조번호 1은 반도체 레이저의 1차원 매트릭스를 나타낸다. 반도체 레이저는 도면의 수직 방향에 나란하게 놓인다(juxtaposed). 그러한 매트릭스는 본래 알려져 있다. 반도체 레이저의 매트릭스(1)는 도식적으로 도시된 광학 시스템(2)에 의해 요소(3) 상에 투사된다. 요소(3)는 불투명 또는 반투명일 수 있다. 요소(3)가 불투명하면, 투사된 이미지는, 이미지가 투사되는 방향과 동일한 방향으로부터 보여지게 된다. 이것은 눈(4)에 의해 표시된다. 요소(3)가 반투명이면, 투사된 이미지는 눈(5)에 의해 도식적으로 표시된 바와 같이 다른 측면으로부터 보여질 수 있다. 2차원 이미지를 투사하기 위해, 개략적으로 도시된 디바이스(6)가 제공되며, 이것은, 요소(3) 상에서 반도체 레이저의 매트릭스(1)의 이미지를 화살 표(7) 방향, 또는 그 반대 방향으로 이동하는 것을 보장한다. 디바이스(6)는 알려진 방식으로 왕복 운동하거나 회전하는 미러(mirror) 장치로 형성될 수 있다.

요소(3) 상의 투사된 이미지로서 용인할 수 있는 이미지를 얻기 위해, 매트릭스(1)의 반도체 레이저는, 동일한 입력 신호에서 광학 시스템(2)을 통해 요소(3) 상에 반도체 레이저에 의해 투사된 광 스폿의 동일한 세기를 가져야 한다.

반도체 레이저가 반도체 레이저의 온도 및 반도체 레이저의 경과한 수명에 크게 좌우하는 광 출력을 갖는 것이 알려져 있다.

매트릭스(1)와 연관된 반도체 레이저는 매우 작은 크기를 갖는다. 예를 들어, 피치는 종종 단지 수십 ㎛, 예를 들어 50㎛이다. 따라서, 반도체 레이저의 매트릭스는 작은 열 용량을 갖고, 광 출력 변화로 인한 온도 변동은 비교적 크고 비교적 빠르게 일어난다. 매트릭스(1)에 걸쳐 안정한 광 출력을 얻기 위해, 미리 결정된 광 출력이 이미지 신호의 미리 결정된 값에 대응하거나, 또는 그 반대로 대응하도록, 각 반도체 레이저의 2개의 연속적인 조정치 사이의 시간 기간을 1초 또는 수초, 그러나 바람직하게는 그보다 적게 한정시키는 것이 권고할 만하다.

반도체 레이저의 광 출력을 안정화하는 알려진 해결책은 감광 다이오드(photosensitive diode)를 사용하는 것인데, 상기 감광 다이오드는 반도체 레이저의 배면부 상에 배열되고, 반도체 레이저에 의해 전방부 상에서 방출된 광량에 정비례하는 반도체 레이저로부터의 광량을 수용한다. 배면부 상에 배열된 감광 다이오드에 의해 수용된 광량과 반도체 레이저에 의해 전방부 상에서 방출된 광량 사이의 관계는 일정하고, 온도 및 수명과 무관하다. 그러나, 도 1에 도시된 투사 디바이스에서, 반도체 레이저의 매트릭스(1)는 너무 작은 크기를 가지므로, 각 반도체 레이저를 위한 별도의 감광 다이오드를 배열하는 것이 불가능하거나 매우 어렵다.

