Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах
Розглянуто типи лазерних проекційних систем та охарактеризовано основні технології відтворення зображення. Проведено аналіз методів зниження спеклових шумів у лазерних проекторах. На основі аналізу способів декореляції лазерних променів запропоновано класифікацію методів зменшення когерентних шумів,...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168696 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах / Т.Ю. Клюєва // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2018. — Т. 20, № 2. — С. 30–41. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-168696 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Клюєва, Т.Ю. 2020-05-08T14:47:00Z 2020-05-08T14:47:00Z 2018 Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах / Т.Ю. Клюєва // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2018. — Т. 20, № 2. — С. 30–41. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. 1560-9189 DOI: https://doi.org/10.35681/1560-9189.2018.20.2.142909 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168696 04.353 Розглянуто типи лазерних проекційних систем та охарактеризовано основні технології відтворення зображення. Проведено аналіз методів зниження спеклових шумів у лазерних проекторах. На основі аналізу способів декореляції лазерних променів запропоновано класифікацію методів зменшення когерентних шумів, визначено основні переваги методів і їхні недоліки. Показано, що активні методи зниження спеклових шумів є найбільш ефективними. Рассмотрены типы лазерных проекционных систем и охарактеризованы основные технологии воспроизведения изображения. Проведен анализ методов снижения спекловых шумов в лазерных проекторах. На основе анализа способов декорреляции лазерного излучения предложена классификация методов уменьшения когерентных шумов, определены основные преимущества методов и их недостатки. Показано, что активные методы снижения спекловых шумов являются наиболее эффективными. This paper primarily focuses on analyzing the various methods for speckle reduction. Inasmuch as the efficiency and practicability of various methods might be dependent on the projection system architecture, the paper highlights the main image projection techniques. The techniques are classified based on the approach applied to generate projected images. Strengths and weaknesses of various types of optical modulators (LCD, DMD, GLV) and MEMS-based scanning mirrors that are currently used in portable devices are analyzed. The current state of speckle reduction in laser projectors has been studied. It is suggested that active and passive methods for coherent noise reduction be distinguished based on the laser beam decorrelation method analysis. Active methods of laser beam decorrelation require mechanical movement whereas passive methods do not. Speckle reduction methods using moving stochastic diffuser, moving DOE, deformable mirror, and rota-ting light pipe, as well as multimode optical fiber are examined. Speckle reduction methods using mechanical motion are demonstrated to be most efficient. uk Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Технічні засоби отримання і обробки даних Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах Анализ современного состояния технологий снижения спекловых шумов в переносных лазерных проекторах Analysis of the modern technologies of speckle reduction in portable laser projectors Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах |
| spellingShingle |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах Клюєва, Т.Ю. Технічні засоби отримання і обробки даних |
| title_short |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах |
| title_full |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах |
| title_fullStr |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах |
| title_full_unstemmed |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах |
| title_sort |
аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах |
| author |
Клюєва, Т.Ю. |
| author_facet |
Клюєва, Т.Ю. |
| topic |
Технічні засоби отримання і обробки даних |
| topic_facet |
Технічні засоби отримання і обробки даних |
| publishDate |
2018 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| publisher |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Анализ современного состояния технологий снижения спекловых шумов в переносных лазерных проекторах Analysis of the modern technologies of speckle reduction in portable laser projectors |
| description |
Розглянуто типи лазерних проекційних систем та охарактеризовано основні технології відтворення зображення. Проведено аналіз методів зниження спеклових шумів у лазерних проекторах. На основі аналізу способів декореляції лазерних променів запропоновано класифікацію методів зменшення когерентних шумів, визначено основні переваги методів і їхні недоліки. Показано, що активні методи зниження спеклових шумів є найбільш ефективними.
Рассмотрены типы лазерных проекционных систем и охарактеризованы основные технологии воспроизведения изображения. Проведен анализ методов снижения спекловых шумов в лазерных проекторах. На основе анализа способов декорреляции лазерного излучения предложена классификация методов уменьшения когерентных шумов, определены основные преимущества методов и их недостатки. Показано, что активные методы снижения спекловых шумов являются наиболее эффективными.
This paper primarily focuses on analyzing the various methods for speckle reduction. Inasmuch as the efficiency and practicability of various methods might be dependent on the projection system architecture, the paper highlights the main image projection techniques. The techniques are classified based on the approach applied to generate projected images. Strengths and weaknesses of various types of optical modulators (LCD, DMD, GLV) and MEMS-based scanning mirrors that are currently used in portable devices are analyzed. The current state of speckle reduction in laser projectors has been studied. It is suggested that active and passive methods for coherent noise reduction be distinguished based on the laser beam decorrelation method analysis. Active methods of laser beam decorrelation require mechanical movement whereas passive methods do not. Speckle reduction methods using moving stochastic diffuser, moving DOE, deformable mirror, and rota-ting light pipe, as well as multimode optical fiber are examined. Speckle reduction methods using mechanical motion are demonstrated to be most efficient.
|
| issn |
1560-9189 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168696 |
| citation_txt |
Аналіз сучасного стану технологій зниження спеклових шумів у переносних лазерних проекторах / Т.Ю. Клюєва // Реєстрація, зберігання і обробка даних. — 2018. — Т. 20, № 2. — С. 30–41. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT klûêvatû analízsučasnogostanutehnologíiznižennâspeklovihšumívuperenosnihlazernihproektorah AT klûêvatû analizsovremennogosostoâniâtehnologiisniženiâspeklovyhšumovvperenosnyhlazernyhproektorah AT klûêvatû analysisofthemoderntechnologiesofspecklereductioninportablelaserprojectors |
| first_indexed |
2025-11-26T15:33:35Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:33:35Z |
| _version_ |
1850626734194425856 |
| fulltext |
30
04.353
. .
. . , 2, 03113 ,
.
.
,
. , -
.
: , , ,
.
. -
,
,
. MEMS-
.
.
-
. , -
.
, . -
— , -
-
.
.
-
. -
© . .
ISSN 1560-9189 , , 2018, . 20, 2 31
( ), —
( ).
.
2D- ,
. , ,
.
LCD
(Liquid Crystal Display) — , ,
LCD.
LCD , — LCD -
.
, , — LCoS
(« ») — ,
(backplane). C
-
. LCOS- ,
. ,
LCOS- .
2D- — 2D- ,
- ,
1 . DMD (Digital Micromirror Device
— ), ,
, — DLP (Digital Light Processing — ) [1].
Texas Instruments.
. 1 DMD- .
’ , -
. , -
’ , , , -
, .
) )
. 1. DMD- [1]: )
DMD; ) : ,
— ’
. .
32
: 0–1, « -
- », 10 000 , 1024
. ’ , 16 -
10–20 , -
, .
-
.
, 2D- -
, ,
.
.
-
, 2D- . 1D-
Grating Light Valves (GLV) -
Silicon Light Machine [2]. GLV — ( ) ,
, -
. -
, -
. . 2, . -
, , -
. -
( -
). .
-
( ) -
. ,
, -
,
. -
. 0
. -
, 0, 1, 1, 1 –1 -
, ,
. ’ -
( -
), .
-
, -
. . 2, , -
, 1- .
( . 2, ), 0- -
, . -
. , -
, ,
1- .
ISSN 1560-9189 , , 2018, . 20, 2 33
)
)
)
. 2 GLV [2]:
) , ,
;
) , ,
1- ;
)
GLV- ,
,
. 1D- ,
. .
34
1D- ,
[3, 4] [5].
,
,
. -
. 2D- -
( -
), -
1D ( ) .
, -
( ) ,
, Microvision [6]. .
3, ,
, .
- . 3, .
2D-MEM -
. ,
, -
.
) )
. 3. - Microvision [6]:
) ; )
0D-
’ , -
, -
.
( ,
) ,
, - , -
. ’
, , , -
. -
.
, , -
ISSN 1560-9189 , , 2018, . 20, 2 35
.
.
(
).
I/ , (1)
I — -
; — (
-
). 0 100 %.
4 %,
[7–9].
k,
0 /k C C , (2)
0 —
. . 4 ( .
4, ) 45 % ( . 4, ).
. 4 ,
, -
. ,
. -
-
.
) )
. 4 . [9]:
) ; )
-
, , -
. -
. .
36
-
.
. N
N . ,
, ,
600–1000 .
, -
. -
. , -
, 2 1,4
, -
.
,
,
. -
, , , -
2 . -
10 %
100 .
, -
.
, -
, . -
,
,
. -
,
.
, . -
- :
1) — , ’ ;
2) — , .
1.
,
, , -
.
,
[10, 11].
[11]. -
,
,
’ ,
, .
-
ISSN 1560-9189 , , 2018, . 20, 2 37
[12–14]. [15] -
.
[12] 2D- -
( ), ,
( . 5).
.
. 5. H(16) [12]
-
-
( ). ,
, -
, . , -
, [15–
17]. -
.
-
(2D) , -
. [18, 19]
. ,
,
, .
( . 6) -
[20]
mNtg /1)( , (3)
S (
, )
NmTS , (4)
N — ; T — ;
m — - . (4) , -
N
. .
38
. [14],
m > 3 -
, k = 1,4N. -
[14] [21],
, -
, -
.
. 6. -
DOE [18]
, -
[22, 23]. . 7, -
. -
VCM (Voice Coil Motors). -
: 5º×5º, 10º×10º 30º×30º [22].
. 7. [23]
-
3 . -
, ( 5º), -
ISSN 1560-9189 , , 2018, . 20, 2 39
, : , -
,
, - .
[24] ,
.
, : 10 . , -
, <3º,
.
( -
) [25], -
[26]. , (
) ( ) .
2.
, .
, ,
.
.
, ,
. [27],
.
-
( ’ - ) . ,
’ - , -
-
. -
. . -
. , -
. , , -
. ,
, .
[28] , -
2 -
1 %. , -
, -
.
,
-
. -
-
.
. .
40
-
. -
, -
, ,
.
-
.
, (
), -
. -
, ’ .
1. Dudley D., Duncan W.M. and Slaughter J. Emerging digital micromirror device (DMD)
applications. Proc. SPIE. 2003. Vol. 4985. . 14–25.
2. Bloom D.M. Grating Light Valve: Revolutionizing Display Technology. Proc. SPIE. 1997. Vol.
3013. P. 165–171.
3. SangKyeong Yun, JongHyeong Song, InJae Yeo, YoonJoon Choi, Yurlov Victor [et all.].
Spatial optical modulator (SOM): high-density diffractive laser projection display. Proc. Of SPIE. 2007.
Vol. 6487. P. 648710-1–648710-10.
4. Yun S.K., Song J., Lee T.-W., Yeo I., Choi Y. [et all.]. Spatial Optical Modulator (SOM):
Samsung’s Light Modulator for the Next Generation Laser Display. IMID/IDMC ‘06 DIGEST (Proc. Of
Society for Information Display – SID. August, 2006. 29–1. . 551–555.
5. Kowarz M.W., Brazas J.C. and Phalen J.G. Conformal Grating Electromechanical system
(GEMS) for High-Speed Digital Light Modulation. IEEE, 15th Int. MEMS, Digest., January 20–24, 2002.
Las Vegas, NV, USA: IEEE, 2002. P. 47.
6. Urey H., Wine D., Osborn T. Optical performance requirements for MEMS-scanner based
microdisplays. Proc. SPIE. Santa Clara, CA. Sep 2000. Vol. 4178. P. 176–185.
7. Brennesholtz M.S. and Stupp E.H. Projection Displays. Wiley, 2008.
8. Verschaffelt G., Roelandt S., Meuret Y., Van den Broeck W., Kilpi K., Lievens B., Jacobs A.,
Janssens P. and Thienpont H. Speckle disturbance limit in laser based cinema projection systems. Sci.
Rep. 2015. 5. 14105.
9. Speckle suppression in laser projection displays. Trinh Thi Kim Tran. Doctoral Thesis. 2015.
10. Wang L., Tschudi T., Halldórsson T. and Pétursson P.R. Speckle reduction in laser projection
systems bydiffractive optical elements. Appl. Opt. 1998. 37(10). P. 1770–1775.
11. Kubota S. and Goodman J.W. Very efficient speckle contrast reduction realized by moving
diffuser device. Appl. Opt. 2010. 49. P. 4385–4391.
