DE112022003702T5 - Optisches gerät - Google Patents

Optisches gerät Download PDF

Info

Publication number
DE112022003702T5
DE112022003702T5 DE112022003702.4T DE112022003702T DE112022003702T5 DE 112022003702 T5 DE112022003702 T5 DE 112022003702T5 DE 112022003702 T DE112022003702 T DE 112022003702T DE 112022003702 T5 DE112022003702 T5 DE 112022003702T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
emitting device
voltage
light emitting
output
control module
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE112022003702.4T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112022003702B4 (de
Inventor
Thomas Jessenig
Radoslaw Marcin Gancarz
Pierre-Yves Taloud
Javier Miguel Sánchez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram AG
Original Assignee
Ams Osram AG
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 Ams Osram AG filed Critical Ams Osram AG
Publication of DE112022003702T5 publication Critical patent/DE112022003702T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112022003702B4 publication Critical patent/DE112022003702B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • H05B45/18Controlling the intensity of the light using temperature feedback

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Optische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine lichtemittierende Vorrichtung (106), die mit einer steuerbaren Spannungsversorgung (301) gekoppelt ist, die so konfiguriert ist, dass sie eine Versorgungsspannung für die lichtemittierende Vorrichtung bereitstellt; einen Temperatursensor (304), der so angeordnet ist, dass er eine Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung erfasst; einen Treiberchip (300, 800, 900), der eine Treiberschaltung zum Treiben der lichtemittierenden Vorrichtung umfasst; und ein Steuermodul (310), das so konfiguriert ist, dass es: eine Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung zu empfangen; eine Zielspannung zu bestimmen, die am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung bereitgestellt werden soll, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es die Zielspannung auf der Grundlage der Temperatur bestimmt; und ein Steuersignal auszugeben, um den Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung so zu steuern, dass er in Abhängigkeit von der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung auf der Zielspannung liegt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf eine optische Vorrichtung zur Steuerung der Ausgangsspannung einer lichtemittierenden Vorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • Es besteht eine große Nachfrage nach optischen (z. B. Laser-) Modulen für 3D-Anwendungen, die hauptsächlich die Flugzeittechnologie (Time of Flight, ToF) nutzen. Diese umfassen in der Regel Treiberschaltungen, die zusätzliche Funktionen wie eine einfache Treiberstromstufe enthalten.
  • Einer der wichtigsten Leistungsindikatoren solcher optischer Module ist neben der Reichweite der Stromverbrauch. Da diese Systeme in der Regel in tragbare Geräte (Mobiltelefone, AR-Brillen, Tablets, Drohnen usw.) integriert werden, muss der Stromverbrauch minimiert und die Effizienz der Module maximiert werden.
  • Eine bekannte Treiberschaltung 100 zur Ansteuerung einer lichtemittierenden Vorrichtung, z. B. eines oberflächenemittierenden Lasers mit vertikalem Resonator (VCSEL), ist in dargestellt. Die bekannte Treiberschaltung 100 umfasst eine feste Laserdioden-Treiberspannungsversorgung (LDDVDD) 102, einen Kondensator 104, die lichtemittierende Vorrichtung 106 und eine steuerbare Stromquelle 108.
  • Manchmal werden in diesen optischen Modulen so genannte „Multi-Junction“-Licht emittierende Bauelemente verwendet, bei denen während der Epitaxie mehrere Verbindungsstellen angehäuft werden, um höhere Spitzenleistungen und Leistungsumwandlungseffizienzen (PCE) zu erzielen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass bekannte Lösungen eine feste Laserdioden-Treiberspannung (LDDVDD) für den Betrieb der lichtemittierenden Vorrichtung über den gesamten Temperaturbereich verwenden, ohne dass die angelegte Spannung geregelt wird.
  • Dies ist problematisch, da der Spannungsabfall sowohl an der lichtemittierenden Vorrichtung als auch an der steuerbaren Stromquelle (z. B. einem MOSFET) bei niedrigeren Temperaturen zunimmt.
  • Insbesondere bei Lösungen, bei denen ein lichtemittierendes Bauelement mit mehr als einem Übergang verwendet wird („n“ Anschlüsse), muss ein großer Spielraum für LDDVDD vorgesehen werden, da sich die Betriebsspannung des lichtemittierenden Bauelements mit der Temperatur proportional zu „n“ (der Anzahl der Anschlüsse) ändert.
  • zeigt beispielhafte Daten 200 für die Betriebsspannung von fünf verschiedenen Bauelementen einer VCSEL-Struktur mit fünf Knotenpunkten, die Licht mit fünf verschiedenen Wellenlängen emittieren, bei Temperaturen, die sowohl unter als auch über der Raumtemperatur 202 liegen.
  • Wie man sieht, kann es zwischen dem oberen Ende des Betriebstemperaturbereichs (80°C) und dem unteren Ende des Betriebstemperaturbereichs (-20°C) zu Schwankungen von mehr als 3V kommen. Daher wird in der Regel eine Spannungsmarge von mehr als 3 V zur Versorgung hinzugefügt, um diese Schwankungen auszugleichen.
  • Bei Strömen von etwa 15A führt diese „Spannungsmarge“ jedoch zu einem Verlust von 3V-15A = 45W momentaner Verlustleistung im Lasertreiberkanal. Bei einem Tastverhältnis von 10 % bedeutet dies eine Verlustleistung von 4,5 W im Lasertreiber.
  • Für Anwendungen in der Unterhaltungselektronik, bei denen die Batterielebensdauer maximiert werden soll, ist es wünschenswert, derartige Leistungsverluste zu minimieren.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine optische Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst:
    • eine lichtemittierende Vorrichtung, die mit einer steuerbaren Spannungsversorgung verbunden ist, die so konfiguriert ist, dass sie eine Versorgungsspannung für die lichtemittierende Vorrichtung bereitstellt;
    • einen Temperatursensor, der so angeordnet ist, dass er die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung erfasst;
    • einen Treiberchip mit einer Treiberschaltung zum Ansteuern der lichtemittierenden Vorrichtung; und
    • ein Steuermodul, das so konfiguriert ist, dass es:
      • eine Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung empfangen;
      • Bestimmen einer Zielspannung, die am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung bereitgestellt werden soll, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es die Zielspannung basierend auf der Temperatur bestimmt; und
      • Ausgabe eines Steuersignals, um den Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung in Abhängigkeit von der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung auf die Zielspannung zu steuern.
  • Das Steuermodul kann so konfiguriert sein, dass es: die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung mit der Zielspannung vergleicht; und das Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung ausgibt, um die Versorgungsspannung in Abhängigkeit von dem Vergleich zu steuern.
  • Wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung größer als die Zielspannung ist, kann das Steuermodul so konfiguriert sein, dass es das Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung ausgibt, um die Versorgungsspannung zu verringern. Ist die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung geringer als die Zielspannung, kann das Steuermodul so konfiguriert werden, dass es das Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung ausgibt, um die Versorgungsspannung zu erhöhen.
  • Die Zielspannung kann die Verlustleistung des Treiberchips minimieren.
  • Daher ermöglichen einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung die Minimierung der Verlustleistung auf dem Treiberchip durch Anpassung der steuerbaren Spannungsversorgung über den gesamten Temperaturbereich.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Steuermodul so konfiguriert sein, dass es: die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung mit der Zielspannung vergleicht; und das Steuersignal an eine Stromquelle der Treiberschaltung ausgibt, um eine Strommenge, die durch die lichtemittierende Vorrichtung fließt, in Abhängigkeit von dem Vergleich zu steuern.
  • Der Treiberchip kann eine steuerbare Stromquelle umfassen, und wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung größer ist als die Zielspannung, kann das Steuermodul so konfiguriert sein, dass es das Steuersignal an die steuerbare Stromquelle ausgibt, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Strom zu erhöhen. Wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung kleiner als die Zielspannung ist, kann das Steuermodul so konfiguriert sein, dass es das Steuersignal an die steuerbare Stromquelle ausgibt, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Strom zu verringern.
  • Daher ermöglichen einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Maximierung der optischen Leistung der lichtemittierenden Vorrichtung über den gesamten Temperaturbereich.
  • Das Steuermodul kann so konfiguriert sein, dass es: Abrufen einer der Temperatur zugeordneten Spannungs-Strom-Kurve aus dem Speicher; Verwenden der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung und der Spannungs-Strom-Kurve, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Strom zu bestimmen; Abrufen einer der Temperatur zugeordneten Leistungs-Strom-Kurve aus dem Speicher; Verwenden des durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Stroms und der Leistungs-Strom-Kurve, um die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts zu bestimmen; und Steuern einer steuerbaren Stromquelle des Treiberchips, um die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts konstant zu halten.
  • So ermöglichen einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, dass die optische Leistung über den gesamten Temperaturbereich konstant gehalten werden kann, ohne dass eine externe Fotodiode erforderlich ist.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung kann in den Treiber-Chip integriert sein. Alternativ kann sich die lichtemittierende Vorrichtung außerhalb des Treiberchips befinden (z. B. auf einer Oberseite des Treiberchips montiert).
  • Das Steuermodul kann sich außerhalb des Treiberchips befinden. Alternativ kann das Steuermodul auch in den Treiberbaustein integriert sein.
  • Die steuerbare Spannungsversorgung kann in den Treiberbaustein integriert sein. Alternativ kann die steuerbare Spannungsversorgung auch außerhalb des Treiberchips liegen.
  • Der Treiberchip kann eine Spannungsausleseschaltung umfassen, die mit der lichtemittierenden Vorrichtung verbunden ist, wobei die Spannungsausleseschaltung so konfiguriert ist, dass sie die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung erfasst und an das Steuermodul liefert.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung kann aus einem oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Resonator bestehen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein optoelektronisches Modul bereitgestellt, das Folgendes umfasst:
    • das Gerät gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen;
    • ein Substrat, wobei der Treiberchip auf einer oberen Fläche des Substrats angebracht ist;
    • einen Abstandshalter, der an der Oberseite des Substrats angebracht ist, wobei der Abstandshalter die lichtemittierende Vorrichtung seitlich umgibt; und
    • ein optisches Element, das an dem Abstandshalter befestigt ist, wobei das optische Element für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht transparent ist.
  • Diese und andere Aspekte werden aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung soll durch diese Zusammenfassung nicht eingeschränkt werden, auch nicht auf Implementierungen, die notwendigerweise einige oder alle der genannten Nachteile lösen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Einige Ausführungsformen der Offenbarung werden jetzt nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • zeigt eine bekannte Treiberschaltung zur Ansteuerung einer lichtemittierenden Vorrichtung;
    • veranschaulicht die Temperaturabhängigkeit der Betriebsspannung eines lichtemittierenden Bauteils;
    • zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Minimierung der Verlustleistung der lichtemittierenden Vorrichtung;
    • ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Maximierung der Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung, bei dem die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung gemessen wird;
    • ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Maximierung der Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung ohne Messung der Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung;
    • ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Konstanthaltung der optischen Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts;
    • zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • zeigt eine optische Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • zeigt ein Beispiel für eine Spannungsausleseschaltung, die in dem optischen Gerät verwendet werden kann.
    • zeigt die Wellenformen, die mit der in gezeigten Beispiel-Spannungsausleseschaltung verbunden sind; und
    • zeigt ein optoelektronisches Modul.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Spezifische Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • In ist ein Treiberchip (z. B. ein integrierter Schaltungschip) 300 dargestellt, bei dem es sich um eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) handeln kann. Der Treiberchip 300 ist auf einem Substrat montiert (in nicht dargestellt), bei dem es sich um eine Leiterplatte, ein Laminatsubstrat, ein Lead-Frame-Substrat oder ähnliches handeln kann. Das Treiberchip 300 kann durch Kleben (z. B. mit einem Die-Attach-Film oder einem Flüssigkleber) oder Löten auf dem Substrat befestigt werden.
  • Der Treiberchip ist mit einer steuerbaren Spannungsquelle 301 verbunden. Bei der steuerbaren Spannungsquelle 301 kann es sich um einen Gleichspannungswandler handeln. In dem in gezeigten Implementierungsbeispiel befindet sich die steuerbare Spannungsquelle 301 außerhalb des Treiberchips 300.
  • Der Treiberchip 300 umfasst Komponenten einer Treiberschaltung mit einem Kondensator 104, einer lichtemittierenden Vorrichtung 106 (einem optischen Emitter) und einer steuerbaren Stromquelle 108.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 106 kann eine oder mehrere lichtemittierende Dioden (LEDs), Laser oder andere Vorrichtungen umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 106 einen oder mehrere oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator (VCSEL). Bei dem VCSEL kann es sich um ein Mehrfachsperrschicht-Bauelement mit n Sperrschichtpunkten handeln. Die lichtemittierende Vorrichtung 106 kann so konfiguriert sein, dass sie sichtbares Licht und/oder unsichtbare Strahlung, wie Infrarot- oder Nahinfrarotstrahlung, emittiert.
  • In den hier beschriebenen Ausführungsformen kann die lichtemittierende Vorrichtung 106 (i) in den Treiberchip integriert sein; (ii) auf einer Oberfläche des Treiberchips angebracht sein; (iii) außerhalb des Treiberchips angebracht sein, z. B. auf demselben Substrat, auf dem der Treiberchip angebracht ist.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 106 kann an der Oberseite des Treiberchips befestigt werden. Für die Befestigung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 auf dem Treiber-Chip können verschiedene Methoden verwendet werden. Die lichtemittierende Vorrichtung 106 kann durch Kleben mit einem leitenden Klebstoff oder durch Löten auf dem Treiber-Chip befestigt werden.