도 1의 디바이스는 반도체 레이저의 매트릭스(1)의 반도체 레이저의 반복된 재조정을 위해 설계되었다. 반도체 레이저의 매트릭스(1)는 라인(8)을 통해 제어 디바이스(9)에 의해 제어된다. 제어 디바이스(9)는 입력(10)을 구비하고, 라인(11)은 입력(10)에 연결되고, 투사 디바이스에 의해 디스플레이될 이미지의 이미지 신호는 상기 라인(11)을 통해 제어 디바이스(9)에 공급된다. 라인(12)을 통해, 제어 디바이스(9)는 디바이스(6)에 연결된다. 하나 이상의 광 감지 센서(light-sensitive sensor)(13 및 14)를 구비하는 제 1 검출기는 요소(3)에 근접하게 배열된다. 투사 디바이스가 불투명 요소(3) 상에 이미지를 투사하면, 하나 이상의 광 감지 센서는, 센서(13)의 위치에서와 같이 반도체 레이저의 매트릭스(1)의 투사가 검출될 수 있는 지점에 존재한다. 요소(3)가 반투명이면, 하나 이상의 광 감지 센서(13 및 14)는 요소(3)의 한 면 또는 양쪽 면상에 배열될 수 있다. 광 감지 센서(13 및 14)의 출력은 라인(15)을 통해 스위치(17)의 연결부(16)에 연결된다. 제 2 광 감지 검출기(18)는, 반도체 레이저의 매트릭스로부터 직접적 또는 간접적으로 발생하는 광이 제 2 검출기(18)에 도달할 수 있지만, 요소(3)로부터 발생하는 광은 도달할 수 없는 방식으로 배열된다. 제 2 검출기(18)는 하나 이상의 광 감지 센서를 또한 포함할 수 있다. 제 2 검출기(18)의 출력은 라인(19)을 통해 스위치(21)의 연결부(20)에 연결된다. 스위치(21)의 연결부(20)는 스위치(21)의 연 결부(22), 또는 연결부(23)에 연결될 수 있다. 연결부(23)는 라인(24)을 통해 스위치(17)의 연결부(25)에 연결될 수 있다. 스위치(17)의 연결부(26)는 제어 디바이스(9)의 입력(27)에 연결된다. 스위치(21)의 연결부(22)는 라인(28)을 통해 메모리(29)의 입력에 연결된다. 메모리(29)의 출력은 라인(30)을 통해 스위치(32)의 연결부(31)에 연결된다. 스위치(32)의 연결부(33)는 제어 디바이스(9)의 입력(34)에 연결된다. 제어 디바이스(9)의 출력(35)은 라인(36)을 통해 메모리(29)의 어드레스 입력부에 연결된다.

바람직하지만 반드시 조정가능할 필요가 없는 기준 신호 생성기(37)는 라인(38)을 통해 스위치(32)의 연결부(39)에 연결된다.

이미 전술한 바와 같이, 반도체 레이저의 매트릭스(1)는, 하나 이상의 반도체 레이저에 대한 이미지 신호의 동일한 값에서, 관련 반도체 레이저에 의해 요소(3) 상에 투사된 광 스폿이 동일한 세기를 갖는 것을 보장하기 위해 때때로 재조정되어야 한다. 어떠한 이미지 신호도 없을 때마다 관련 조정이 이루어져야 하는 것은 중요하다.

이 때문에, 도 1에 도시된 디바이스는 다음과 같이 동작한다. 투사 디바이스가 이미지를 투사하는 것에 사용되기 전에, 제어 디바이스는 제 1 조정 단계에서 조정된다. 제 1 조정 단계에서, 스위치(17, 21 및 32)는 도 1에서 굵은 선으로 도시된 지점에 존재한다.

스위치가 굵은 선으로 도시된 지점에 있을 때, 광 감지 센서(13 및 14)를 갖는 제 1 검출기는 라인(15), 연결부(16), 스위치(17) 및 연결부(26)를 통해 제어 디바이스(9)의 입력(27)에 연결된다. 예를 들어 조정가능한 전압원(voltage generator)과 같은 기준 신호 생성기(37)는 라인(38), 연결부(39), 스위치(32) 및 연결부(33)를 통해 제어 디바이스(9)의 입력(34)에 연결된다. 제 2 검출기(18)는 라인(19), 연결부(20), 스위치(21), 연결부(22) 및 라인(28)을 통해 메모리(29)의 입력에 연결된다. 메모리(29)의 출력은 제어 디바이스(9)에 연결되지 않는다.

