减小光学信号光斑的方法和设备技术

一种光信号发生器，配置为具有相关的控制系统和配置为减小光斑的驱动器。通过脉动第一电流电平和第二电流电平之间的驱动信号减小光斑。这些脉冲使得光信号发生器向光信号中引入振荡。在光信号的振荡周期内减小所发射光的相干性，这减少了光斑。在一个实施例中，脉动驱动信号将驱动信号降低至阈值附近或者阈值下，这间歇地关闭光信号输出。将光信号恢复至期望的光输出强度引入减小光斑的振荡。脉冲频率和负载循环由负载循环控制信号控制以调节总体光功率和去斑量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光信号发生器，特别是涉及一种减小光信号发生器输出的光中光 斑的方法和设备。
技术介绍
光斑(具有来自激光器或者其它相干光源的光的亮斑的表面黑色区域)为许多激 光或者激光组合用作光源的应用中的重大问题。一种这样的应用为激光投影。在激光投影 应用中，激光器(通常为3 红、绿和蓝)用作投影图像的光源。各种系统利用这些光源，通 过以像素为准调节像素上的发射的光而“扫描”图像、或者激光器保持为最大强度而其前面 的LCD/LCoS面板调节形成期望图像的光强。在所述两种情形，光斑显然是关注问题，因为 其降低了图像质量。其它光源例如发光二极管(LED)不发射太多的相干光因此不显示过量光斑。但 是，LED不如激光器有效(相同量的发光能耗较高)。而且，LED不接近“点光源”，因此在需 要苛刻地定向和校准的光束(无限聚焦)的应用例如投影系统中较不理想。因此，非常有 利的是在投影系统特别是小的低功率系统中采用激光。光斑是投影系统中激光器的主要缺 陷因此非常期望实施减小光斑的方法。提出了各种其它方法以减小或者消除光斑，但是这些方案受到缺陷影响而不能完 全克服现有技术缺陷。例如，2003年7月29日授权的美国专利6，600, 590提出了多种解决 方案，包括物理移动反射镜以形成光斑相消或者向激光源加进射频以形成结合在一起的不 同光斑图形。虽然这些方法可略微减小光斑，但是这些方法缺少合理的解决方案。一个这 样的缺点在于这些现有技术解决方案效果极小。另一个缺点在于增加了复杂性、成本、尺寸 和能耗。
技术实现思路
为克服现有技术缺陷并提供其它益处，公开了一种减小光斑的方法和设备。一种 减小光信号发生器输出光的光斑的示例性方法包括产生驱动信号，其中驱动信号在第一值 和第二值之间周期性变化而产生调制驱动信号。在所述实例实施例中，第一值大于光信号 发生器的阈值电流，第二电流等于或者小于光信号发生器的阈值电流。对于所述实施例，阈 值电流定义为激发发射强度大于自发发射强度时的电流。所述方法然后向利用驱动信号产 生光信号的光信号发生器提供驱动信号，其中调制驱动信号减小光信号中的光斑。在一个实施例中，光信号发生器包括激光器。认为驱动信号周期性地脉冲下降至第二值以产生低于光阈值的相应的光信号。在一个配置中，所述方法还包括产生负载循环 控制信号，其中负载循环控制信号控制驱动信号处于第二值的持续时间。产生驱动信号的 步骤包括在第一电流电平和第二电流电平之间切换驱动信号。关于频率，认为在一个实施 例中周期性地大于或者等于20MHz。在这里还公开了一种减小光信号光斑的方法，所述方法包括产生驱动信号和向光 信号发生器提供驱动信号。然后，响应于驱动信号，光信号发生器产生光信号从而光信号周 期性地包括大于10%的自发发射。认为光信号发生器可包括激光器。此外，术语周期性可包括大于1兆赫兹的量级。 在一个实施例中，在光信号不大于10 %的自发发射的周期中，剩余光信号由激发发射组成。 另外，产生驱动信号可包括产生这样的驱动信号，其值周期性降至阈值电流附近、阈值电流 下和阈值电流。还公开了一种通过产生驱动信号并向光信号发生器提供驱动信号而减小光信号 中光斑的方法。然后，响应于驱动信号，产生光信号。在所述实施例中，光信号发生器周期 性输出相干性减小的光，其反过来减小光斑。在一个实施例中，驱动信号包括驱动光信号发生器降至阈值下以产生相干性减小 的光的脉冲。认为所述光可由远红外光、红外光、可见光、和紫外光组成。在一个实施例中，所述方法还包括建立驱动信号控制信号，从而所述驱动信号控 制信号控制光信号发生器输出的干涉光的频率和持续时间。驱动信号可包括第一电流电平 和第二电流电平，而所述第二电流电平可在阈值附近、阈值或者阈值下。还公开了一种减小光信号发生器光斑的系统。一种结构包括配置为产生控制信号 的控制器和响应于所述控制信号的切换器。所述切换器配置为产生切换输出从而所述切换 输出包括至少具有一个值和另一个值的信号。所述实施例还包括配置为接收切换输出并产 生强度对应切换输出的光信号的光信号发生器，所述第二值处于光信号发生器阈值、阈值 附近或者阈值下。在一个实施例中，第二值造成相干光输出减少。第二值可以为零信号。认为控制信 号可包括负载循环控制信号，并且负载循环控制信号控制第一值和第二值的持续时间。例 如，改变为第二值产生光信号的振荡，其反过来减小光信号的光斑。公开了另一种减小光系统光斑的系统，包括配置为输出驱动信号的驱动器，驱动 信号的值在工作时产生周期性处于阈值或者低于其两倍的光功率。光信号发生器配置为接 收驱动信号并响应于所述驱动信号产生光信号。由于驱动信号的周期性，光信号由于驱动 信号值周期性地低于阈值而减小光斑。在所述系统的一个变体中，阈值可以为输入光信号发生器的信号输入值，低于所 述信号输入值，光信号发生器不产生光。驱动信号值可在第一电平和第二电平之间交替。 在一个结构中，光信号发生器包括多个波长相同或者相似的相干光源，以伪随机或者随机 的方式异步驱动这些光源至阈阈值以下、值附近或者位于阈值，以防止图像伪像或者减小 EMI。还认为驱动信号可在每帧的像素周期内不同时间周期性降至阈值以下、附近或者阈值 以防止图像伪像或者减小EMI。本领域技术人员在阅读下面的附图和详细的说明时将清楚或者变得清楚本专利技术 的其它系统、方法、特征和优势。期望所有这些其它的系统、方法、特征和优势包括在所述说明书内、处于本专利技术的范围内、并受到附加权利要求书的保护。 附图说明附图中的部件不一定按比例，而是重点在于描述本专利技术的原理。在附图中，相同的 附图标记在整个不同的视图中表示相应的部件。图IA示出了具有最小振荡的光脉冲图；图IB示出了产生图IA光脉冲的电流脉冲图；图2A示出了振荡增加的光信号；图2B示出了产生图2A中所示出的光信号的驱动电流脉冲；图3A示出了图3B中所示出的驱动电流脉冲所产生的示例性光信号图；图3B示出了驱动电流脉冲图；图4示出了阶梯式驱动器电流脉冲的示例图；图5示出了示出降至阈值以下但不到零的驱动器电流的示例图；图6示出了在返回至近阈值或者“预偏置”电平之前关闭光信号发生器电流的信 号的示例图；图7示出了每个像素的常规光信号发生器调制示例图；图8示出了每个像素的光斑减小调制示例图；图9示出了关于驱动器电流的光信号功率的示例图；图10示出了光信号发生器的电流选择器的示例实施例；图11示出了示例运行驱动信号发生器的示例性结构图；图12示出了一种产生负载循环控制信号的示例性方法图；图13示出了具有相关信号图的负载循环控制信号发生器的示例实施例；图14示出了配置为产生具有相关信号图的负载循环控制信号的多相环振荡器示 例实施例；图15A示出了随时间的在Ι·Λ和阈值Ith之间的正弦波驱动电流图；图15Β示出了图15Α所示出的驱动电流产生的光信号功率的随时间变化图；图16Α示出了随时间的在I _和阈值I 之间的三角波驱动电流图；图16Β示出了图16Α所示出的驱动电流产生的光信号功率的随时间变化图；图17Α示出了随时间的在1_和阈值Ith之间的脉冲信号驱动电流图；以及图17Β示出了图17Α所示出的驱动电流产生的光信号功率的随时间变化图。具体实施例方式这里所使用的术语光信号发生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小光信号发生器的光输出中光斑的方法，包括：产生驱动信号，其中所述驱动信号在第一值和第二值之间周期性变化，所述第一值大于所述光信号发生器的阈值电流，所述第二值接近、处于或者小于所述光信号发生器的阈值电流；向光信号发生器提供所述驱动信号；以及利用所述驱动信号驱动光信号发生器以产生光信号，其中周期性变化到所述驱动信号中的第二值，以减小所述光信号中的光斑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C巴扎尼，D德雷珀，KB麦克唐纳，
申请(专利权)人：曼德斯必德技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]