  • Wie in dargestellt, umfasst der Treiberchip 300 eine Spannungsausleseschaltung 302, die mit der lichtemittierenden Vorrichtung 106 verbunden ist. Die Spannungsausleseschaltung 302 ist so konfiguriert, dass sie die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106 erfasst. Die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106 entspricht der von der steuerbaren Spannungsquelle 301 gelieferten Spannung abzüglich der Betriebsspannung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 (d. h. der an der lichtemittierenden Vorrichtung 106 abfallenden Spannung) und wird hier als Spannungsspanne bezeichnet.
  • Die Spannungsausleseschaltung 302 ist so konfiguriert, dass sie die Spannungsspanne an ein Steuermodul 310 liefert. Die Spannungsausleseschaltung 302 kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Ein Beispiel für eine Spannungsausleseschaltung 302 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beschrieben.
  • In einigen Ausführungsformen wird ein Temperatursensor 304 verwendet, um die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu messen. Der Temperatursensor 304 kann in den Treiberchip integriert sein. Alternativ dazu kann der Temperatursensor 304 auch außerhalb des Treiberchips angebracht sein. Die lichtemittierende Vorrichtung 106 kann an einem Kühlkörper aus einem wärmeleitenden Material angebracht sein, und der Temperatursensor 304 kann an diesem Kühlkörper angebracht sein und die Temperatur des Kühlkörpers erfassen, um die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu messen. In anderen Ausführungsformen ist der Temperatursensor 304 so angeordnet, dass er die Temperatur der Umgebung in der Nähe der lichtemittierenden Vorrichtung 106 erfasst.
  • In Ausführungsformen, in denen ein Temperatursensor 304 verwendet wird, um eine Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu erfassen, wird eine Temperaturausleseschaltung 306 verwendet, um die von dem Temperatursensor 304 erfasste Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 an das Steuermodul 310 zu liefern. Die Temperaturausleseschaltung 306 kann einen Analog-Spannungs-Wandler umfassen, der so konfiguriert ist, dass er eine analoge Spannung empfängt, die für die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 kennzeichnend ist, und diese in eine digitale Spannung zur Verarbeitung durch das Steuermodul 310 umwandelt. Solche Temperaturausleseschaltungen sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht behandelt.
  • Die Spannungsausleseschaltung 302 kann die Spannungsspanne über eine Schnittstelle 308 an ein Steuermodul 310 liefern. In Ausführungsformen, in denen ein Temperatursensor 304 verwendet wird, um eine Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu erfassen, kann die Temperaturausleseschaltung 306 die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 über die Schnittstelle 308 an ein Steuermodul 310 liefern.
  • Bei der Schnittstelle 308 kann es sich um eine beliebige Kommunikationsverbindung handeln, die es der Spannungsausleseschaltung 302 und der Temperaturausleseschaltung 306 ermöglicht, Daten an das Steuermodul 310 zu senden bzw. von diesem zu empfangen. Bei der Schnittstelle 308 kann es sich beispielsweise um einen seriellen Kommunikationsbus wie einen I2C (Inter-Integrated Circuit) Bus handeln.
  • Wie im Folgenden näher beschrieben wird, empfängt das Steuermodul 310 die Spannungsspanne und ist so konfiguriert, dass es eine Zielspannung bestimmt, die am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung bereitgestellt werden soll. Das Steuermodul 310 ist ferner so konfiguriert, dass es ein Steuersignal ausgibt, um den Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung so zu steuern, dass er die Zielspannung aufweist.
  • Das Steuermodul 310 kann über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal an die steuerbare Spannungsquelle 301 liefern, um die von der steuerbaren Spannungsquelle 301 gelieferte Spannung zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuermodul 310 ein Steuersignal an die steuerbare Spannungsquelle 301 über die Schnittstelle 308 an die steuerbare Stromquelle 108 liefern. Bei der steuerbaren Stromquelle 108 kann es sich um einen Transistor (z. B. einen Feldeffekttransistor wie einen MOSFET) handeln, und das Steuermodul 310 kann das Steuersignal an ein Gate des Transistors liefern, um dadurch die Gate-Spannung zu steuern.
  • Das Steuermodul 310 kann mit einem Speicher 312 gekoppelt sein. In dem in gezeigten Implementierungsbeispiel befinden sich das Steuermodul 310 und der Speicher 312 außerhalb des Treiberchips 300.
  • Die hier beschriebene Funktionalität des Steuermoduls 310 kann in einem Code (Software) implementiert werden, der in einem Speicher (z. B. Speicher 312) gespeichert ist, der ein oder mehrere Speichermedien umfasst, und der zur Ausführung auf einem Prozessor mit einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten angeordnet ist. Die Speichermedien können in das Steuermodul 310 integriert und/oder von diesem getrennt sein. Der Code ist so konfiguriert, dass er, wenn er aus dem Speicher abgerufen und auf dem Prozessor ausgeführt wird, Vorgänge gemäß den hier erörterten Ausführungsformen durchführt. Alternativ ist es nicht ausgeschlossen, dass ein Teil oder die gesamte Funktionalität des Steuermoduls 310 in einem dedizierten Hardwareschaltkreis oder einem konfigurierbaren Hardwareschaltkreis wie einem FPGA implementiert ist.
  • Es wird nun auf verwiesen, die ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses 400 darstellt, der vom Steuermodul 310 implementiert werden kann, um die Verlustleistung des Treiberchips 300 zu minimieren.
  • Vor der Durchführung des Verfahrens 400 kann ein Lichtimpuls von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 ausgesendet werden.
  • In Schritt S402 empfängt das Steuermodul 310 einen Temperaturwert, der eine vom Temperatursensor 304 erfasste Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 angibt. Das Steuermodul 310 empfängt den Temperaturwert von der Temperaturausleseschaltung 306 über die Schnittstelle 308.
  • In Schritt S404 empfängt das Steuermodul 310 eine Spannung am Ausgang der Licht emittierenden Vorrichtung 106. Das heißt, das Steuermodul 310 empfängt eine Spannung, die einen Spannungsspielraum anzeigt, der derzeit von der steuerbaren Spannungsquelle 301 realisiert wird. Das Steuermodul 310 empfängt die Spannungsspanne von der Spannungsausleseschaltung 302 über die Schnittstelle 308.
  • In Schritt S406 verwendet das Steuermodul 310 den Temperaturwert, um eine Zielspannungsspanne zu bestimmen, d. h. eine Zielspannung für den Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106, um den Leistungsverlust innerhalb des Treiberchips zu minimieren. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen.