회로 장치(arrangement)는 다음과 같이 동작한다. 제어 디바이스(9)는 라인(8)을 통해 미리 결정되지만 더 임의적인 제어 신호로 반도체 레이저의 매트릭스(1)의 하나의 반도체 레이저를 제어한다. 디바이스(6)는, 제어된 반도체 레이저에서 나오는 광이 광학 시스템(2)을 통해 요소(3)상에서 광 스폿을 발생시키는 위치 또는 상태에 있다. 이에 따라 요소(3) 상에 투사된 광 스폿의 세기는 제 1 검출기의 센서(13 및 14)에 의해 검출되고, 제어 디바이스(9)의 입력(27)으로 전달된다. 기준 신호는 제어 디바이스(9)의 입력(34)에 존재한다. 제어 디바이스(9)는 입력(27)에서의 신호와 입력(34)에서의 기준 신호를 비교하도록 적응된다. 입력(27 및 34)에서의 신호들 간의 차이에 기초하여, 라인(8) 상의 제어 신호는, 요소(3) 상의 광 스폿의 세기가 센서(13 및 14)에 의해 공급된 신호를 발생시키는 방식, 그리고 입력(27)에서의 신호가 입력(34)에서의 기준 신호와 같은 방식, 또는 상기 입력(34)에서의 기준 신호와 또 다른 미리 결정되고 고정된 관계에 있는 방식으로 제어 디바이스(9)에 의해 적응된다. 입력(27 및 34)에서의 신호가 동일하게 된 후에, 제어 디바이스(9)는 출력(35) 및 라인(36)에서 신호를 생성하는데, 상기 신호는 메모리(29)의 어드레스에 어드레싱하고, 메모리(29)로 하여금 라인(28) 상의 신호 값을 라인(36) 상의 어드레스를 갖는 메모리 위치에 저장하도록 한다. 라인(36) 상의 어드레스는 그 순간에 제어 디바이스(9)에 의해 제어된 매트릭스(1)의 반도체 레이저에 단독으로 명백하게(single-unambiguously) 구속된다.

제 2 검출기(18)로부터의 출력 신호는 라인(28) 상에 존재한다. 제 2 검출기로부터의 출력 신호는 제 2 검출기(18)에 의해 검출된 광의 측정치인데, 상기 광은 제어된 반도체 레이저에 의해 방출되고, 요소(3) 상의 광 스폿으로부터 발생하지 않는다. 요소(3) 상의 광 스폿의 세기는, 센서(13 및 14)로 형성된 제 1 검출기를 통해 투사된 광 스폿의 세기를 제어 디바이스(9)로 피드백하는 것과, 기준 신호와의 비교에 의해 고정된다. 더욱이, 관련 세기와 직접적인 단독으로 명백한 관계에 있고 제 2 검출기(18)에 의해 검출되는 광량은 메모리(29)의 특정 메모리 위치에서 고정된다. 관련 메모리 위치는 매트릭스(1)의 반도체 레이저와의 단독으로 명백한 관계에 있는데, 상기 매트릭스(1)는 제어 디바이스(9)에 의해 그 순간에 제어되고, 요소(3) 상에 투사된 광 스폿 및 제 2 검출기(18) 양쪽 모두에 광을 공급한다. 따라서, 신호는 메모리(29)의 관련 메모리 위치에 저장되는데, 상기 신호는 광학 시스템(2)을 통해 관련 제어된 반도체 레이저에 의해 요소(3) 상에 투사된 광 스폿의 원하는 세기와의 단독으로 명백한 관계에 있다.

그러므로, 측정 신호를 공급하는 제 2 검출기(18) 및 기준 신호를 공급하는 메모리(29)를 포함하는 피드백 디바이스를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 피드백 디바이스, 및 제어 디바이스(9)에 의해 제어된 반도체 레이저로 구성된 피드백 루프에 의해, 관련 제어된 반도체 레이저에 의해 방출된 광량은, 제 2 검출기(18)가 제 1 조정 단계에서의 조정 동안과 동일한 광량, 또는 상기 고정된 관계에 있는 광량을 검출하는 레벨로 안정화된다. 피드백 루프가 제 2 검출기(18), 메모리(29), 제어 디바이스(9) 및 관련 제어된 반도체 레이저로 구성되는 이러한 단계는 제 2 조정 단계로 이후에 언급될 것이다.

메모리(29)의 특정하고 어드레스가능한 메모리 위치가 반도체 레이저의 매트릭스(1)의 반도체 레이저 중 하나에 어떻게 제공되는 지의 제 1 조정 단계에 대해 위에서 설명되었는데, 상기 신호는 제 2 단계에서 기준 신호로 사용된다. 이에 따라 설명된 제 1 조정 단계는, 제어 디바이스(9)를 통해 각 반도체 레이저를 차례로 제어하고, 센서(13, 14)를 갖는 제 1 검출기, 및 기준 신호 디바이스(37)에 의해 요소(3) 상에 관련 제어된 반도체 디바이스 레이저에 의해 투사된 광 스폿의 동일한 세기로 상기 반도체 레이저를 조정함으로써 매트릭스(1)의 모든 반도체 레이저에 대해 연속적으로 수행된다. 관련 광 스폿이 관련 세기에 도달하자마자, 제 2 검출기(18)에 의해 생성되고, 제 2 검출기(18)에 의해 검출된 광량을 나타내는 신호는 라인(36)을 통해 어드레싱된 메모리(29)에 저장된다.

