KR20240067991A - 부스트 서보를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 방법들 및 디바이스들 - Google Patents

부스트 서보를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 방법들 및 디바이스들 Download PDF

Info

Publication number
KR20240067991A
KR20240067991A KR1020247015328A KR20247015328A KR20240067991A KR 20240067991 A KR20240067991 A KR 20240067991A KR 1020247015328 A KR1020247015328 A KR 1020247015328A KR 20247015328 A KR20247015328 A KR 20247015328A KR 20240067991 A KR20240067991 A KR 20240067991A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
boost
laser
laser diode
optimal
Prior art date
Application number
KR1020247015328A
Other languages
English (en)
Inventor
매튜 디. 블라스자크
제임스 알. 지벨
마크 와이즈너
게리 지. 슈나이더
Original Assignee
제브라 테크놀로지스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제브라 테크놀로지스 코포레이션 filed Critical 제브라 테크놀로지스 코포레이션
Publication of KR20240067991A publication Critical patent/KR20240067991A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0261—Non-optical elements, e.g. laser driver components, heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
    • H01S5/06216—Pulse modulation or generation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10712—Fixed beam scanning
    • G06K7/10722—Photodetector array or CCD scanning
    • G06K7/10732—Light sources
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10881—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices constructional details of hand-held scanners
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0428—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법들 및 디바이스들이 본 명세서에 개시된다. 예시적인 방법은 부스트 레귤레이터가 최대 부스트 전압을 출력하여, 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성되는 레이저 다이오드를 구동하는 것을 포함한다. 부스트 서보는 레이저 전압을 측정하고, 2개의 전압 사이의 전압 차이를 계산할 수 있다. 그 다음, 서보는 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 초과 전압을 결정할 수 있고, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 할 수 있다. 부스트 서보는 또한 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하기 위한 저전압을 계산할 수 있고; 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 할 수 있다.

Description

부스트 서보를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 방법들 및 디바이스들
CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 레이저 드라이버 집적 회로(IC)에 의존하는 무선 디바이스들이 최근 수십 년 동안 두각을 나타내고 있다. 이러한 디바이스들은 종래에는 제한된 전원 용량으로 인해 레이저 가변성이 부족하였다. 즉, IC들 상의 종래의 레이저 드라이버들은 녹색 레이저들을 구동하기에 불충분하여, 추가적인 더 높은 전압 전원을 필요로 한다. 부스트 회로들은 전형적으로 고정된 부스트 전압에서 추가적인 전력 요건들을 공급하기 위해 포함되지만, 이러한 회로들은 레이저의 온도가 변화하면 비효율적이다. 그 결과, 종래의 레이저 드라이버 회로들은 레이저의 작동 수명 동안 매우 비효율적이며, 열로 항상 변환되는 상당한 양의 전력을 낭비하여 레이저 드라이버 회로에 추가의 스트레스를 야기한다.
따라서, 부스트 서보(boost servo)를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 시스템들 및 방법들이 필요하다.
일 실시예에서, 본 발명은 레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법이다. 이 방법은, 부스트 레귤레이터(boost regulator)에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하는 단계 - 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -; 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계; 부스트 서보에 의해, 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하는 단계; 및 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하는 단계를 포함한다.
이 실시예의 변형에서, 파장 범위는 510 nm 내지 525 nm이다.
이 실시예의 다른 변형에서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로이다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하는 단계; 부스트 서보에 의해, 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하는 단계; 부스트 서보에 의해, 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 전류 감지 전압을 측정하는 단계; 및 부스트 서보에 의해, 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하는 단계; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하는 단계; 및 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하는 단계; 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하는 단계; 및 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 룩업 최적 전압을 획득하는 단계; 및 부스트 서보에 의해, 최적 전압을 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 레이저 다이오드를 이용하는 이미징 엔진이다. 이미징 엔진은 이미징 어셈블리; 표시를 디코딩하기 위한 이미지 처리 어셈블리; 및 레이저 구동 서브어셈블리를 포함하는 조준 패턴 어셈블리(aiming pattern assembly)를 포함한다. 레이저 구동 서브어셈블리는, 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성된 레이저 다이오드, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하도록 구성된 부스트 레귤레이터, 및 레이저 다이오드 및 부스트 레귤레이터와 전기적으로 결합되도록 구성된 부스트 서보를 포함하고, 부스트 서보는, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하고, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하고, 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고, 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하고, 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하고, 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 변형에서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로이다.
이 실시예의 다른 변형에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 부스트 서보는, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하고; 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하고; 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고; 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 전류 감지 모듈을 더 포함하고, 부스트 서보는, 레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하고; 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 부스트 서보는, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서, 및 룩업 최적 전압들을 포함하는 온도 참조표를 더 포함하고, 부스트 서보는, 온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하고; 레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 각각의 룩업 최적 전압을 획득하고; 최적 전압을 각각의 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 부스트 서보는, 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하고; 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하고; 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 명령어들을 포함하는 유형의 머신 판독가능한 매체이며, 명령어들은, 실행될 때, 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하게 하고 - 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -; 레이저 다이오드를 구동하기 위해 공급되는 최대 부스트 전압과 레이저 전압 사이의 전압 차이를 계산하게 하고; 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고; 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하고; 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하게 하고; 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 한다.
이 실시예의 변형에서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로이다.
이 실시예의 다른 변형에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하게 하고; 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하게 하고; 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고; 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하게 하고; 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하게 한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하게 하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법이다. 이 방법은, 부스트 레귤레이터에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를, 구동 전압을 조절하도록 구성되는 광학 전력 제어 루프를 모니터링함으로써 결정하는 단계; 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계를 포함한다.
이 실시예의 변형에서, 부스트 서보는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하기 위해 모니터링 주파수(monitoring frequency)에서 광학 전력 제어 루프를 모니터링한다.
이 실시예의 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하는 단계; 및 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하는 단계를 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로이다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하는 단계; 부스트 서보에 의해, 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하는 단계; 부스트 서보에 의해, 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 전류 감지 전압을 측정하는 단계; 및 부스트 서보에 의해, 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하는 단계; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하는 단계; 및 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 이 방법은, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하는 단계; 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하는 단계; 및 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 레이저 다이오드를 이용하는 이미징 엔진이다. 이미징 엔진은, 이미징 어셈블리; 표시를 디코딩하기 위한 이미지 처리 어셈블리; 및 레이저 구동 서브어셈블리를 포함하는 조준 패턴 어셈블리를 포함하며, 레이저 구동 서브어셈블리는, 레이저 다이오드, 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압을 조절하도록 구성된 광학 전력 제어 루프, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하도록 구성된 부스트 레귤레이터, 및 레이저 다이오드 및 부스트 레귤레이터와 전기적으로 결합되도록 구성된 부스트 서보를 포함하고, 부스트 서보는, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하고, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하고, 광학 전력 제어 루프를 모니터링함으로써 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하고, 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고, 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 변형에서, 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성된다.
이 실시예의 다른 변형에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 부스트 서보는, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하고; 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하고; 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고; 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 전류 감지 모듈을 더 포함하고, 부스트 서보는, 레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하고; 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 부스트 서보는, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서, 및 룩업 최적 전압들을 포함하는 온도 참조표를 더 포함하고, 부스트 서보는, 온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하고; 레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 각각의 룩업 최적 전압을 획득하고; 최적 전압을 각각의 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정하도록 추가로 구성된다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 부스트 서보는, 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하고; 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하고; 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 명령어들을 포함하는 유형의 머신 판독가능한 매체이며, 명령어들은, 실행될 때, 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하게 하고; 레이저 다이오드를 구동하기 위해 공급되는 최대 부스트 전압과 레이저 전압 사이의 전압 차이를 계산하게 하고; 구동 전압을 조절하도록 구성된 광학 전력 제어 루프를 모니터링함으로써 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하게 하고; 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고; 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 한다.
이 실시예의 변형에서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하게 하고; 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하며, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로이다.
이 실시예의 다른 변형에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하게 하고; 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하게 하고; 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고; 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하게 하고; 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하게 한다.
이 실시예의 또 다른 변형에서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하게 하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고; 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법이다. 이 방법은, 부스트 레귤레이터에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하는 단계 - 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -; 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 레이저 전압 및 최대 부스트 전압을 측정하는 단계; 부스트 서보에 의해, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계; 부스트 서보에 의해, 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계를 포함한다.
아래의 상세한 설명과 함께, 유사한 참조 번호들이 별개의 도면들 전반에 걸쳐 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 지칭하는 첨부 도면들은 명세서에 포함되고 명세서의 일부를 형성하고, 청구된 발명을 포함하는 개념들의 실시예들을 추가로 예시하고, 그 실시예들의 다양한 원리들 및 이점들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 예시적인 스캐닝 디바이스의 사시도이다.
도 2는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른, 도 1의 예시적인 스캐닝 디바이스를 구현하기 위한 예시적인 논리 회로를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 예시적인 구동 회로 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 다른 예시적인 구동 회로 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 스캐닝 디바이스의 조준 어셈블리를 구동하기 위한 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 결정된 듀티 사이클을 갖는 조준 펄스를 보여주는 스캐닝 디바이스 이미지 센서의 프레임 지속기간을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 스캐닝 디바이스의 프레임 지속기간 내의 조준 펄스에 대한 적절한 듀티 사이클들의 예시적인 솔루션 공간을 나타낸다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 프레임 지속기간 내의 조준 펄스와 이미지 센서 노출 윈도우 둘 모두 사이의 상이한 동기화들을 각각 나타낸다.
통상의 기술자들은 도면들 내의 요소들이 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니고 간략하고 명확하게 도시된다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 도면들에서 요소들 중 일부의 치수들은, 본 발명의 실시예들의 이해를 개선시키는데 도움을 주기 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다.
장치 및 방법 구성요소들은, 도면들에서 적절한 경우 종래의 심볼들로 표현되어 있고, 도면들은 본 명세서의 설명의 이익을 갖는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 쉽게 명백할 상세들로 본 개시내용을 모호하게 하지 않기 위해, 본 발명의 실시예들의 이해와 관련된 특정 상세들만을 도시한다.
일반적으로 말하면, 무선(예를 들어, 배터리 전력공급형) 전자 디바이스의 사용자는 디바이스 가동시간/수명을 최대화하고 초과 전력 소비 및 디바이스 유지보수 및/또는 교체로 인한 대응하는 비용을 감소시키기 위해 디바이스가 전력을 효율적으로 인가하기를 원한다. 많은 종래의 무선 전자 디바이스들은 IC 레이저 드라이버들이 고전압 전원의 추가 없이는 전력을 공급하기 어렵지만 불가능하지는 않은 녹색 레이저 다이오드들을 포함한다. 그러나, 이러한 전통적인 전원들은 녹색 레이저 다이오드를 구동하도록 의도된 고정된 전압을 인가하고, 따라서 레이저의 온도가 변화함에 따라 상이한 최적 전압들을 효율적으로 인가할 수 없다.
본 개시내용의 방법들/시스템들은 전통적인 전원들과 연관된 이러한 전력 비효율 문제에 대한 솔루션들을 제공한다. 즉, 본 개시내용의 방법들/시스템들은 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 최적 부스트 전압을 결정하도록 구성되는 부스트 서보 알고리즘을 도입함으로써 전통적인 전원들과 연관되는 이러한 비효율적인 전력 손실(예를 들어, 열 소산) 문제들을 완화한다. 부스트 전압은 온도의 함수로서 변하는 녹색 레이저 다이오드에 걸친 순방향 전압 요건들을 보상하기 위해, 필요에 따라, 상승 또는 하강될 수 있다. 이러한 방식으로, 이러한 녹색 레이저 다이오드 시스템들을 위한 설계자는 모든 동작 온도들에 걸쳐 동작하기 위해 하나의 고정된 부스트 전압을 선택하도록 요구되지 않을 수 있고, 이에 의해 시스템의 전력 소비 효율을 증가시킨다. 더욱이, 이러한 전력 소비 효율들은 녹색 레이저 다이오드가 펄스화(예컨대, 100% 미만의 듀티 사이클)될 때 추가로 표현되고, 여기서 부스트 전압은 레이저의 비활성 기간들을 보상하기 위해 훨씬 더 낮아질 수 있다. 그 결과, 본 개시내용의 방법들/시스템들은 레이저 동작 동안 발생하는 온도 변화들을 조정하기 위해 녹색 레이저 다이오드에 공급되는 순방향 전압을 지능적으로 그리고 능동적으로 조정함으로써 디바이스 가동시간/수명을 최대화하고 전체 전력 소비 효율을 증가시키며, 이에 의해 열 형태의 초과 전력 소산을 감소시킨다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, "녹색" 레이저 광은 대략 495 나노미터(nm) 내지 570 nm 사이의 범위 내의 파장으로 방출된 광을 지칭할 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 명세서에 설명되는 레이저 다이오드들은 510 nm 내지 525 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 사시도(100)이다. 예시적인 스캐닝 디바이스(100)는 이미지 센서(106)가 배치되는 예시적인 하우징(102)을 포함한다. 이미지 센서(106)는 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 전면측(112) 상의 전방 개구 또는 윈도우(110)(본 명세서에서 "광학 윈도우"라고도 지칭됨)에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 시야(108) 내의 타겟을 나타내는 이미지 데이터를 캡처한다. 예시적인 스캐닝 디바이스(100)는 이미지 센서(106)와 통신하고, 이미지 데이터를 수신하고 이미지 데이터에서 캡처된 표시를 디코딩하도록 구성된 표시 디코더(114)를 포함한다.
도 1의 예시적인 하우징(102)은 일반적으로 길쭉한 핸들 또는 하부 손잡이 부분(116), 및 전방 개구 또는 윈도우(110)가 위치하는 전면측(112)을 갖는 상부 바디 부분(118)을 포함한다. 손잡이 부분(116)의 단면 치수 및 전체 크기는 예시적인 스캐닝 디바이스(100)가 동작 중에 조작자의 손에 편리하게 유지될 수 있게 하는 식이다. 전방 개구 또는 윈도우(110)는 사용자가 예시적인 스캐닝 디바이스(100)를 핸드헬드 위치에 가지고 있을 때 일반적으로 사용자로부터 멀리 향하도록 구성된다. 부분들(116 및 118)은 합성 플라스틱 재료와 같은 경량, 탄성, 충격 방지, 자립형 재료로 구성될 수 있다. 하우징(102)은 사출 성형될 수 있지만, 또한 핸드헬드 스캐너(100)의 다양한 구성요소들을 포함하기에 충분한 부피를 갖는 내부 공간을 경계짓는 얇은 중공 쉘(hollow shell)을 형성하기 위해 진공 형성되거나 취입 성형될 수 있다. 하우징(102)이 휴대용, POT(point-of-transaction), 총 모양의 핸드헬드 하우징으로서 도시되지만, 핸즈프리 구성을 포함하는 임의의 다른 구성이 이용될 수 있다.
