KR20100098566A - 광신호 스펙클을 감소시키는 방법 및 장치 - Google Patents

광신호 스펙클을 감소시키는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

광신호 발생기는 스펙클을 감소시키도록 구성된 관련 제어 시스템 및 드라이버와 함께 구성된다. 스펙클 감소는 제1 전류 레벨과 제2 전류 레벨 사이에서 구동 신호를 펄싱함으로써 발생한다. 이들 펄스는 광신호 발생기로 하여금 광신호 내에 오실레이션을 도입하도록 강제시킨다. 광신호에서의 오실레이션의 주기 동안에 방사된 광의 코히어런스가 감소되고 이는 스펙클을 감소시킨다. 일 실시예에서, 구동 신호의 펄싱은 구동 신호를 문턱값 근처 또는 문턱값 아래의 레벨로 하향시키며 이어서 이는 광신호 파워를 간헐적으로 턴오프하게 한다. 광신호를 원하는 광파워 강도로 돌아가게 하는 것은 스펙클 감소 오실레이션을 도입한다. 전체적인 광 파워를 변조하고 스펙클 제거 크기를 조정하기 위해 듀티 사이클 제어 신호에 의해 펄스 주기 및 듀티 사이클을 제어한다.

Description

광신호 스펙클을 감소시키는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING OPTICAL SIGNAL SPECKLE}
본 출원은 2008년 7월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제12/218,623호를 우선권으로 주장하며, 이 미국 특허 출원은 2008년 1월 4일 출원된, 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Reducing Laser Speckle"인 미국 특허 가출원번호 제61/019,197호를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 광신호 발생기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 광신호 발생기로부터 출력된 광에서의 스펙클(speckle)을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
스펙클(레이저 또는 다른 코히어런트 광원으로부터의 광의 밝은 구역(bright island)에서의 외견상 어두운 영역)은 레이저 또는 레이저의 조합을 광원으로서 채택하는 많은 애플리케이션에 있어 상당한 문제가 된다. 이러한 애플리케이션의 하나가 레이저 프로젝션이다. 레이저 프로젝션 애플리케이션에서는, 투사 이미지를 위한 광원으로서 레이저(일반적으로 3개의 레이저, 적색, 녹색 및 청색 레이저)를 이용한다. 여러 시스템은 이들 광원을 이용하여 각각의 화소별로 방사광을 조정함으로써 영상(picture)을 통해 "스캔"하거나, 또는 시스템의 앞에 있는 LCD/LCoS 패널이 원하는 영상을 생성하도록 광의 강도를 변조하면서 레이저를 최대 강도로 유지한다. 양쪽 시나리오 모두, 스펙클이 이미지 품질을 열화시키기 때문에 스펙클은 분명히 관심의 대상이다.
발광 다이오드(LED)와 같은 다른 광원은 심한 코히어런트 광을 방사하지 않기 때문에 과도한 스펙클을 나타내지 않는다. 그러나, LED는 (동일한 크기의 방사광에 대해 더 큰 전력 소모가 있어) 레이저보다 덜 효과적이다. 또한, LED들은 광의 "점광원"에 가깝지 않기 때문에, 프로젝션 시스템과 같이 엄격한 지향성 조준 빔(무한 포커스)을 필요로 하는 애플리케이션에의 이용에 덜 바람직하다. 따라서, 프로젝션 시스템, 특히 소형의 저전원 시스템에서는 레이저를 이용하는 것이 매우 바람직하다. 스펙클은 프로젝션 시스템에 있어 레이저의 주요 단점이기 때문에 스펙클을 감소시키는 것이 매우 바람직하다.
스펙클을 감소 또는 제거하기 위한 많은 다른 방법들이 제안되어 왔지만, 이들 솔루션은 결함을 겪고 있고 종래 기술의 결함을 충분히 극복하지 못한다. 예를 들어, 2003년 7월 29일자로 특허된 미국 특허 제6,600,590호는 스펙클 상쇄를 일으키기 위해 미러를 시프트시키거나, 또는 함께 섞이는 서로 다른 스펙클 패턴을 생성하기 위해 레이저 광원에 무선 주파수를 투사하는 것을 포함한 많은 솔루션을 제안한다. 이들 방법이 스펙클을 약간 감소시킬 수 있으나, 이들 방법은 실행가능한 솔루션에는 못 미친다. 이러한 결함의 하나는 종래 기술의 솔루션이 그 효과가 최소화한다는 점이다. 다른 결함은 복잡도, 비용, 크기 및 전원 소모가 증가한다는 점이다.
종래 기술의 결함을 극복하고 추가적인 이점을 제공하기 위해 스펙클 감소 방법 및 장치가 개시된다.
광신호 발생기로부터 출력된 광의 스펙클을 감소시키는 예시적인 방법은 구동 신호를 발생시키는 것을 포함하며, 여기서 구동 신호는 변조된 구동 신호를 생성하도록 주기적으로 제1 크기와 제2 크기 사이의 범위에 있다. 이 예시적인 실시예에서, 제1 크기는 광 신호 발생기에 대한 문턱 전류보다 더 크며, 제2 전류는 광 신호 발생기에 대한 문턱 전류이거나 그보다 작다. 이 실시예에서, 문턱 전류는 유도 방사 파워가 자발 방사 파워를 초과하는 전류로서 정의될 수 있다. 그 후 이 방법은 구동 신호를 이용하여 광 신호를 발생시키기 위해 구동 신호를 광 신호 발생기에 제공하며, 구동 신호를 변조하여 광 신호에서의 스펙클을 감소시킨다.
일 실시예에서, 광 신호 발생기는 레이저를 포함한다. 광학 문턱값 아래에 있는 대응하는 광 신호를 발생시키기 위해 구동 신호가 제2 크기로 하향하여 주기적으로 펄싱(pulse)하는 것이 고려된다. 한 구성에서, 본 방법은 듀티 사이클 제어 신호를 발생시키는 것을 더 포함할 수 있으며, 듀티 사이클 제어 신호는 구동 신호가 제2 크기에 있는 유지 기간을 제어한다. 구동 신호를 발생시키는 단계는 구동 신호를 제1 전류 레벨과 제2 전류 레벨 사이에서 전환하는 것을 포함한다. 주파수와 관련하여, 일 실시예에서, 20 MHz보다 더 크거나 같은 레이트로 포함하는 것이 고려된다.
구동 신호를 발생시키는 것과 구동 신호를 광 발생기에 제공하는 것을 포함하는 방법이 또한 명세서에 개시된다. 그 후, 구동 신호에 응답하여, 광신호 발생기는 광 신호가 10%보다 더 큰 자발 방사를 주기적으로 포함하도록 광 신호를 발생시킨다.
광신호 발생기는 레이저를 포함할 수 있는 것이 고려된다. 추가로, 용어, "주기적으로"는 1 ㎒보다 더 큰 레이트로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광 신호가 10%보다 크지 않은 자발 방사일 때의 주기 동안에, 광 신호의 나머지 부분은 유도 방사로 구성된다. 추가로, 구동 신호를 발생시키는 것은 문턱 전류 근처로, 문턱 전류 아래로, 또는 문턱 전류로 주기적으로 강하하는 크기를 갖는 구동 신호를 발생시키는 것을 포함할 수 있다.
구동 신호를 발생시키고 구동 신호를 광신호 발생기에 제공함으로써 광 신호에서의 스펙클을 감소시키는 방법이 또한 개시된다. 그 후, 구동 신호에 응답하여 광 신호를 발생시킨다. 이 실시예에서, 광신호 발생기는, 감소된 코히어런스를 갖고 이어서 스펙클을 감소시킨 광을 주기적으로 출력한다.
일 실시예에서, 구동 신호는 감소된 코히어런스 광을 생성하도록 광신호 발생기를 문턱값 아래로 펄싱하는 펄스를 포함한다. 광이 원적외선, 적외선, 가시광선 및 자외선 광으로부터 선택된 광으로 이루어질 수 있는 것이 고려된다. 일 실시예에서, 본 방법은 구동 신호 제어 신호가 광신호 발생기에 의해 코히어런트한 광 출력의 주파수 및 유지 기간을 제어하도록 구동 신호 제어 신호를 설정하는 것을 포함한다. 구동 신호는 제1 전류 레벨과 제2 전류 레벨을 포함할 수 있으며 제2 전류 레벨은 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래에 있을 수 있다.
광신호 발생기에서의 스펙클을 감소시키는 시스템이 또한 개시된다. 한 구성은 제어 신호를 발생시키도록 구성된 컨트롤러와, 제어 신호에 응답하는 스위치를 포함한다. 스위치는 스위치 출력이 적어도 적어도 값 레벨과 제2 값을 갖는 신호를 포함하게끔 스위치 출력을 발생시키도록 구성된다. 이 실시예는 또한 스위치 출력을 수신하고 스위치 출력에 대응하는 강도를 갖는 광신호를 발생시키도록 구성된 광신호 발생기를 포함하며, 제2 값은 광신호 발생기에 대한 문턱값에, 문턱값 근처에 또는 문턱값 아래에 있다.
일 실시예에서, 제2 값은 감소된 코히어런트 광 출력을 일으킨다. 제2 레벨은 제로 신호 레벨일 수 있다. 제어 신호는 듀티 사이클 제어 신호를 포함할 수 있으며 듀티 사이클 제어 신호는 제1 값과 제2 값의 유지 기간을 제어하는 것이 고려된다. 예를 들어, 제2 값으로 변경하는 것은 광 신호에서의 오실레이션을 발생시키고 이는 이어서 광신호에서의 스펙클을 감소시킨다.