이러한 방식으로, 제 2 검출기(18)의 출력 신호 값이, 매트릭스(1)에서의 반도체 레이저의 수에 대응하여 복수의 어드레스가능한 메모리 위치에서의 메모리(29)에 저장되고, 각 메모리 위치는 하나의 반도체 레이저와의 단독으로 명백한 관계에 있는데, 상기 값이 피드백 루프에서의 기준 값으로 사용될 수 있는 방식으로 달성된다. 전술한 바와 같이, 피드백 루프가 메모리(29)에 저장된 값을 사용하는 단계는 제 2 조정 단계로 언급될 것이다.

제 2 조정 단계에서, 스위치(17, 21, 32)는 점선으로 도시된 지점에 있다. 제 2 조정 단계에서, 매트릭스(1)의 반도체 레이저는, 매트릭스(1)의 반도체 레이저가 안정화되어야 할 때마다 제어 디바이스(9)에 의해 차례로 제어되고, 관련 제어된 반도체 레이저에 의해 방출된 광량은, 관련 제어된 반도체 레이저에 대응하는 메모리(29)에서의 메모리 위치, 및 제 2 검출기(18)를 포함하는 피드백 루프에 의해 제어 디바이스(9)에 의해 제어된다.

관련 제어된 반도체 레이저에서 나오는 광이, 제 2 조정 단계에서 매트릭스(1)의 반도체 레이저를 조정할 동안 투사될 이미지 외부로 요소(3)가 도달하지 못하게 하기 위해, 상이한 측정이 취해질 수 있다. 디바이스(6)가 왕복 운동하거나 회전하는 미러이면, 디바이스(6)의 "귀선 시간(flyback time)" 동안 어떠한 이미지 신호도 없을 것이다. 이러한 경우에, 제어 디바이스(9)는, 제 2 조정 단계에서의 조정이, 어떠한 이미지 신호도 반도체 레이저의 매트릭스(1)의 반도체 레이저에 인가되지 않을 때 이루어지도록 할 것이다. 조정될 반도체 레이저에 의해 방출된 광선은 스크린(3)에 도달하지 않거나, 디바이스(6)를 통해 투사될 이미지 외부에 도달할 것이다. 이러한 이미지 외부에 도달하는 결과가 잘못된 것으로 간주되면, 스크린(3)은 원위치에서 블랙이 되어야 하거나 어쨌든 매우 어두워져야 하거나, 또는 셔터(shutter)가 광이 스크린(3)에 도달하지 못하게 하기 위해 광로에 위치해 있어야 한다.

이를 통해, 반도체 레이저가 특히 제 2 검출기(18) 및 메모리(29)로 구성된 피드백 루프를 돕는 기능을 할 수 있고, 관련 제어된 반도체 레이저가 안정화되는 것을 보장할 수 있는 반면, 그럼에도 불구하고 관련 제어된 반도체 레이저에 의해 방출된 광이 요소(3)에 도달하지 못하게 되는 것이 달성된다. 이러한 가능성의 경우에, 검출기는 디바이스(6)의 위치를 검출할 수 있고, 라인(12)을 통해 그 위치를 제어 디바이스(9)에 통보할 수 있다. 디바이스(6)는 라인(12)을 통해 제어 디바이스(9)에 의해 또한 제어될 수 있고, 매트릭스(1)의 반도체 레이저에 의해 방출된 광이 디바이스(6)를 통해 투사될 이미지 내에 이를 수 없는 순간은, 라인(12)을 통해 제어 디바이스(9)에 의해 디바이스(6)에 전달되는 디바이스(6)에 대한 제어 신호로부터 유도될 수 있다.

대안적으로 디바이스(6)는 라인(12)을 통해 제어 디바이스(9)로부터 전기적으로 제어될 수 있는 광 셔터일 수 있다. 전기적으로 제어가능한 광 셔터는 본래 알려져 있고 본 발명의 부분이 아니므로, 더 이상 설명되지 않을 것이다.