수동으로 작동가능한 트리거(120)는 손잡이 부분(116)의 전방을 향하는 영역(124)에서 손잡이 부분(116) 상에 이동 관계로 장착된다. 타겟이 이미징 시야(108) 내에 들어오면 조작자의 손가락을 이용하여 트리거(120)를 작동시켜(예를 들어, 눌러서) 이미지 센서(106)가 타겟의 이미지를 캡처하게 할 수 있다. 트리거(120)를 작동시킨 결과로서, 예시적인 스캐닝 디바이스(100)는 조준 패턴 어셈블리(122)를 이용하여 조준 패턴(109)을 생성할 수 있다. 조준 패턴(109)은 디바이스(100)를 이용하는 조작자에 대해 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 시야(108)를 시각적으로 나타낼 수 있고, 디바이스(100)가 시야(108) 내의 표시를 성공적으로 스캐닝하고/하거나 다른 방식으로 해석할 수 있는 시야(108) 내의 영역을 더 구체적으로 나타낼 수 있다.
조준 패턴 어셈블리(122)는 조작자가 트리거(120)를 작동시킨 결과로서 순방향 전압을 수신하는 것에 응답하여 녹색 레이저 광을 출력하도록 구성되는 녹색 레이저 다이오드(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 조준 패턴 어셈블리(122)는 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 전력 소비 효율을 최대화하기 위해 녹색 레이저 다이오드에 공급되는 부스트 전압을 능동적으로 조정하는 부스트 서보(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다.
어쨌든, 조준 패턴 어셈블리(122)가 조준 패턴(109)을 생성하였으면, 조작자는 조준 패턴(109)이 타겟의 일부로서 포함된 표시 위에 중심을 둘 때까지 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 배향을 조정할 수 있다. 예시적인 스캐닝 디바이스(100)는 그 다음에 이미지 센서(106)를 이용하여 타겟의 이미지 데이터를 캡처하고, 그 후에 이미지 데이터에 표시 디코더(114)를 적용함으로써 이미지 내에 포함된 임의의 표시를 디코딩하도록 진행할 수 있다.
도 2는, 예를 들어, 도 1의 예시적인 스캐닝 디바이스(100)를 구현할 수 있는 예시적인 논리 회로를 나타내는 블록도이다. 도 2의 예시적인 논리 회로는, 이 설명을 수반하는 도면들의 흐름도들에 의해 표현될 수 있는 바와 같이, 예를 들어, 본 명세서에 설명된 예시적인 방법들의 동작들을 구현하기 위한 명령어들을 실행할 수 있는 처리 플랫폼(200)이다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 예시적인 방법들의 동작들을 구현할 수 있는 다른 예시적인 논리 회로들은 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이들(FPGA들) 및 주문형 집적 회로들(ASIC들)을 포함한다.
도 2의 예시적인 처리 플랫폼(200)은 예를 들어 하나 이상의 마이크로프로세서, 제어기 및/또는 임의의 적절한 유형의 프로세서와 같은 프로세서(202)를 포함한다. 도 2의 예시적인 처리 플랫폼(200)은 (예를 들어, 메모리 제어기를 통해) 프로세서(202)에 의해 액세스가능한 메모리(예를 들어, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리)(204)를 포함한다. 예시적인 프로세서(202)는, 예를 들어, 본 개시내용의 흐름도(들)에 의해 표현되는 동작들에 대응하는, 예를 들어, 메모리(204)에 저장된 머신 판독가능한 명령어들을 획득하기 위해 메모리(204)와 상호작용한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 명세서에 설명된 예시적인 동작들에 대응하는 머신 판독가능한 명령어들은 저장된 머신 판독가능한 명령어들에 대한 액세스를 제공하기 위해 처리 플랫폼(200)에 결합될 수 있는 하나 이상의 이동식 매체(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 이동식 플래시 메모리 등) 상에 저장될 수 있다. 프로세서(202) 및 메모리(204)는 하우징(102)에 배치된다.
도 2의 예시적인 처리 플랫폼(200)은, 예를 들어, 하우징(102)에 배치된 하나 이상의 네트워크 인터페이스(206) 및/또는 하나 이상의 입력/출력(I/O) 인터페이스(208)와 같은 하나 이상의 통신 인터페이스를 포함한다. 통신 인터페이스(들)는 도 2의 처리 플랫폼(200)이, 예를 들어, 다른 디바이스, 시스템, 호스트 시스템(예를 들어, 재고 관리 시스템, POS 스테이션 등), 데이터스토어, 데이터베이스, 및/또는 임의의 다른 머신과 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 2의 예시적인 처리 플랫폼(200)은 예를 들어 하나 이상의 네트워크를 통해 다른 머신들(예를 들어, 재고 관리 시스템, POS 스테이션 등)과의 통신을 가능하게 하는 네트워크 인터페이스(들)(206)를 포함할 수 있다. 예시적인 네트워크 인터페이스(들)(206)는 임의의 적절한 통신 프로토콜(들)에 따라 동작하도록 구성된 임의의 적절한 유형의 통신 인터페이스(들)(예를 들어, 유선 및/또는 무선 인터페이스들)를 포함한다. 예시적인 네트워크 인터페이스들(206)은 TCP/IP 인터페이스, (예를 들어, IEEE 802.11x 부류의 표준들에 따른) Wi-FiTM 트랜시버, 이더넷 트랜시버, 셀룰러 네트워크 라디오, 위성 네트워크 라디오, 또는 임의의 다른 적절한 통신 프로토콜들 또는 표준들에 기반한 임의의 다른 적절한 인터페이스를 포함한다.
도 2의 예시적인 처리 플랫폼(200)은 (1) (예를 들어, 도 1의 트리거(120), 터치 스크린, 키보드, 마우스, 터치 패드, 조이스틱, 트랙볼, 마이크로폰, 버튼 등으로부터의) 사용자 입력의 수신을 가능하게 하고, (2) (예를 들어, 출력 디바이스(210), 스피커, 프린터, 햅틱 디바이스 등을 통해) 사용자에게 출력 데이터(예를 들어, 모드 변경 확인들, 시각적 표시자들, 명령어들, 데이터, 이미지들 등)를 통신하고/하거나, (3) 핸드헬드 스캐너(200)의 다른 구성요소들(예를 들어, 이미징 어셈블리(212), 출력 디바이스(210) 등)과 상호작용하기 위한 입력/출력(I/O) 인터페이스(들)(208)(예를 들어, Bluetooth® 인터페이스, 근접장 통신(NFC) 인터페이스, 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스, 직렬 인터페이스, 적외선 인터페이스 등)를 포함할 수 있다. 예시적인 출력 디바이스들(210)은 사운드 생성 디바이스, 햅틱 디바이스 등을 포함할 수 있다.
물체들 및/또는 물체들 상의 바코드들의 이미지들을 캡처하기 위해, 예시적인 처리 플랫폼(200)은 하우징에 배치된 예시적인 이미징 어셈블리(212)를 포함한다. 이미징 어셈블리(212)는 예를 들어, 이미징 어셈블리(212)의 이미징 시야(108) 내에 있는 예시적인 스캐닝 디바이스(100)가 동작하고 있는 환경의 부분을 나타내는 이미지 프레임들을 캡처하기 위한 프로세서(202)의 제어 하의 이미지 센서(106)를 포함한다. 이미지 센서(106)는 실질적으로 평평한 표면을 형성하는 복수의 감광 요소를 포함한다. 프로세서(202)는 입력/출력(I/O) 인터페이스(들)(208)를 통해 이미징 어셈블리(212)에 통신가능하게 결합될 수 있다.
예시적인 이미징 어셈블리(212)는 표시의 페이로드를 결정하기 위해 표시를 검출 및/또는 디코딩하기 위한 임의의 수 및/또는 유형(들)의 표시 디코더들(114)(예를 들어, 표시 디코더(114))을 포함한다. 일부 예들에서, 표시 디코더(114)는 프로세서(202)에 의해 구현된다. 표시 디코더(114)는, 예를 들어, 프로세서(202)를 통해, 디코딩된 표시의 페이로드를 네트워크 인터페이스(들)(206) 및/또는 I/O 인터페이스(들)(208)와 같은 통신 인터페이스를 통해 호스트 시스템에 전달한다.
예시적인 이미징 어셈블리(212)는 이미지 센서(106)의 표면 상에 시야(108) 내의 물체들의 이미지들을 형성하기 위한 광학 어셈블리(214)를 포함한다. 광학 어셈블리(214)는, 예를 들어, 하나 이상의 렌즈, 필터, 포커스 모터, 애퍼처, 렌즈 홀더, 액체 렌즈, 또는 임의의 다른 구성요소 및/또는 광학 요소를 포함하는 임의의 수 및/또는 유형(들)의 광학 요소들 및/또는 구성요소들(214A)을 포함할 수 있다.
이미징 어셈블리(212)를 물체 상에 포커싱하기 위해, 예시적인 이미징 어셈블리(212)는 포커스 제어기(212A)를 포함할 수 있고, 광학 어셈블리(214)는 임의의 수 및/또는 유형(들)의 포커스 구성요소들(214B)(예를 들어, 모터들, 액체 렌즈들 등)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 포커스 제어기(212A)는 프로세서(202)에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 예시적인 이미징 어셈블리(212)는 고정 포커스 스캐너이다.
이미징될 타겟을 조명하기 위해, 예시적인 이미징 어셈블리(212)는 조명 생성기(212B)를 포함할 수 있다. 조명 생성기(212B)는 예를 들어, 자동 포커싱을 용이하게 하고/하거나 이미지 센서(106)에 의해 캡처된 이미지 프레임들의 품질을 개선하기 위해 시야(108)에서 광을 방출할 수 있다.
조명되는 조준 패턴들을 생성하기 위해, 예시적인 이미징 어셈블리(212)는 조준 패턴 어셈블리(122)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조준 패턴 어셈블리(122)는 시야(108)에서 선명한 조명되는 조준 패턴을 제공하기 위해 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 광학 윈도우(110)를 통과하는 광을 생성하도록 구성된다. 조준 패턴 어셈블리(122)는 하나 이상의 광원(예를 들어, 레이저들, LED들, 하나 이상의 애퍼처, 하나 이상의 회절 및/또는 굴절 요소 등)과 같은 조준 조명 구성요소들(122A), 및 조준 조명 제어기(122B)를 포함할 수 있다.
조준 조명 제어기(122B)는 일반적으로, 특히, 구성요소들(122A)에 다양한 양의 전력을 공급함으로써 조준 조명 구성요소들(122A)을 제어할 수 있다. 조준 조명 제어기(122B)는 예를 들어 조준 조명 구성요소들(122A)의 일부인 레이저 다이오드(도시되지 않음)에 부스트 전압을 공급하도록 구성되는 부스트 레귤레이터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 레이저 다이오드 및 조준 조명 제어기(122B)는, 예를 들어, 예시적인 스캐닝 디바이스(100)를 조준하는데 이용될 수 있는 전기적으로 효율적인 레이저 광을 제공하는 "레이저 구동 서브어셈블리"로서 집합적으로 지칭될 수 있다.
프로세서(202)는 레이저 다이오드를 구동하기 위한 최적 전압 레벨을 공급하기 위해 부스트 레귤레이터에 의해 공급되는 부스트 전압을 조정할 수 있는 부스트 서보 알고리즘을 포함하는 명령어들(예를 들어, 메모리(204) 상에 저장됨)을 실행할 수 있다. 따라서, 부스트 서보 알고리즘(본 명세서에서 "부스트 서보"로 지칭됨)은 일반적으로 레이저 다이오드를 구동하기 위해 부스트 전압 출력을 최적 레벨로 조정하도록 구성되는 실행가능한 명령어들에 대응할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 조준 조명 제어기(122B)의 일부로서 포함된 레이저 온도 센서(도시되지 않음)로 하여금 조준 조명 구성요소들(122A)의 레이저 다이오드에 대응하는 온도를 획득하게 할 수 있고, 부스트 레귤레이터가 동작 동안 온도 변화들에 기반하여 순방향 전압 요건들의 변화들을 보상하기 위해 최적 전압을 레이저 다이오드에 공급하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 예시적인 구동 회로 구성(300)을 나타낸다. 일반적으로, 예시적인 구동 회로 구성(300)은 일정한 광학 전력 구동을 유지하기 위해 구성(300) 내의 동작 조건들의 변화에 응답하여 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위해 다양한 전압 출력들을 적응적으로 공급할 수 있다. 도시된 바와 같이, 도 3은 (예를 들어, 포토다이오드(310) 및 광학 전력 루프(312)에 의해) 레이저 다이오드의 광학 전력을 조절하는 것과, 다른 서보 시스템이 (예를 들어, 부스트 서보(314)에 의해) 레이저 다이오드에 전달되는 전력을 최적화하는 것의 2개의 서보 시스템을 도시한다. 예시적인 구동 회로 구성(300)은 넓게는 녹색 레이저 다이오드에 대한 전력 효율을 최적화하는 방식으로 다이오드에 공급되는 전압을 조절하는 이산 시간 피드백 루프를 포함할 수 있다. 물론, 본 명세서에서는 녹색 레이저 다이오드로서 설명되지만, 이러한 구성(300)은 임의의 적절한 조명원(예로서, 적색 LED) 및/또는 다르게는 회로 구성요소에 전압을 공급할 수 있다는 것을 알아야 한다.
예시적인 구동 회로 구성(300)은 부스트 전압(V BOOST )을 레이저 구동 회로(304), 선택적인 레이저 전류 센서(306) 및 녹색 레이저 다이오드(308)에 공급하도록 구성되는 부스트 레귤레이터(302)를 포함할 수 있다. 부스트 레귤레이터(302)는 입력 전원(도시되지 않음)으로부터 입력 전력을 수신할 수 있고, 부스트 서보(314)에 의해 이루어진 결정들에 응답하여 부스트 전압(V BOOST )을 변화시킬 수 있다. 레이저 구동 회로(304)는 구동 전압(V DRIVE )을 이용하여 녹색 레이저 다이오드(308)를 구동할 수 있고, 레이저 전류 센서(306)는 선택적으로 감지 전압(V SENSE )을 이용하여 녹색 레이저 다이오드(308)로 흐르는 전류를 측정할 수 있고, 녹색 레이저 다이오드(308)는 레이저 전압(V LASER )을 이용하여, 예를 들어, 예시적인 스캐닝 디바이스(100)에 대한 조준 패턴으로서 녹색 레이저 광을 출력할 수 있다. 따라서, 부스트 전압은 다음과 같이 정의될 수 있다:
그 결과, 부스트 전압(V BOOST )은 레이저 구동 회로(304)가 구동 전압(V DRIVE ) 요건들을 실질적으로 초과하지 않고 녹색 레이저 다이오드(308)를 구동할 수 있게 하기에 충분히 커야 하며, 그에 의해 예시적인 구동 회로 구성(300)이 전기적 비효율성을 겪게 한다. 또한, 녹색 레이저 다이오드(308)는 다이오드(308)의 동작 특성(예를 들어, 온도)에 기반하여 다이오드(308)를 효율적으로 구동하는데 이용될 수 있는 순방향 전압들의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 녹색 레이저 다이오드(308)가 완전히 차가울 때(예를 들어, 아직 동작을 시작하지 않았을 때), 다이오드(308)는 녹색 레이저 광을 생성하기 위해 9V 초과를 요구할 수 있다. 대조적으로, 녹색 레이저 다이오드(308)가 완전히 데워졌을 때(예를 들어, 상당한 지속기간 동안 동작 중이었을 때), 다이오드(308)는 녹색 레이저 광을 생성하기 위해 5V 미만을 요구할 수 있다. 따라서, 부스트 레귤레이터(302) 및 부스트 서보(314)는 구성(300)의 모든 구성요소들을 효율적으로 구동하기 위해 예시적인 구동 회로 구성(300)의 동작 동안 부스트 전압(V BOOST )을 능동적으로 조정할 수 있다.