구동 신호를 출력하도록 구성된 드라이버를 포함하는 광학 시스템에서 스펙클을 감소시키는 다른 시스템이 개시되며, 여기서 구동 신호는 유지 기간 동안에 주기적으로 문턱값의 두배에 또는 문턱값의 두배 아래에 있는 광 출력을 가져오는 크기를 갖는다. 광신호 발생기는 구동 신호를 수신하고 구동 신호에 응답하여 광신호를 발생시키도록 구성된다. 구동 신호의 주기적 특성으로 인해, 광신호는 주기적으로 문턱값 아래에 있는 구동 신호 크기로부터 야기되어진 감소된 스펙클 레벨을 갖는다.
이 시스템에 대한 한 변형예에서는, 문턱 레벨은 광신호 발생기에 대한 신호 입력 레벨일 수 있으며, 그 레벨 아래에서는 광신호 발생기에 의해 광이 발생되지 않는다. 구동 신호 크기는 제1 레벨과 제2 레벨 사이에서 교번할 수 있다. 일 구성에서, 광신호 발생기는 이미지 인위물(artifact)을 방지하거나 EMI를 감소시키도록 문턱 레벨로, 문턱 레벨 근처로, 문턱 레벨 아래로 비동기적으로, 의사적 무작위(pseudorandom) 방식으로 또는 무작위 방식으로 펄싱되는 동일 또는 유사 파장의 복수의 코히어런트 광원을 포함한다. 이미지 인위물을 방지하거나 EMI를 감소시키도록, 문턱값 근처로, 문턱값 아래로 또는 문턱값으로 주기적으로 강하하는 구동 신호가 각각의 프레임에 대해 화소 주기 동안에 서로 다른 시간에 발생할 수 있음이 또한 고려된다.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점은 당해 기술 분야의 숙련된 자가 다음의 도면과 상세한 설명의 고찰시 명백해질 것이다. 모든 이러한 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 이점은 본 설명 내에 포함되며, 본 발명의 범위 내에 있으며 첨부된 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
본 발명에 따르면, 스펙클 감소를 실현하여, 광의 품질을 향상시킴으로써, 향상된 신호 대 잡음 비, 보다 낮은 전원 파워 요건, 장치의 보다 적은 기하특성, 더 높은 데이터 레이트 또는 분해능 밀도, 보다 우수한 정확도 또는 감도와 같은 이점을 가져올 수 있다.
도면 내의 구성요소들은 반드시 일정 비율로 도시될 필요가 있는 것은 아니며 본 발명의 원리의 설명에 중점을 둔다. 도면 내에서 도면 전반에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 지칭한다.
도 1a는 최소의 오실레이션을 갖는 광펄스의 플롯을 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 광 펄스를 발생시키는 전류 펄스의 플롯을 나타낸다.
도 2a는 증가된 오실레이션을 갖는 광신호를 나타낸다.
도 2b는 도 2a에 도시된 광신호를 생성하는 구동 전류 펄스를 나타낸다.
도 3a는 도 3b에 도시된 구동 전류 펄스로부터 야기되는 예시적인 광신호 플롯을 나타낸다.
도 3b는 구동 전류 펄스의 플롯을 나타낸다.
도 4는 계단형 드라이버 전류 펄스의 예시적인 플롯을 나타낸다.
도 5는 제로에 도달하지 않지만 문턱값 아래로 떨어진 드라이버 전류를 나타내는 예시적인 플롯을 나타낸다.
도 6은 문턱값 근처(near-threshold) 또는 "프리-바이어스(pre-bias)" 레벨로 되돌아가기 전에 광신호 발생기 전류를 오프로 스위칭하는 신호의 예시적인 플롯을 나타낸다.
도 6은 화소 마다의 통상적인 광신호 발생기 변조의 예시적인 플롯을 나타낸다.
도 8은 화소 마다의 스펙클 감소 변조의 예시적인 플롯을 나타낸다.
도 9는 드라이버 전류와 관련된 광신호 파워의 예시적인 플롯을 나타낸다.
도 10은 광신호 발생기에 대한 전류 셀렉터의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 11은 구동 신호 발생기의 예시적인 구현예의 예시적인 블록도를 나타낸다.
도 12는 듀티 사이클 제어 신호를 생성하는 예시적인 방법의 플롯을 나타낸다.
도 13은 신호 플롯이 연관된 듀티 사이클 제어 신호 발생기의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 14는 신호 플롯이 연관된 듀티 사이클 제어 신호를 발생시키도록 구성된 멀티스테이지 링 오실레이터(multistage ring oscillator)의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 15a는 IPEAK와 문턱값 ITH 사이의 범위에 있는, 시간에 따른 사인파 구동 전류의 플롯을 나타낸다.
도 15b는 도 15a에 도시된 구동 전류로부터 야기되는 시간에 따른 광신호 파워의 플롯을 나타낸다.
도 16a는 IPEAK와 문턱값 ITH 사이의 범위에 있는, 시간에 따른 삼각파 구동 전류의 플롯을 나타낸다.
도 16b는 도 16a에 도시된 구동 전류로부터 야기되는 시간에 따른 광신호 파워의 플롯을 나타낸다.
도 17a는 IPEAK와 문턱값 ITH 사이의 범위에 있는, 시간에 따른 펄스 구동 전류의 플롯을 나타낸다.
도 17b는 도 17a에 도시된 구동 전류로부터 야기되는 시간에 따른 광신호 파워의 플롯을 나타낸다.
본 명세서에 이용된 용어, 광신호 발생기는 광을 방사하는 임의의 디바이스, 소자 또는 구성을 의미하도록 정의된다. 이는 이들로 한정되는 것은 아니지만 레이저, 발광 다이오드, 액정 디스플레이, 레이저 다이오드, 가스 레이저, 컬러 센터 레이저(color center laser), 고체 상태 레이저(solid state laser), 또는 광 코히어런스로 인해 스펙클 또는 다른 이미지 품질 열화를 겪는 임의의 다른 광원을 포함할 수 있다. 여기에 이용된 용어 "광"은 이들로 한정되는 것은 아니지만 근적외선, 원적외선, 가시광 스펙트럼, 또는 자외선을 포함한 임의의 유형 또는 파장의 광을 포함할 수 있다. 용어 "코히어런스"는 고려된 광 에너지의 방사 스펙트럼의 폭(broadness)을 지칭한다. 폭은 방사된 파워가 피크 파워의 1/2 아래로 강하되는 파장 범위로 일반적으로 측정된다. 프로젝터 애플리케이션에서, l nm 이하의 방사 폭은 "코히어런트"한 것으로 간주된다. 다른 애플리케이션은 코히어런트로서 다른 값의 스펙트럼 폭을 고려할 수도 있다. 또한 다른 유형의 출력 에너지가 마찬가지로 감소된 코히어런트로부터의 이점을 취할 수 있는 것이 고려된다. 용어 "감소된 코히어런스"는 레이저 출력이 90%보다 더 큰 유도 방사로 구성될 때 방사 스펙트럼의 폭이 50 퍼센트 또는 l nm 중 더 작은 쪽만큼 증가하는 경우로서 정의된다. 이는 여기에 개시된 스펙클제거(despeckle) 방법 사용 전의 광신호와 같이 광신호의 이전 상태에 비교된 것과 같다. 용어 "폭"은 광스펙트럼 분석기 디바이스를 이용하여 측정될 수 있는 바와 같은 스펙트럼 폭을 의미한다.
스펙클 패턴은 위상차 및/또는 강도 변동을 겪는 코히어런트 파면(wave front)의 상호간섭에 의해 발생된 무작위 강도 패턴이다. 따라서, 스펙클은 이미지를 발생시키는 광에서의 코히어런스로 인해 발생한 원치 않는 이미지 변형부분이다. 코히어런스는 주파수 코히어런스, 위상 코히어런스, 공간 코히어런스 또는 이들의 임의의 조합의 형태를 취할 수 있다. 광 코히어런스는 광파들 사이에 보강 및 상쇄(constructive and destructive) 오버랩을 생성하는 방식으로 광파가 정렬할 때 발생한다. 보강 오버랩은 증가된 광 강도를 가져오는 반면, 상쇄 오버랩은 감소된 광 강도를 가져온다. 결과적으로 증가된 광 강도와 감소된 광 강도는 이미지가 스펙클(이미지를 통해 발생함)을 갖는 것으로 보여지도록 하게 한다. 알 수 있는 바와 같이, 이는 보는 것을 산만하게 하고 열화된 품질의 광을 생성하기 때문에 허용할 수 없다. 모든 광원이 스펙클을 겪을 수 있지만, 레이저는 레이저 방사광의 높은 코히어런스로 인해 스펙클을 특히 겪기 쉽다. 따라서, 레이저가 입력 파워에 대하여 매우 효과적인 광원이기는 하지만, 레이저 광의 과도한 스펙클은 레이저 이용의 감소를 가져온다. 예를 들어, 바코드 스캐너, 분광계, 거리 측정기(range finder)와 같은 다른 애플리케이션에서, 스펙클은 감소된 신호 대 잡음 비로 변환되어, 전체적인 시스템 성능 - 감도, 정확도, 및 분해능 - 을 열화시킨다.