도 2는, 매트릭스(1)의 반도체 레이저에서 나오는 광이 제 2 검출기(18)에 의해 검출될 수 있음을 보장하는 배열을 도시한다. 도 2에서, 매트릭스(1)는 다시 도면에 수직으로 연장한다. 도 2에서, 참조 번호(40 및 41)는 반도체 레이저로부터 발생하고 광학 시스템(2)을 통과하는 빔의 경계선(boundary ray)을 나타낸다. 참조 번호(42)로 도식적으로 표시된 격막(diaphragm)은 매트릭스(1)와 광학 시스템(2) 사이에 배열된다. 매트릭스(1)쪽으로 향하는 격막(42)의 측면은, 또한 도면에 수직으로 연장하는 2개의 광 검출기(18a 및 18b)의 방향으로 매트릭스(1)의 반도체 레이저에서 나오는 입사광을 반사시키기 위해 약간 확산되게 반사된다. 광 검출기(18a 및 18b)의 출력 신호는 라인(43 및 44)을 통해 라인(29) 상의 신호로 조합된다.

도 3 및 4는 참조 번호(18c)로 표시된, 제 2 검출기(18)의 상이한 실시예를 도시한다. 디바이스(18c)는 길고 투명하고 실질적으로 원통형 요소(45)를 포함한다. 광의 최대 전도성을 얻기 위해 요소(45)의 외부 면을 닦는 것이 바람직하다. 요소(45)의 원주(circumference)의 부분에는 광 반사 물질(46)이 제공된다. 요소(45)는 원통형으로 구부릴 수 있거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 평면을 가질 수 있다. 2개의 검출기(18d 및 18e)는 원통형 요소(45)의 단부에 배열된다. 검출기(18d 및 18e)의 출력 신호는 라인(47 및 48)을 통해 라인(29)에 인가된다.

전술한 설명에서, 스위치(17, 21 및 32), 기준 신호 생성기(37), 메모리(29) 뿐 아니라, 이러한 요소와 제어 디바이스(9) 사이에 존재하는 라인은 별도의 요소로서 설명된다. 상기 요소가 대안적으로 제어 디바이스(9)에 통합될 수 있고, 또한 제어 디바이스(9) 및 통합된 요소가 함께 집적 회로의 일부를 형성한다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 관련 요소가 제어 디바이스에 기능상 존재하지만, 제 1 및 제 2 조정 단계 및 코히어런트(coherent) 피드백 루프에 대해 전술한 바와 같은 관련 기능이, 설명된 기능을 연속적으로 수행하는 프로그램이 제공되는 프로그램가능한 디바이스에서 및 이에 의해 대안적으로 구현될 수 있음이 또한 당업자에게 명백할 것이다.

기준 신호 디바이스(37)가 하나 이상의 기준값을 조정하기 위해 조정가능할 수 있음을 또한 주의해야 한다. 이를 통해, 반도체 레이저에 의해 요소(3) 상에 투사된 광 스폿의 세기의 변화가 기준 신호 디바이스(37)에 의해 공급된 기준 신호를 변화시킴으로써 또한 달성될 수 있음이 달성된다. 그 결과, 메모리(29)에 저장된 값은 또한 변할 것이고, 최종적으로, 투사 목적을 위해 디바이스를 사용할 동안 투사된 이미지의 세기는 기준 신호 디바이스(37)에 의해 공급된 기준 신호의 선택되고 조정된 값에 따를 것이다.

본 발명의 많은 변형 및 대안적인 실시예는 당업자에 의해 고안될 수 있다. 이러한 변형 및 실시예 모두는 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 간주된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 투사 디바이스에 관한 것으로, 또한 반도체 레이저의 매트릭스를 포함하는 투사 디바이스 조정 방법 등에 이용된다.

Claims

반도체 레이저의 매트릭스(1)와, 투사 디바이스에 의해 조명되는 요소(3) 상에 상기 매트릭스(1)의 영상을 맺게 하기 위한(imaging) 광학 시스템과, 상기 반도체 레이저를 제어하기 위한 제어 디바이스(9)를 포함하는 투사 디바이스로서, 상기 제어 디바이스(9)는, 각 반도체 레이저에 의해 상기 광학 시스템(2)을 통해 상기 조명된 요소(3) 상에 투사된 광 스폿(light spot)의 세기를 검출하고, 상기 검출된 세기를 나타내는 제 1 신호를 생성하기 위한 제 1 검출기(13, 14)를 포함하는 피드백 디바이스(13, 14, 18, 29, 37)를 포함하는, 투사 디바이스에 있어서,

