【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開內容涉及用于控制發(fā)光裝置的輸出電壓的光學設備。
技術介紹
1、對于主要使用飛行時間(tof)技術的用于3d應用的光學(例如激光)模塊存在很大的需求。這些光學模塊通常包括驅動器電路系統(tǒng)，該驅動器電路系統(tǒng)承載一些額外的功能，如僅簡單地為驅動電流級。
2、這樣的光學模塊的關鍵性能指標(及其范圍)之一是功耗。通常，由于這些系統(tǒng)集成在便攜式裝置(移動電話、ar眼鏡、平板電腦、無人機等)上，因此模塊的功率必須被最小化并且效率必須被最大化。
3、圖1中示出了用于驅動發(fā)光裝置例如垂直腔表面發(fā)射激光器(vcsel)的已知驅動器電路100。已知的驅動器電路100包括固定的激光二極管驅動器電壓源(lddvdd)102、電容器104、發(fā)光裝置106和可控電流源108。
4、有時，這些光學模塊使用所謂的“多結”發(fā)光裝置，其中，若干個結在外延期間被堆積以實現(xiàn)更高的峰值功率和功率轉換效率(pce)。
技術實現(xiàn)思路
1、專利技術人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，已知的解決方案在不調節(jié)所施加的電壓的情況下將固定的激光二極管驅動器電壓源(lddvdd)應用于發(fā)光裝置的整個溫度范圍操作。
2、這是有問題的，因為發(fā)光裝置和可控電流源(例如，mosfet)兩者上的電壓降在較低的溫度下增加。
3、尤其是對于使用包括多于單個結(“n”個結)的發(fā)光裝置的解決方案，必須針對lddvdd提供大的裕量，因為發(fā)光裝置的操作電壓與“n”(結的數(shù)目)成比例地隨溫度而變化。
4、圖2中示
5、如從操作溫度范圍的較高端(80℃)至操作溫度范圍的較低端(-20℃)可以看出的，可能存在大于3v的變化。因此通常，向電源添加大于3v的電壓裕量，以處理這種變化。
6、然而，在約15a的電流流動下，具有這種“電壓裕量”造成在激光驅動器通道上消耗的3v·15a＝45w瞬時功率的損耗。對于10％的占空比，這意味著在激光驅動器上消耗4.5w。
7、對于電池壽命應當被最大化的消費電子應用，期望使如這樣的任何功率損耗最小化。
8、根據(jù)本公開內容的一個方面，提供了一種光學設備，該光學設備包括：
9、發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置耦接至可控電壓源，該可控電壓源被配置成向發(fā)光裝置提供電源電壓；
10、溫度傳感器，該溫度傳感器被布置成感測發(fā)光裝置的溫度；
11、驅動器管芯，該驅動器管芯包括用于驅動發(fā)光裝置的驅動器電路；以及
12、控制模塊，該控制模塊被配置成：
13、接收發(fā)光裝置的輸出處的電壓；
14、確定要在發(fā)光裝置的輸出處提供的目標電壓，其中，控制模塊被配置成基于所述溫度來確定目標電壓；以及
15、根據(jù)發(fā)光裝置的輸出處的電壓輸出控制信號，以將發(fā)光裝置的輸出控制為處于目標電壓。
16、控制模塊可以被配置成：將發(fā)光裝置的輸出處的電壓與目標電壓進行比較；以及根據(jù)比較向可控電壓源輸出控制信號以控制電源電壓。
17、如果發(fā)光裝置的輸出處的電壓大于目標電壓，則控制模塊可以被配置成向可控電壓源輸出控制信號以降低電源電壓。如果發(fā)光裝置的輸出處的電壓小于目標電壓，則控制模塊可以被配置成向可控電壓源輸出控制信號以增加電源電壓。
18、目標電壓可以使驅動器管芯的功率損耗最小化。
19、因此，本公開內容的一些實施方式使得能夠通過在整個溫度范圍內調節(jié)可控電壓源來使驅動器管芯上的功率損耗最小化。
20、在一些實施方式中，控制模塊可以被配置成：將發(fā)光裝置的輸出處的電壓與目標電壓進行比較；以及向驅動器電路的電流源輸出控制信號，以根據(jù)比較控制流經(jīng)發(fā)光裝置的電流的量。
21、驅動器管芯可以包括可控電流源并且：如果發(fā)光裝置的輸出處的電壓大于目標電壓，則控制模塊可以被配置成向可控電流源輸出控制信號以增大流經(jīng)發(fā)光裝置的電流。如果發(fā)光裝置的輸出處的電壓小于目標電壓，則控制模塊可以被配置成向可控電流源輸出控制信號以減小流經(jīng)發(fā)光裝置的電流。
22、因此，本公開內容的一些實施方式使得發(fā)光裝置的光功率輸出能夠在整個溫度范圍內被最大化。
23、控制模塊可以被配置成：從存儲器中檢索與溫度相關聯(lián)的電壓-電流曲線；使用發(fā)光裝置的輸出處的電壓和電壓-電流曲線來確定流經(jīng)發(fā)光裝置的電流；從存儲器中檢索與溫度相關聯(lián)的功率-電流曲線；使用流經(jīng)發(fā)光裝置的電流和功率-電流曲線來確定由發(fā)光裝置發(fā)射的光的光功率；以及控制驅動器管芯的可控電流源，以將由發(fā)光裝置發(fā)射的光的光功率保持恒定。