특히, 부스트 레귤레이터(302)는 레이저 구동 회로(304), 녹색 레이저 다이오드(308), 및 선택적인 레이저 전류 센서(306)의 전압 요건들에 기반하여 부스트 전압(V BOOST )에 대한 조정들을 가능하게 하는 프로그래밍가능한 출력을 가질 수 있다. 감지 전압(V SENSE )은 통상적으로 구동 전압(V DRIVE ) 및 레이저 전압(V LASER )에 비해 매우 작으며, 따라서 임의의 특정 시간에 부스트 전압(V BOOST )에 대해 이루어지는 변화들에 크게 영향을 미치지 않을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 여하튼, 부스트 레귤레이터(302)는 예시적인 구동 회로 구성(300)의 모든 구성요소들을 구동하기에 충분한 최대 부스트 전압(V MAX )을 초기에 제공할 수 있고, 부스트 서보(314)는 레이저 전압(V LASER )을 획득/측정할 수 있다. 부스트 서보(314)는 부스트 전압을 직접 측정하지 않을 수 있고, 대신에 부스트 전압(V BOOST )과 연관되는 파라미터를 프로그래밍할 수 있고, 부스트 레귤레이터(302)가 부스트 서보(314)로부터 신호를 수신할 시에 이러한 프로그래밍된 전압을 전달하는 것을 가정할 수 있다. 예를 들어, 부스트 서보(314)는 레이저 전압(V LASER )을 획득/측정할 수 있고 부스트 전압(V BOOST )이 최대 부스트 전압(V MAX )인 것을 가정할 수 있다. 더욱이, 부스트 서보(314)는 전형적으로 녹색 레이저 다이오드(308)의 애노드에서의 레이저 전압(V LASER )을 측정할 수 있지만, 특정 양태들에서, 부스트 서보(314)는 녹색 레이저 다이오드(308)의 캐소드에서의 레이저 전압(V LASER )을 측정할 수 있다.
레이저 전압(V LASER ) 및 최대 부스트 전압(V MAX )으로, 부스트 서보(314)는 최대 부스트 전압(V MAX )과 레이저 전압(V LASER ) 사이의 전압 차이가 구동 전압(V DRIVE )을 초과하는지 여부를 결정할 수 있고, 그렇지 않으면, 부스트 서보(314)는 부스트 레귤레이터(302)가 최대 부스트 전압(V MAX )을 계속 제공하게 할 수 있다. 부스트 서보(314)가 최대 부스트 전압(V MAX )과 레이저 전압(V LASER ) 사이의 전압 차이가 구동 전압(V DRIVE )을 초과한다고 결정하면, 부스트 서보(314)는 부스트 레귤레이터(302)가 초과 전압에 기반하여 최적 전압(V OPTIMUM )을 제공하게 할 수 있다. 예를 들어, 부스트 서보(314)가 최대 부스트 전압(V MAX )과 레이저 전압(V LASER ) 사이의 전압 차이가 구동 전압을 1V만큼 초과한다고 결정하면, 부스트 서보(314)는 최적 전압(V OPTIMUM )이 최대 부스트 전압(V MAX )보다 1V 작다고 결정할 수 있고, 따라서 부스트 레귤레이터가 V OPTIMUM = V MAX - 1V의 최적 부스트 전압을 출력하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트 서보(314)는 부스트 레귤레이터(302)가 정적 부스트 전압(예를 들어, 최대 부스트 전압(V MAX ))을 이용하고, 이에 의해 상당한 양의 전력을 낭비하는 종래의 시스템들에 비해 레이저 구동 회로(304) 및 녹색 레이저 다이오드(308)를 구동하기 위한 동적이고 더 전기적으로 효율적인 부스트 전압(V BOOST )을 출력하게 한다.
또한, 특정 양태들에서, 녹색 레이저 다이오드(308)는 다이오드(308)가 100% 미만인 듀티 사이클을 갖도록 펄스화될 수 있다. 이들 양태들에서, 예시적인 구동 회로 구성(300)의 다른 구성요소들 및/또는 다른 전기적으로 결합된 회로들(도시되지 않음)(예를 들어, 추가의 조명 구성요소들, 벅 드라이브들 등)은 부스트 전압(V BOOST )이 녹색 레이저 다이오드(308)를 구동하지 않음에도 불구하고, 전력을 필요로 할 수 있다. 부스트 서보(314)는 녹색 레이저 다이오드(308)가 (예를 들어, 레이저 펄스들 사이에서) 비활성인 기간들 동안 이들 추가 구성요소들에 전력을 공급하기에 충분한 저전압(V LOW )을 결정할 수 있다. 따라서, 부스트 서보(314)는 녹색 레이저 다이오드(308)가 펄스를 방출할 때 부스트 레귤레이터(302)가 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 출력하게 할 수 있고, 다이오드(308)가 비활성일 때 레귤레이터(302)가 저전압(V LOW )을 출력하게 할 수 있다. 예를 들어, 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )이 8V이고 저전압(V LOW )이 3V이면, 부스트 서보(314)는 녹색 레이저 다이오드(308)가 광 펄스를 방출하기로 되어 있을 때 부스트 레귤레이터(302)가 8V를 출력하게 할 수 있고, 서보(314)는 다이오드(308)가 광 펄스를 방출하기로 되어 있지 않을 때(예를 들어, 펄스들 사이에서 비활성일 때) 레귤레이터(302)가 3V를 출력하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트 서보(314) 및 부스트 레귤레이터(302)는 다이오드의 비활성의 기간들 동안 레귤레이터(302)에 의해 공급되는 부스트 전압(V BOOST )을 저전압(V LOW )으로 추가로 감소시킴으로써 정적 부스트 전압(예를 들어, 최대 부스트 전압(V MAX ))을 이용하는 종래의 시스템들에 비해 추가로 개선되며, 이에 의해 펄스화된 레이저 회로들의 초과 전력 소비를 추가로 감소시킨다.
일부 경우들에서, 녹색 레이저 다이오드(308)는 후속 구동 이벤트들(예를 들어, 레이저 펄스의 방출) 사이에서 냉각하기에 충분히 오랫동안 비활성으로 유지될 수 있다. 이러한 경우들에서, 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )은 다이오드(308)를 구동하기에 불충분할 수 있고, 부스트 서보(314)는 다이오드(308)의 현재 동작 조건들에 기반하여 증가된 최적 구동 전압을 결정할 필요가 있을 수 있다. 대안적으로, 녹색 레이저 다이오드(308)는 실질적으로 가열하기에 충분히 오랫동안 활성으로 유지될 수 있고, 이에 의해 다이오드(308)를 구동하기 위한 전압 요건들을 감소시킨다. 그 경우, 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )은 다이오드(308)를 구동하는데 요구되는 것을 초과할 수 있고, 부스트 서보(314)는 다이오드(308)의 현재 동작 조건들에 기반하여 감소된 최적 구동 전압을 결정할 필요가 있을 수 있다. 어느 경우에나, 부스트 서보(314)는 예시적인 구동 회로 구성(300)의 모든 구성요소들 및/또는 임의의 전기적으로 결합된 구성요소들(예를 들어, 추가 조명 구성요소들, 벅 드라이브들 등)을 구동하는데 필요한 리프레시 주파수에서(예를 들어, x개의 레이저 사이클마다 1회, x 밀리초마다 1회 등) 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 능동적으로 업데이트할 수 있다.
또한, 일부 양태들에서, 부스트 서보(314)는 또한 레이저 펄스들 사이에서의 타임아웃 기간 후에, 최대 부스트 전압(V MAX )으로 복귀할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 트리거(120)를 풀링할 수 있으며, 그 시간 동안 부스트 서보(314)는 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 결정한다. 사용자가 트리거(120)를 해제한 후에, 사용자는 타임아웃 기간을 초과하는 지속기간 후에 트리거를 후속하여 풀링할 수 있어서, 부스트 서보(314)는 현재의 트리거 풀링 동안 녹색 레이저 다이오드(308)의 동작 상태에 대응하는 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 결정하기 전에 부스트 레귤레이터(302)가 최대 부스트 전압(V MAX )을 자동으로 출력하게 한다.
예시적인 구동 회로 구성(300)은 또한 녹색 레이저 다이오드(308)의 일정한 광학 전력 출력을 유지하도록 구성되는 포토다이오드(310) 및 광학 전력 루프(312)를 포함한다. 포토다이오드(310)는 녹색 레이저 다이오드(308)의 일부로서 포함될 수 있고, 레이저 전압(V LASER )에 대응하는 광전류를 생성할 수 있으며, 광학 전력 루프(312)는 이를 수신하여, 광전류에 의해 표시되는 녹색 레이저 다이오드(308)의 동작 조건들에 기반하여 레이저 구동 회로(304)의 출력을 조정할 수 있는 전압 신호로 변환한다. 광학 전력 루프(312)는 녹색 레이저 다이오드(308)의 일정한 광학 전력을 유지하기 위해, 예를 들어, 에러 증폭기(도시되지 않음) 및 교정된 기준 전압을 이용하여 전압 신호를 조정할 수 있다. 이 에러 증폭기의 출력은 광학 출력 전력을 유지하기 위한 적절한 헤드룸이 있는 것을 확실히 하기 위해 부스트 서보(314)에 의해 주기적으로 모니터링될 수 있으며, 이에 의해 부스트 서보(314)는 필요한 헤드룸을 추가하기 위해 부스트 전압을 증가시키도록 변화시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 광학 전력 루프(312)의 출력(예를 들어, 게이트 전압)은 부스트 서보(314)에 의해 수신될 수 있고, 부스트 레귤레이터(302)에 의해 공급되는 전압에 대한 조정을 결정하기 위해 부스트 서보(314)에 의해 이용될 수 있다.
게다가, 예시적인 구동 회로 구성(300)은 접지(316) 및 선택적인 레이저 온도 센서(318)를 포함한다. 접지(316)는 예시적인 구동 회로 구성(300)의 전기적 접지일 수 있으며, 따라서 전압들(예로서, V BOOST , V DRIVE , V SENSE 및 V LASER ) 각각은 접지(316)에 대해 측정될 수 있다. 그에 의해, 녹색 레이저 다이오드(308)로 흐르는 전류 경로는 부스트 레귤레이터(302)로부터 레이저 구동 회로(304)로, 선택적으로 레이저 전류 센서(306)를 통해, 녹색 레이저 다이오드(308)를 통해, 마지막으로 접지(316)로 흐르는 것으로 설명될 수 있다. 선택적인 레이저 온도 센서(318)는 활성의 기간들 전에, 그 동안에 그리고 그 후에 다이오드(308)의 동작 온도를 측정하기 위해(예로서, 조준 조명을 제공하기 위해) 녹색 레이저 다이오드(308)의 일부로서 포함되고/되거나 다른 방식으로 다이오드(308)에 접속될 수 있다. 특정 양태들에서, 선택적인 레이저 온도 센서(318)는 부스트 서보(314)와 통신가능하게 결합될 수 있어서, 부스트 서보(314)는 부스트 레귤레이터(302)에 의해 공급되는 부스트 전압(V BOOST )에 대한 변화를 결정하기 위해 센서(318)로부터 레이저 동작 온도들을 수신할 수 있다.
예시적인 구동 회로 구성(300)은 또한 부스트 레귤레이터(302)에 전기적으로 결합되는 다른 전자 구성요소(들)를 일반적으로 포함할 수 있는 다른 회로(320)를 포함한다. 예를 들어, 다른 회로(320)는 조명 LED, 구동 회로 및/또는 임의의 다른 적절한 전자 구성요소 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다른 회로(320)도 접지(316)에 전기적으로 결합될 수 있으며, 따라서 녹색 레이저 다이오드(308) 및 다른 회로(320) 둘 다는 부스트 레귤레이터(302)로부터 입력 구동 전압을 수신하고, 접지(316)로 방전한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동하기 위한 다른 예시적인 구동 회로 구성(400)을 나타낸다. 도 3에 도시된 예시적인 구동 회로 구성(300)과 유사하게, 구성(400)은 부스트 레귤레이터(402), 녹색 레이저 다이오드(406), 레이저 구동 회로(408), 부스트 서보(412), 선택적인 레이저 전류 센서(414), 접지(416) 및 선택적인 레이저 온도 센서(418)를 포함한다. 더욱이, 예시적인 구동 회로 구성(400)은 도 3의 예시적인 구동 회로 구성(300)과 관련하여 전술한 바와 유사한 전압 조정 기능들을 수행할 수 있다. 그러나, 구성(400)은 두 가지 주목할 만한 방식으로 도 3에 도시된 구성(300)과 상이하며, 즉 1) 녹색 레이저 다이오드(406)는 포토다이오드(예를 들어, 포토다이오드(310))가 없는 플로팅 케이스 레이저(floating case laser)를 나타내고, 2) 레이저 구동 회로(408)는 일정한 광학 전력 모드 대신에 정전류 모드에서 전류 조절 루프(410)에 의해 구동된다.
어쨌든, 예시적인 구동 회로 구성(400)은 정전류를 유지하기 위해 구성(400) 내에서 동작 조건을 변경한 것에 응답하여 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동하기 위해 다양한 전압 출력을 적응적으로 공급할 수 있다. 예시적인 구동 회로 구성(400)은 넓게는 녹색 레이저 다이오드(406)에 대한 전력 효율을 최적화하는 방식으로 다이오드(406)에 공급되는 전압을 조절하는 이산 시간 피드백 루프를 포함할 수 있다. 물론, 본 명세서에서는 녹색 레이저 다이오드로서 설명되지만, 이러한 구성(400)은 임의의 적절한 조명원(예로서, 적색 LED) 및/또는 다르게는 회로 구성요소에 전압을 공급할 수 있다는 것을 알아야 한다.
부스트 레귤레이터(402)는 부스트 전압(V BOOST )을 레이저 구동 회로(408), 전류 센서(404)(본 명세서에서는 "전류 감지 회로"라고도 지칭됨), 및 녹색 레이저 다이오드(406)에 공급하도록 구성된다. 부스트 레귤레이터(402)는 입력 전원(도시되지 않음)으로부터 입력 전력을 수신할 수 있고, 부스트 서보(412)에 의해 이루어진 결정들에 응답하여 부스트 전압(V BOOST )을 변화시킬 수 있다. 레이저 구동 회로(408)는 구동 전압(V DRIVE )을 이용하여 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동할 수 있고, 전류 센서(404)는 감지 전압(V SENSE )을 이용하여 녹색 레이저 다이오드(406)로 흐르는 전류를 측정할 수 있고, 녹색 레이저 다이오드(406)는 레이저 전압(V LASER )을 이용하여, 예를 들어, 예시적인 스캐닝 디바이스(100)에 대한 조준 패턴으로서 녹색 레이저 광을 출력할 수 있다. 따라서, 부스트 전압은 수학식 1에서 제공된 바와 같이 정의될 수 있다.