상기 제어 디바이스(9)는 제 1 조정 단계 및 제 2 조정 단계에서 상기 반도체 레이저를 하나씩 차례로 제어하도록 적응되고, 상기 제어 디바이스(9)는 제어된 반도체 레이저와 관련한 상기 제 1 조정 단계에서의 제 1 신호에 기초하여 상기 광 스폿의 세기를 조정하도록 적응되고, 상기 피드백 디바이스는, 상기 제어된 반도체 레이저에 의해 방출되는 광으로서 상기 광 스폿으로부터 발생하지 않는 광을 상기 제 1 조정 단계에서 검출하고, 상기 검출된 광을 나타내는 제 2 신호를 생성하도록 적응되고, 상기 피드백 디바이스는, 상기 제어된 반도체 레이저와 관련하여 생성된 상기 제 2 신호를 상기 제 1 조정 단계에서 저장하기 위한 메모리(29)를 포함하고, 상기 제어 디바이스(9)는, 상기 제어된 반도체 레이저와 관련하여 상기 제 2 조정 단계에서 생성된 상기 제 2 신호가 상기 제어된 반도체 레이저와 관련하여 상기 제 1 조정 단계에서 상기 메모리(29)에 저장된 상기 제 2 신호에 실질적으로 대응하도록, 상기 제어된 반도체 레이저와 관련하여 생성된 상기 제 2 신호를 기초하여 상기 제어된 반도체 레이저를 상기 제 2 조정 단계에서 제어하도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 투사 디바이스.
제 1항에 있어서, 상기 피드백 디바이스(13, 14, 18, 29, 37)는, 상기 제어된 반도체 레이저에 의해 방출된 광으로서 상기 광 스폿으로부터 발생하지 않는 광을 검출하고, 상기 검출된 광을 나타내는 제 2 신호를 생성하기 위한 제 2 검출기(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투사 디바이스.
반도체 레이저의 매트릭스(1)를 포함하는 투사 디바이스의 조정 방법에 있어서,

제 1 조정 단계예서, 모든 반도체 레이저는 차례로 제어되고, 상기 제 1 조정 단계에서, 상기 제어된 반도체 레이저로부터 발생하고 상기 투사 디바이스에 의해 투사된 광 스폿의 세기는, 반도체 레이저가 제어될 때마다 검출되고, 상기 검출된 세기는 미리 결정된 값으로 세기를 조정하는데 사용되고, 상기 제 1 조정 단계에서, 상기 제어된 반도체 레이저에 의해 방출되고 상기 광 스폿으로부터 발생하지 않는 광이 검출되고, 상기 제 1 조정 단계에서, 상기 광 스폿으로부터 발생하지 않는 상기 검출된 광을 나타내는 제 1 신호가 결정되고, 제 2 조정 단계에서, 모든 반도체 레이저가 차례로 제어되고, 상기 제 2 조정 단계에서, 제어된 반도체 레이저에 의해 방출된 광으로서 상기 광 스폿으로부터 발생하지 않는 광이 검출되고, 상기 제 2 조정 단계에서 검출된 광으로서 상기 광 스폿으로부터 발생하지 않는 광을 나타내는 제 2 신호가 생성되고, 상기 제 2 조정 단계에서, 상기 제어된 반도체 레이저는, 상기 제 2 신호가 상기 제어된 반도체 레이저와 관련하여 상기 제 1 조정 단계에서 결정된 상기 제 1 신호와 실질적으로 고정 관계에 있는 방식으로 조정되는 것을 특징으로 하는, 투사 디바이스 조정 방법.
제 3항에 있어서, 상기 제 1 조정 단계는, 상기 투사 디바이스 자체가 사용되지 않을 때 이루어지고, 상기 제 2 조정 단계는, 상기 투사 디바이스 자체가 사용되고 있을 때 이루어지는 것을 특징으로 하는, 투사 디바이스 조정 방법.
제 4항에 있어서, 상기 제 1 조정 단계는 상기 투사 디바이스 자체를 사용하기 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는, 투사 디바이스 조정 방법.
제 4항 또는 5항에 있어서, 상기 제 2 조정 단계는, 상기 반도체 레이저의 매트릭스의 상기 반도체 레이저에 어떠한 이미지 신호도 인가되지 않은 순간에 이루어지는 것을 특징으로 하는, 투사 디바이스 조정 방법.