광학적 오프 상태(optical off state)로부터 광신호 발생기 문턱 전류 아래로 또는 근처로 광 신호 발생기를 구동시킬 때, 특정 기간(통상적으로 수 나노초 이하) 동안 감쇠 오실레이션(relaxation oscillation)을 보일 것이다. 문턱 전류는 광으로부터 출력되는 유도 방사를 개시 또는 지속하는데 필요한 전류로서 정의된다. 문턱 전류는 특정 광원에 종속적이다. 감쇠 오실레이션이 발생중인 시간 동안에, 광신호 발생기로부터 방사된 스펙트럼 패턴은 출력이 안정화되었을 때보다 더 많은 종축 모드를 가질 것이다. 여러 광학 모드의 위상은 또한 이 시간 동안에 서로 다를 수 있다. 각각의 종축 모드는 서로 다른 스펙클 패턴을 생성하고, 이는 함께 "혼합"되거나 섞여져 광 출력에서의 전체적인 스펙클 나타남을 감소시킨다. 일부 레이저는 전기적으로 펌핑되는 대신에 광학적으로 펌핑되며, 이 경우에 전기적으로 펌핑된 레이저에서의 문턱 전류와 유사한 문턱 광 파워가 존재한다. 다음에 오는 예에서, 레이저 출력을 스펙클제거하기 위해 전기 전류와 유사한 방식으로 광펌핑을 변조할 수 있는 것이 고려될 수 있다.
발명자 등에 의한 연구 관찰은 스펙클이 광신호 발생기에 제공된 전류를 변조함에 의해 감소됨을 보여준다. 이는 복수의 방법으로 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 구동 전류는 광원 "온(on)"레벨로부터 문턱 전류 근처의 레벨로, 문턱 전류의 레벨로 또는 문턱 전류 아래의 레벨로 펄싱된다. 용어 '문턱값 근처'는 문턱 전류에서의 광출력 파워의 두배를 가져오는 전류로서 정의된다. 문턱 전류는 그 값에서 또는 그 위에서는 광 파워가 자발 방사보다는 유도 방사에 의해 지배받는 전류 입력 레벨로서 정의된다. 일 실시예에서, 문턱 전류는 그 값 위에서는 광 출력이 코히어런트하고 그 값 아래에서는 광 출력이 코히어런트하지 않은 전류로서 정의된다.
일 실시예에서, 사인파 신호를 구동 신호 상에서 변조하여 광신호 발생기 전류를 변조함에 의해, "평균" 광 강도는 일정하게 유지하는 한편, 문턱 전류 근처의, 문턱 전류에서의 또는 문턱 전류 아래의 레벨에 규칙적으로 도달하는 구동 전류를 가짐으로써 스펙클을 감소시킨다. 구동 신호가 문턱값에, 문턱값 근처에 또는 문턱값 아래에 도달하는 주파수는 광신호 발생기에 의존적일 수 있다. 일 실시예에서, 구동 전류가 문턱값 근처로, 문턱값으로, 또는 문턱값 아래로 강하하는 주파수는 20 ㎒ 보다 더 크거나 같고 40 ㎒ 보다 더 작을 수 있다. 일 실시예에서, 주파수는 40 ㎒ 내지 50 ㎒이다. 일 실시예에서, 주파수는 50 ㎒보다 크거나 같다. 일 실시예에서, 주파수는 100 ㎒보다 크거나 같다. 또한, 주파수의 범위가 매우 넓을 수 있도록 전류의 변조가 애플리케이션에 의존적일 수 있음이 고려된다. 비제한적인 예로서, 스캐닝 프로젝터 시스템에서, 시스템 동작에 이용된 주파수는 100MHz 정도일 수 있고, 따라서, 스펙클제거 변조는 그 이상이어야 하며, LCD형 프로젝터에서는, 애플리케이션에 의해 필요한 변조 속도가 ~300Hz 내지 수 kHz이기 때문에, 따라서 스펙클제거 변조는 훨씬 더 작게 예를 들어 20MHz로 유지될 수 있다. 또한 향후에, 전원 절감 방법이 전류를 펄싱할 수 있지만, 이러한 펄싱이 스펙클을 감소시키려는 의도로 또한 실행되지 않았다면 스펙클을 감소시키기에 충분한 레이트로 이러한 펄스들을 수행하지 않을 것임이 고려된다. 그러나, 스캐닝 프로젝션에서 전원 절감 펄스가 높은 레이트에서 인가될 수 있는 것이 고려된다. 이러한 상황에서, 스캐닝 프로젝션 시스템의 턴온(turn-on) 지연을 최소화하는데 프리-바이어스가 필요하다. 이 경우, 구동 신호가 광신호 발생기 문턱 전류 아래에서 펄싱될 때, 광신호 발생기의 과도한 광학적 오버슈트(overshoot)를 방지하거나 또는 광학적 턴온 지연을 감소시키기 위하여 후속하여 구동 신호를 프리-바이어스 레벨로 구동시킬 수 있음이 고려된다.
최근의 연구 실험은 증가된 스펙클 감소에 대한 문턱 전류 근처에, 문턱 전류에 또는 문턱 전류 아래에 있는 구동 전류에 대한 주기의 유지 기간 사이의 상관관계를 성립시키지 못하였다. 그 결과, 구동 전류는 원하는 광강도와 일관성(consistency)을 위하여 입력된 파워 요건(power requirement)의 영향을 받아, 시간에 대한 임의의 유지 기간 동안 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래에 있을 수 있는 것이 고려된다. 일 실시예에서, 광원은 광원이 오프 상태에 있거나 또는 구동 전류가 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래에 있는 것보다 더 이전에 오랫동안 온 상태에 있다. 이로써, 듀티 사이클은 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래로 강하하는 주파수 만큼 중요하지 않는다. 예시적인 일 실시예에서, 시간에 대한 광원은 25 나노초 미만이며, 다른 실시예에서 시간에 대한 광원은 10 나노초 미만이다. 물론, 모든 경우에, 타이밍, 주파수 및 다른 동작 인자가 광원 및 그 고유한 물리적 거동에 의존한다. 예를 들어, 일부 경우에, 이들 인자는 광원이 레이저라면 광원의 캐비티 길이(cavity length)와 관련될 수 있다. 다른 실시예에서, 이들 인자는 광원이 선호되는 모드 또는 파장을 달성하는데 걸리는 시간량, 코히어런트에 대한 안정화 시간 또는 레이저화 물질에 대한 전자 에너지 상태의 시간 상수값(캐리어 수명)에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 이들 인자는 광원이 안정된 상태 파장 및 위상에 도달하는데 걸리는 시간에 의존한다.
스펙클 감소는 또한 광원 거동 자체에 의해 특징화될 수 있다. 일 구성에서, 광원은 유도 방사와 자발 방사 사이를 주기적으로 천이하도록 제어된다. 일 실시예에서, 이 천이는 자발 방사로부터 적어도 10%인 출력을 주기적으로 갖는 것으로 정의된다. 광원에 입력된 전류를, 광 출력의 적어도 10%가 자발 방사로부터 일어나는 것을 야기하는 레벨로 주기적으로 제어함으로써, 스펙클을 감소시킬 수 있다. 광원을 자발 광 출력으로 주기적으로 천이하도록 강제하는 것은 임의의 방식으로 발생할 수 있음이 고려된다.
일 실시예에서, 코히어런트 광을 지속적으로 출력하는 대신에 감소된 코히어런트 광을 주기적으로 출력하도록 광원을 제어할 수 있다. 감소된 코히어런트 광의 주기적 발생 및 출력은 스펙클을 감소시키는 효과를 갖는다. 광원이 감소된 코히어런트 광 출력으로 주기적으로 천이하도록 강제하는 것은 임의의 방식으로 발생할 수 있음이 고려된다.
유사한 스펙클 감소는 또한 광신호 발생기의 상대적으로 느린 턴온에 의해 달성된다. 따라서, 변조 전류를 문턱 레벨(광 신호 발생기가 유도 방사로 천이하는 전류)로 증가시킨 다음 원하는 최종 값으로 증가시킨다. 고주파수에서 이 펄스를 반복함으로써, 감쇠 오실레이션을 지속적으로 도입하고 위에 설명된 바와 같이 스펙클을 감소시키면서 광신호 발생기의 광학적 턴온 지연을 최소화하는 효과를 갖는다.
예시적인 이용 환경은 광원을 이용하고 향상된 광 품질이 시스템 동작 또는 파워 품질을 향상시키는 임의의 환경 또는 시스템을 포함한다. 예시적인 이용 환경은 프로젝터, 자유 공간 애플리케이션, 백라이팅 또는 인클로즈 애플리케이션(enclosed application) 또는 랩톱, 셀룰라 또는 모바일 폰, 바코드 스캐너, 프로젝션 빔 디바이스를 포함한 프로젝션 디바이스, 분광계, 나이트 비젼(night vision), 레이저 거리 측정기, 타겟 식별 및 조사, 홀로그램 조사, CD/DVD/블루 레이 광학 저장 애플리케이션, 메디컬 애플리케이션, 이들에 한정되는 것은 아니지만 프린팅 애플리케이션 및 반도체 제조 디바이스를 포함한 리소그래피, LCD 디바이스, LED 디바이스, 단일 광원 디바이스, 복수의 광원 디바이스, 단색 또는 다색의 경우 다색 광원, 동일한 색의 다색 광원, 광 스캐닝 시스템, 매우 코히어런트한 광원을 이용하는 메디칼 장비, 매우 코히어런트한 광원이 예를 들어, 레이저 커팅, 레이저 조판(engraving) 또는 레이저 애블레이션에 이용되는 산업적 애플리케이션을 포함한다. 프로젝션 디바이스는 스크린, 백라이팅, 또는 오브젝트를 포함하는 어떠한 것 상에도 투사할 수 있다. 프로젝션 시스템은 정지형 프로젝터, 포터블 프로젝터, 망막 스캔 프로젝터, 자동차 프로젝터, HUD 디스플레이, 또는 임의의 다른 프로젝션 시스템일 수 있다.