그 결과, 부스트 전압(V BOOST )은 레이저 구동 회로(408)가 구동 전압(V DRIVE ) 요건들을 실질적으로 초과하지 않고 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동할 수 있게 하기에 충분히 커야 하며, 이에 의해 예시적인 구동 회로 구성(400)이 전기적 비효율성을 겪게 한다. 또한, 녹색 레이저 다이오드(406)는 다이오드(406)의 동작 특성(예를 들어, 온도)에 기반하여 다이오드(406)를 효율적으로 구동하는데 이용될 수 있는 순방향 전압들의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 녹색 레이저 다이오드(406)가 완전히 차가울 때(예를 들어, 아직 동작을 시작하지 않았을 때), 다이오드(406)는 녹색 레이저 광을 생성하기 위해 9V 초과를 요구할 수 있다. 대조적으로, 녹색 레이저 다이오드(406)가 완전히 데워졌을 때(예를 들어, 상당한 지속기간 동안 동작 중이었을 때), 다이오드(406)는 녹색 레이저 광을 생성하기 위해 5V 미만을 요구할 수 있다. 따라서, 부스트 레귤레이터(402) 및 부스트 서보(412)는 구성(400)의 모든 구성요소들을 효율적으로 구동하기 위해 예시적인 구동 회로 구성(400)의 동작 동안 부스트 전압(V BOOST )을 능동적으로 조정할 수 있다.
특히, 부스트 레귤레이터(402)는 레이저 구동 회로(408), 녹색 레이저 다이오드(406), 및 전류 센서(404)의 전압 요건들에 기반하여 부스트 전압(V BOOST )에 대한 조정들을 가능하게 하는 프로그래밍가능한 출력을 가질 수 있다. 감지 전압(V SENSE )은 통상적으로 구동 전압(V DRIVE ) 및 레이저 전압(V LASER )에 비해 매우 작으며, 따라서 임의의 특정 시간에 부스트 전압(V BOOST )에 대해 이루어지는 변화들에 크게 영향을 미치지 않을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 여하튼, 부스트 레귤레이터(402)는 예시적인 구동 회로 구성(400)의 모든 구성요소들을 구동하기에 충분한 최대 부스트 전압(V MAX )을 초기에 제공할 수 있고, 부스트 서보(412)는 비교를 위해 레이저 전압(V LASER ) 및 최대 부스트 전압(V MAX )을 획득/측정할 수 있다. 부스트 서보(412)는 전형적으로 녹색 레이저 다이오드(406)의 캐소드에서의 레이저 전압(V LASER )을 측정할 수 있지만, 특정 양태들에서, 부스트 서보(412)는 녹색 레이저 다이오드(406)의 애노드에서의 레이저 전압(V LASER )을 측정할 수 있다.
레이저 전압(V LASER ) 및 최대 부스트 전압(V MAX )으로, 부스트 서보(412)는 최대 부스트 전압(V MAX )과 레이저 전압(V LASER ) 사이의 전압 차이가 구동 전압(V DRIVE )을 초과하는지 여부를 결정할 수 있고, 그렇지 않으면, 부스트 서보(412)는 부스트 레귤레이터(402)가 최대 부스트 전압(V MAX )을 계속 제공하게 할 수 있다. 부스트 서보(412)가 최대 부스트 전압(V MAX )과 레이저 전압(V LASER ) 사이의 전압 차이가 구동 전압(V DRIVE )을 초과한다고 결정하면, 부스트 서보(412)는 부스트 레귤레이터(402)가 초과 전압에 기반하여 최적 전압(V OPTIMUM )을 제공하게 할 수 있다. 예를 들어, 부스트 서보(412)가 최대 부스트 전압(V MAX )과 레이저 전압(V LASER ) 사이의 전압 차이가 1.5V만큼 구동 전압을 초과한다고 결정하면, 부스트 서보(412)는 최적 전압(V OPTIMUM )이 최대 부스트 전압(V MAX )보다 1.5V 작다고 결정할 수 있고, 따라서 부스트 레귤레이터가 V OPTIMUM = V MAX - 1.5V의 최적 부스트 전압을 출력하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트 서보(412)는 부스트 레귤레이터(402)가 정적 부스트 전압(예를 들어, 최대 부스트 전압(V MAX ))을 이용하고, 이에 의해 상당한 양의 전력을 낭비하는 종래의 시스템들에 비해 레이저 구동 회로(408) 및 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동하기 위한 동적이고 더 전기적으로 효율적인 부스트 전압(V BOOST )을 출력하게 한다.
더욱이, 특정 양태들에서, 녹색 레이저 다이오드(406)는 다이오드(406)가 100% 미만인 듀티 사이클을 갖도록 펄스화될 수 있다. 이들 양태들에서, 예시적인 구동 회로 구성(400)의 다른 구성요소들 및/또는 다른 전기적으로 결합된 회로들(도시되지 않음)(예를 들어, 추가의 조명 구성요소들, 벅 드라이브들 등)은, 부스트 전압(V BOOST )이 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동하지 않음에도 불구하고, 전력을 필요로 할 수 있다. 부스트 서보(412)는 녹색 레이저 다이오드(406)가 (예를 들어, 레이저 펄스들 사이에서) 비활성인 기간들 동안 이들 추가 구성요소에 전력을 공급하기에 충분한 저전압(V LOW )을 결정할 수 있다. 따라서, 부스트 서보(412)는 녹색 레이저 다이오드(406)가 펄스를 방출할 때 부스트 레귤레이터(402)가 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 출력하게 할 수 있고, 다이오드(406)가 비활성일 때 레귤레이터(402)가 저전압(V LOW )을 출력하게 할 수 있다. 예를 들어, 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )이 7V이고 저전압(V LOW )이 4V이면, 부스트 서보(412)는 녹색 레이저 다이오드(406)가 광 펄스를 방출하기로 되어 있을 때 부스트 레귤레이터(402)가 7V를 출력하게 할 수 있고, 서보(412)는 다이오드(406)가 광 펄스를 방출하기로 되어 있지 않을 때(예를 들어, 펄스들 사이에서 비활성일 때) 레귤레이터(402)가 4V를 출력하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트 서보(412) 및 부스트 레귤레이터(402)는 다이오드의 비활성의 기간들 동안 레귤레이터(402)에 의해 공급되는 부스트 전압(V BOOST )을 저전압(V LOW )으로 추가로 감소시킴으로써 정적 부스트 전압(예를 들어, 최대 부스트 전압(V MAX ))을 이용하는 종래의 시스템들에 비해 추가로 개선되며, 이에 의해 펄스화된 레이저 회로들의 초과 전력 소비를 추가로 감소시킨다.
일부 경우들에서, 녹색 레이저 다이오드(406)는 후속 구동 이벤트들(예를 들어, 레이저 펄스의 방출) 사이에서 냉각하기에 충분히 오랫동안 비활성으로 유지될 수 있다. 이러한 경우들에서, 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )은 다이오드(406)를 구동하기에 불충분할 수 있고, 부스트 서보(412)는 다이오드(406)의 현재 동작 조건들에 기반하여 증가된 최적 구동 전압을 결정할 필요가 있을 수 있다. 대안적으로, 녹색 레이저 다이오드(406)는 실질적으로 가열하기에 충분히 오랫동안 활성으로 유지될 수 있고, 이에 의해 다이오드(406)를 구동하기 위한 전압 요건들을 감소시킨다. 그 경우, 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )은 다이오드(406)를 구동하는데 요구되는 것을 초과할 수 있고, 부스트 서보(412)는 다이오드(406)의 현재 동작 조건들에 기반하여 감소된 최적 구동 전압을 결정할 필요가 있을 수 있다. 어느 경우에나, 부스트 서보(412)는 예시적인 구동 회로 구성(400)의 모든 구성요소들 및/또는 임의의 전기적으로 결합된 구성요소들(예를 들어, 추가의 조명 구성요소들, 벅 드라이브들 등)을 구동하는데 필요한 리프레시 주파수에서(예를 들어, x개의 레이저 사이클마다 1회, x 밀리초마다 1회 등) 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 능동적으로 업데이트할 수 있다.
또한, 일부 양태들에서, 부스트 서보(412)는 또한 레이저 펄스들 사이에서의 타임아웃 기간 후에, 최대 부스트 전압(V MAX )으로 복귀할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 예시적인 스캐닝 디바이스(100)의 트리거(120)를 풀링할 수 있고, 그 시간 동안, 부스트 서보(412)는 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 결정한다. 사용자가 트리거(120)를 해제한 후에, 사용자는 타임아웃 기간을 초과하는 지속기간 후에 트리거를 후속적으로 풀링할 수 있어서, 부스트 서보(412)는 현재의 트리거 풀링 동안 녹색 레이저 다이오드(406)의 동작 상태에 대응하는 최적 부스트 전압(V OPTIMUM )을 결정하기 전에 부스트 레귤레이터(402)가 최대 부스트 전압(V MAX )을 자동으로 출력하게 한다.
예시적인 구동 회로 구성(400)은 또한 부스트 레귤레이터(402)로부터 접지(416)로 흐르는 정전류를 유지하도록 구성되는 전류 조절 루프(410)를 포함한다. 전류 감지 회로(404)는 레이저 전압(V LASER )에 대응하는 전압 피드백 신호를 생성하고, 전류 조절 루프(410)는 이를 수신하여 정전류를 유지하는데 이용한다. 전류 조절 루프(410)는 예를 들어, 부스트 레귤레이터(402)로부터 접지(416)로 흐르는 정전류를 유지하기 위해 에러 증폭기(도시되지 않음) 및 교정된 기준 전압을 이용하여 전압 피드백 신호를 조정할 수 있다. 더욱이, 전류 조절 루프(410)의 출력은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 부스트 서보(412)에 의해 수신될 수 있고, 부스트 레귤레이터(402)에 의해 공급되는 전압에 대한 조정을 결정하기 위해 부스트 서보(412)에 의해 이용될 수 있다.
일반적으로, 녹색 레이저 다이오드(406)가 정전류에서 구동될 때, 다이오드(406)의 광학 전력은 동작 동안 다이오드(406)의 온도가 증가함에 따라 시간 경과에 따라 감소할 수 있다. 즉, 녹색 레이저 다이오드(406)를 구동하기 위한 전압 요건이 온도 증가에 따라 감소함에 따라, 다이오드(406)를 통해 흐르는 전류가 일정하게 유지될 때 다이오드(406)의 광학 전력 출력은 유사하게 감소한다. 그 결과, 녹색 레이저 다이오드(406)의 광학 전력은 다이오드(406)가 차가울 때 초기 동작 동안 가장 높을 수 있다.
따라서, 일정한 광학 전력이 주요 관심사가 아닐 수 있는 예시적인 구동 회로 구성(400)과 유사한 구성들에서, 정전류 루프(410)는 동작 동안 온도가 증가함에 따라 광학 전력만이 감소하도록, 최대 냉간 조정 전류를 유지하려고 시도할 수 있다. 대안적으로, 선택적인 레이저 온도 센서(318)는 녹색 레이저 다이오드(406)를 통해 흐르는 전류를 증가시킴으로써 광학 전력 손실을 보정하기 위해 온도 참조표(도시되지 않음)와 함께 이용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 예시적인 구동 회로 구성(400)은 또한 접지(416) 및 선택적인 레이저 온도 센서(418)를 포함한다. 접지(416)는 예시적인 구동 회로 구성(400)의 전기적 접지일 수 있으며, 따라서 전압들(예로서, V BOOST , V DRIVE , V SENSE 및 V LASER ) 각각은 접지(416)에 대해 측정될 수 있다. 그에 의해, 녹색 레이저 다이오드(406)로 흐르는 전류 경로는 부스트 레귤레이터(402)로부터 전류 센서(404)로, 녹색 레이저 다이오드(406)를 통해, 레이저 구동 회로(408)를 통해, 선택적으로 레이저 전류 센서(414)를 통해, 마지막으로 접지(416)로 흐르는 것으로 설명될 수 있다. 선택적인 레이저 온도 센서(418)는 활성의 기간들 전에, 그 동안에 그리고 그 후에 다이오드(406)의 동작 온도를 측정하기 위해(예로서, 조준 조명을 제공하기 위해) 녹색 레이저 다이오드(406)의 일부로서 포함되고/되거나, 다른 방식으로 다이오드(406)에 접속될 수 있다. 특정 양태들에서, 선택적인 레이저 온도 센서(418)는 부스트 서보(412)와 통신가능하게 결합될 수 있어서, 부스트 서보(412)는 부스트 레귤레이터(402)에 의해 공급되는 부스트 전압(V BOOST )에 대한 변화를 결정하기 위해 센서(418)로부터 레이저 동작 온도들을 수신할 수 있다.
예시적인 구동 회로 구성(400)은 또한 부스트 레귤레이터(402)에 전기적으로 결합되는 다른 전자 구성요소(들)를 일반적으로 포함할 수 있는 다른 회로(420)를 포함한다. 예를 들어, 다른 회로(420)는 조명 LED, 구동 회로 및/또는 임의의 다른 적절한 전자 구성요소 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 다른 회로(420)도 접지(416)에 전기적으로 결합될 수 있으며, 따라서 녹색 레이저 다이오드(406) 및 다른 회로(420) 둘 다는 부스트 레귤레이터(402)로부터 입력 구동 전압을 수신하고, 접지(416)로 방전한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 예시적인 방법(500)을 나타낸다. 특정 실시예들에서, 방법(500)의 블록들 중 임의의 것은 예시적인 스캐닝 디바이스(100), 조준 패턴 어셈블리(122), 조준 조명 제어기(122B), 프로세서(들)(202), 및/또는 임의의 다른 적절한 디바이스 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
방법(500)은 부스트 레귤레이터에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 녹색 레이저 다이오드를 구동하는 단계(블록 502)를 포함한다. 일반적으로, 전술한 바와 같이, 최대 부스트 전압은 녹색 레이저 다이오드 및 다수의 다른 추가의 전기 구성요소들(예로서, 레이저 구동 회로(304, 408), 레이저 전류 센서(306), 전류 감지 회로(404))을 구동하기에 충분할 수 있다. 방법(500)은 또한 부스트 서보에 의해, 녹색 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하는 단계(블록 504)를 포함할 수 있다. 부스트 서보는 일반적으로 녹색 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정할 수 있지만, 특정 양태들에서, 부스트 서보는 녹색 레이저 다이오드의 캐소드에서의 레이저 전압을 측정할 수 있다.
방법(500)은 또한 부스트 서보에 의해, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계(블록 506)를 포함한다. 특정한 양태들에서, 부스트 서보는 녹색 레이저 다이오드를 통해 흐르는 전류 레벨에 대응하는 레이저 전류 감지 전압을 추가적으로 측정할 수 있다. 이들 양태들에서, 부스트 서보는 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압 둘 다를 감산함으로써 전압 차이를 계산할 수 있다.