  • In einem Beispiel kann das Steuermodul 310 in Schritt S406 die Zielspannungsspanne durch Abfrage einer im Speicher 312 gespeicherten Nachschlagetabelle bestimmen. Die Nachschlagetabelle speichert eine Vielzahl von Zielspannungsspannen, die den Leistungsverlust minimieren, wobei jede der Vielzahl von Zielspannungsspannen mit einem entsprechenden Temperaturwert verbunden ist. Somit kann durch Abfrage der Nachschlagetabelle mit der gemessenen Temperatur eine Zielspannungsspanne zur Minimierung der Verlustleistung bei dieser Temperatur durch das Steuermodul 310 abgerufen werden.
  • In einem anderen Beispiel kann das Steuermodul 310 in Schritt S406 die Zielspannungsspanne berechnen, die den Leistungsverlust minimiert, indem es eine im Speicher 312 gespeicherte Formel verwendet, die die erfasste Temperatur als Eingabe verwendet.
  • In einem anderen Beispiel kann das Steuermodul 310 in Schritt S406 den Temperaturwert verwenden, um eine externe Schaltung anzusteuern, die die angelegte Spannung unter der Kontrolle des Steuermoduls 310 auf einen konfigurierten Wert regelt, um den Leistungsverlust innerhalb des Treiberchips zu minimieren.
  • In Schritt S408 wertet das Steuermodul 310 die von der Spannungsausleseschaltung 302 empfangene Spannungsspanne aus. Insbesondere vergleicht das Steuermodul 310 die von der Spannungsausleseschaltung 302 in Schritt S404 empfangene Spannungsspanne mit der in Schritt S406 bestimmten Zielspannungsspanne und steuert die steuerbare Spannungsversorgung 301 in Abhängigkeit von dem Vergleich.
  • Wenn das Steuermodul 310 in Schritt S408 feststellt, dass die von der Spannungsausleseschaltung 302 empfangene Spannungsspanne größer ist als die Zielspannungsspanne (d. h. größer als erforderlich), fährt der Prozess mit Schritt S410 fort, wo das Steuermodul 310 über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung 301 sendet, um die Versorgungsspannung zu verringern. Dies führt zu einer Verringerung der Spannungsspanne (der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106) und somit zu einer Verringerung der am Treiber-Die verbrauchten Leistung.
  • Wenn das Steuermodul 310 in Schritt S412 feststellt, dass die von der Spannungsausleseschaltung 302 empfangene Spannungsspanne geringer ist als die Zielspannungsspanne (d. h. geringer als erforderlich), fährt das Verfahren mit Schritt S414 fort, wo das Steuermodul 310 über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung 301 sendet, um die Versorgungsspannung zu erhöhen. Dies führt dazu, dass sich die Spannungsspanne (die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106) erhöht. Das Steuermodul 310 kann dieses Ereignis dann zusätzlich kennzeichnen (entweder in einem Register oder über eine externe Kommunikation), um anzuzeigen, dass der ausgesendete Impuls möglicherweise beeinträchtigt wurde und nicht genügend Energie hat.
  • Nachdem die nächste Impulsanforderung vom Treiber-Chip 300 empfangen und der nächste Lichtimpuls von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 ausgesendet wurde, kehrt der Prozess 400 zu Schritt S402 zurück.
  • In Fällen, in denen das Auslesen der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106 langsamer ist als ein einzelner Impuls, könnte ein Zyklus des obigen Prozesses 400 so implementiert werden, dass er für eine Vielzahl von Impulsen oder so lange läuft, wie die Spannungsausleseschaltung 302 benötigt, um die Spannungsspanne korrekt zu bestimmen.
  • Es wird nun auf verwiesen, die ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses 500 zeigt, der vom Steuermodul 310 implementiert werden kann, um die optische Ausgangsleistung der Licht emittierenden Vorrichtung zu maximieren.
  • Vor der Durchführung des Verfahrens 500 kann ein Lichtimpuls von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 ausgesendet werden.
  • In Schritt S502 empfängt das Steuermodul 310 einen Temperaturwert, der eine Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 angibt, die von dem Temperatursensor 304 erfasst wurde. Das Steuermodul 310 empfängt den Temperaturwert von der Temperaturausleseschaltung 306 über die Schnittstelle 308.
  • In Schritt S504 empfängt das Steuermodul 310 eine Spannung am Ausgang der Licht emittierenden Vorrichtung 106. Das heißt, das Steuermodul 310 empfängt eine Spannung, die einen Spannungsspielraum anzeigt, der derzeit von der steuerbaren Spannungsquelle 301 realisiert wird. Das Steuermodul 310 empfängt die Spannungsspanne von der Spannungsausleseschaltung 302 über die Schnittstelle 308.
  • In Schritt S506 verwendet das Steuermodul 310 den Temperaturwert, um eine Zielspannungsspanne zu bestimmen, d. h. eine Zielspannung für den Ausgang der Licht emittierenden Vorrichtung 106, um die optische Ausgangsleistung der Licht emittierenden Vorrichtung 106 zu maximieren. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen.
  • In einem Beispiel kann das Steuermodul 310 in Schritt S506 die Zielspannungsspanne durch Abfrage einer im Speicher 312 gespeicherten Nachschlagetabelle bestimmen. Die Nachschlagetabelle speichert eine Vielzahl von Zielspannungsspannen, die die optische Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 maximieren, wobei jede der Vielzahl von Zielspannungsspannen mit einem entsprechenden Temperaturwert verbunden ist. Somit kann durch Abfrage der Nachschlagetabelle mit der erfassten Temperatur eine Zielspannungsspanne zur Maximierung der optischen Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 bei dieser Temperatur durch das Steuermodul 310 abgerufen werden.
  • In einem anderen Beispiel kann das Steuermodul 310 in Schritt S506 die Zielspannungsspanne berechnen, die die optische Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 maximiert, indem es eine im Speicher 312 gespeicherte Formel verwendet, die die erfasste Temperatur als Eingabe verwendet.
  • In einem anderen Beispiel kann das Steuermodul 310 in Schritt S506 eine externe Schaltung auslösen, die die angelegte Spannung unter der Kontrolle des Steuermoduls 310 auf einen konfigurierten Wert reguliert, um die optische Leistung zu maximieren.
  • Das Steuermodul 310 kann die Ausgabe eines optischen Sensors (z. B. einer Fotodiode) verwenden, um die in Schritt S506 durchgeführte Bestimmung zu unterstützen. Insbesondere kann ein von dem optischen Sensor erfasster Lichtpegel verwendet werden, um die Entscheidung über die Zielspannungsspanne zur Maximierung der optischen Leistung zu unterstützen.
  • In Schritt S508 wertet das Steuermodul 310 die von der Spannungsausleseschaltung 302 empfangene Spannungsspanne als Indikator für die optische Leistung aus. Insbesondere vergleicht das Steuermodul 310 die von der Spannungsausleseschaltung 302 in Schritt S504 empfangene Spannungsspanne mit der in Schritt S506 bestimmten Zielspannungsspanne und steuert die steuerbare Stromquelle 108 in Abhängigkeit von dem Vergleich.
  • Wenn das Steuermodul 310 in Schritt S508 feststellt, dass die von der Spannungsausleseschaltung 302 empfangene Spannungsspanne größer ist als die Zielspannungsspanne (d. h. größer als erforderlich), fährt der Prozess mit Schritt S510 fort, wo das Steuermodul 310 über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal sendet, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu erhöhen, um mehr optische Leistung zu erhalten. Dies führt zu einer Verringerung der Spannungsspanne (der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106). Das Steuersignal kann an die steuerbare Stromquelle 108 gesendet werden. Wie oben erwähnt, kann die steuerbare Stromquelle 108 ein Transistor (z. B. ein Feldeffekttransistor) sein, und das vom Steuermodul 310 gesendete Steuersignal erhöht die Gatespannung am Gateanschluss des Transistors, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu erhöhen. Es wird deutlich, dass das Steuermodul 310 die optische Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 durch Minimierung der Spannungsspanne maximiert.
  • Wenn das Steuermodul 310 in Schritt S512 feststellt, dass die von der Spannungsausleseschaltung 302 empfangene Spannungsspanne geringer ist als die Zielspannungsspanne (d. h. geringer als erforderlich), fährt der Prozess mit Schritt S514 fort, wo das Steuermodul 310 über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal sendet, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu verringern. Dies führt dazu, dass sich die Spannungsspanne (die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106) erhöht. Das Steuersignal kann an die steuerbare Stromquelle 108 gesendet werden, die ein Transistor (z. B. ein Feldeffekttransistor) sein kann. Das vom Steuermodul 310 gesendete Steuersignal senkt die Gate-Spannung am Gate-Anschluss des Transistors, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu verringern. Die Treiberschaltung benötigt eine bestimmte Spannung an den Drain- und Source-Anschlüssen des Transistors, um den erforderlichen Strom zu liefern. Wenn die Drain-Source-Spannung (V_ds), die der oben erwähnten Spannungsspanne entspricht, nicht ausreicht, arbeitet der Transistor in einem anderen Bereich, für den er ausgelegt ist, und liefert nicht mehr genügend Strom. Das Steuermodul 310 kann dieses Ereignis dann zusätzlich kennzeichnen (entweder in einem Register oder über eine externe Kommunikation), um darauf hinzuweisen, dass der ausgesendete Impuls möglicherweise beeinträchtigt wurde und nicht genügend Strom hat.
  • Nachdem die nächste Impulsanforderung vom Treiberchip 300 empfangen und der nächste Lichtimpuls von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittiert wurde, kehrt der Prozess 500 zu Schritt S502 zurück.
  • In Fällen, in denen das Auslesen der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106 langsamer ist als ein einzelner Impuls, könnte ein Zyklus des obigen Prozesses 500 so implementiert werden, dass er für eine Vielzahl von Impulsen oder so lange läuft, wie die Spannungsausleseschaltung 302 benötigt, um die Spannungsspanne korrekt zu bestimmen.
  • Als Teil des Prozesses 500 kann das Steuermodul 310 auch die steuerbare Spannungsquelle 301 steuern. Das Steuermodul 310 kann die von der steuerbaren Spannungsquelle 301 bereitgestellte Versorgungsspannung überwachen und die Versorgungsspannung erhöhen, bis sie ein Maximum erreicht. Sobald der Maximalwert erreicht ist, kann das Steuermodul 510 den Strom in Schritt S510 erhöhen, indem es mehr Strom auf den Transistor programmiert, indem es die Gatespannung am Gateanschluss des Transistors erhöht, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu erhöhen, wenn noch ein gewisser Spannungsspielraum besteht.
  • ist ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses 600, der von dem Steuermodul 310 implementiert werden kann, um die optische Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu maximieren, ohne die Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung zu messen.
  • Vor der Durchführung des Verfahrens 600 kann ein Lichtimpuls von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 ausgesendet werden.
  • In Schritt S602 empfängt das Steuermodul 310 eine Spannung am Ausgang der Licht emittierenden Vorrichtung 106. Das heißt, das Steuermodul 310 empfängt eine Spannung, die einen Spannungsspielraum anzeigt, der derzeit von der steuerbaren Spannungsquelle 301 realisiert wird. Das Steuermodul 310 empfängt die Spannungsspanne von der Spannungsausleseschaltung 302 über die Schnittstelle 308.
  • In Schritt S604 ruft das Steuermodul 310 aus dem Speicher 312 eine vorgespeicherte Zielspannungsspanne ab, d.h. eine Zielspannung für den Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106, die geeignet ist, die optische Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu maximieren, ohne die tatsächliche Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 zu berücksichtigen. Die zur Maximierung der optischen Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 benötigte Spannungsspanne ist nicht temperaturkonstant, so dass eine „sichere“ vorgespeicherte Zielspannungsspanne für den Fall, dass die Temperatur nicht ausgelesen wird, nicht möglich ist.
  • Das Verfahren 600 geht dann zu Schritt S606 über.
  • Die Schritte S606 und S608 entsprechen den oben beschriebenen Schritten S508 und S510. Analog dazu entsprechen die Schritte S610 und S612 den oben beschriebenen Schritten S512 und S514.
  • Es wird nun auf verwiesen, die ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses 700 darstellt, der vom Steuermodul 310 implementiert werden kann, um die optische Ausgangsleistung der lichtemittierenden Vorrichtung auf einem konstanten Leistungsniveau zu halten.
  • In Schritt S702 empfängt das Steuermodul 310 einen Temperaturwert, der eine vom Temperatursensor 304 erfasste Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung 106 angibt. Das Steuermodul 310 empfängt den Temperaturwert von der Temperaturausleseschaltung 306 über die Schnittstelle 308.
  • In Schritt S704 empfängt das Steuermodul 310 eine Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106. Das heißt, das Steuermodul 310 empfängt eine Spannung, die einen Spannungsspielraum anzeigt, der derzeit von der steuerbaren Spannungsquelle 301 realisiert wird. Das Steuermodul 310 empfängt die Spannungsspanne von der Spannungsausleseschaltung 302 über die Schnittstelle 308.
  • Im Schritt S706 ruft das Steuermodul 310 aus dem Speicher 312 eine vorgespeicherte Ziellichtleistung für das von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierte Licht ab.
  • Der Speicher 312 speichert ferner für eine Vielzahl von Temperaturen eine Spannungs-/Strom-Kurve, die der lichtemittierenden Vorrichtung 106 bei der jeweiligen Temperatur zugeordnet ist. Die Spannungs-Strom-Kurven veranschaulichen, wie die Betriebsspannung der lichtemittierenden Vorrichtung 106 in Abhängigkeit von dem durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom variiert.
  • Der Speicher 312 speichert ferner für eine Vielzahl von Temperaturen eine Leistungs-Strom-Kurve, die der lichtemittierenden Vorrichtung 106 bei der jeweiligen Temperatur zugeordnet ist. Die Leistungs-Strom-Kurven veranschaulichen, wie die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierten Lichts in Abhängigkeit von dem durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom variiert.
  • Im Schritt S708 ruft das Steuermodul 310 aus dem Speicher 312 eine Spannungs-Strom-Kurve ab, die die Eigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung 106 bei der im Schritt S702 empfangenen Temperatur definiert. Basierend auf der Kenntnis der Versorgungsspannung, die von der steuerbaren Spannungsquelle 301 bereitgestellt wird, und der in Schritt S704 erhaltenen Spannungsspanne bestimmt das Steuermodul 310 die Betriebsspannung der lichtemittierenden Vorrichtung 106. Das Steuermodul 310 fragt dann die abgerufene Spannungs-Strom-Kurve unter Verwendung der Betriebsspannung der Licht emittierenden Vorrichtung 106 ab, um den durch die Licht emittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu bestimmen.
  • Im Schritt S710 ruft das Steuermodul 310 aus dem Speicher 312 eine Leistungs-Strom-Kurve ab, die die Eigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung 106 bei der im Schritt S702 empfangenen Temperatur definiert.
  • Das Steuermodul 310 fragt dann die abgerufene Leistungs-Strom-Kurve unter Verwendung des in Schritt S708 ermittelten Stroms ab, um die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierten Lichts zu bestimmen.
  • Im Schritt S712 steuert das Steuermodul 310 die steuerbare Stromquelle 108, um die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierten Lichts konstant zu halten.
  • Das heißt, wenn die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierten Lichts geringer ist als die vorgespeicherte optische Zielleistung, sendet das Steuermodul 310 über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal an die steuerbare Stromquelle 108 (z. B. einen Transistor), um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu erhöhen, um mehr optische Leistung zu erhalten. Das vom Steuermodul 310 gesendete Steuersignal erhöht die Gate-Spannung am Gate-Anschluss des Transistors, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu erhöhen.
  • Wenn die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierten Lichts größer ist als die vorgespeicherte optische Zielleistung, sendet das Steuermodul 310 über die Schnittstelle 308 ein Steuersignal an die steuerbare Stromquelle 108 (z. B. einen Transistor), um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu verringern, um die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 emittierten Lichts zu verringern. Das vom Steuermodul 310 gesendete Steuersignal senkt die Gate-Spannung am Gate-Anschluss des Transistors, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu verringern.
  • Durch Kenntnis der optischen Leistung (L) und der Spannung (V) als Funktion von Strom (I) und Temperatur (T). Bei einer bestimmten Leistungseinstellung kann das Steuermodul 310 den Strom (I) durch Änderung der Gate-Spannung als Reaktion auf die Temperaturänderung (T) steuern, um die optische Leistung konstant zu halten.
  • Jede der hier unter Bezugnahme auf die beschriebenen Ausführungsformen kann unter Verwendung der in gezeigten Anordnung durchgeführt werden.
  • In den hier beschriebenen Ausführungsformen können die Schnittstelle 308, das Steuermodul 310 und der Speicher 312 in den Treiberbaustein integriert sein. Dies wird durch den in dargestellten Treiberchip 800 veranschaulicht. Wie in dargestellt, kann der Speicher 312 in das Steuermodul 310 integriert sein. Alternativ dazu kann der Speicher 312 vom Steuermodul 310 getrennt sein. In dem in dargestellten Implementierungsbeispiel bleibt die steuerbare Spannungsquelle 301 außerhalb des Treiberchips 800.
  • Jede der hier unter Bezugnahme auf die beschriebenen Ausführungsformen kann unter Verwendung der in gezeigten Anordnung durchgeführt werden.
  • Wie das in dargestellte Treiberchip 900 zeigt, kann die steuerbare Spannungsquelle 301 auch zusammen mit der Schnittstelle 308, dem Steuermodul 310 und dem Speicher 312 in das Treiberchip 900 integriert werden.
  • Jede der hier unter Bezugnahme auf die beschriebenen Ausführungsformen kann unter Verwendung der in gezeigten Anordnung durchgeführt werden.
  • zeigt eine beispielhafte Spannungsausleseschaltung 302, die mit dem Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106 verbunden werden kann. Die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung 106, die der Spannungsausleseschaltung 302 als Eingang zugeführt wird, ist in als Eingangsspannung Vin bezeichnet. Die Spannungsausleseschaltung 302 ist so angeordnet, dass sie eine Ausgangsspannung liefert, die in als Vout bezeichnet wird. Es wird deutlich, dass die in gezeigte Spannungsausleseschaltung 302 nur ein Beispiel ist und andere Implementierungen für die Spannungsausleseschaltung 302 möglich sind.
  • Die in dargestellte Beispiel-Spannungsausleseschaltung 302 umfasst eine erste Diode 1002, einen Abtastkondensator 1004, eine erste Vorspannungsstromquelle 1006, eine zweite Diode 1008, eine zweite Vorspannungsstromquelle 1010 und einen Filterkondensator 1012.
  • Die Schwankungen der Eingangsspannung Vin sind zu kurz, um von der Außenwelt abgetastet zu werden. Aus diesem Grund ist eine „Tiefpass“-Filterung erforderlich. Diese Filterung wird durch den Filterkondensator 1012 vorgenommen.
  • Die erste Diode 1002 empfängt die Eingangsspannung Vin und verhindert, dass Strom aus dem Hauptpfad durch die steuerbare Stromquelle 108 „entweicht“. Die erste Diode 1002 ist mit der zweiten Diode 1008 gekoppelt. Die zweite Diode 1008 gleicht den Spannungsabfall an der ersten Diode 1002 aus. Die zweite Vorspannungsstromquelle 1010 liefert einen größeren Vorspannungsstrom als der von der ersten Vorspannungsstromquelle 1006 gelieferte, um nach oben zu ziehen.
  • zeigt die Wellenformen, die mit der in gezeigten Beispiel-Spannungsausleseschaltung verbunden sind. In entspricht die CLK-Wellenform dem Steuersignal, das vom Steuermodul 310 an die steuerbare Spannungsquelle 108 geliefert wird. Bei der steuerbaren Stromquelle 108 kann es sich beispielsweise um einen Transistor handeln, und das Steuersignal CLK kann einem Gate des Transistors zugeführt werden, um dadurch die Gate-Spannung zu steuern.
  • Wie in gezeigt, erhöhen Rechteckimpulse des Steuersignals CLK die Gatespannung am Gateanschluss des Transistors, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung 106 fließenden Strom zu erhöhen, wodurch die Eingangsspannung Vin auf einen Spannungspegel Vpeak abfällt. Den Komponenten (Tiefpass) der in gezeigten Spannungsausleseschaltung 302 ist eine gewisse Zeitkonstante zugeordnet, so dass sich die Ausgangsspannung Vout nach einigen Zyklen auf die Spannung Vpeak einpendelt, wie in dargestellt.
  • zeigt ein Beispiel für ein optoelektronisches Modul 1100, das die Treiberchips 300, 800, 900 umfasst, die in Übereinstimmung mit einer der hier beschriebenen Ausführungsformen arbeiten können.
  • Der Treiberchip ist auf einem Substrat 10 montiert, bei dem es sich um eine Leiterplatte (PCB), ein Laminatsubstrat, ein Lead-Frame-Substrat oder ähnliches handeln kann. Die Rückseite des Substrats 10 kann SMT-Kontakte oder andere Kontakte für die Montage des optoelektronischen Moduls 1100, z. B. auf einer Leiterplatte, aufweisen.
  • Für die Montage des Treiberchips auf dem Substrat 10 können verschiedene Methoden verwendet werden. Der Treiberchip kann durch Kleben (z. B. mit einem Die-Attach-Film oder einem Flüssigkleber) oder Löten auf dem Substrat 10 befestigt werden. Elektrische Verbindungen wie Drahtbonds und/oder Kontaktpads auf der Rückseite des Treiberchips können vorgesehen werden, um den Treiberchip mit Kontaktpads auf dem Substrat 10 zu verbinden.
  • Das optoelektronische Modul 100 umfasst außerdem die lichtemittierende Vorrichtung 106. In dem in gezeigten Beispiel ist die lichtemittierende Vorrichtung 106 an der Oberseite des Treiberchips angebracht. Für die Montage der lichtemittierenden Vorrichtung 106 auf dem Treiber-Chip können verschiedene Methoden verwendet werden. Die lichtemittierende Vorrichtung 106 kann durch Kleben mit einem leitfähigen Klebstoff oder durch Löten auf dem Treiber-Chip befestigt werden. Elektrische Verbindungen wie Drahtbonds und/oder Kontaktpads auf der Rückseite der lichtemittierenden Vorrichtung 106 können vorgesehen werden, um die lichtemittierende Vorrichtung 106 mit Kontaktpads auf dem Treiberchip zu verbinden. Wie oben erwähnt, kann die lichtemittierende Vorrichtung 106 alternativ in den Treiberchip integriert oder außerhalb des Treiberchips auf dem Substrat 10 montiert werden.
  • Ein Abstandshalter 20 wird auf der Oberseite des Treiberchips befestigt (z. B. mit einem Klebstoff). Der Abstandshalter 20 umschließt die lichtemittierende Vorrichtung 106. Anders ausgedrückt, der Abstandshalter umgibt die lichtemittierende Vorrichtung 106 seitlich. Der Abstandshalter 20 bildet einen mit Luft gefüllten Hohlraum.
  • Auf dem Abstandshalter 20 ist ein optisches Element 30 angebracht. Das optische Element 30 ist für die Wellenlängen des von der lichtemittierenden Vorrichtung 106 ausgesandten Lichts durchlässig.
  • Das optische Element 30 kann mit einem transparenten Substrat verbunden sein. Das optische Element 30 kann z. B. eine oder mehrere Linsen, eine Mikrolinsenanordnung und/oder einen Diffusor umfassen. Das transparente Substrat besteht vorzugsweise aus Glas. Es sind jedoch auch andere Materialien geeignet, z. B. Kunststoff. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat aus SiO2 oder „Display“-Glas bestehen, wie Schott D263T-ECO oder Borofloat 33, Dow-Corning Eagle 2000.
  • Das optoelektronische Modul 1100 kann in ein Computergerät wie ein Mobiltelefon, einen Laptop, ein Tablet, eine Drohne, einen Roboter, ein tragbares Gerät usw. eingebaut werden.
  • Obwohl die Offenbarung in Form von bevorzugten Ausführungsformen, wie oben dargelegt, beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass diese Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung dienen und dass die Ansprüche nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sind. Fachleute können im Hinblick auf die Offenbarung Änderungen und Alternativen vornehmen, die in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen. Jedes Merkmal, das in der vorliegenden Beschreibung offenbart oder dargestellt ist, kann in jede beliebige Ausführungsform eingebaut werden, sei es allein oder in einer geeigneten Kombination mit einem anderen hier offengelegten oder dargestellten Merkmal.
  • Referenzzahlen
  • 100
    Treiberschaltung
    102
    Feste Spannungsversorgung für den Laserdiodentreiber
    104
    Kondensator
    106
    lichtemittierende Vorrichtung
    108
    steuerbare Stromquelle
    200
    Beispieldaten
    202
    Raumtemperatur
    300
    Treiber sterben
    301
    Steuerbare Spannungsquelle
    302
    Spannungsanzeigeschaltung
    304
    Temperatursensor
    306
    Temperatur-Anzeigeschaltung
    308
    Schnittstelle
    310
    Steuermodul
    312
    Speicher
    800
    Treiber sterben
    900
    Treiber sterben
    1002
    erste Diode
    1004
    Abtastkondensator
    1006
    erste Vorspannungsstromquelle
    1008
    Sekunden-Diode
    1010
    Sekunden-Vorspannungsstromquelle
    1012
    Filterkondensator
    1100
    optoelektronisches Modul
    10
    Substrat
    20
    Abstandhalter
    30
    optisches Element

Claims (16)

  1. Optische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine lichtemittierende Vorrichtung (106), die mit einer steuerbaren Spannungsversorgung (301) gekoppelt ist, die so konfiguriert ist, dass sie eine Versorgungsspannung an die lichtemittierende Vorrichtung liefert; einen Temperatursensor (304), der so angeordnet ist, dass er eine Temperatur der lichtemittierenden Vorrichtung erfasst; ein Treiberchip (300, 800, 900) mit einer Treiberschaltung zum Ansteuern der lichtemittierenden Vorrichtung; und ein Steuermodul (310), das dafür konfiguriert ist: eine Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung empfangen; Bestimmen einer Zielspannung, die am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung bereitgestellt werden soll, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es die Zielspannung basierend auf der Temperatur bestimmt; und Ausgabe eines Steuersignals, um den Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung in Abhängigkeit von der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung auf die Zielspannung zu steuern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es: Vergleichen der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung mit der Zielspannung; und das Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung auszugeben, um die Versorgungsspannung in Abhängigkeit von dem Vergleich zu steuern.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung größer ist als die Zielspannung, ist das Steuermodul so konfiguriert, dass es das Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung ausgibt, um die Versorgungsspannung zu verringern; und wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung unter der Zielspannung liegt, ist das Steuermodul so konfiguriert, dass es das Steuersignal an die steuerbare Spannungsversorgung ausgibt, um die Versorgungsspannung zu erhöhen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zielspannung den Leistungsverlust des Treiberchips minimiert.