비제한적인 예로서, 스캐닝 프로젝션 애플리케이션은 일반적으로 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 각 화소별로 특정 화소에 필요한 레벨로 변경되는 광신호 발생기 구동 전류 펄스를 이용한다. 도 1a는 최소의 오실레이션을 갖는 광 펄스의 플롯을 나타낸다. 도 1b는 도 1a의 광 펄스를 발생시키는 전류 펄스의 플롯을 나타낸다. 여기에 도시된 바와 같이, 도면에서의 구성요소들은 반드시 일정 비율로 도시될 필요가 있는 것이 아니며, 본 발명의 원리의 설명에 중점을 둔다. 도면에서, 서로 다른 도면 전반에 걸쳐, 동일한 도면 부호는 대응하는 부분들을 지칭한다. 도 1a 및 도 1b에서, 종축(104) 상에 크기를 나타내는 한편, 횡축(108) 상에 시간을 나타낸다. 광신호 크기(116)는 대응하는 전류 펄스(120)와 관련되어 도시된다. 화소 주기(112)는 하나의 화소 정보가 뷰에 또는 시스템으로부터 출력되는 동안의 시간 프레임으로서 정의된다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 광신호 발생기는 항상 문턱값 위에서 동작하기 때문에, 감쇠 오실레이션(124)이 최소한으로 되고 초단 시간량 동안에 발생한다. 그 결과, 광 출력은 코히어런트하고 스펙클 패턴이 매우 명확히 보여진다. 도 1b에 도시된 대응하는 전류 펄스(130)도 마찬가지로, 도 1a의 광신호를 야기하는 화소 주기 동안에 고정된 크기에 있다.
스펙클을 감소 또는 제거하기 위해, 전류 펄스와 같은 전류 신호의 특성을 변경할 수 있다. 광신호 발생기 전류 펄스를 문턱값으로, 문턱값 아래로, 또는 문턱값 근처로 되돌아가도록 변경함으로써, 광 신호 발생기는 증가된 감쇠 오실레이션을 가질 것이고 이는 위에서 그리고 본 명세서에 설명된 바와 같이 감소된 스펙클을 가져올 것이다. 도 2a 및 도 2b는 광신호에서의 증가된 감쇠 오실레이션을 생성하는 전류 드라이버 신호에 대한 광신호 플룻 및 전류를 나타낸다. 도 2a는 증가된 오실레이션을 갖는 광 신호를 나타낸다. 도 2b는 도 2a에 나타낸 광 신호를 생성하는 구동 전류 펄스를 나타낸다 종축(106)은 광신호와 전류 펄스의 크기를 나타낸다. 횡축(108)은 시간을 나타낸다.
여기에 설명된 원리와 기술 혁신은 또한 일정한 광 강도에 기초하는 프로젝터에 적용될 수 있다. 이러한 프로젝터의 일례는 LCD 프로젝터이다. 광신호 발생기 전류는 일정한 광강도에 기초한 프로젝터에 대하여 각각의 화소별로 펄싱될 수 있지만, 스펙클을 감소시키기 위해 광신호 발생기가 동일한 평균 전류로 고주파수에서 펄싱되는 경우에도 동일한 방법이 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 이 평균 전류 레벨은 각각의 프레임별로 발생할 수 있고 감소된 스펙클의 동일한 이점을 달성하도록 변조될 수 있다.
또한 본 시스템은 전류 신호를 변조할 수 있는 것이 고려된다. (오실레이터 신호를 이용하는 것과 유사하게) 문턱값 근처 전류를 변조함으로써 온도에 따른 광신호 발생기 문턱값 전류에서의 변동을 허용하거나 또는 감쇠 오실레이션 특성을 변화시키는 것에 의하여 추가적인 이점을 실현할 수 있다. 사인파 오실레이터, 구형파(square wave) 펄스, 또는 임의의 다른 유형의 변조 방법을 이용하는 것과 같은 복수의 변조 방법이 가능하다.
도 3a, 도 3b, 및 도 4는 스펙클을 감소시키는 신호 또는 펄스의 예시적인 플롯을 나타낸다. 도 3a는 도 3b에 나타낸 구동 전류 펄스로부터 야기되는 예시적인 광신호 플롯을 나타낸다. 도 3b는 구동 전류 펄스의 플롯을 나타낸다. 이들 예시적인 플롯에서, 전류 펄스는 ION과 ITH 사이의 범위에 있다. ION은 광원을 원하는 강도로 턴온하도록 하는 전류 레벨을 나타내며, ITH는 문턱 전류를 나타낸다. 문턱 전류(ITH) 와 ION 전류 레벨 사이에서 전류를 펄싱함으로써, 결과적인 광 신호가 스펙클을 감소 또는 제거하는 오실레이션을 포함한다.
또한, 전류가 일정 기간 동안 문턱값 아래 또는 문턱값 근처로 유지될 수 있고 이어서 이는 도 3a에 도시된 플롯으로 나타낸 바와 같이 광 강도를 페이딩시킬 수 있는 것이 고려된다. 전류가 문턱값으로 유지되는 동안의 기간은 변할 수 있고 광 품질과 강도를 최적화하도록 선택될 수 있다.
도 4는 단계형 드라이버 전류 펄스(stepped driver current pulse)의 예시적인 플롯을 나타낸다. 이는 또한 도시된 바와 같이, 전류 크기가 제로로 감소될 수 있고 나서 문턱값 레벨로 단계적으로 상승(step)시키고 그후 ION으로 단계적으로 상승시키는 것이 고려된다. 전류를 제로로부터 문턱전류 레벨까지 위로 단계적으로 상승시키는 것은 느린 턴온에 영향을 미친다. 이는 첫번째로 전류 레벨을 문턱값으로 단계적으로 상승시키고 나서 온(on) 전류로 단계적으로 상승시킴으로써 (특정 화소에 대해) 온 전류를 가득 채우는(full) 턴온 지연을 감소시킬 수 있다. 이는 이어서 시스템으로 하여금 고속의 광학적 온 시간(on time) 및 디스플레이 또는 프로젝션 응답 시간에 대한 사양을 충족하게 한다. 추가로 이 방법은 광원 미러 또는 광원 자체에 손상을 줄 수 있는 광학적 오버슈트 및 링(ring)을 감소시킬 수 있다.
도 5는 구동 전류가 문턱 전류 아래로 강하하지만 제로에 도달하지 않는 것인 예시적인 플롯을 나타낸다. 이 예시적인 플롯에서, 전류 신호(504)는 ION 전류 값을 상승시켜 광원으로부터 출력되는 광을 발생시킨다. 전류는 소정의 기간 동안 온 레벨(on level)에 있은 후, 문턱 전류 아래로 또는 문턱 전류에서의 값으로 강하한다. 이후, 전류는 다시 ION으로 상승한다. 이 프로세스는 광신호에서의 오실레이션을 유지시키기 위해 반복할 수 있고, 이어서 오실레이션은 스펙클을 감소 또는 제거한다. 전류를 오프 레벨(off level; 제로) 대신 문턱값 근처의 레벨로 변조하는 것은 스펙클 감소의 목적을 여전히 달성하면서 광학적 턴온 지연을 감소시키는 이점을 갖는다. 광원은 또한 턴 오프로 되고 나서 온으로 다시 되돌아가 스펙클 감소를 얻을 수 있거나 또는 문턱값 근처의 임의의 레벨에서 오프로 될 수 있는 것이 고려된다.
전류가 언제라도 문턱값으로 되돌아갈 수 있는 것은 아님이 또한 고려된다. 따라서, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 전류 레벨은 임의의 레벨로 감소될 수 있거나 또는 ION으로의 복귀 동안에 임의의 레벨로 단계적으로 상승될 수 있다. ION을 채우도록 되돌아가기 전에 단계값은 문턱 전류 아래에, 문턱 전류 위에, 또는 문턱 전류에 있을 수 있다. 특정한 광 신호 발생기에 의존하여, 서로 다른 저전류 레벨들이 서로 다른 레벨의 바람직한 결과들을 가져올 것이다.
