【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及用于控制发光装置的输出电压的光学设备。
技术介绍
1、对于主要使用飞行时间(tof)技术的用于3d应用的光学(例如激光)模块存在很大的需求。这些光学模块通常包括驱动器电路系统，该驱动器电路系统承载一些额外的功能，如仅简单地为驱动电流级。
2、这样的光学模块的关键性能指标(及其范围)之一是功耗。通常，由于这些系统集成在便携式装置(移动电话、ar眼镜、平板电脑、无人机等)上，因此模块的功率必须被最小化并且效率必须被最大化。
3、图1中示出了用于驱动发光装置例如垂直腔表面发射激光器(vcsel)的已知驱动器电路100。已知的驱动器电路100包括固定的激光二极管驱动器电压源(lddvdd)102、电容器104、发光装置106和可控电流源108。
4、有时，这些光学模块使用所谓的“多结”发光装置，其中，若干个结在外延期间被堆积以实现更高的峰值功率和功率转换效率(pce)。
技术实现思路
1、专利技术人已经发现，已知的解决方案在不调节所施加的电压的情况下将固定的激光二极管驱动器电压源(lddvdd)应用于发光装置的整个温度范围操作。
2、这是有问题的，因为发光装置和可控电流源(例如，mosfet)两者上的电压降在较低的温度下增加。
3、尤其是对于使用包括多于单个结(“n”个结)的发光装置的解决方案，必须针对lddvdd提供大的裕量，因为发光装置的操作电压与“n”(结的数目)成比例地随温度而变化。
4、图2中示
5、如从操作温度范围的较高端(80℃)至操作温度范围的较低端(-20℃)可以看出的，可能存在大于3v的变化。因此通常，向电源添加大于3v的电压裕量，以处理这种变化。
6、然而，在约15a的电流流动下，具有这种“电压裕量”造成在激光驱动器通道上消耗的3v·15a＝45w瞬时功率的损耗。对于10％的占空比，这意味着在激光驱动器上消耗4.5w。
7、对于电池寿命应当被最大化的消费电子应用，期望使如这样的任何功率损耗最小化。
8、根据本公开内容的一个方面，提供了一种光学设备，该光学设备包括：
9、发光装置，该发光装置耦接至可控电压源，该可控电压源被配置成向发光装置提供电源电压；
10、温度传感器，该温度传感器被布置成感测发光装置的温度；
11、驱动器管芯，该驱动器管芯包括用于驱动发光装置的驱动器电路；以及
12、控制模块，该控制模块被配置成：
13、接收发光装置的输出处的电压；
14、确定要在发光装置的输出处提供的目标电压，其中，控制模块被配置成基于所述温度来确定目标电压；以及
15、根据发光装置的输出处的电压输出控制信号，以将发光装置的输出控制为处于目标电压。
16、控制模块可以被配置成：将发光装置的输出处的电压与目标电压进行比较；以及根据比较向可控电压源输出控制信号以控制电源电压。
17、如果发光装置的输出处的电压大于目标电压，则控制模块可以被配置成向可控电压源输出控制信号以降低电源电压。如果发光装置的输出处的电压小于目标电压，则控制模块可以被配置成向可控电压源输出控制信号以增加电源电压。
18、目标电压可以使驱动器管芯的功率损耗最小化。
19、因此，本公开内容的一些实施方式使得能够通过在整个温度范围内调节可控电压源来使驱动器管芯上的功率损耗最小化。
20、在一些实施方式中，控制模块可以被配置成：将发光装置的输出处的电压与目标电压进行比较；以及向驱动器电路的电流源输出控制信号，以根据比较控制流经发光装置的电流的量。
21、驱动器管芯可以包括可控电流源并且：如果发光装置的输出处的电压大于目标电压，则控制模块可以被配置成向可控电流源输出控制信号以增大流经发光装置的电流。如果发光装置的输出处的电压小于目标电压，则控制模块可以被配置成向可控电流源输出控制信号以减小流经发光装置的电流。
22、因此，本公开内容的一些实施方式使得发光装置的光功率输出能够在整个温度范围内被最大化。
23、控制模块可以被配置成：从存储器中检索与温度相关联的电压-电流曲线；使用发光装置的输出处的电压和电压-电流曲线来确定流经发光装置的电流；从存储器中检索与温度相关联的功率-电流曲线；使用流经发光装置的电流和功率-电流曲线来确定由发光装置发射的光的光功率；以及控制驱动器管芯的可控电流源，以将由发光装置发射的光的光功率保持恒定。
24、因此，本公开内容的一些实施方式使得光功率能够在整个温度范围内保持恒定，而不需要外部光电二极管。
25、发光装置可以集成至驱动器管芯中。替选地，发光装置可以在驱动器管芯外部(例如，安装至驱动器管芯的上表面)。
26、控制模块可以在驱动器管芯外部。替选地，控制模块可以集成至驱动器管芯中。
27、可控电压源可以集成至驱动器管芯中。替选地，可控电压源可以在驱动器管芯外部。
28、驱动器管芯可以包括耦接至发光装置的电压读出电路，该电压读出电路被配置成检测发光装置的输出处的电压并且向控制模块供应该电压。
29、发光装置可以包括垂直腔表面发射激光器。
30、根据本公开内容的一个方面，提供了一种光电模块，该光电模块包括：
31、根据本文中描述的实施方式中任一项所述的设备；
32、基板，其中，驱动器管芯安装至基板的上表面；
33、安装至基板的上表面的间隔件，该间隔件横向地包围发光装置；以及
34、安装至间隔件的光学元件，该光学元件对由发光装置发射的光透明。
35、根据下面描述的实施方式，这些方面和其他方面将是明显的。本公开内容的范围不旨在被该
技术实现思路
限制，也不旨在限于必须解决所指出的缺点中的任何缺点或所有缺点的实现方式。
【技术保护点】
1.一种光学设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制模块被配置成：
3.根据权利要求1所述的设备，其中：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述目标电压使所述驱动器管芯的功率损耗最小化。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制模块被配置成：
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述驱动器管芯包括可控电流源(108)并且：
7.根据权利要求5至6中任一项所述的设备，其中，所述目标电压使由所述发光装置发射的光的光功率最大化。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制模块被配置成：
9.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述发光装置集成至所述驱动器管芯中。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述发光装置在所述驱动器管芯外部。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述发光装置安装至所述驱动器管芯的上表面。
12.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述控制模块在所述驱动器管芯外部。
<...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种光学设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制模块被配置成：
3.根据权利要求1所述的设备，其中：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述目标电压使所述驱动器管芯的功率损耗最小化。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制模块被配置成：
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述驱动器管芯包括可控电流源(108)并且：
7.根据权利要求5至6中任一项所述的设备，其中，所述目标电压使由所述发光装置发射的光的光功率最大化。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制模块被配置成：
9.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述发光装置集成至所述驱动器管芯中。
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·耶瑟尼希，拉多斯瓦夫·马尔钦·甘察茨，皮埃尔伊夫·塔罗德，哈维尔·米格尔·桑切斯，
申请(专利权)人：艾迈斯欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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