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es: Vergleichen der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung mit der Zielspannung; und das Steuersignal an eine Stromquelle der Treiberschaltung auszugeben, um eine durch die lichtemittierende Vorrichtung fließende Strommenge in Abhängigkeit von dem Vergleich zu steuern.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Treiberchip eine steuerbare Stromquelle (108) umfasst und: wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung größer als die Zielspannung ist, ist das Steuermodul so konfiguriert, dass es das Steuersignal an die steuerbare Stromquelle ausgibt und den durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Strom erhöht; und das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es das Steuersignal an die steuerbare Stromquelle ausgibt, um den durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Strom zu verringern, wenn die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung geringer ist als die Zielspannung.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Zielspannung die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts maximiert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es: eine der Temperatur zugeordnete Spannungs-Strom-Kurve aus dem Speicher abrufen; anhand der Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung und der Spannungs-Strom-Kurve den durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Strom zu bestimmen; eine der Temperatur zugeordnete Leistungs-Strom-Kurve aus dem Speicher abrufen; Verwendung des durch die lichtemittierende Vorrichtung fließenden Stroms und der Leistungs-Strom-Kurve zur Bestimmung der optischen Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts; und eine steuerbare Stromquelle des Treiberchips zu steuern, um die optische Leistung des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts konstant zu halten.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtemittierende Vorrichtung in den Treiber-Chip integriert ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich die lichtemittierende Vorrichtung außerhalb des Treiberchips befindet.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die lichtemittierende Vorrichtung an einer oberen Fläche des Treiberchips angebracht ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Steuermodul außerhalb des Treiberchips befindet.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Steuermodul in den Treiberbaustein integriert ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Treiberchip eine Spannungsausleseschaltung umfasst, die mit der lichtemittierenden Vorrichtung verbunden ist, wobei die Spannungsausleseschaltung so konfiguriert ist, dass sie die Spannung am Ausgang der lichtemittierenden Vorrichtung erfasst und an das Steuermodul liefert.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtemittierende Vorrichtung einen oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Resonator umfasst.
  16. Optoelektronisches Modul (1100), bestehend aus: das Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche; ein Substrat (10), wobei der Treiberchip an einer oberen Fläche des Substrats angebracht ist; einen Abstandshalter (20), der an der Oberseite des Substrats angebracht ist und die lichtemittierende Vorrichtung seitlich umgibt; und ein optisches Element (30), das an dem Abstandshalter befestigt ist, wobei das optische Element für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht transparent ist.
DE112022003702.4T 2021-07-27 2022-03-25 Vorrichtung und optisches modul Active DE112022003702B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB2110764.4A GB202110764D0 (en) 2021-07-27 2021-07-27 Optical Apparatus
GB2110764.4 2021-07-27
PCT/EP2022/057984 WO2023006258A1 (en) 2021-07-27 2022-03-25 Optical apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112022003702T5 true DE112022003702T5 (de) 2024-05-08
DE112022003702B4 DE112022003702B4 (de) 2024-08-14

Family

ID=77540942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112022003702.4T Active DE112022003702B4 (de) 2021-07-27 2022-03-25 Vorrichtung und optisches modul

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN117769891A (de)
DE (1) DE112022003702B4 (de)
GB (1) GB202110764D0 (de)
WO (1) WO2023006258A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013053862A1 (en) * 2011-10-12 2013-04-18 Dialog Semiconductor Gmbh Controllers for solid state ligth bulb assemblies
US9060408B2 (en) 2012-07-10 2015-06-16 Dialog Semiconductor Inc. Thermal de-rating power supply for LED loads
US8928256B2 (en) * 2013-04-26 2015-01-06 Phoseon Technology, Inc. Method and system for light array thermal slope detection
US9456201B2 (en) * 2014-02-10 2016-09-27 Microsoft Technology Licensing, Llc VCSEL array for a depth camera
US10278242B2 (en) 2015-04-09 2019-04-30 Diddes Incorporated Thermal and power optimization for linear regulator
US10361537B2 (en) 2017-10-23 2019-07-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic supply voltage control circuit for laser diode

Also Published As

Publication number Publication date
CN117769891A (zh) 2024-03-26
WO2023006258A1 (en) 2023-02-02
DE112022003702B4 (de) 2024-08-14
GB202110764D0 (en) 2021-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10201280B4 (de) Anzeigeeinheit mit Leuchtdioden-Hintergrundbeleuchtung
KR101159931B1 (ko) 전기 부하 작동을 위한 전력 공급 시스템 및 방법
DE102010050747A1 (de) Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtdiode
JP2010161264A (ja) Led駆動回路および半導体素子ならびに画像表示装置
JP2006237409A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
DE69130308T2 (de) Integrierte Treiberschaltung für Lichtquelle und Laserdrucker mit einer derartigen Schaltung
DE102011118119A1 (de) LED-Ansteuerung für Hintergrundbeleuchtung
DE69405818T2 (de) Integrierte lineare optische Kupplung und Herstellungsverfahren
DE102016109296A1 (de) Ansteuern mehrerer Lichtquellen
DE102017119176A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung, Leuchte, damit ausgestattetes Fahrzeug und Beleuchtungsverfahren
DE102017115925A1 (de) Beleuchtungsvorrichtungen und Leuchte
DE60127362T2 (de) Treiberschaltung für eine Leuchtdiode und optisches Übertragungsmodul mit einer solchen Schaltung
DE112019006138T5 (de) Licht emittierendes modul mit erhöhter augensicherheitsfunktion
EP2262347A1 (de) Stromversorgung für Lumineszenzdioden
DE10041079A1 (de) Lasermodul mit Ansteuerschaltung
DE112020003103T5 (de) Licht emittierendes Modul mit verbesserten Sicherheitsmerkmalen und Wärmemanagement
DE112022003702B4 (de) Vorrichtung und optisches modul
EP2031940A2 (de) LED-Clusteranordnung mit Konstantstromschalter
US5724055A (en) Display apparatus and method of manufacture in which display luminance can be adjusted
US11570867B2 (en) Method of controlling driving circuit, driving circuit, and light-emitting substrate
DE102017120689B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Treiben mehrerer Lichtquellen in einer Lichtmatrixstruktur
KR20110061504A (ko) 조절 회로
EP1269798B1 (de) Ansteuerung von leuchtdioden (led's)
DE102014207165A1 (de) Kraftfahrzeugbeleuchtungssystem
DE102010023342A1 (de) Leuchtdiodenanordnung und Leuchtmittel insbesondere mit solch einer Leuchtdiodenanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R082 Change of representative

Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER MBB PATENT- UND , DE