도 6은 임계값 근처 또는 "프리-바이어스" 레벨로 되돌아가기 전에 제로에 도달하는 구동 신호의 예시적인 플롯을 나타낸다. 이 예시적인 실시예 플롯에서, 신호(604)의 증가하는 전류 기울기(slope)는 전류 레벨(608)에서 지연되거나 또는 단계적으로 상승된다. 전류 레벨(608)은 문턱값에 또는 문턱값 아래에 또는 문턱값 위에 있을 수 있다. 문턱값 근처 또는 "프리-바이어스" 레벨로 되돌아가기 전에 광신호 발생기 전류를 오프로 전환시킴으로써, 이후 전원 소모에서의 감소가 또한 발생할 수 있다. 이들 경우에, 광신호 발생기의 턴온 지연, 또는 광신호 발생기 또는 미러에 해로울 수 있는 큰 광학적 스파이크를 최소화하기 위하여, ION 펄스를 인가하기 전에 문턱값 근처로 전환하는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시예에서, 오프 레벨 또는 문턱값 근처 레벨 또는 프리-바이어스 레벨은 짧은 시간량동안에만 발생할 수 있고 따라서, ION 펄스가 대부분의 화소 주기 동안 존재할 수 있다. 다른 실시예에서, ION 펄스 시간은 임의의 기간 동안일 수 있다. 화소 주기 동안 동일한 평균 또는 적분된 파워 레벨을 생성하기 위하여, 피크 ION 펄스가 오프 시간 또는 문턱값 근처 시간을 보상하도록 조정될 수 있음이 또한 고려된다. ION은 시간에 따라동일한 크기 또는 서로 다른 크기에 있을 수 있다.
도 7은 화소 마다 통상적인 광신호 발생기 변조의 예시적인 플롯을 나타낸다. 이 예시적인 플롯에서, 변조 전류 크기는 종축(704)으로 도시되어 있는 한편, 횡축(708)은 시간을 나타낸다. 변조 신호는 서로 다른 레벨들(716, 720 및 712) 사이에서 변하며, 이는 애플리케이션에 따라 화소마다 다를 수도 또는 일정할 수도 있다. 하위 변조 전류 크기는 광신호 발생기로부터 출력된 광을 감소 또는 제거한다. 종래 기술의 애플리케이션에서는, 변조 신호가 정기적으로 문턱 전류 레벨(724)에 도달하지 않았고 이러한 이유로 스펙클이 발생했다.
도 8은 화소마다 스펙클 감소 변조의 예시적인 플롯을 나타낸다. 도 7과 비교될 때, 유사한 요소는 동일한 도면 부호로 표기된다. 도 7과 대조적으로, 변조 신호가 문턱 전류 레벨(724)로 또는 문턱 전류 아래로 또는 문턱 전류 근처로 되돌아간다. 문턱값으로 또는 문턱값 아래로 또는 문턱값 근처로 되돌아감으로써, 결과적인 광신호에 오실레이션을 도입함으로써 스펙클을 감소시킨다. 이들은 예시적인 플롯이고 이러한 이유로 다음에 오는 청구항은 이들 신호 플롯에 제한되지 않는다. 예를 들어, 광신호 발생기에 대한 문턱값으로 또는 문턱값 근처로 또는 문턱값 아래로의 전류의 감소는 화소의 시작시 발생할 필요가 없다. 도 8의 예시적인 플롯에서 또는 임의의 다른 예시적인 플롯에서는, 전류의 감소가 때때로 화소의 중간에, 화소 주기 내의 임의의 시간 프레임에 발생할 수 있다. 가시적 인위물이 프로젝션된 이미지에 나타날 기회는 화소 주기 내의 발생을 스크램블함으로써 최소화될 수 있다.
문턱값 근처 레벨을 설정할 수 있는 많은 방법이 있다. 일부 예들은 전력 제어 루프, 문턱 전류 변동이 보상된 온도인 아날로그 바이어스 기준값을 이용하는 것, 디지털/아날로그 변환기에 의해 메모리 내에 저장된 룩업 테이블에 기초한 값들로 설정된 기준값을 이용하는 것 또는 2 이상의 동작 전류 레벨에 대해 측정된 파워에 기초하여 문턱 전류를 외삽(extrapolating)하는 것을 포함한다. 도 9는 횡축(908) 상의 드라이버 전류에 대한, 종축(904) 상의 광신호 파워의 예시적인 플롯을 나타낸다. 이 플롯은 문턱값을 넘어서는 입력 전류에서의 증가가 광신호 파워에서의 일반적인 비례 증가를 발생시킴을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 전류(I1)에서, 광신호 파워(P1)는 광신호 발생기로부터 출력된다. 전류(I2)에서, 광신호 파워(P2)가 출력된다. 기울기는 (P2-P1)/(I2-I1)로서 정의된다. 문턱 전류는 I1 -(P1/기울기)로서 정의된다.
본 명세서에 개시된 본 방법 및 장치는 종래 기술 보다 복수의 이점 및 이익을 갖는다. 예를 들어, 스펙클을 감소시키는 다른 제안된 방법은 진동판(vibrator plate), 위상 어레이의 추가, 특수 스크린 또는 스펙클 패턴을 제거하는 다른 메카니즘의 이용을 포함한다. 추가적인 컴포넌트는 비용, 크기를 증가시키고 잠재적으로 프로젝터 솔루션의 전원 소실을 증가시키는데, 이들 모두가 애플리케이션들, 특히 크기, 비용, 전원 및 배터리 수명이 문제가 되는 소형 휴대용 프로젝터와 같은 애플리케이션에 바람직하지 않다. 이러한 혁신 기술에서는 추가적인 컴포넌트가 없고 최소한의 전원 소실 불이익이 있다. 이 혁신 기술은 임의의 광원, 레이저, 프로젝션 디바이스 또는 애플리케이션에의 이용을 구할 수 있고, 새롭게 개발되거나 또는 기존의 드라이버들에 이용될 수 있다.
도 10은 광신호 발생기에 대한 전류 셀렉터의 예시적인 실시예를 나타낸다. 이는 단지 하나의 가능한 실시예에 불과하며, 이로써, 다른 실시예들이 다음에 오는 청구범위로부터 벗어남이 없이 다른 실시예들이 이루어질 수 있음이 고려된다. 이 실시예에서, 제1 전류 레벨 노드(1004)와 제2 전류 레벨 노드(1008)가 제공되고, 스위치와 같은 셀렉터(1012)에 의해 선택가능하다. 제어 신호 입력은 셀렉터 포지션을 결정한다. 프로세서 또는 컨트롤러는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 레벨 1(1004) 또는 레벨 2(1008)에서의 전류가 광신호 드라이버(1016)에 제공된다. 전류 레벨 1(1004) 및 레벨 2(1008)는 이들로 한정되는 것은 아니지만 디지털/아날로그 변환기 및/또는 전술된 바와 같은 전류 발생기를 포함한 임의의 방식으로 설정될 수 있다. 드라이버(1016)로부터의 출력은 광신호 발생기(1020)에 전송되며, 이 실시예에서, 광신호 발생기는 레이저 다이오드를 포함한다. 다른 실시예에서, 임의의 유형의 광원이 이용될 수 있다. 도 10의 장치가 설치될 때 시스템 유형에 따라 결과적인 광신호(1024)를 출력하여 이용한다.
동작시, 도 10에 도시된 시스템은 제어 신호 또는 다른 수단을 이용하여, 전류 레벨 1(1004) 또는 전류 레벨 2(1008)을 드라이버(1016)에 선택적으로 접속 또는 제공하거나 또는 어느것도 선택적으로 접속 또는 제공하지 않는다. 제어 신호는 듀티 사이클 제어 신호라 부를 수 있다. 드라이버(1016)를 제거할 수 있고 전류 레벨 1(1004) 또는 전류 레벨 2(1008), 또는 임의의 다른 레벨이 광신호 발생기(1012)에 선택적으로 접속 또는 스위칭될 수 있음이 고려된다. 이 예시적인 실시예에서, 광 강도 변화들이 시스템에 요구되면 전류 레벨 2(1008)는 변할 수 있다.전류 레벨 1과 전류 레벨 2 사이에서 레이저가 변조될 때 스펙클 감소를 달성하기 위하여, 문턱값 근처로, 문턱값으로 또는 문턱값 아래로 레이저를 바이어스하도록 전류 레벨 1(1004)을 선택한다.
드라이버(1016)는 광신호 발생기(1020)에 라우팅되는 광 디바이스 드라이버 전류를 발생시키고 이어서 광신호 발생기는 광신호(1024)를 발생시킨다. 결과적인 광신호(1024)는 이용 환경에 의존한다. 제어 신호는 전류 레벨 1(1004), 전류 레벨 2(1008)에 대한 선택적 접속에 의해 또는 어떠한 전류에도 접속하지 않음으로써 설정하고, 광신호 내의 오실레이션을 가져오는 원하는 듀티 사이클 변조 신호를 생성하며, 이어서 이 오실레이션은 원치않는 스펙클을 감소 또는 제거한다.
도 11은 구동 신호 발생기의 예시적인 구현예의 블록도를 나타낸다. 이는 단지 하나의 가능한 실시예에 불과하며, 이로서, 다음에 오는 청구범위에 벗어남이 없이 다른 실시예가 이루어질 수 있음이 고려된다. 도 11은 또한 도 11의 듀티 사이클을 제어하는데 이용될 수 있는 예시적인 제어 펄스 입력 포맷을 나타낸다. 이들은 이해를 목적으로 제공되며, 다른 제어 신호들이 이용될 수 있음이 고려된다. 도 10과 비교할 때 유사한 요소는 동일한 도면 부호로 표기하며 이들에 대한 자세한 설명은 다시 하지 않는다.
이 예시적인 실시예에서, 제어 신호 입력(1104)은 제어 펄스(1108)를 수신한다. 펄스는 전류 미러 구성(1112)의 활성화를 선택적으로 인에이블시키고, 이에 의해, VDD의 미러로의 전도를 인에이블하시키고 레벨 1 크기의 전류를 드라이버(1016)의 입력에 제공한다. 전류 레벨 2에 대응하는 도 11에 도시된 시스템의 반대측은 미러(1112)의 동작에 대하여 위에서 설명된 바와 유사한 방식으로 동작한다. 제어 신호(1108, 1120)가 원하는 동작을 달성하도록 적절한 시간에 동기적으로 코디네이션됨이 또한 고려된다. 제어 신호는, 이 제어 신호가 구동 신호 및 결과적인 광신호의 듀티 사이클의 하나 이상의 양태를 제어한다는 점에서 여기서는 듀티 사이클 제어 신호로서 불릴 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 추가적인 전류 미러 및 관련된 제어 펄스를 제공하여, 드라이버(1016)에 추가적인 입력을 제공할 수 있다. 이 방식으로, 도시된 두 전류 레벨만을 이용하거나 또는 추가적인 전류 레벨을 이용함으로써, 복수의 다른 구동 전류 크기를 드라이버(1016)에 제공할 수 있고 이어서 드라이버는 광신호 발생기(1020)에 대한 출력에 영향을 주어 원하는 오실레이션 레벨을 가질 수 있다.
도 12는 듀티 사이클 제어 신호를 생성하는 예시적인 방법의 플롯을 나타낸다. 이 예시적인 플롯에서, 하나 이상의 고속 오실레이터 및 하나 이상의 카운터가 협동하여 듀티 사이클 제어 신호를 발생시키도록 동작하며, 이 제어 신호를 이용하여 온 펄스 및 오프 펄스(로우 신호 레벨)의 유지 기간을 제어할 수 있다. 하나 이상의 카운터의 값들을 변경함으로써, 시스템은 파형(1118, 1120)의 듀티 사이클을 변경할 수 있다. 이들 플롯에서, 듀티 사이클 파형은 상단 플롯(1204)에 나타나 있으며, 카운터 출력 - 온 카운터 신호와 오프 카운터 신호 양쪽 모두 - 이 하단 플롯(1208)에 도시된다.
도 13은 관련된 신호 플롯을 갖는 듀티 사이클 제어 신호 발생기의 예시적인 실시예를 나타낸다. 이 예시적인 실시예에서, 리셋 스위치(1304)는 커패시터(1308)를 접지부에 선택적으로 접속시키고, 이어서 접지부는 커패시터를 방전시킬 수 있다. 커패시터(1308)는 스위치(1316)를 통하여 전류원(1312)에 선택적으로 접속된다. 스위치의 동작을 통해, 커패시터는 전압(VA)으로 충전하거나 또는 방전한다. 전압(VA)은 비교기(1324) 내에 공급된다. 비교기(1324)는 또한 입력으로서 전압(VREF)을 수신하는데, 이 전압은 원하는 동작 및 듀티 사이클을 달성하도록 선택된다. 비교기(1324)가 트리거할 때, 비교기의 출력은 AND 게이트(1328)에 제공되고, 이어서 AND 게이트는 듀티 사이클 제어 파형을 발생시킨다. AND 게이트(1328)에의 다른 입력은 VIN이다. 값(VA) 또는 전류원(1312)으로부터의 전류 또는 커패시터 값을 변경함으로써, 톱니파형(saw tooth waveform)의 기울기 및 다른 파라미터들을 마찬가지로 조정할 수 있고, 이어서 이는 결과적인 듀티 사이클(VOUT)을 변경한다. AND 게이트의 출력을 반전시키고 이어서 역(inverse) 듀티 사이클 신호를 발생시키기 위해 인버터(1332)를 제공한다. 도 13에 도시된 플롯은 VIN, VREF, 및 VOUT 및 역 VOUT을 포함한다. 이들 플롯은 예시적인 실시예에 도시된 신호 노드에 대응한다.
도 14는 관련된 신호 플롯을 갖는 듀티 사이클 제어 신호를 발생시키도록 구성된 멀티스테이지 링 오실레이터(multistage ring oscillator)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 멀티스테이지 링 오실레이터(1404)는 도시된 바와 같이 복수의 출력을 포함한다. 출력 신호는 출력(V01, V02, ... V0n)을 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, 멀티스테이지 링 오실레이터(1404)는 인버터들의 체인을 포함하며, 또한 하나 이상의 지연부를 포함할 수 있다. 출력파형(V01, V02, ... V0n)은 인버터들의 전파 지연에 의해 지연된다. 이 실시예에서, V0n에 대한 지연은 인버터들의 수(n)와 동일하며, 여기서, n은 임의의 자연수와 같다. 결과적인 신호 플롯(V01, V02, ... V0n)은 오실레이터(1404)와 관련된 출력에 대응한다. 결합 로직을 이용하여, 출력을 결합하여 여러 그리고 원하는 듀티 사이클 제어 신호들을 제공할 수 있음이 또한 고려된다.
도 15a는 IPEAK 내지 문턱값(ITH) 사이의 범위에 있는 시간에 따른 사인파 구동 전류의 플롯을 나타낸다. 도 15b는 도 15a에 나타낸 구동 전류로부터 야기되는 시간에 따른 광신호 출력의 플롯을 나타낸다. 광신호 출력은 제로 내지 평균 출력의 2배의 범위에 있다. 이는 하나의 가능한 전류 신호와 결과적인 광신호이다. 다른 신호 파형도 고려된다.
도 16a는 IPEAK 내지 문턱값(ITH) 사이의 범위에 있는 시간에 따른 삼각파 구동 전류의 플롯을 나타낸다. 도 16b는 도 16a에 나타낸 구동 전류로부터 야기되는 시간에 따른 광신호 출력의 플롯을 나타낸다. 광신호 출력은 제로 내지 평균 출력의 2배의 범위에 있다. 이는 하나의 가능한 전류 신호와 결과적인 광신호이다. 다른 신호 파형도 고려된다.
도 17a는 IPEAK 내지 문턱값(ITH) 사이의 범위에 있는 시간에 따른 펄스 신호구동 전류의 플롯을 나타낸다. 도 17b는 도 17a에 나타낸 구동 전류로부터 야기되는 시간에 따른 광신호 출력의 플롯을 나타낸다. 구동 신호가 ITH에 있는 시간보다 더 높은 백분율의 시간 동안에 IPEAK에 있기 때문에, 피크 광출력 신호(PPEAK)는 평균 출력 레벨(PAVG)보다 훨씬 더 높을 필요가 없다. 따라서, 광신호 출력은 제로 내지 평균 출력의 대략 1.2배의 범위에 있다. 이는 하나의 가능한 전류 신호와 결과적인 광신호이다. 다른 신호 파형도 고려된다.
사인파 및 삼각파의 경우에, 신호의 최소 레벨이 문턱값 근처 또는 문턱값 아래에 있다면, 이들 신호는 스펙클을 감소시키는 목적을 달성할 수 있다. 그러나, 이들 신호의 대칭성으로 인해, 피크 출력은 사실상, 요구되는 평균 출력 레벨의 2배이다. 스펙클 감소 변조를 수행하지 않을 때, 레이저가 최대로 지정된 출력 근처에서 정상적으로 동작한다면 평균 출력의 두배인 피크 출력 레벨을 이용하는 것은 레이저 신뢰성을 열화시킬 수 있다.
펄스 파형의 경우에, 비대칭적 듀티 사이클(오프 시간 보다 온 시간이 더 긴 것)은 스펙클 감소의 목적을 달성하면서, 사인파 또는 삼각파 예보다 훨씬 더 낮은 피크 출력 레벨을 필요로 한다. 펄스 파형 경우에서의 피크 출력은 일반적으로, 사인파 또는 삼각파 경우에서의 피크 출력 레벨의 대략 1.2 배에 있을 수 있다. 광신호가 레이저에 대한 최대 평균 출력 규격에 근접함에 따라, 피크 출력이 여전히 신뢰성있는 레이저 동작에 대한 허용가능한 피크 출력 레벨과 양립가능하기 때문에 그에 따라 펄스 접근 방식이 바람직하다. 평균 출력은 현저하게 변하지 않기 때문에 위에서 지정된 한계값 위에서의 연장된 동작으로 인한 디바이스에 대한 손상을 줄 가능성은 없다.
다른 펄스 형상을 또한 이용하여 스펙클을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이는 한 방법에 주로 집중하는데 이 방법은 기본적으로 레이저가 문턱값 근처에 또는 문턱값 아래에 있는 시간량을 제한하고 피크 파워 레벨로 신속하게 돌아가게 하는 방법이다.
시간에 따라 문턱값 근처 내지 문턱값 아래의 펄스의 타이밍을 변경하는 것은 프로젝션된 이미지에서의 임의의 가능한 인위물을 감소시키거나 또는 제거할 것임을 또한 알아야 한다. 문턱값 전류 레벨 근처, 문턱값 전류 레벨 아래 또는 문턱값 전류에서의 위치를 적절한 시간에 이동시킴으로써, 뷰어 또는 시스템은 광 강도에서의 패턴의 변화 즉, 스트로빙(strobing)을 인식하지 못할 것이다. 복수의 광원을 이용한 실시예에서, 결과적인 광 출력이 강도를 인식가능하게 변화시키지 못하도록 보장하기 위해 구동 전류의 펄싱(또는 감소)을 동기화시키지 않거나 또는 무작위화시킬 수 있다.