12. Trisnadi J.I. Hadamard speckle contrast reduction. Opt. Lett. 2004. 29. P. 11–13.
13. Yurlov Victor, Lapchuk Anatoly, Yun Sangkyeong, Song Jonghyeong and Yang Haengseok.
Speckle suppression in scanning laser display. Appl. Opt. 2008. Vol. 47. N 2. P. 179–187.
14. Akram M.N., Kartashov K. and Tong Z. Speckle reduction in linescan laser projectors using
binary phase codes. Opt. Lett. 2010. 35. P. 444–446.
15. Lapchuk A., Prygun O., Fu M., Le Z., Xiong Q. and Kryuchyn A. Dispersion of speckle
suppression efficiency for binary DOE structures: spectral domain and coherent matrix approaches. Opt.
Expr. 2017. Vol. 25. N 13. . 14575–14597.
16. Gao Wenhong, Tong Zhaomin, Kartashov Vladimir, Akram Muhammad Nadeem and Chen
Xuyuan. Replacing Two-Dimensional Binary Phase Matrix by a Pair of One-Dimensional Dynamic Phase
Matrices for Laser Speckle Reduction. J. Display Technol. 2012. 8. P. 291–295.
17. Thomas W., Middlebrook Ch. Non-moving Hadamard matrix diffusers for speckle reduction
in laser pico-projectors. J. Mod Opt. 2014 December 12; 61(sup1): S74–S80. 2014.
ISSN 1560-9189 , , 2018, . 20, 2 41
18. Lapchuk A., Kryuchyn A., Petrov V., Shyhovets O., Pashkevich G., Bogdan O., Kononov A.
and Klymenko A. Optical schemes for speckle suppression by Barker code diffractive optical elements.
J. Opt. Soc. Am. 2013. A 30(9). P. 1760–1767.
19. Lapchuk A., Kryuchyn A., Petrov V., Yurlov V. and Klymenko V. Full speckle suppression in
laser projectors using two Barker code-type optical diffractive elements. J. Opt. Soc. Am. 2013. A 30.
P. 22–31.
20. Lapchuk A., Kryuchyn A., Petrov V., Yurlov V. and Klymenko V. Optimal speckle sup-
pression in laser projectors using a single two-dimensional Barker code diffractive optical element. J.
Opt. Soc. Am. 2013. A 30. N 2. P. 227–232.
21. Lapchuk A., Yurlov V., Krychyn A., Pashkevich G., Klymenko V. and Bogdan D. Impact of
speed, direction, and accuracy of diffractive optical element shift on efficiency of speckle suppression.
Appl. Opt. 2015. Vol 54. N 13. . 4070–4075.
22. Lapchuk A., Pashkevich G., Prygun O., Kosyak I., Fu M., Le Z. and Kryuchyn A. Very
efficient speckle suppression in the entire visible range by one two-sided diffractive optical element.
Appl. Opt. 2017. 56(5). P. 1481–1488.
23. Pan J.-W. and Shih Ch.-H. Speckle reduction and maintaining contrast in a LASER pico-
projector using a vibrating symmetric diffuser. Opt. Expr. 2014. Vol. 22. N 6. P. 6464–6477.
24. Chen H-A., Pan J.I-W. and Yang Z.-P. Speckle reduction using deformable mirrors with
diffusers in a laser pico-projector. Opt. Expr. 2017. Vol. 25. N 15. P. 18140–18151.
25. Trisnadi J.I., Carlisle C.B. and Monteverde V. Overview and applications of grating light valve
TM based optical write engines for high-speed digital imaging. Proc. SPIE. 2004. Vol. 5348. P. 52–64.
26. Petoukhova A.L., Cleven E., M de Mul F.F. Steenbergen W. Suppression of Dynamic Laser
Speckle Signals in Multimode Fibers of Various Lengths. Applied Optics. 2004. 43(10):2059-65.
27. An S., Lapchuk A., Yurlov V., Song J., Park H.W., Jang J., Shin W., Kargapoltsev S. and
Yun S.K. Speckle suppression in laser display using several partially coherent beams. Optics Express.
2017. Vol. 17. N 1. P. 92–103.
27. Manni J.G. and Goodman J.W. Versatile method for achi ving 1 % speckle contrast in large-
venue laser projection displays using a stationary multimode optical fiber. Optics Express. 2012. Vol. 20.
N 10. P. 11288–11312.
18.05.2018
|