방법(500)은 또한 부스트 서보에 의해, 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계(블록 508)를 포함한다. 제1 예로서, 부스트 서보는 레이저 전압(및 선택적으로 레이저 전류 감지 전압)과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이가 3V라고 결정할 수 있고, 구동 전압은 2V일 수 있다. 이 제1 예에서, 부스트 서보는 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 1V만큼 초과한다고 결정할 수 있다. 제2 예로서, 부스트 서보는 레이저 전압(및 선택적으로 레이저 전류 감지 전압)과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이가 2V라고 결정할 수 있고, 구동 전압은 2V일 수 있다. 이 제2 예에서, 부스트 서보는 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압과 동일하다고 결정할 수 있다. 어느 경우에나, 부스트 서보는 부스트 서보가 구동 회로의 더 전기적으로 효율적인 동작을 달성할 수 있는 최대 부스트 전압(예를 들어, 각각 1V 및 0V)에 대한 변화(예를 들어, 감소)를 결정할 수 있다.
특정 양태들에서, 부스트 서보는 전압 차이를 구동 전압과 비교하기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 부스트 서보는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하기 위해 모니터링 주파수에서 구동 전압을 조절하도록 구성되는 광학 전력 제어 루프(예를 들어, 광학 전력 루프(312))를 모니터링할 수 있다. 모니터링 주파수는 임의의 적절한 주파수(예를 들어, x개의 레이저 사이클마다 1회, x 밀리초마다 1회 등)일 수 있고, 부스트 서보가 구동 전압이 조정될 필요가 있는지 여부를 결정할 수 있게 하여, 부스트 레귤레이터로부터의 전체 전압 요건들에 영향을 미칠 수 있다. 구동 전압 임계치는 임의의 적절한 전압 값, 요구된 값으로부터의 백분율 편차, 및/또는 구동 전압 또는 이들의 조합들에 대응하는 임의의 다른 적절한 수치 값일 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트 서보는 전압 차이를 비교하는데 이용되는 구동 전압이 부스트 전압이 부스트 레귤레이터에 의해 공급되는 부스트 전압을 조정하는데 이용할 수 있는 정확한 전압 초과를 제공할 것임을 검증할 수 있다.
따라서, 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 방법(500)은 또한 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계를 포함한다(블록 510). 위의 예들로 돌아가서, 부스트 서보는 최대 부스트 전압이 제1 예에서 1V만큼 감소되어야 한다고 결정할 수 있어, 최적 전압은 최대 부스트 전압보다 1V 작다. 위의 제2 예에서, 부스트 서보는 전압 차이가 구동 전압을 초과하지 않는다고(이들은 동등함) 결정할 수 있어, 최적 전압은 최대 부스트 전압이다.
특정 양태들에서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이며, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이다. 이러한 양태들에서, 부스트 서보는 녹색 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 후속하여 측정할 수 있다. 그 후, 부스트 서보는 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산할 수 있고, 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보는 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 할 수 있다.
예로서, 구동 전압은 1.5V일 수 있고, 제1 레이저 전압은 6V일 수 있고, 제1 최적 전압은 8V일 수 있다. 부스트 서보는 제1 동작 기간 후에 녹색 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압을 측정할 수 있고, 제2 레이저 전압은 동작 동안 증가하는 온도의 결과로서 5.5V일 수 있다. 부스트 서보는 제1 최적 전압(8V)으로부터 제2 레이저 전압(5.5V)을 감산하여 2.5V의 제2 전압 차이를 결정함으로써 제2 전압 차이를 계산할 수 있다. 부스트 서보는 제2 전압 차이(2.5V)를 구동 전압(1.5V)과 비교하여 제2 전압 차이가 1V만큼 구동 전압을 초과한다고 결정할 수 있다. 그 결과, 부스트 서보는 제1 최적 전압(8V)으로부터 1V를 감산함으로써 부스트 레귤레이터가 7V의 제2 최적 전압을 출력하게 할 수 있다.
일부 양태들에서, 부스트 서보는 온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득할 수 있다. 이들 양태들에서, 부스트 서보는 또한 레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 룩업 최적 전압을 획득할 수 있다. 부스트 서보는 또한 최적 전압을 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정할 수 있다. 예를 들어, 부스트 레귤레이터에 의해 출력된 최적 전압은 9V일 수 있고, 레이저 전압은 7V일 수 있다. 이 예에서, 온도 센서는 레이저 및/또는 동작 환경의 온도를 측정할 수 있고, 그 온도를 부스트 서보에 전송할 수 있고, 부스트 서보는 온도 센서로부터 획득된 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위한 6V의 룩업 최적 전압을 획득할 수 있다. 따라서, 부스트 서보는 최적 전압(9V) 및/또는 레이저 전압(7V)을 룩업 최적 전압(6V)과 비교하여 최적 전압이 레이저 구동을 희생시키지 않고 1V만큼 감소될 수 있다고 결정할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 특정 양태들에서, 부스트 서보는 실온 레이저 순방향 전압을 식별하기 위해 교정될 수 있고, 온도의 함수로서 최적 부스트 전압을 추정하도록 구성될 수 있다. 특정 시간으로서, 부스트 서보는 온도 센서로부터 레이저 온도를 획득할 수 있고, 그 후 실온 레이저 순방향 전압에 기반하여 추정된 최적 부스트 전압을 계산할 수 있다. 부스트 서보는 이후 부스트 레귤레이터가 추정된 최적 부스트 전압을 출력하게 할 수 있다.
일부 양태들에서, 부스트 서보는 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전력을 출력하도록 부스트 레귤레이터에 대한 입력 전류를 조정할 수 있다. 부스트 서보는 전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여 입력 전류를 조정할 수 있다. 이러한 방식으로, 부스트 레귤레이터에 대한 입력 전력은 레이저 구동 구성요소들의 부하에 의해 요구되는 전력과 일치하도록 부스트 서보에 의한 입력 전압 대신에 그리고/또는 그에 더하여 입력 전류를 조정함으로써 최적화될 수 있다. 이것은 부스트 레귤레이터에 대한 입력 전류를 감소시킨 결과로서 부스트 전압을 간접적으로 감소시킴으로써 효율을 개선하고 구성요소들로부터 요구되는 피크 전류를 감소시킬 것이다.
방법(500)은 또한 부스트 서보에 의해, 녹색 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하는 단계(블록 512)를 포함한다. 특정 양태들에서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED)이다. 그러나, 이전에 언급된 바와 같이, 적어도 하나의 추가 구성요소는 부스트 레귤레이터와 전기적으로 결합되는 임의의 적절한 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 부스트 레귤레이터에 의해 출력되는 저전압은 다이오드가 레이저 펄스들을 능동적으로 방출하고 있지 않을 때 녹색 레이저 다이오드를 구동하는 것과 관련되지 않은 다른 회로들 상에서 추가적인 벅 드라이브들을 구동하는데 이용될 수 있다.
녹색 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 방법(500)은 또한 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하는 단계(블록 514)를 포함한다. 특정 양태들에서, 부스트 서보는 녹색 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다고 결정할 수 있고, 부스트 레귤레이터가 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 할 수 있다. 대안적으로, 부스트 서보는 녹색 레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다고 결정할 수 있고, 다이오드가 구동을 위한 최대 부스트 전압을 필요할 만큼 충분히 냉각시킬 충분한 시간을 갖지 않았기 때문에, 부스트 레귤레이터가 녹색 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 할 수 있다. 타임아웃 구간은 임의의 적절한 시간 기간일 수 있다.
추가적으로, 일부 양태들에서, 부스트 서보는 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정할 수 있다. 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보는 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정할 수 있고, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산할 수 있다. 따라서, 부스트 서보에 의해 측정된 전압 차이는 광학 전력 제어 루프에 의해 제공된 게이트 전압과 레이저 전압 사이에서 그리고/또는 레이저 다이오드의 애노드와 최적 전압 사이에서 측정될 수 있다. 물론, 어느 하나의 측정이 적절할 수 있다는 것과, 다양한 인자들(예컨대, 레이저 다이오드의 자체 가열 효과들)이 어느 하나의 측정이 임의의 특정 시간에 더 신뢰성 있게 되게 할 수 있다는 것을 알아야 한다.
앞서 살펴본 바와 같이, 조준 어셈블리들에서 녹색 레이저 소스들을 이용하는 바코드 이미저들과 같은 스캐닝 디바이스들이 또한 높은 열을 초래하는 높은 동작 전압들로 인해, 그리고 단축된 레이저 수명들로 인해 제한된다. 녹색 레이저 소스들이 판독 레이저 소스들에 비해 더 높은 콘트라스트를 생성할 수 있지만, 바코드 이미징 응용들에서, 녹색 레이저 소스들은 주변 광에서의 포화에 더 민감하다. 그 결과, 녹색 레이저 소스들은 전형적으로 더 높은 광학 전력 출력 레벨들에서 동작되지만, 이는 열 소산 및 레이저 열화 문제들을 악화시킨다.
이에 응답하여, 다양한 예들에서, 본 명세서에서의 스캐닝 디바이스들(예를 들어, 바코드 이미저들)은 조준 어셈블리, 특히, 조준 패턴 어셈블리(122)와 같이 녹색 레이저 소스를 이용하는 조준 어셈블리의 레이저 구동을 제어하기 위한 기술들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 바코드 이미저는 예컨대, 바코드 이미저의 시야에 걸쳐 이미지들을 캡처하도록 구성되는 스캐닝 디바이스(100)의 이미징 어셈블리(212)를 포함하고, 각각의 이미지는 바코드 이미저의 프레임 지속기간 동안 캡처된다. 일부 예들에서, 조준 조명 제어기(122B)와 같은 제어기는 조준 어셈블리의 구동 모드를 제어함으로써 조준 어셈블리를 제어한다. 특히, 제어기(122B)는 조준 어셈블리(122)에 의해 생성되는 조준 패턴에 대한 최적 듀티 사이클 값을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 듀티 사이클이 최적 값보다 클 때, 조준 패턴의 동일한 시각적 휘도에서 열 소산이 증가하며, 후자는 프레임 평균 방사 전력 제약에 의해 제한된다. 듀티 사이클이 최적 값보다 작을 때, 조준 패턴의 시각적 휘도는 감소하며, 후자는 피크 펄스 광학 전력 제약에 의해 제한된다. 더 논의되는 바와 같이, 최적 듀티 사이클은 단일 값, 다수의 상이한 값들, 또는 솔루션 공간을 형성하는 값들의 범위 내에 있는 값들일 수 있다.
본 명세서의 다양한 예들에서, 조준 패턴의 제어는 제어기(122B)에 의해 수행되는 것으로 설명된다. 이러한 제어는 도 3 내지 도 5에서 전술한 방법들 및 프로세스들과 별개이다. 실제로, 아래에 설명되는 제어기 기능들 중 임의의 것은 동일한 제어기 내에서 또는 위의 부스트 기능성을 제공하지 않는 별개의 조준 어셈블리 제어기를 통해 수행될 수 있다. 본 명세서에서의 제어기 동작들은, 예를 들어, 다수의 레이저 구동 회로들에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 시스템들 및 디바이스들은 상이한 내부 센서들 및 모니터링 기능성을 갖는 스캐닝 디바이스들에서의 이용을 허용하기 위해 동일한 조준 어셈블리에 다수의 레이저 구동 회로들을 포함시키도록 구현될 수 있다. 일부 예들에서, 제어기(122B)는 a) 내장된 모니터 검출기들을 갖지 않는 조준 어셈블리들에 유용할 수 있는 저장된 순람표를 이용하는 열 보정들에 의해, 일정한 레이저 동작 전류를 유지하는 회로; 및 b) 내장된 모니터 검출기를 갖는 조준 어셈블리들에 유용할 수 있는 일정한 레이저 모니터 전류를 유지하는 회로 중 하나 또는 둘 다를 포함하도록 구현된다.
일부 예들에서, 제어기(122B)는 녹색 레이저 조준 패턴이 프레임 지속기간마다 단일 펄스로서 생성되도록 조준 어셈블리(122)를 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 제어기(122B)는 프레임 지속기간마다 녹색 레이저 조준 패턴의 다수의 펄스를 생성하도록 조준 어셈블리를 제어한다. 프레임 지속기간은 바코드 이미저가 전체 이미지 캡처 구간을 거치는데 걸리는 시간을 나타낸다. 예를 들어, 프레임 지속기간(Tf)은 바코드 이미저가 동작되는 초당 프레임(FPS) 레이트(F)의 역일 수 있다. 60 FPS 바코드 이미저는 예를 들어, 16.67 ms 프레임 지속기간을 가진다.
더욱이, 일부 예들에서, 제어기(122B)는 프레임 지속기간마다 녹색 조준 패턴 펄스에 대한 듀티 사이클을 결정한다. 예를 들어, 일부 예들에서, 프레임 지속기간-독립적, 피크 펄스 광학 전력 제약 및 프레임 지속기간-의존적 열 소산 제약을 동시에 만족시키는 듀티 사이클이 결정된다. 일부 예들에서, 조준 펄스에 대한 최소 단일 펄스 광학 전력 조건 및 일련의 조준 펄스 조건에 대한 평균 전력을 동시에 만족시키는 듀티 사이클이 결정된다. 일부 예들에서, 듀티 사이클은 조준 펄스에 대한 단일 펄스 광학 전력 규칙과 일련의 조준 펄스 규칙에 대한 평균 전력의 교차를 나타내는 최적화 상태의 미리 결정된 허용오차 범위 내에 있는 것으로 결정된다.
도 6은 동시 동작 제약들을 만족시키기 위해 스캐닝 디바이스(100)와 같은 바코드 이미저의 조준 어셈블리를 구동하기 위한 예시적인 방법(600)을 나타낸다. 선택적으로, 방법(600)은 (제어기(122B)와 같은) 제어기가 바코드 이미저의 동작 모드를 획득하고, 후속 프로세스(블록 604)에서 (조준 패턴 어셈블리(122)와 같은) 조준 어셈블리의 정적 특성들을 획득하는 초기 프로세스(블록 602)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록(602)에서, 제어기는 바코드 이미저가, 예를 들어, 바코드 이미저가 핸드헬드 모드에 있을 때, 바코드 이미저가 수동으로 작동가능한 트리거(120)에 응답하여 이미지들을 캡처하는 트리거 레벨 모드 중 어느 하나라고 결정할 수 있다. 또는, 제어기는, 예를 들어, 바코드 이미저가 프리젠테이션 모드에서 고정된 위치에 장착될 때, 바코드 이미저가 복수의 연속적인 프레임 지속기간들을 포함하는 연속적인 시간 기간에 걸쳐 이미지들을 캡처하는 프리젠테이션 모드에 바코드 이미저가 있다고 결정할 수 있다. 어느 예에서든, 동작 모드의 결정은, 바코드 이미저 상의 트리거(120)의 풀링, 또는 바코드 이미저가 프리젠테이션 모드를 위한 고정 베이스(도시되지 않음)에 장착되거나 트리거 레벨 모드를 위한 고정 베이스로부터 자유로울 때, 예를 들어, 바코드 이미저 감지의 베이스 또는 핸들(예를 들어, 길쭉한 핸들 또는 하부 손잡이 부분(116)) 내의 센서로부터의 감지된 상태 등의, 사용자-개시된 이벤트에 대한 응답일 수 있다.