따라서, 동일 또는 유사한 파장의 복수의 광원들이 이용될 수 있고 이들 복수의 광원을 문턱값 근처 레벨, 문턱값 레벨 또는 문턱값 아래에 있는 레벨로 동기적으로 또는 비동기적으로 펄싱하여 이미지 인위물을 감소 또는 방지하거나 EMI를 감소시키는 것이 고려된다. 복수의 광원을 갖는 시스템에서, 스펙클을 감소시키기 위해 이러한 복수의 광원들 중 하나 이상에 원리들을 적용할 수 있다. 유사하게, 서로 다른 파장의 복수의 광원들을 문턱값 근처 레벨로, 문턱값 레벨로 또는 문턱값 아래의 레벨로 동기적 또는 비동기적으로 펄싱하여, 이미지 인위물을 감소 또는 억제하거나 또는 EMI를 감소시킨다. 여기에 설명된 바와 같이, 각각의 프레임에 대해 화소 주기 동안 서로 다른 기간에 문턱값 근처로, 문턱값으로 또는 문턱값 아래로 광원을 펄싱하여 이미지 인위물을 감소 또는 억제하거나 또는 EMI를 감소시킬 수 있음이 또한 고려된다.
추가로, 문턱값으로의 구동 전류 펄싱 또는 감소가 인간의 인지력에 미치지 못하는 레이트로 발생할 수 있음이 또한 고려된다. 추가로, 이 방법의 유효성은 문턱값 근처 내지 문턱값 아래 펄스 증가 사이의 시간에 따라 감소될 수 있다. 광신호 내의 오실레이션은 더 높은 파워 레벨로 되돌아간 후 제한된 시간 동안에만 발생하기 때문에 유효성이 감소된다.
일 실시예에서, 여기에 설명된 스펙클 감소 방법은 선택적으로 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 이는 표면 거칠기 분석에서와 같이 스펙클 패턴이 있는 상태에서의 그리고 스펙클 패턴이 없는 상태에서의 프로젝션 또는 스캐닝을 이용한 분석을 수행할 때 바람직하고 유익할 수 있다. 추가로, 스펙클 감소는 애플리케이션이 스펙클로 이익을 얻는다면, 스펙클 감소가 선택적으로 턴오프될 수 있다.
스펙클 감소는 여기에 설명된 스펙클 감소 방법을 적용하는 시스템에 추가적인 이점을 가져올 수 있음이 또한 고려된다. 예를 들어, 특정 애플리케이션이 스펙클에 의해 반드시 불리해질 것으로 보여지는 것은 아닐 수 있으며 스펙클 감소는 광의 품질을 향상시켜, 이에 의해 이들로 한정되는 것은 아니지만 향상된 신호 대 잡음 비, 보다 낮은 전원 파워 요건, 장치의 보다 적은 기하특성, 더 높은 데이터 레이트 또는 분해능 밀도, 보다 우수한 정확도 또는 감도와 같은 다른 이점들을 허용한다.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점이 다음의 도면 및 상세한 설명의 검토시, 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 명백하거나 또는 명백해질 것이다. 모든 이러한 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 이점은 본 설명 내에 포함되며 본 발명의 범위 내에 포함되고, 첨부된 청구항들에 의해 보호를 받는 것으로 의도되어진다. 여기에 설명된 스펙클 감소 방법 및 장치는 또한 다른 스펙클 감소 방법 및 장치와 결합하여 결합된 스펙클 감소를 얻을 수 있음이 또한 고려된다.
연구 실험에 기초하여, 스펙클 감소는 광의 위상 및 주파수에 영향을 주지만, 종종 빔 품질이라 불리는 공간적 코히어런스와 같은 다른 양태에는 영향을 주지 않음을 알아야 한다. 이는, 특히 레이저의 경우에 레이저가 공간적 코히어런스를 갖기 때문에 바람직하다.
도 18은 예시적인 이용 환경을 나타낸다. 프로젝터 시스템에서 도시되어 있지만, 여기에 설명된 방법 및 장치는 여기에 전술한 바와 같이 많은 다른 환경에서 이용할 수 있음이 고려된다. 위에 설명된 바와 같이, 그리고 도 1a에 도시된 바와같이, 특정 프로젝터 시스템에서 광(104)은 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원과 같은 3개의 광원(108)에 의해 제공된다. 다른 실시예에서, 다른 개수의 광원들이 이용될 수 있다. 일 실시예에서는, 단일의 광원이 이용된다. 광원들은 레이저, LED, 또는 위에서 설명된 바와 같은 임의의 다른 광원을 포함할 수 있다. 이미지(112)는 화소 매트릭스(120) 상에 이들 광신호를 발하게 한(shining) 다음 화소 매트릭스(120)를 통하여 이들 광신호를 필터링함으로써 생성된다. 일 실시예에서, 화소 매트릭스(120)는 LCD/LCoS 시스템이지만, 그러나 다른 실시예에서는 매트릭스는 임의의 디바이스를 포함할 수 있거나 또는 생략될 수 있다.
이 실시예에서, 화소 매트릭스(120)는 화소(124)들의 매트릭스이며, 각각의 화소는 광에 대해 투명하거나 또는 불투명하게 이루어질 수 있거나 또는 투명 및 불투명 사이의 일정 레벨의 불투명도(opaqueness)로 이루어질 수 있다. 프로젝션된 이미지(112)는 광원(108)을 통해 광을 (각각의 화소마다 선택적으로) 발광시키거나 광원(108)으로부터 광을 (각각의 화소마다 선택적으로) 차단시킴으로써 생성된다. 결과적인 이미지(112)는 뷰잉 스크린(116) 상에 투사될 수 있다. 일부 실시예에서는 (예를 들어, 색마다 하나씩) 복수의 화소 매트릭스(LCD/LCoS 스크린)가 또한 이용될 수 있다.
도시된 바와 같이 드라이버(144)에 의해 광원들(108)을 구동한다. 컨트롤러(130)는 드라이버(144) 및 화소 매트릭스(120)에 접속하여 하나 이상의 제어 신호들을 이들 디바이스에 제공한다. 이 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(130)는 이미지 데이터를 수신하지만, 다른 실시예에서는 다른 유형의 데이터가 컨트롤러에 전송될 수 있음이 고려된다. 하나 이상의 제어 신호를 화소 매트릭스(120)에 제공하여, 서로 다른 기간 및/또는 프레임 동안에 각각의 화소의 불투명도를 제어한다. 용어, 불투명도는 화소 매트릭스(120) 내의 화소(124)를 통과하도록 허용받은 광의 양을 의미하도록 정의된다.
이 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(130)는 드라이버로 하여금 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래에 있는 값으로 주기적으로 펄싱하게 하도록 구성되며, 이는 이어서 물리적 동작시 광원(108)으로 하여금 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래에 있도록 한다. 위에 설명된 바와 같이, 이는 스펙클을 감소시킨다. 컨트롤러(130) 대신에 또는 컨트롤러(130)에 더하여 컨트롤러 또는 프로세서(148)가 문턱값으로, 문턱값 근처로 또는 문턱값 아래로의 파워에서의 주기 감소(period reduction)를 일으키는, 드라이버(144)로의 듀티 사이클 제어 신호와 같은 입력들을 제공할 수 있음이 또한 고려된다.
화소가 100% 광의 투과를 허용하도록 투명할 수 있거나 또는 어떠한 광(또는 매우 적은 광)도 투과시키지 않도록 불투명할 수 있거나, 또는 가변 레벨의 광이 화소 매트릭스(120)의 각각의 화소(124)를 통과할 수 있게 하는 투명과 불투명 사이의 임의의 레벨의 불투명도를 가질 수 있음이 고려된다.
하나 이상의 제어 신호와 드라이버(144)는 광원(108)을 제공하여 강도, 유지 기간, 스펙클 감소를 위한 주기적 펄싱 또는 하나 이상의 광원으로부터 방사된 광에 관한 다른 인자들을 제어한다. 이 예시적인 실시예에서, 광원은 동시에 모두가 온 상태에 있는 것은 아니며 이로서 3개의 광원들 각각이 프레임의 유지 기간 중 1/3 동안에 온 상태에 있음을 알아야 한다. 비록 색깔들(광원)이 순차적으로 턴온되지만 각각의 프레임을 모든 색에서 인지할 정도로 인간의 눈의 반응 시간은 느리다. 여기에 설명된 바와 같은 유사한 원리가 미러, 또는 렌즈 또는 다른 스캐닝 장치를 이용하여 스캐닝 시스템에 적용될 수 있다. 다음의 계류중인 출원은 이미지를 스캔하는 레이저 프로젝션 시스템을 설명하며, 여기서는 그 전체 내용을 참조로서 포함한다. 이 출원은 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Controllably Modulating a Laser in a Laser Projection Display"인 미국 출원 공개 번호 제20080055557호이다. 이 공개 공보는 스캐닝 유형 프로젝션 시스템을 설명한다.
도 18의 상단에는 두개의 예시적인 화소 매트릭스(120A 및 120B)가 있으며, 이중 어느 것이 이용될 수 있다. 이들 화소 매트릭스는 광원(108)과 스크린(116) 사이의 광경로에 있다. 도 1a의 상단에 도시된 화소 매트릭스(116)에서, 부분(120)은 화소 스크린의 이해를 돕도록 90도 회전되었다. 이 예시적인 실시예에서, 설명의 목적으로, 보여지는 이미지(112) 상의 제1 화소에 대응하는 화소 매트릭스 내의 화소(124)가 '1'로 표기된다. 보여지는 이미지(112) 상의 제2 화소에 대한 화소가 '2'로 표기된다. 알 수 있는 바와 같이, 이 실시예에서, 화소 매트릭스(120A)는 보여지는 이미지 내의 각각의 화소마다 3개의 화소들(124)을 갖는다. 이 실시예에서, 각각의 화소(124)는 적색, 녹색, 및 청색과 같은 광원 색을 할당받으며 따라서 광원이 광을 방사중인 기간 동안에 제어받는다. 다른 시간에, 화소는 광이 투과하는 것을 방해 또는 방지하기 위해 불투명할 수 있다.
일 실시예에서, 화소 매트릭스(120B)에 도시된 바와 같이, 화소 매트릭스(120) 상의 화소들과 이미지(112)의 화소들 사이에 일대일 대응이 존재한다. 각각의 화소(124)는 프레임의 각각의 주기에 대해 개별적으로 제어된다. 예를 들어, 프레임 시간이 3개의 시간 윈도우로 분할되면(적색, 녹색, 청색 각각에 대해 하나의 윈도우가 있음), 각각의 화소(124)의 불투명도는 프레임에 대한 그 화소의 색과 강도에 따라 각각의 3개의 시간 윈도우 동안에 서로 다르기 쉽다. 이와 같이, 각각의 화소(124)의 불투명도를 프레임 동안에 제어하여 각각의 색의 원하는 광량이 통과하도록 한다. 눈은 이 색을 한데 융합하는 경향이 있어 실제 원하는 색을 생성한다. 광이 화소 매트릭스(120)를 선택적으로 통과하게 하는 다른 방법이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 개발될 수 있음이 고려된다.
이 예시적인 환경이 화소 매트릭스와 연결되어 설명되어 있지만, 여기에 설명된 스펙클 감소의 이점은 스펙클을 겪고 있는 광원을 이용하는 임의의 환경 또는 시스템에서 또는 화소 매트릭스 없이 또는 화소 매트릭스를 갖고 실현될 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들이 설명되었지만 그 이상의 많은 실시예 및 구현예가 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 명백할 것이다. 추가로, 여기에 설명된 여러 특징, 요소 및 실시예들은 임의의 조합 또는 구성으로 청구되거나 결합될 수 있다.
104: 광
108: 광원
112: 이미지
116: 스크린
120: 화소 매트릭스
130: 컨트롤러
144: 드라이버
148: 프로세서 또는 컨트롤러

Claims (26)

  1. 광신호 발생기로부터 출력된 광에서의 스펙클을 감소시키는 방법에 있어서,
    주기적으로 제1 크기와 제2 크기 사이의 범위에 있는 구동 신호를 발생시키고 - 상기 제1 크기는 상기 광신호 발생기에 대한 문턱 전류보다 더 크고, 상기 제2 크기는 상기 광신호 발생기에 대한 문턱 전류 근처에 또는 문턱 전류에 있거나 또는 문턱 전류보다 작음 - ;
    상기 구동 신호를 상기 광신호 발생기에 제공하고,
    광신호를 발생시키기 위해 상기 구동 신호를 이용하여 상기 광신호 발생기를 구동시키는 것
    을 포함하며,
    상기 구동 신호의 제2 크기로 주기적으로 변경하는 것은 상기 광신호 내의 스펙클을 감소시키는 것인 스펙클 감소 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광신호 발생기는 레이저를 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  3. 제1항에 있어서, 주기적으로 제2 크기로 하향하는 범위에 있는 구동 신호는 광문턱값 아래에 있는 대응하는 광신호를 발생시키는 것인 스펙클 감소 방법.
  4. 제3항에 있어서, 듀티 사이클 제어 신호를 발생시키는 것을 더 포함하며, 상기 듀티 사이클 제어 신호는 제2 크기에서 유지 기간 구동 신호를 제어하는 것인 스펙클 감소 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구동 신호를 생성하는 것은 구동 신호를 제1 전류 레벨과 제2 전류 레벨 사이에서 전환하는 것을 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  6. 제5항에 있어서, 20 MHz 이상의 레이트로 주기적으로 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  7. 광신호에서의 스펙클을 감소시키는 방법에 있어서,
    구동 신호를 발생시키고,
    상기 구동 신호를 광신호 발생기에 제공하고,
    상기 구동 신호에 응답하여 광신호를 발생시키는 것
    을 포함하며, 상기 광신호는 10%보다 큰 자발 방사를 주기적으로 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광신호 발생기는 레이저를 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  9. 제7항에 있어서, 1 ㎒보다 큰 레이트로 주기적으로 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 광신호가 10%보다 크지 않은 자발 방사일 때의 주기 동안에, 상기 광신호의 나머지는 유도 방사(stimulated emission)로 구성되는 것인 스펙클 감소 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 구동 신호를 발생시키는 것은 문턱 전류 근처로, 문턱 전류 아래로 또는 문턱 전류로 주기적으로 강하하는 크기를 갖는 구동 신호를 발생시키는 것을 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  12. 광신호에서의 스펙클을 감소시키는 방법에 있어서,
    구동 신호를 발생시키고,
    상기 구동 신호를 광신호 발생기에 제공하고,
    상기 구동 신호에 응답하여, 광신호를 발생시키는 것
    을 포함하며, 상기 광신호 발생기는 감소된 코히어런스를 갖고 이어서 스펙클을 감소시킨 광을 주기적으로 출력하는 것인 스펙클 감소 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구동 신호는 감소된 코히어런스 광을 생성하기 위해 문턱값 아래로 상기 광신호 발생기를 펄싱하는 펄스를 포함하는 것인 스펙클 감소 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 광은 원적외선, 적외선, 가시광선, 및 자외선 광으로부터 선택된 광으로 구성되는 것인 스펙클 감소 방법.
  15. 제12항에 있어서, 구동 신호 제어 신호를 설정하는 것을 더 포함하며, 상기 구동 신호 제어 신호는 상기 광신호 발생기에 의해 코히어런트한 광 출력의 유지 기간 및 주파수를 제어하는 것인 스펙클 감소 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 구동 신호는 제1 전류 레벨과 제2 전류 레벨을 포함하며, 상기 제2 전류 레벨은 문턱값 근처에, 문턱값에 또는 문턱값 아래에 있는 것인 스펙클 감소 방법.
  17. 광신호 발생기에서 스펙클을 감소시키는 시스템에 있어서,
    제어 신호를 발생시키도록 구성된 컨트롤러와,
    상기 제어 신호에 응답하여 스위치 출력 - 상기 스위치 출력은 적어도 값 레벨과 제2 값을 갖는 신호를 포함함 - 을 발생시키도록 구성된 스위치와,
    상기 스위치 출력을 수신하고 상기 스위치 출력에 대응하는 강도를 갖는 광신호를 발생시키도록 구성된 광신호 발생기
    를 포함하며, 상기 제2 값은 상기 광신호 발생기에 대한 문턱값에, 문턱값 근처에 또는 문턱값 아래에 있는 것인 스펙클 감소 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 값은 감소된 코히어런트 광 출력을 일으키는 것인 스펙클 감소 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 제2 레벨은 제로 신호 레벨인 것인 스펙클 감소 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제어 신호는 듀티 사이클 제어 신호를 포함하며, 상기 듀티 사이클 제어 신호는 제1 값과 제2 값의 유지 기간을 제어하는 것인 스펙클 감소 시스템.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제2 값으로 변경하는 것은 상기 광신호에서의 오실레이션을 발생시키고 이어서 상기 광신호에서의 스펙클을 감소시키는 것인 스펙클 감소 시스템.
  22. 광시스템에서 스펙클을 감소시키는 시스템에 있어서,
    동작 동안에 문턱값의 두배의 광파워를 가져오는 전류에 또는 전류 아래에 주기적으로 있는 크기를 갖는 구동 신호를 출력하도록 구성된 드라이버와,
    상기 구동 신호를 수신하고 상기 구동 신호에 응답하여 광신호를 발생시키도록 구성된 광신호 발생기
    를 포함하며, 상기 광신호는 주기적으로 문턱값 아래에 있는 구동 신호 크기로부터 야기되는 감소된 스펙클 레벨을 갖는 것인 스펙클 감소 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 문턱값 레벨은 상기 광신호 발생기에 대한 신호 입력 레벨이며, 그 레벨 아래에서는 광이 상기 광신호 발생기에 의해 발생되지 않는 것인 스펙클 감소 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 구동 신호 크기는 제1 레벨과 제2 레벨 사이에서 교번하는 것인 스펙클 감소 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 상기 광신호 발생기는 이미지 인위물(image artifact)을 방지하거나 EMI를 감소시키기 위해 문턱 레벨 아래로, 문턱 레벨 근처로 또는 문턱 레벨로 비동기적으로, 의사적 무작위(pseudo-random) 방식으로 또는 무작위 방식으로 펄싱되는 동일 또는 유사 파장의 복수의 코히어런트 광원을 포함하는 것인 스펙클 감소 시스템.
  26. 제22항에 있어서, 문턱값 아래로, 문턱값 근처로 또는 문턱값으로 주기적으로 강하하는 구동 신호는 이미지 인위물을 방지하거나 EMI를 감소시키기 위해 각각의 프레임에 대해 화소 주기 동안 서로 다른 시간에 발생하는 것인 스펙클 감소 시스템.
KR1020107016032A 2008-01-04 2008-12-24 광신호 스펙클을 감소시키는 방법 및 장치 KR101573953B1 (ko)

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