[發明專利]用于激光二極管的控制設備、激光投影系統和用于在激光二極管中散斑減少的方法

在審

• 申請號: 201380007245.0
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN104094485A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: J·塞德爾;R·菲斯;J·哈施;A·弗雷澤里克森
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01S5/062
• 分類號: H01S5/062;H01S5/0683;H04N9/31
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

技術領域

本發明涉及用于激光二極管的控制設備、激光投影系統和用于在激光二極管中散斑減少的方法。

背景技術

激光投影系統使用半導體激光器(所謂的激光二極管)用于將圖像、圖形或者視頻投影到投影面上。對此，可以給激光二極管加載經相應調制的數據信號，以便將圖像數據、圖形數據或者視頻數據轉換成激光投影系統的機械運動。

當相干光射到光學粗糙的表面、由所述表面反射或者散射并且在不同方向上反射的波前相互干涉時，激光二極管在觀察者的眼中產生不同亮度的經結構化的圖案。這種現象也稱作“散斑”。散斑圖案損害所投影的圖像數據的光學印象，從而普遍值得期望的是，在使用激光二極管時抑制或者減少散斑的出現。

文獻US?6,600,590?B2公開了一種具有半導體激光器的激光投影系統，其通過高頻信號運行在多模式運行中用于散斑減少。通過光電二極管探測由半導體激光器發射的光的功率并且根據所探測的功率調節半導體激光器的高頻信號的直流分量，以便恒定地保持半導體激光器的發射功率。

在激光投影系統、尤其在具有激光二極管的系統中存在對于散斑抑制的調節的需求。

發明內容

根據一個方面，本發明實現一種用于激光二極管的控制設備，所述控制設備具有第一驅動裝置和分析處理電路，所述第一驅動裝置設計用于產生經高頻調制的控制信號并且為了抑制散斑將所述控制信號饋入激光二極管中，所述分析處理電路與第一驅動裝置耦合，并且所述分析處理電路設計用于輸出指示由激光二極管發射的光的強度的強度信號并且根據所述強度信號向第一驅動裝置輸出調節信號來調節經高頻調制的控制信號。

根據另一個方面，本發明實現一種激光投影系統，其具有用于投影圖像數據的激光二極管、光電二極管和根據本發明的控制設備，所述光電二極管設計用于檢測由激光二極管發射的光的強度并且輸出強度信號，所述控制設備設計用于控制激光二極管。

根據另一個方面，本發明實現一種電子應用設備，所述電子應用設備具有根據本發明的激光投影系統。

根據另一個方面，本發明實現一種用于在激光二極管中散斑減少的方法，所述方法具有以下步驟：產生經高頻調制的控制信號、借助所述經高頻調制的控制信號運行激光二極管用于散斑減少、以光電二極管檢測由激光二極管發射的光的強度以及根據所檢測的強度調節經高頻調制的控制信號以調整散斑減少的程度。

本發明的優點

本發明的構思在于，在運行激光二極管期間調節其散斑抑制。對此，借助由激光二極管發射的功率和所發射的圖像信號的調制深度作為調節參量來調節激光二極管的經高頻調制的控制信號，所述控制信號抑制在激光二極管的所輻射的光中的散斑圖案的出現。由此，可以將在激光二極管的持續運行中的散斑減少的程度調節到所期望的期望值上。

本發明的一個優點基于，可以不取決于生產波動和/或所控制的激光二極管的由于運行決定的功率因數地來調節散斑抑制。在此，尤其不必要的是，必須根據激光二極管的制造參數或者運行參數進行經高頻調制的控制信號的手動匹配。

本發明的另一個優點在于，選擇性地調整散斑抑制的程度。這可能是有利的，因為在散斑的影響下激光投影的圖像的視覺印象的損壞取決于所投影的信息的類型。根據所投影的數據類型——例如靜止圖像、運動的圖形、演示、文字顯示、視頻或者電影——可以將散斑減少的程度與所述數據類型匹配。

此外存在以下優點：可以根據激光二極管的所發射的亮度來調整散斑抑制。尤其在總亮度低的情況下，可以降低散斑減少，從而使所投影的圖像的亮度不過小。

根據一種實施方式，分析處理電路可以設計用于接收用于激光二極管中的散斑的抑制的程度的期望值信號并且根據所述期望值信號產生調節信號。這提供以下優點：能夠實現散斑減少的程度的自適應的調整，例如應用相關的調整或者根據外部參數——如周圍環境亮度——的調整。

根據另一種實施方式，控制設備具有第二驅動裝置，其設計用于接收包含待由激光二極管投影的圖像數據的圖像數據信號，并且根據所述圖像數據信號產生用于控制激光二極管的數據控制信號。

分析處理電路優選可以設計用于分析處理強度信號來求取通過經高頻調制的控制信號決定的強度和由激光二極管發射的光的通過數據控制信號決定的強度之間的比例。因此，調節可以有利地考慮圖像數據調制深度，即在匹配散斑減少時考慮由激光二極管當前投影的圖像數據。