일부 예들에서, 동작 모드가 결정되고, 듀티 사이클을 결정하는데 이용되는 동시 제약들이 동작 모드에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 트리거 레벨 모드에서의 바코드 이미저의 프레임 지속기간은 프리젠테이션 모드에 있을 때의 프레임 지속기간과 상이할 수 있다.
선택적인 블록(604)에서, 제어기(122B)는 레이저 소스의 동작을 정의하는 특성들과 같은 레이저 조준 어셈블리의 정적 특성을 결정할 수 있다. 예시적인 정적 특성은, Food & Drug Administration and The American National Standards Institute Z136.1 Safe Use of Laser Standard의 일부인 CDRH(The Center for Devices and Radiological Health)에 의해 결정되는 바와 같은, 레이저 안전 클래스, 예를 들어, 클래스 2, 클래스 3R, 클래스 3B 또는 클래스 4이다. 임의의 수의 정적 레이저 특성들이 이용될 수 있지만, 클래스 등급들이 일부 예들에서 이용되는데, 그 이유는 이들이 바코드 이미저까지의 전체 시야에 걸쳐 그리고 근거리 및 원거리 필드 거리들에서 조준 어셈블리에 의해 충족될 가시 광 조건에 대한 인간 액세스가능한 레이저 전력을 제공하기 때문이다. 위에 언급된 바와 같이, 다양한 예들에서, 조준 패턴 어셈블리(22)는 녹색 레이저 소스, 예를 들어, 녹색 레이저 다이오드를 포함하는 조명 구성요소들(122A)을 포함한다. 일부 예들에서, 이 녹색 레이저 소스는 1mW 미만의 출력 전력을 갖도록 정격화된 클래스 2 레이저일 수 있다. 일부 예들에서, 제어기(122B)는 메모리(204)에 저장되거나 조준 조명 구성요소들(22A)에 저장된 정적 특성들을 획득한다.
조준 어셈블리에 의해 생성된 펄스들에 대한 듀티 사이클을 결정하기 위해, 제어기(122B)(블록 606)는 바코드 이미저가 동작하는 프레임 지속기간 또는 초당 프레임들을 포함할 수 있는, 바코드 이미저에 대한 이미징 파라미터들을 획득한다. 이러한 데이터는, 예를 들어, 메모리(204)에 저장될 수 있다. 일부 예들에서, 이들 이미징 파라미터들은 (블록(602)에 의해 결정된) 동작 모드에 따라 달라진다. 예를 들어, 프레임 지속기간은 바코드 이미저가 프리젠테이션 모드에 비해 트리거 레벨 모드에 있을 때 상이할 수 있다.
블록(608)에서, 제어기(122B)는 바코드 이미저의 동작 동안 만족되어야 하는 제약들을 식별한다. 예시된 예에서, 2개의 클래스의 제약들, 즉 프레임 지속기간 의존적 제약 및 프레임 지속기간 독립적 제약인 다른 제약이 식별된다. 보다 구체적으로, 예에서, 제1 제약은 프레임 지속기간마다 하나 이상의 녹색 조준 펄스에 대해 피크 펄스 광학 전력을 확립하는 프레임 지속기간 의존적 피크 펄스 광학 전력 제약이다. 이 제약은 프레임 지속기간 동안 전달될 수 있는 광학 전력을 제한한다. 제2 제약은 바코드 이미저에 대한 열 소산 제약을 제공하는 프레임 지속기간 독립적 제약이어서, 요구되는 열 소산의 최대량이 미리 결정된 합의보다 더 크지 않게 한다.
식별된 프레임 지속기간 의존적 및 프레임 지속기간 독립적 제약들을 이용하여, 블록(610)에서, 제어기(122B)는 프레임 지속기간 의존적 피크 펄스 광학 전력 제약 및 프레임 지속기간 독립적 열 소산 제약을 동시에 해결하는 듀티 사이클을 결정하기 위해 해결 규칙(resolution rule)을 적용한다. 블록(612)에서, 조준 어셈블리는 듀티 사이클에 따라 동작하도록 제어된다.
다양한 구현들에서, 방법(600)은 예를 들어, 동시 제약들이 동작 모드에 의존하지 않거나 동시 제약들이 제어기에 의해 자동으로 액세스되고 동작 모드에 기반하여 결정되지 않는 블록(606)에서 시작할 수 있다. 또한, 예를 들어, 바코드 이미저 내에 저장된 동시 제약들이 이미 임의의 관련된 정적 특성들을 포함하는 경우, 레이저 조준 어셈블리의 정적 특성들이 획득되지 않을 수 있다. 설명된 것들에 대한 다른 변형들은 2개보다 많은 동시 제약들의 이용을 포함한다.
블록(610)의 예시적인 구현에서, 제어기(122B)는 선택적으로 바코드 이미저의 동작 모드를 결정하고, 각각의 프레임 지속기간에 걸친 듀티 사이클이 프레임 지속기간-독립적 피크 펄스 광학 전력 제약 및 프레임 지속기간-의존적 열 소산 제약을 동시에 만족시키도록, 그 동작 모드에 기반하여 각각의 프레임 지속기간마다 단일 조준 펄스에 대한 듀티 사이클을 결정한다. 일부 예들에서, 블록(610)의 프로세스들은 바코드 이미저의 동작 모드를 결정하거나 이용하지 않는다. 예에서, 피크 펄스 광학 전력 제약은 조준 펄스에 대한 액세스가능한 방출 한계이고, 이 제약은 펄스에 적용되지만 프레임 지속기간에 의존하지 않는다. 예를 들어, 클래스 2 녹색 레이저 소스의 경우, 조준 펄스에 대해 와트(W)로 표현되는 액세스가능한 방출 한계(AEL_pulse)는 다음과 같이 표현된다:
여기서, tp는 펄스 지속기간이다. 도 7은 바코드 이미저가 시야의 이미지를 캡처하는 시간 길이(D)를 갖는 프레임 지속기간(700)을 나타내며, 그 프레임 지속기간 내에 포함된 조준 펄스에 대한 펄스 지속기간(tp)을 갖는 펄스(702)를 나타낸다.
피크 펄스 광학 전력 제약은 프레임 지속기간(Tf)에 의존하지 않는 반면, 예에서, 열 소산 제약은 프레임 지속기간에 의존하고, 복수의 연속적인 프레임 지속기간들로 형성된 시간 윈도우에 걸친 조준 펄스들의 평균 전력에 대한 액세스가능한 방출 한계이다. 이 제약은 와트(W)로 표현되는 P_ave로서 표현된다:
여기서, T1은 시간 윈도우 지속기간이고 레이저 안전 클래스에 따라 녹색 레이저 소스의 전력 정격에 따라 변한다. 따라서, 열 소산 제약은 프레임 지속기간 및, 일부 예들에서, 레이저 안전 클래스와 같은, 조준 어셈블리의 정적 특성에 의존할 수 있다. 클래스 1 레이저 소스를 이용하는 조준 어셈블리의 경우, 시간 윈도우 T1은 10s로 취해지고, P_ave는 .394mW이다. 클래스 2 레이저 소스의 경우, T1은 0.25s이고, P_ave는 .99mW이다.
예에서 듀티 사이클을 결정하기 위해, 제어기(122B)는 수학식 2 및 수학식 3에서의 제약들 둘 다를 만족시키는 듀티 사이클을 결정한다. 이러한 솔루션은, 예를 들어, 각각의 동작 모드에 대한 전용 DC 값으로서, 또는 상이한 조준 어셈블리 레이저 안전 분류들, 상이한 동작 프레임 레이트들, 또는 다른 정적 특성들 및 이미징 파라미터들에 대해 결정된 DC 값들의 순람표로서, 미리 결정되어 조준 어셈블리 또는 메모리(204)에 저장될 수 있다. 일부 예들에서, 솔루션은 솔루션 값들의 솔루션 공간으로서 저장될 수 있다. 일부 예들에서, 블록(610)에서, 제어기(122B)는 다수의 제약 표현들에 대한 솔루션 또는 솔루션 공간을 찾기 위해 반복 알고리즘, 동시 선형 방정식 해결자, 또는 다른 기술들을 적용할 수 있다. 예에서, 블록(610)에서, 제어기(122B)는 프레임-독립적인 수학식 2를 프레임 지속기간 및 듀티 사이클(DC)의 함수로 변환할 수 있다. 수학식 2는 다음과 같이 된다:
여기서, Tf는 프레임 지속기간이고, P_ave(Tf,DC)는 단일 펄스로부터의 프레임 평균 레이저 광학 전력이다. 블록(610)에서, DC는 수학식 4의 프레임 평균 레이저 광학 전력 및 수학식 3으로부터의 복수의 연속적인 프레임 지속기간들로 형성된 시간 윈도우에 걸친 조준 펄스들의 평균 전력에 대한 액세스가능한 방출 한계 둘 다에 대한 동시 솔루션을 찾음으로써 결정될 수 있고, 그 결과는 다음과 같다:
이는, 예에서, 프레임 레이트(F) 60 fps로 동작하는 클래스 1 레이저(즉, T1 = 10s)에 대해 DC = 0.119를 낳고, 60 fps로 동작하는 클래스 2 레이저(즉, T1 = 0.25s)에 대해 DC = 0.405를 낳으며, 여기서 이다. 즉, 일부 예들에서, 수학식들 5, 6 및 7 각각은 프레임 지속기간 내의 단일 조준 펄스의 DC에 대한 동시 제약 솔루션의 등가 표현을 나타낸다. 물론, 시간 윈도우(T1)는 프레임 지속기간들(Tf)뿐만 아니라 레이저 안전 클래스 또는 조준 소스의 다른 전력 등급들에 따라 변할 수 있다. 또한 추가로, 다양한 구현들에서, 제약들의 동시 솔루션은 값들의 솔루션 공간 내에 있는 임의의 DC 값들에 의해 만족될 수 있다.
도 8은 블록(610)에서 결정될 수 있는 적절한 듀티 사이클들의 예시적인 솔루션 공간(800)을 나타낸 것이다. 클래스 1 및 클래스 2 레이저 소스들에 대한 열 소산 제약 값들이 각각 802 및 804에 플로팅된다. 피크 펄스 광학 전력 제약은 806에 플로팅된다. 제1 교차점(808)은 클래스 1 레이저에 대한 동시 조건들을 만족시켜 DC = 0.11을 낳는 듀티 사이클(DC)을 나타낸다. 제2 교차점(810)은 본 명세서의 다양한 예들에서 녹색 레이저 소스들과 같은 클래스 2 레이저에 대한 조건들을 만족시켜 DC = 0.41을 낳는 DC 값을 나타낸다. 블록(610)의 솔루션 프로토콜에 따라, 제어기(122B)는 DC 값을 제약들의 특정 교차로서 식별할 수 있다. 다른 예들에서, DC 값은 예를 들어 바코드 이미저의 동작 모드, 조준 어셈블리의 정적 특성들 및 동작 온도와 같은 다른 데이터를 고려할 때 충분한 범위의 값들에 걸쳐 선택될 수 있다. 피크 펄스 광학 전력 제약(806) 위의 공간에 있는 DC는 레이저가 사용자 동작에 너무 밝아 원하는 눈 안전 표준들을 따르지 않게 할 수 있다. 제약(806) 아래의 공간에 있는 DC는 눈 안전 표준들을 만족시킬 것이지만, 다양한 응용들에 대해 시야에서 충분히 밝은 조준 패턴을 낳을 수 있다. 예를 들어, 주변 광이 녹색 레이저 조준 패턴을 씻어내는 것을 방지하기 위해, 제어기(122B)는 동시 조건들을 만족시키면서 가능한 한 가장 높은 광학 전력 조준 패턴을 생성하려고 하는 솔루션 프로토콜을 적용할 수 있다. 피크 광학 전력 제약은 통상적으로 조준 패턴의 중심 스폿일 조준 패턴의 피크 전력 영역에 대해 결정된다. 다양한 구현들에서, 블록(610)에서 적용된 솔루션 프로토콜은 솔루션 공간 내의 값들의 범위 중에서 DC를 선택하는 것을 의미할 수 있다. 솔루션 공간(800)은, 예를 들어, 동시 제약들 중 하나 이상의 위의 +5%, +10%, +15%, 또는 +20% 내에 있는 DC 값들에 의해 만족될 수 있다. 예를 들어, 솔루션 공간(800)은 제약들(802, 804 및 806) 중 임의의 하나 이상의 위의 +5%, +10%, +15%, 또는 +20% 내에 있는 DC 값들을 포함할 수 있다. 솔루션 공간(800)은 동시 제약들 중 하나 이상의 아래의 -5%, -10%, -20%, -30%, -40%, -50%, -60%, -70%, -80%, -90% 내에 있는 DC 값들에 의해 만족될 수 있다. 예를 들어, 솔루션 공간(800)은 제약들(802, 804 및 806) 중 임의의 하나 이상의 아래의 -5%, -10%, -20%, -30%, -40%, -50%, -60%, -70%, -80%, -90% 내에 있는 DC 값들을 포함할 수 있다. 도 8은 이 예시된 예에서 솔루션 공간(800)의 경계들을 집합적으로 정의하는, 상한(812)으로부터 하한(814)으로 확장되는 적절한 DC 값들의 범위를 예시한다. 예에서, 적절한 DC 값들은 제약(806) 위의 +20%로부터 제약(806) 아래의 -90%까지 확장된다.
클래스 2 레이저 안전 클래스를 갖는 녹색 레이저 소스의 예에서, 바코드 이미저는 초당 60 프레임으로 이미지들을 캡처하도록 구성되어, 트리거 레벨 동작 모드에서, 16.67ms의 프레임 지속기간을 낳고, 단일 조준 펄스의 펄스 지속기간(tp)은 2ms(DC = 0.12)와 8ms(DC = 0.48) 사이에 있는 것으로 결정된다. 프리젠테이션 동작 모드의 경우, tp는 0.5ms(DC = 0.03)와 2ms(DC = 0.12) 사이에 있다.
블록(610)에서 결정된 듀티 사이클을 이용하여, 제어기(122B)(블록 612)는 듀티 사이클에 따라 조준 펄스들을 생성하도록 조준 어셈블리를 제어하고, 프레임 지속기간 내에서 조준 펄스의 위치를 센서 노출 윈도우와 선택적으로 동기화시킬 수 있다. 센서 노출 윈도우는 바코드 이미저의 시야의 이미지를 캡처하기 위해 이미지 센서(106)가 노출되는 윈도우에 대응한다. 일부 예들에서, 센서 노출 윈도우는 이미지 센서(106)의 제어기 셔터에 의해 결정된다.
