CN111373615B - 用于校准至少一个激光二极管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明从一种用于校准至少一个激光二极管、尤其激光投影设备的至少一个激光二极管的方法出发。提出的是，根据所述至少一个激光二极管的至少一个当前检测的特征值与模型激光二极管的至少一个存储在至少一个数据库中的特征值的比较来对所述至少一个激光二极管进行校准，所述模型激光二极管与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同。

Description

用于校准至少一个激光二极管的方法
背景技术
已经提出一种用于校准至少一个激光二极管、尤其激光投影设备的至少一个激光二极管的方法。
发明内容
本发明从一种用于校准至少一个激光二极管、尤其激光投影设备的至少一个激光二极管的方法出发。
提出的是，尤其在至少一个方法步骤中，根据所述至少一个激光二极管的至少一个当前检测的特征值与模型激光二极管(Muster-Laserdiode)的至少一个存储在至少一个数据库中的特征值的比较来对所述至少一个激光二极管进行校准，所述模型激光二极管与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同。
优选地，激光二极管设置用于产生激光束。“设置”尤其应理解为专门地编程、设计和/或配置。“对象设置用于确定的功能”尤其应理解为该对象在至少一个应用状态和/或运行状态下实现和/或实施所述确定的功能。优选地，激光束具有来自人眼可见的电磁频谱的谱范围的频率。优选地，激光束具有来自电磁频谱的红色谱范围、电磁频谱的绿色谱范围或电磁频谱的蓝色谱范围的频率。尤其可以借助该方法来校准不同的激光二极管，所述不同的激光二极管产生具有来自电磁谱的不同谱范围的频率的激光束。
“激光二极管的校准”尤其应理解为尤其根据激光二极管的运行温度来对激光二极管的光学输出功率的匹配。优选地，激光二极管的光学输出功率相应于由激光二极管产生的激光束的功率。激光二极管尤其可以布置在激光投影设备中。优选地，激光二极管的校准可以在激光投影设备的生产期间、在激光投影设备开始运行时和/或在激光投影设备的运行期间进行。“激光二极管的特征值”尤其应理解为激光二极管的可测量的物理参量。优选地，激光二极管的特征值取决于激光二极管的运行温度。该数据库尤其可以构造为存储单元。
“与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管”尤其应理解为如下激光二极管：该激光二极管优选地具有与待校准的激光二极管相同的规格，但是可能具有相对于待校准的激光二极管的公差限定的和/或生产限定的差异。激光二极管和模型激光二极管的规格尤其可以包括所产生的激光束的频率、激光二极管和模型激光二极管的最大和最小光学输出功率以及激光二极管和模型激光二极管的本领域技术人员认为有意义的其他规格。尤其由于在激光二极管和模型激光二极管的生产中的系列分散(Serienstreuung)、由于激光二极管和模型激光二极管的不同生产商、由于用于生产激光二极管和模型激光二极管的所使用的不同材料以及本领域技术人员认为有意义的其他原因，激光二极管可能具有相对于模型激光二极管的差异。
优选地，可以检测激光二极管的单个特征值或激光二极管的多个不同的特征值。尤其可以根据激光二极管的当前检测的单个特征值与模型激光二极管的存储在数据库中的单个特征值的比较，或者根据激光二极管的当前检测的多个不同的特征值与模型激光二极管的存储在数据库中的多个不同的特征值的比较来校准激光二极管。
有利地，通过根据本发明的方法的构型，尤其可以比借助无法访问存储在数据库中的特征值的方法更快地校准激光二极管。有利地，可以匹配激光二极管的光学输出功率。有利地，可以使激光二极管正确地运行。有利地，可以借助激光二极管来投影具有正确的亮度再现和/或颜色再现的图像。
进一步提出，尤其在至少一个方法步骤中，在多个模型激光二极管的所有运行温度范围内检测多个模型激光二极管的特征值，以创建至少一个数据库。优选地，在多个模型激光二极管中包含与待校准的激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管。优选地，模型激光二极管的运行温度范围包括模型激光二极管的所有如下运行温度：在该运行温度下可以无损地运行模型激光二极管。不同的模型激光二极管尤其可以具有不同的运行温度范围。优选地，在每个模型激光二极管的运行温度范围内的多个运行温度下，由多个模型激光二极管中的每个模型激光二极管检测到多个特征值。尤其将模型激光二极管中的每个的多个特征值存储在数据库中。有利地，可以创建范围广泛的数据库。
此外提出，尤其在至少一个方法步骤中，检测多个模型激光二极管的至少温度特征值和/或至少功率特征值和/或至少阈值特征值和/或至少电流特征值和/或至少波长特征值，用以创建至少一个数据库。“模型激光二极管的温度特征值”尤其应理解为模型激光二极管在模型激光二极管的特定正向电压下的运行温度。基于在模型激光二极管的整个运行温度范围中对温度特征值的检测，可以优选地创建如下特征曲线：该特征曲线描述模型激光二极管的运行温度与在模型激光二极管处下降的正向电压的相关性。优选地，正向电压是如下电压：该电压在激光二极管处沿导通方向下降。
“模型激光二极管的功率特征值”尤其应理解为模型激光二极管在模型激光二极管的特定运行温度下的光学输出功率。基于在模型激光二极管的整个运行温度范围中的对功率特征值的检测，可以优选地创建如下特征曲线：该特征曲线描述模型激光二极管的光学输出功率与模型激光二极管的运行温度的相关性。“模型激光二极管的阈值特征值”尤其应理解为模型激光二极管在模型激光二极管的特定运行温度下的阈值电压和/或阈值电流。基于在模型激光二极管的整个运行温度范围中对阈值特征值的检测，可以优选地创建如下特征曲线：该特征曲线描述模型激光二极管的阈值电压和/或阈值电流与模型激光二极管的运行温度的相关性。优选地，模型激光二极管的阈值电压是被至少施加在模型激光二极管处的正向电压，模型激光二极管由此可以产生激光束。优选地，模型激光二极管的阈值电流是被至少发送通过模型激光二极管的电流，模型激光二极管由此可以产生激光束。
“模型激光二极管的电流特征值”尤其应理解为在模型激光二极管的特定运行温度下通过模型激光二极管的电流。基于在模型激光二极管的整个运行温度范围中对电流特征值的检测，可以优选地创建如下特征曲线：该特征曲线描述通过模型激光二极管的电流与模型激光二极管的运行温度的相关性。“模型激光二极管的波长特征值”尤其应理解为在模型激光二极管的特定运行温度下由模型激光二极管产生的激光束的波长。代替检测在模型激光二极管的特定运行温度下由模型激光二极管产生的激光束的波长，还可以设想对在模型激光二极管的特定运行温度下由模型激光二极管产生的激光束的频率进行检测。基于在模型激光二极管的整个运行温度范围中对波长特征值的检测，可以优选地创建如下特征曲线：该特征曲线描述由模型激光二极管产生的激光束的波长与模型激光二极管的运行温度的相关性。
优选地，对于模型激光二极管中的每个检测相同的特征值。例如，对于模型激光二极管中的每个检测温度特征值和功率特征值，而不是对于模型激光二极管的一部分仅检测温度特征值，而对于模型激光二极管的另一部分仅检测功率特征值。检测的多个模型激光二极管的不同的特征值越多，数据库尤其可以变得越范围广泛，而优选地就可以越准确地校准激光二极管。有利地，可以检测多个模型激光二极管的多个不同的特征值。有利地，可以创建多样化的数据库。
此外提出，尤其在至少一个方法步骤中，确定至少一个激光二极管的正向电压的偏移，并且将至少一个激光二极管的正向电压的偏移考虑到至少一个激光二极管的校准中。在相同的周围环境温度下，对不同激光二极管的正向电压的测量尤其可能不同。尤其可能出现激光二极管的正向电压的偏移。正向电压的偏移尤其可能使激光二极管的校准失真优选地，在激光二极管的校准中、尤其在激光二极管的当前检测的特征值中，可以通过对激光二极管的正向电压的偏移的确定和计算来补偿激光二极管的校准的失真。有利地，可以确保激光二极管的正确的校准。
此外提出，尤其在至少一个方法步骤中，在至少一个激光二极管的唯一的运行温度下求取至少一个激光二极管的至少一个当前检测的特征值。尤其在激光二极管的当前运行温度下求取激光二极管的当前检测的特征值。优选地，在激光二极管的唯一的运行温度下求取当前检测的特征值足够用以对激光二极管进行校准。尤其可以在激光二极管的相同的唯一的运行温度下检测激光二极管的多个不同的当前检测的特征值。有利地，可以省去用于求取激光二极管的当前检测的特征值的激光二极管的运行温度的变化。有利地，对激光二极管的当前检测的特征值的求取可以时间高效地进行。
此外提出，尤其是在至少一个方法步骤中，将至少一个激光二极管的在所述至少一个激光二极管的唯一的运行温度下的当前检测的至少一个特征值与在相同运行温度下存储在至少一个数据库中的特征值进行比较，并且根据特征值的比较来确定与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同的至少一个模型激光二极管。尤其要检查的是，在激光二极管的当前运行温度下存储在数据库中的特征值中的哪个最接近激光二极管的在激光二极管的当前运行温度下的当前检测的特征值。存储在数据库中的最接近的特征值所属的模型激光二极管优选地是与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管。尤其可以将激光二极管的在激光二极管的唯一的运行温度下的当前检测的不同特征值与存储在数据库中的在相同运行温度下的不同特征值进行比较。优选地，对与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管的确定的准确度可以是高的。有利地，可以求取与激光二极管至少基本上结构相同的激光二极管。
此外提出，尤其是在至少一个方法步骤中，根据至少一个模型激光二极管的特征值来确定至少一个激光二极管的在至少一个激光二极管的整个运行温度范围中的特征值，所述至少一个模型激光二极管与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同。在激光二极管的运行温度改变的情况下，尤其可以根据模型激光二极管在新的运行温度下的特征值来确定激光二极管在新的运行温度下的特征值。优选地，可以采用模型激光二极管在新的运行温度下的特征值作为激光二极管在新的运行温度下的新特征值。有利地，为了校准激光二极管，可以省去对激光二极管的在激光二极管的其他运行温度下的其他特征值的检测。有利地，可以将校准开销保持得低。
此外提出，尤其在至少一个方法步骤中，根据至少一个激光二极管的正向电压来求取所述至少一个激光二极管的运行温度，并且根据至少一个模型激光二极管的正向电压来求取所述至少一个模型激光二极管的运行温度。在激光二极管的正向电压与激光二极管的运行温度之间存在关联。类似地，在模型激光二极管的正向电压与模型激光二极管的运行温度之间存在相同的关联。
优选地，激光二极管的正向电压是激光二极管的运行温度的单调下降函数。优选地，可以根据激光二极管的正向电压来求取激光二极管的运行温度。尤其可以通过将在激光二极管处下降的正向电压与如下特征曲线进行比较来求取激光二极管的运行温度：该特征曲线描述激光二极管的正向电压与激光二极管的运行温度之间的关联。有利地，可以省去借助温度传感器来对激光二极管和模型激光二极管的运行温度的求取。有利地，与借助温度传感器对激光二极管和模型激光二极管的运行温度的测量相比，对激光二极管和模型激光二极管的正向电压的测量更快且更准确。
在此，根据本发明的方法不应限于上述应用和实施方式。根据本发明的方法尤其可以具有与所提及的各个元件、构件和单元以及方法步骤的数量不同的数量，以实现在此描述的作用方式。此外，在本公开内容中指定的值范围内，位于所述极限内的值也应被认为是公开的且可任意使用。
附图说明
其他优点从以下附图描述中得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合形式的特征。本领域技术人员也根据目的单独地考虑这些特征并将其组合成有意义的其他组合。
附图示出：
图1以方框图示出根据本发明的用于校准激光二极管的方法；
图2示出三个模型激光二极管的存储在数据库中的电流特征值的电流特征曲线。
具体实施方式
图1以方框图示出根据本发明的用于校准激光二极管的方法。在至少一个方法步骤10中，根据激光二极管的当前检测的特征值与模型激光二极管的存储在数据库中的特征值的比较来对激光二极管进行校准，该模型激光二极管与该激光二极管至少基本上结构相同。
在至少一个另外的方法步骤中，在多个模型激光二极管的所有运行温度范围内检测多个模型激光二极管的特征值，用以创建数据库。以下根据单个模型激光二极管来描述其他方法步骤。在至少一个部分方法步骤12中，调节模型激光二极管的特定运行温度。例如借助珀耳帖元件来调节模型激光二极管的特定运行温度。“珀耳帖元件”尤其应理解为一种电热元件，该电热元件基于珀耳帖效应可以在电流流过该元件时产生温差。在至少一个另外的部分方法步骤14中，在模型激光二极管的所设置的运行温度下测量在模型激光二极管处下降的正向电压。例如借助电压测量设备来测量在模型激光二极管处下降的正向电压。在至少一个另外的部分方法步骤16中，检测模型激光二极管的特征值。例如借助特征值检测单元来检测模型激光二极管的特征值。特征值检测单元可以根据模型激光二极管的所检测的特征值的类型来构造。例如，在检测功率特征值时，特征值检测单元可以构造为功率测量设备。可以借助不同的特征值检测单元来检测模型激光二极管的不同特征值。在至少一个另外的部分方法步骤18中，将模型激光二极管的所检测的正向电压和所检测的特征值存储在数据库中。调节模型激光二极管的新的运行温度，并且在模型激光二极管的新的运行温度下重复对正向电压和模型激光二极管的特征值的检测和存储。如此长地重复一过程，直到模型激光二极管的在模型激光二极管的整个运行温度范围内的特征值被检测并存储在数据库中。
为了创建数据库，检测多个模型激光二极管的温度特征值、功率特征值、阈值特征值、电流特征值和波长特征值。例如，借助匹配的特征值检测单元来检测不同特征值。替代地，可以设想仅检测不同特征值的一部分。将多个模型激光二极管的温度特征值、功率特征值、阈值特征值、电流特征值和波长特征值存储在数据库中。在多个模型激光二极管中包含与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管。
在至少一个另外的方法步骤20中，确定激光二极管的正向电压的偏移，并且在至少一个另外的方法步骤22中，将激光二极管的正向电压的偏移考虑到激光二极管的校准中。例如借助另一电压测量设备来测量激光二极管的正向电压。根据激光二极管的正向电压来确定激光二极管的正向电压的偏移。例如借助计算单元来确定激光二极管的正向电压的偏移。“计算单元”尤其应理解为具有处理器、存储单元和/或存储在该存储单元中的运行程序、控制程序和/或计算程序的控制器。例如借助计算单元将激光二极管的正向电压的偏移考虑到激光二极管的当前检测的特征值中。
在至少一个另外的方法步骤24中，求取在激光二极管的唯一的运行温度下激光二极管的当前检测的特征值。例如借助另一特征值检测单元来求取激光二极管的当前检测的特征值。
在至少一个另外的方法步骤26中，将在激光二极管的唯一的运行温度下激光二极管的当前检测的特征值与在相同运行温度下存储在数据库中的特征值进行比较，并根据所述特征值的比较来确定与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管。激光二极管的正向电压的偏移被考虑到激光二极管的当前检测的特征值中。在所有存储在数据库中的特征值中，与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管的存储在数据库中的特征值最接近激光二极管的当前检测的特征值。
在至少一个另外的方法步骤28中，根据与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管的特征值来确定激光二极管的在激光二极管的整个运行温度范围内的特征值。在激光二极管的运行温度改变的情况下，代替在新的运行温度下求取激光二极管的新的特征值，采用与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管的关于激光二极管的相应特征值。
在至少一个另外的方法步骤30中，根据激光二极管的正向电压来求取激光二极管的运行温度，在至少一个另外的方法步骤32中，根据模型激光二极管的正向电压来求取模型激光二极管的运行温度。在激光二极管或模型激光二极管的运行温度与激光二极管或模型激光二极管的正向电压之间存在关联。根据激光二极管的正向电压与如下特征曲线的比较来求取激光二极管的运行温度：该特征曲线描述激光二极管的运行温度与激光二极管的正向电压之间的关联。根据模型激光二极管的正向电压与如下特征曲线的比较来求取模型激光二极管的运行温度：该特征曲线描述模型激光二极管的运行温度与模型激光二极管的正向电压之间的关联。
用于校准激光二极管的方法的各个方法步骤的顺序不应限于图1中所示的顺序。优选地，可以设想各个方法步骤的其他顺序、尤其本领域技术人员认为有意义的各个方法步骤的顺序。
图2示出三个模型激光二极管的存储在数据库中的电流特征值的电流特征曲线34、36、38。三个模型激光二极管具有相同的运行温度范围。在通过模型激光二极管的电流与模型激光二极管的光学输出功率之间存在数学上可描述的且确定性的关联。示出的是具有横坐标轴42和纵坐标轴44的坐标系40。在横坐标轴42上绘制有正向电压。在正向电压和运行温度之间存在数学上可描述的且确定性的关联。在纵坐标轴44上绘制有通过模型激光二极管或激光二极管的电流。当连接通过模型激光二极管的在不同正向电压下的电流时，得出三个模型激光二极管的存储在数据库中的电流特征值的电流特征曲线34、36、38。
此外，将激光二极管的当前检测的特征值示出为坐标系40中的点46。代表激光二极管的当前检测的特征值的点46处于最接近第二电流特征曲线36。第二电流特征曲线36属于与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管。第一电流特征曲线34和第三电流特征曲线38所属的模型激光二极管在结构上不同于与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管。在激光二极管的运行温度变成相应于激光二极管的正向电压的值48的新运行温度时，将与激光二极管至少基本上结构相同的模型激光二极管的电流特征值采用作为激光二极管在新的运行温度下的新特征值，该电流特征值由第二电流特征曲线36上的另一点50标记。

Claims (7)

1.一种用于校准至少一个激光二极管的方法，其特征在于，根据所述至少一个激光二极管的至少一个当前检测的特征值与模型激光二极管的至少一个存储在至少一个数据库中的特征值的比较来对所述至少一个激光二极管进行校准，所述模型激光二极管与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同；在所述至少一个激光二极管的唯一的运行温度下求取所述至少一个激光二极管的至少一个当前检测的特征值；将所述至少一个激光二极管的在所述至少一个激光二极管的唯一的运行温度下的所述至少一个当前检测的特征值与在相同运行温度下的存储在所述至少一个数据库中的特征值进行比较，并且根据所述特征值的比较来确定与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同的至少一个模型激光二极管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在多个模型激光二极管的所有运行温度范围内对多个模型激光二极管的特征值进行检测，用以创建所述至少一个数据库。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述多个模型激光二极管的至少温度特征值和/或至少功率特征值和/或至少阈值特征值和/或至少电流特征值和/或至少波长特征值进行检测，用以创建所述至少一个数据库。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个激光二极管的正向电压的偏移，并且将所述至少一个激光二极管的正向电压的偏移考虑到所述至少一个激光二极管的校准中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个模型激光二极管的特征值来确定所述至少一个激光二极管的在所述至少一个激光二极管的整个运行温度范围中的特征值，所述至少一个模型激光二极管与所述至少一个激光二极管至少基本上结构相同。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个激光二极管的正向电压来求取所述至少一个激光二极管的运行温度，并且根据所述至少一个模型激光二极管的正向电压来求取所述至少一个模型激光二极管的运行温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个激光二极管是激光投影设备的至少一个激光二极管。
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