24、因此，本公開內容的一些實施方式使得光功率能夠在整個溫度范圍內保持恒定，而不需要外部光電二極管。
25、發(fā)光裝置可以集成至驅動器管芯中。替選地，發(fā)光裝置可以在驅動器管芯外部(例如，安裝至驅動器管芯的上表面)。
26、控制模塊可以在驅動器管芯外部。替選地，控制模塊可以集成至驅動器管芯中。
27、可控電壓源可以集成至驅動器管芯中。替選地，可控電壓源可以在驅動器管芯外部。
28、驅動器管芯可以包括耦接至發(fā)光裝置的電壓讀出電路，該電壓讀出電路被配置成檢測發(fā)光裝置的輸出處的電壓并且向控制模塊供應該電壓。
29、發(fā)光裝置可以包括垂直腔表面發(fā)射激光器。
30、根據(jù)本公開內容的一個方面，提供了一種光電模塊，該光電模塊包括：
31、根據(jù)本文中描述的實施方式中任一項所述的設備；
32、基板，其中，驅動器管芯安裝至基板的上表面；
33、安裝至基板的上表面的間隔件，該間隔件橫向地包圍發(fā)光裝置；以及
34、安裝至間隔件的光學元件，該光學元件對由發(fā)光裝置發(fā)射的光透明。
35、根據(jù)下面描述的實施方式，這些方面和其他方面將是明顯的。本公開內容的范圍不旨在被該
技術實現(xiàn)思路
限制，也不旨在限于必須解決所指出的缺點中的任何缺點或所有缺點的實現(xiàn)方式。
【技術保護點】
1.一種光學設備，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述控制模塊被配置成：
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中：
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述目標電壓使所述驅動器管芯的功率損耗最小化。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述控制模塊被配置成：
6.根據(jù)權利要求5所述的設備，其中，所述驅動器管芯包括可控電流源(108)并且：
7.根據(jù)權利要求5至6中任一項所述的設備，其中，所述目標電壓使由所述發(fā)光裝置發(fā)射的光的光功率最大化。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述控制模塊被配置成：
9.根據(jù)任一前述權利要求所述的設備，其中，所述發(fā)光裝置集成至所述驅動器管芯中。
10.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的設備，其中，所述發(fā)光裝置在所述驅動器管芯外部。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中，所述發(fā)光裝置安裝至所述驅動器管芯的上表面。
12.根據(jù)任一前述權利要求所述的設備，其中，所述控制模塊在所述驅動器管芯外部。
<...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種光學設備，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述控制模塊被配置成：
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中：
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述目標電壓使所述驅動器管芯的功率損耗最小化。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述控制模塊被配置成：
6.根據(jù)權利要求5所述的設備，其中，所述驅動器管芯包括可控電流源(108)并且：
7.根據(jù)權利要求5至6中任一項所述的設備，其中，所述目標電壓使由所述發(fā)光裝置發(fā)射的光的光功率最大化。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述控制模塊被配置成：
9.根據(jù)任一前述權利要求所述的設備，其中，所述發(fā)光裝置集成至所述驅動器管芯中。
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：托馬斯·耶瑟尼希，拉多斯瓦夫·馬爾欽·甘察茨，皮埃爾伊夫·塔羅德，哈維爾·米格爾·桑切斯，
申請(專利權)人：艾邁斯歐司朗股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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