도 9 내지 도 11은 프레임 지속기간 내에서의 조준 펄스와 센서 윈도우 사이의 다양한 결과적인 동기화들을 나타낸다. 제어기는, 센서 노출 윈도우(900) 및 조준 펄스(902)가 프레임 지속기간(904)(도 9) 동안 중첩되지 않도록, 조준 펄스의 듀티 사이클을 비-중첩 듀티 사이클을 갖는 것으로서 설정할 수 있다. 다른 예에서, 조준 펄스의 듀티 사이클은 중첩 듀티 사이클이고, 따라서 센서 노출 윈도우(900) 및 조준 펄스(902)는 프레임 지속기간(904)(도 7X) 동안 적어도 부분적으로 중첩된다. 다른 예에서, 조준 펄스의 듀티 사이클은 조준 펄스(x602)가 프레임 지속기간(904)(도 8X) 동안 이미저의 센서 노출 윈도우(900) 내에서 발생하는 중첩 듀티 사이클이다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 조준 펄스의 펄스 폭은 동시 제약들을 만족시킬 뿐만 아니라, 완전한 중첩을 보장하기 위해 폭이 센서 노출 윈도우의 폭과 동일하거나 센서 노출 윈도우의 폭보다 작도록 결정된다. 일부 예들에서, 조준 펄스의 듀티 사이클 및/또는 조준 펄스의 동기화는 주변 광 강도 레벨들에 대해 충분한 휘도를 보장하도록 조준 펄스의 광학 전력을 조정하기 위해, 예를 들어, 센서 노출 윈도우 동안 측정되는 바와 같은 주변 광 강도 레벨들에 기반하여 추가로 결정된다.
본 기술들은 다른 변형들을 포함한다. 일부 예들에서, 조준 펄스의 듀티 사이클은 2개보다 많은 동시 제약들을 만족시키도록 결정된다. 제약들은 수명 저하 조건, 조준 레이저 소스 전류 조건, 조준 레이저 소스 전압 조건, 연속파 광학 전력 조건, 펄스 광학 전력 조건, 최적 눈 안전 값, 일련의 조준 펄스들에 대한 평균 광학 전력, 주변 광 강도 레벨, 및 원하는 총 누적 조준 레이저 소스 수명을 포함할 수 있다. 예시적인 추가의 제약들은 조준 펄스에 대한 최소 단일 펄스 광학 전력 조건, 및 동시에 만족될 수 있는, 일련의 조준 펄스 조건에 대한 평균 전력을 포함한다. 다른 추가의 제약들은 솔루션 공간에 걸쳐 미리 결정된 허용가능한 값들의 허용오차 범위를 적용하는 것 - 이들 값들은 2개 이상의 제약들을 동시에 충족시키는 것에 대응함 -, 및 이후 추가의 제약 또는 별도의 조건을 이용하여 조준 펄스의 듀티 사이클 및/또는 동기화를 결정하는 것을 포함한다. 일부 예들에서, 제약들은 동작 모드에 의존한다. 예를 들어, 트리거 레벨 모드 동안에 동시에 만족될 특정 제약들이 이용되고, 프리젠테이션 모드 동안에 다른 제약들이 이용된다.
위의 설명은 첨부 도면들의 블록도를 참조한다. 블록도에 의해 표현된 예의 대안적인 구현들은 하나 이상의 추가적인 또는 대안적인 요소, 프로세스 및/또는 디바이스를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도면의 예시적인 블록들 중 하나 이상은 결합, 분할, 재배열 또는 생략될 수 있다. 도면의 블록들에 의해 표현되는 구성요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 조합에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 블록들에 의해 표현되는 구성요소들 중 적어도 하나는 논리 회로에 의해 구현된다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "논리 회로"라는 용어는 하나 이상의 머신을 제어하고/하거나 하나 이상의 머신의 동작을 수행하도록 (예를 들어, 미리 결정된 구성에 따른 동작을 통해 그리고/또는 저장된 머신 판독가능한 명령어들의 실행을 통해) 구성된 적어도 하나의 하드웨어 구성요소를 포함하는 물리적 디바이스로서 명시적으로 정의된다. 논리 회로의 예들은 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 코프로세서, 하나 이상의 마이크로프로세서, 하나 이상의 제어기, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 하나 이상의 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 하나 이상의 마이크로제어기 유닛(MCU), 하나 이상의 하드웨어 가속기, 하나 이상의 특수 목적 컴퓨터 칩, 및 하나 이상의 시스템 온 칩(SoC) 디바이스를 포함한다. ASIC들 또는 FPGA들과 같은 일부 예시적인 논리 회로들은 동작들(예를 들어, 그러한 것이 존재하는 경우, 본 명세서에 설명되고 본 개시내용의 흐름도들에 의해 표현되는 동작들 중 하나 이상)을 수행하기 위해 구체적으로 구성된 하드웨어이다. 일부 예시적인 논리 회로들은, 동작들(예를 들어, 그러한 것이 존재하는 경우, 본 명세서에 설명되고 본 개시내용의 흐름도들에 의해 표현되는 동작들 중 하나 이상)을 수행하기 위해 머신 판독가능한 명령어들을 실행하는 하드웨어이다. 일부 예시적인 논리 회로들은 머신 판독가능한 명령어들을 실행하는 하드웨어와 특별히 구성된 하드웨어의 조합을 포함한다. 상기의 설명은 본 명세서에 설명된 다양한 동작들 및 그 동작들의 흐름을 예시하기 위해 여기에 첨부될 수 있는 흐름도들을 참조한다. 임의의 이러한 흐름도들은 본 명세서에 개시된 예시적인 방법들을 나타낸다. 일부 예들에서, 흐름도들에 의해 표현되는 방법들은 블록도들에 의해 표현되는 장치를 구현한다. 본 명세서에 개시된 예시적인 방법들의 대안적인 구현들은 추가적인 또는 대안적인 동작들을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 방법들의 대안적인 구현들의 동작들은 결합, 분할, 재배열 또는 생략될 수 있다. 일부 예들에서, 본 명세서에 설명된 동작들은 하나 이상의 논리 회로(예를 들어, 프로세서(들))에 의한 실행을 위해 매체(예를 들어, 유형의 머신 판독가능한 매체) 상에 저장된 머신 판독가능한 명령어들(예를 들어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 본 명세서에 설명된 동작들은 하나 이상의 특별히 설계된 논리 회로(예를 들어, ASIC(들))의 하나 이상의 구성에 의해 구현된다. 일부 예들에서, 본 명세서에 설명된 동작들은 논리 회로(들)에 의한 실행을 위해 매체(예를 들어, 유형의 머신 판독가능한 매체) 상에 저장된 머신 판독가능한 명령어들 및 특별히 설계된 논리 회로(들)의 조합에 의해 구현된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "유형의 머신 판독가능한 매체", "비일시적 머신 판독가능한 매체" 및 "머신 판독가능한 저장 디바이스"라는 용어들 각각은 머신 판독가능한 명령어들(예를 들어, 예로서, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 형태의 프로그램 코드)이 임의의 적절한 지속기간 동안(예로서, 영구적으로, 연장된 기간 동안(예로서, 머신 판독가능한 명령어들과 연관된 프로그램이 실행되는 동안), 그리고/또는 짧은 기간 동안(예로서, 머신 판독가능한 명령어들이 캐싱되는 동안 그리고/또는 버퍼링 프로세스 동안)) 저장된 저장 매체(예로서, 하드 디스크 드라이브, 디지털 다기능 디스크, 컴팩트 디스크, 플래시 메모리, 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리 등의 플래터)로서 명시적으로 정의된다. 또한, 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "유형의 머신 판독가능한 매체", "비일시적 머신 판독가능한 매체" 및 "머신 판독가능한 저장 디바이스"라는 용어들 각각은 전파 신호들을 배제하도록 명시적으로 정의된다. 즉, 본 특허의 임의의 청구항에서 이용되는 바와 같이, "유형의 머신 판독가능한 매체", "비일시적 머신 판독가능한 매체" 및 "머신 판독가능한 저장 디바이스"라는 용어들 중 어느 것도 전파 신호에 의해 구현되는 것으로 판독될 수 없다.
전술한 명세서에서, 특정 실시예들이 설명되었다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 아래의 청구항들에 제시된 바와 같이 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것 없이 다양한 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있는 것을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 모든 이러한 수정들은 본 교시들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 추가적으로, 설명된 실시예들/예들/구현들은 상호 배타적인 것으로 해석되지 않아야 하고, 대신에 이러한 조합들이 임의의 방식으로 허용된다면 잠재적으로 조합가능한 것으로 이해되어야 한다. 다시 말해, 전술한 실시예들/예들/구현들 중 임의의 것에 개시된 임의의 특징은 다른 전술한 실시예들/예들/구현들 중 임의의 것에 포함될 수 있다.
이러한 이익들, 이점들, 문제점들에 대한 솔루션들 및 발생할 또는 더욱 표명될 임의의 이익, 이점 또는 솔루션을 초래할 수 있는 임의의 요소(들)가 임의의 또는 모든 청구항들의 중대한, 요구되는 또는 본질적인 특징들 또는 요소들로서 해석되어서는 안 된다. 청구된 발명은 오로지 이 출원의 계류 중에 이루어진 임의의 보정들을 포함하는 첨부된 청구항들 및 허여된 이러한 청구항들의 모든 등가물들에 의해서만 정의된다.
더욱이, 본 문서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등과 같은 관계 용어들은 이러한 엔티티들 또는 액션들 사이에 임의의 실제 이러한 관계 또는 순서를 반드시 요구 또는 암시하지는 않고 하나의 엔티티 또는 액션을 또 다른 엔티티 또는 액션과 구별하기 위해서만 이용될 수 있다. 용어들 "포함한다", "포함하는", "갖는다", "갖는", "비롯하다", "비롯한", "함유하다", "함유한" 또는 그 임의의 다른 변형은, 비배타적인 포함을 커버하는 것으로 의도되어, 요소들의 리스트를 포함하고, 갖고, 비롯하고, 함유하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치는 단지 이러한 요소들만을 포함하는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않거나 이러한 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 내재적인 다른 요소들을 포함할 수 있다. "~을 포함한다", "~을 갖는다", "~을 비롯하다", "~을 함유하다" 앞에 언급된 요소는, 더 이상의 제약 없이도, 그 요소를 포함하고, 갖고, 비롯하고, 함유하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치의 동일한 추가 요소들의 존재를 제외하지 않는다. 단수형 용어들은 본 명세서에서 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 하나 이상으로 정의된다. 용어들 "실질적으로", "본질적으로", "대략", "약" 또는 이들의 임의의 다른 버전은 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 가깝게 정의되고, 하나의 비제한적 실시예에서, 이 용어는 10% 범위 내에 있는 것, 다른 실시예에서 5% 범위 내에 있는 것, 또 다른 실시예에서 1% 범위 내에 있는 것, 또 다른 실시예에서 0.5% 범위 내에 있는 것으로 정의된다. 본 명세서에서 이용되는 용어 "결합된"은 반드시 직접적이고 반드시 기계적일 필요는 없지만 접속되는 것으로서 정의된다. 특정 방식으로 "구성되는" 디바이스 또는 구조는 적어도 그 방식으로 구성되지만, 열거되지 않은 방식들로 또한 구성될 수 있다.
본 개시내용에 대한 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 본질을 신속하게 알아내도록 허용하기 위해 제공된다. 이러한 요약서는 청구항들의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 이용되지는 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 게다가, 상술한 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시내용을 간소화할 목적으로 다양한 실시예들에서 함께 그룹화된다는 것을 알 수 있다. 이러한 개시내용의 방법은 청구되는 실시예들이 각각의 청구항에 명시적으로 기재된 것보다 더 많은 특징들을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이하의 청구항들이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 단일의 개시된 실시예의 모든 특징들보다 적은 것에 있을 수 있다. 따라서, 이하의 청구항들은 상세한 설명에 이로써 포함되며, 각각의 청구항은 별개로 청구되는 주제로서 독립적이다.
다음은 본 개시내용에 따른 실시예들의 다양한 예들이다.
1. 레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법으로서,
부스트 레귤레이터에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하는 단계 - 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -;
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하는 단계;
부스트 서보에 의해, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계;
부스트 서보에 의해, 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계;
전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계;
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하는 단계; 및
레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하는 단계
를 포함하는, 방법.
2. 예 1에 있어서, 파장 범위는 510 nm 내지 525 nm인, 방법.
3. 예 1에 있어서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 방법.
4. 예 1에 있어서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 이 방법은,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하는 단계;
부스트 서보에 의해, 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하는 단계;
부스트 서보에 의해, 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
5. 예 1에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 전류 감지 전압을 측정하는 단계; 및
부스트 서보에 의해, 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
6. 예 1에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하는 단계;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하는 단계; 및
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
7. 예 1에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하는 단계;
레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하는 단계; 및
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
8. 예 1에 있어서,
부스트 서보에 의해, 온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하는 단계;
부스트 서보에 의해, 레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 룩업 최적 전압을 획득하는 단계; 및
부스트 서보에 의해, 최적 전압을 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
9. 레이저 다이오드를 이용하는 이미징 엔진으로서,
이미징 어셈블리;
표시를 디코딩하기 위한 이미지 처리 어셈블리; 및
레이저 구동 서브어셈블리를 포함하는 조준 패턴 어셈블리
를 포함하며, 레이저 구동 서브어셈블리는,
495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성된 레이저 다이오드,
최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하도록 구성된 부스트 레귤레이터, 및
레이저 다이오드 및 부스트 레귤레이터와 전기적으로 결합되도록 구성된 부스트 서보
를 포함하고, 부스트 서보는,
레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하고,
레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하고,
전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고,
전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하고,
레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하고,
레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
10. 예 9에 있어서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 이미징 엔진.
11. 예 9에 있어서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 부스트 서보는,
레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하고;
제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하고;
제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고;
제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
12. 예 9에 있어서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 전류 감지 모듈을 더 포함하고, 부스트 서보는,
레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하고;
최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
13. 예 9에 있어서, 부스트 서보는,
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
14. 예 9에 있어서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서, 및 룩업 최적 전압들을 포함하는 온도 참조표를 더 포함하고, 부스트 서보는,
온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하고;
레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 각각의 룩업 최적 전압을 획득하고;
최적 전압을 각각의 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
15. 예 9에 있어서, 부스트 서보는,
레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하고;
레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하고;
레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
16. 명령어들을 포함하는 유형의 머신 판독가능한 매체로서,
명령어들은, 실행될 때, 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하게 하고 - 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -;
레이저 다이오드를 구동하기 위해 공급되는 최대 부스트 전압과 레이저 전압 사이의 전압 차이를 계산하게 하고;
전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고;
전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하고;
레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하게 하고;
레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
17. 예 16에 있어서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 유형의 머신 판독가능한 매체.
18. 예 16에 있어서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하게 하고;
제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하게 하고;
제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고;
제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
19. 예 16에 있어서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하게 하고;
최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
20. 예 16에 있어서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하게 하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
21. 레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법으로서,
부스트 레귤레이터에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하는 단계;
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하는 단계;
부스트 서보에 의해, 레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계;
부스트 서보에 의해, 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를, 구동 전압을 조절하도록 구성되는 광학 전력 제어 루프를 모니터링함으로써 결정하는 단계;
구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계
를 포함하는, 방법.
22. 예 21에 있어서, 부스트 서보는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하기 위해 모니터링 주파수에서 광학 전력 제어 루프를 모니터링하는, 방법.
23. 예 21에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하는 단계; 및
레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
24. 예 23에 있어서, 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 방법.
25. 예 21에 있어서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 이 방법은,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하는 단계;
부스트 서보에 의해, 제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하는 단계;
부스트 서보에 의해, 제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
26. 예 21에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 전류 감지 전압을 측정하는 단계; 및
부스트 서보에 의해, 최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
27. 예 21에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하는 단계;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하는 단계; 및
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
28. 예 21에 있어서,
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하는 단계;
레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하는 단계; 및
부스트 서보에 의해, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
29. 레이저 다이오드를 이용하는 이미징 엔진으로서,
이미징 어셈블리;
표시를 디코딩하기 위한 이미지 처리 어셈블리; 및
레이저 구동 서브어셈블리를 포함하는 조준 패턴 어셈블리
를 포함하며, 레이저 구동 서브어셈블리는,
레이저 다이오드,
레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압을 조절하도록 구성된 광학 전력 제어 루프,
최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하도록 구성된 부스트 레귤레이터, 및
레이저 다이오드 및 부스트 레귤레이터와 전기적으로 결합되도록 구성된 부스트 서보
를 포함하고, 부스트 서보는,
레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하고,
레이저 전압과 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하고,
광학 전력 제어 루프를 모니터링함으로써 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하고,
구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고,
전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
30. 예 29에 있어서, 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성되는, 이미징 엔진.
31. 예 29에 있어서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 부스트 서보는,
레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하고;
제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하고;
제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고;
제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
32. 예 29에 있어서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 전류 감지 모듈을 더 포함하고, 부스트 서보는,
레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하고;
최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
33. 예 29에 있어서, 부스트 서보는,
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
34. 예 29에 있어서, 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서, 및 룩업 최적 전압들을 포함하는 온도 참조표를 더 포함하고, 부스트 서보는,
온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하고;
레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 각각의 룩업 최적 전압을 획득하고;
최적 전압을 각각의 룩업 최적 전압과 비교하여 최적 전압에 대한 변화를 결정하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
35. 예 29에 있어서, 부스트 서보는,
레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하고;
레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압을 측정하고;
레이저 다이오드의 애노드에서의 레이저 전압과 최적 전압 사이의 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
36. 명령어들을 포함하는 유형의 머신 판독가능한 매체로서,
명령어들은, 실행될 때, 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하게 하고;
레이저 다이오드를 구동하기 위해 공급되는 최대 부스트 전압과 레이저 전압 사이의 전압 차이를 계산하게 하고;
구동 전압을 조절하도록 구성된 광학 전력 제어 루프를 모니터링함으로써 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시키는지 여부를 결정하게 하고;
구동 전압이 구동 전압 임계치를 만족시킨다는 결정에 응답하여, 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고;
전압 차이가 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
37. 예 36에 있어서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드가 비활성일 때 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하게 하고;
레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 저전압을 출력하게 하며,
적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 유형의 머신 판독가능한 매체.
38. 예 36에 있어서, 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하게 하고;
제2 레이저 전압과 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하게 하고;
제2 전압 차이를 구동 전압과 비교하여 제2 전압 차이가 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고;
제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
39. 예 36에 있어서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하게 하고;
최대 부스트 전압으로부터 레이저 전압 및 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 전압 차이를 계산하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
40. 예 36에 있어서, 명령어들은, 실행될 때, 추가로 머신으로 하여금 적어도,
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하게 하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최적 전압을 출력하게 하고;
레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 레이저 다이오드를 구동하기 위해 최대 부스트 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.

Claims (20)

  1. 레이저 다이오드를 구동하기 위한 방법으로서,
    부스트 레귤레이터(boost regulator)에 의해, 최대 부스트 전압을 출력하여 레이저 다이오드를 구동하는 단계 - 상기 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -;
    부스트 서보(boost servo)에 의해, 상기 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하는 단계;
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 전압과 상기 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하는 단계;
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 상기 전압 차이가 상기 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 전압 차이가 초과 전압만큼 상기 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 서보에 의해, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하는 단계;
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 다이오드가 비활성일 때 상기 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하는 단계; 및
    상기 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 상기 부스트 서보에 의해, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 상기 저전압을 출력하게 하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장 범위는 510 nm 내지 525 nm인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 상기 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 상기 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 상기 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 상기 방법은,
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하는 단계;
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 제2 레이저 전압과 상기 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하는 단계;
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 제2 전압 차이를 상기 구동 전압과 비교하여 상기 제2 전압 차이가 상기 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 상기 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 서보에 의해, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부스트 서보에 의해, 레이저 전류 감지 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 최대 부스트 전압으로부터 상기 레이저 전압 및 상기 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 상기 전압 차이를 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 레이저 다이오드가 상기 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 서보에 의해, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 상기 최적 전압을 출력하게 하는 단계; 및
    상기 레이저 다이오드가 상기 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 서보에 의해, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 상기 최대 부스트 전압을 출력하게 하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하는 단계;
    상기 레이저 다이오드가 상기 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 다이오드의 애노드에서의 상기 레이저 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 다이오드의 애노드에서의 상기 레이저 전압과 상기 최적 전압 사이의 상기 전압 차이를 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부스트 서보에 의해, 온도 센서를 이용하여 레이저 온도를 획득하는 단계;
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 레이저 온도에 기반하여 온도 참조표로부터 룩업 최적 전압을 획득하는 단계; 및
    상기 부스트 서보에 의해, 상기 최적 전압을 상기 룩업 최적 전압과 비교하여 상기 최적 전압에 대한 변화를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  9. 레이저 다이오드를 이용하는 이미징 엔진으로서,
    이미징 어셈블리;
    표시를 디코딩하기 위한 이미지 처리 어셈블리; 및
    레이저 구동 서브어셈블리를 포함하는 조준 패턴 어셈블리(aiming pattern assembly)
    를 포함하며, 상기 레이저 구동 서브어셈블리는,
    495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성된 레이저 다이오드,
    최대 부스트 전압을 출력하여 상기 레이저 다이오드를 구동하도록 구성된 부스트 레귤레이터, 및
    상기 레이저 다이오드 및 상기 부스트 레귤레이터와 전기적으로 결합되도록 구성된 부스트 서보
    를 포함하고, 상기 부스트 서보는,
    상기 레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하고,
    상기 레이저 전압과 상기 최대 부스트 전압 사이의 전압 차이를 계산하고,
    상기 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 상기 전압 차이가 상기 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고,
    상기 전압 차이가 초과 전압만큼 상기 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하고,
    상기 레이저 다이오드가 비활성일 때 상기 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하고,
    상기 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 상기 저전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 이미징 엔진.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 상기 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 상기 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 상기 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 상기 부스트 서보는,
    상기 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하고;
    상기 제2 레이저 전압과 상기 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하고;
    상기 제2 전압 차이를 상기 구동 전압과 비교하여 상기 제2 전압 차이가 상기 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하고;
    상기 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 상기 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 전류 감지 모듈을 더 포함하고, 상기 부스트 서보는,
    상기 레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하고;
    상기 최대 부스트 전압으로부터 상기 레이저 전압 및 상기 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 상기 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 부스트 서보는,
    상기 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하고;
    상기 레이저 다이오드가 상기 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 상기 최적 전압을 출력하게 하고;
    상기 레이저 다이오드가 상기 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 상기 최대 부스트 전압을 출력하게 하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 레이저 구동 서브어셈블리는 레이저 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서, 및 룩업 최적 전압들을 포함하는 온도 참조표를 더 포함하고, 상기 부스트 서보는,
    상기 온도 센서를 이용하여 상기 레이저 온도를 획득하고;
    상기 레이저 온도에 기반하여 상기 온도 참조표로부터 각각의 룩업 최적 전압을 획득하고;
    상기 최적 전압을 상기 각각의 룩업 최적 전압과 비교하여 상기 최적 전압에 대한 변화를 결정하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 부스트 서보는,
    상기 레이저 다이오드가 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다고 결정하고;
    상기 레이저 다이오드가 상기 활성 지속기간 임계치보다 더 큰 기간 동안 활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 레이저 다이오드의 애노드에서의 상기 레이저 전압을 측정하고;
    상기 레이저 다이오드의 애노드에서의 상기 레이저 전압과 상기 최적 전압 사이의 상기 전압 차이를 계산하도록 추가로 구성되는, 이미징 엔진.
  16. 명령어들을 포함하는 유형의 머신 판독가능한 매체로서,
    상기 명령어들은, 실행될 때, 머신으로 하여금 적어도,
    레이저 다이오드의 레이저 전압을 측정하게 하고 - 상기 레이저 다이오드는 495 나노미터(nm) 내지 570 nm의 파장 범위 내의 광을 출력하도록 구성됨 -;
    상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 공급되는 최대 부스트 전압과 상기 레이저 전압 사이의 전압 차이를 계산하게 하고;
    상기 전압 차이를 레이저 구동 회로에 대응하는 구동 전압과 비교하여 상기 전압 차이가 상기 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고;
    상기 전압 차이가 초과 전압만큼 상기 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 부스트 레귤레이터가 상기 초과 전압에 기반하여 최적 전압을 출력하게 하고;
    상기 레이저 다이오드가 비활성일 때 상기 부스트 레귤레이터에 전기적으로 결합되는 적어도 하나의 추가 구성요소를 구동하도록 구성되는 저전압을 계산하게 하고;
    상기 레이저 다이오드가 비활성인 것에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 적어도 하나의 추가 구성요소에 전력을 공급하기 위해 상기 저전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 구성요소는 조명 발광 다이오드(LED) 또는 구동 회로인, 유형의 머신 판독가능한 매체.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 레이저 전압은 제1 레이저 전압이고, 상기 최적 전압은 제1 최적 전압이고, 상기 전압 차이는 제1 전압 차이이고, 상기 초과 전압은 제1 초과 전압이며, 상기 명령어들은, 실행될 때, 추가로 상기 머신으로 하여금 적어도,
    상기 레이저 다이오드의 제2 레이저 전압 및 제1 최적 부스트 전압을 측정하게 하고;
    상기 제2 레이저 전압과 상기 제1 최적 부스트 전압 사이의 제2 전압 차이를 계산하게 하고;
    상기 제2 전압 차이를 상기 구동 전압과 비교하여 상기 제2 전압 차이가 상기 구동 전압을 초과하는지 여부를 결정하게 하고;
    상기 제2 전압 차이가 제2 초과 전압만큼 상기 구동 전압을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 제2 초과 전압에 기반하여 제2 최적 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 명령어들은, 실행될 때, 추가로 상기 머신으로 하여금 적어도,
    레이저 전류 감지 모듈 양단의 레이저 전류 감지 전압을 측정하게 하고;
    상기 최대 부스트 전압으로부터 상기 레이저 전압 및 상기 레이저 전류 감지 전압을 감산함으로써 상기 전압 차이를 계산하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 명령어들은, 실행될 때, 추가로 상기 머신으로 하여금 적어도,
    상기 레이저 다이오드가 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었는지 여부를 결정하게 하고;
    상기 레이저 다이오드가 상기 타임아웃 구간 미만 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 상기 최적 전압을 출력하게 하고;
    상기 레이저 다이오드가 상기 타임아웃 구간보다 더 큰 기간 동안 비활성이었다는 결정에 응답하여, 상기 부스트 레귤레이터가 상기 레이저 다이오드를 구동하기 위해 상기 최대 부스트 전압을 출력하게 하는, 유형의 머신 판독가능한 매체.
KR1020247015328A 2021-10-12 2022-10-11 부스트 서보를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 방법들 및 디바이스들 KR20240067991A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/499,721 2021-10-12
US17/499,721 US20230111084A1 (en) 2021-10-12 2021-10-12 Methods and devices for an electrically efficient green laser diode drive system with boost servo
PCT/US2022/046332 WO2023064310A1 (en) 2021-10-12 2022-10-11 Methods and devices for an electrically efficient green laser diode drive system with a boost servo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240067991A true KR20240067991A (ko) 2024-05-17

Family

ID=85798737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247015328A KR20240067991A (ko) 2021-10-12 2022-10-11 부스트 서보를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 방법들 및 디바이스들

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230111084A1 (ko)
KR (1) KR20240067991A (ko)
WO (1) WO2023064310A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240013017A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-11 Hand Held Products, Inc. Apparatuses, systems, and methods for visible laser diode preheat bias current for low temperature operation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367180A (ja) * 2001-06-04 2002-12-20 Mitsumi Electric Co Ltd 光ディスク装置
JP4478539B2 (ja) * 2004-09-14 2010-06-09 パイオニア株式会社 レーザダイオードの駆動装置
US7756173B2 (en) * 2008-06-20 2010-07-13 Alfrey Anthony J Laser diode driver with adaptive compliance voltage
US8072194B2 (en) * 2008-08-04 2011-12-06 Zippy Technology Corp. Boost snubber circuit structure
CN102244964B (zh) * 2011-07-07 2013-09-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种复合型多输出电源及其调节方法
US8789759B2 (en) * 2012-05-18 2014-07-29 Metrologic Instruments, Inc. Laser scanning code symbol reading system employing multi-channel scan data signal processing with synchronized digital gain control (SDGC) for full range scanning
US9769459B2 (en) * 2013-11-12 2017-09-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Power efficient laser diode driver circuit and method
KR102281878B1 (ko) * 2021-04-13 2021-07-26 주식회사 케이디티 Pv 스트링별 전압 부스팅 장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023064310A1 (en) 2023-04-20
US20230111084A1 (en) 2023-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4645295B2 (ja) Ｌｅｄ照明システムおよび照明器具
KR101614662B1 (ko) 발생하는 열의 영향을 고려한 광원을 구비한 투영장치 및 투영방법
US9280036B2 (en) Lighting device, image capturing system, and lighting control method
EP1313353A1 (en) Method and device for operating a light emitting diode
KR20240067991A (ko) 부스트 서보를 갖는 전기적으로 효율적인 녹색 레이저 다이오드 구동 시스템을 위한 방법들 및 디바이스들
US10327626B2 (en) Light source apparatus for emitting light in accordance with adjusted driving condition and endoscope apparatus
EP2244483A2 (en) Image display apparatus and method for controlling the same
JP2014220200A (ja) 照明装置及びその制御方法
US20180330659A1 (en) Light source device and imaging system
US20140191667A1 (en) Light source controller
US11934911B2 (en) Laser driving mode for aiming system of barcode imager
JP5114262B2 (ja) 照明システム
JP5495348B2 (ja) 投写型表示装置および光源冷却方法
JP2013026464A (ja) 光量制御装置及び光照射装置
CN117460115B (zh) 一种基于用户需求的开关控制方法及系统
US7222032B2 (en) Laser diode management apparatus and method
US20230319387A1 (en) Wearable camera
KR20110067856A (ko) 카메라 플래시 모듈 및 이를 갖는 휴대단말기
US20230267289A1 (en) Systems for alternative illumination in global shutter barcode readers
US20240103554A1 (en) Systems and Methods for Dynamically Changing Regulator Voltage of a Scanning Device Having an Illumination System and an Imager
JP2004171346A (ja) 光学的情報読取装置
CN113615149A (zh) 成像方法、成像装置、区分成像对象的方法及计算机程序
CN117371463A (zh) 用于低温操作的可见激光二极管预热偏置电流的装置、系统和方法
CN111339868A (zh) 电子装置
MINAMI et al. Control apparatus of laser diode

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination