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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR OPERATING AT LEAST TWO LASER DEVICES, AND DISPLAY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/263582
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating at least two laser devices, in particular for producing a display, in which the at least two laser devices produce a sequence of light spots, in particular of different brightness. In a first step, a first of the sequence of light spots is produced by at least one of the at least two laser devices during a first period of time, and a voltage drop across the at least one of the at least two laser devices is registered within the first period of time. Then, a target brightness for a second of the sequence of light spots is determined for at least one of the at least two laser devices. Subsequently, a supply current and/or an activation time are/is determined during a second period of time for producing the target brightness for the at least one of the at least two laser devices, with the voltage drop registered within the first period of time being taken into account, and are/is used to control at least one of the at least two laser devices during the second period of time.

Inventors:
SCHLEGL SEBASTIAN (DE)
SORG JOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/066438
Publication Date:
December 22, 2022
Filing Date:
June 15, 2022
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
H04N9/31; H01S5/068
Domestic Patent References:
WO2006094590A12006-09-14
Foreign References:
US20190157839A12019-05-23
DE102012222292A12014-06-05
DE102021115811A2021-06-18
Attorney, Agent or Firm:
SJW PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
PATENTANS PRÜCHE

1. Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei Laservorrichtun gen, insbesondere zum Erzeugen einer Anzeige, bei der die wenigstens zwei Laservorrichtungen eine Folge von Lichtpunk ten, insbesondere unterschiedlicher Helligkeit erzeugen, um fassend die Schritte:

- Erzeugen eines ersten der Folge von Lichtpunkten während einer ersten Zeitdauer durch eine erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen;

- Erfassen eines Spannungsabfalls über die erste der wenigs tens zwei Laservorrichtungen innerhalb der ersten Zeitdauer; wobei das Erfassen während einer Zeitdauer erfolgt, in der die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen in eine Rückwärtsrichtung geschaltet ist;

- Ermitteln einer Zielhelligkeit für einen zweiten der Folge von Lichtpunkten für zumindest eine der wenigstens zwei La servorrichtungen;

- Bestimmen wenigstens eines aus einem Versorgungsstrom und einer Anschaltzeit während einer zweiten Zeitdauer zur Er zeugung der Zielhelligkeit für die zumindest eine der we nigstens zwei Laservorrichtungen unter Berücksichtigung des innerhalb der ersten Zeitdauer erfassten Spannungsabfalls;

- Ansteuern der zumindest einen der wenigstens zwei Laser vorrichtungen während der zweiten Zeitdauer mit dem bestimm ten Versorgungsstrom und/oder der Anschaltzeit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der der Schritt des Er fassens eines Spannungsabfalls wenigstens einen der folgen den Schritte umfasst:

- Messen eines Spannungsabfalls über die erste der wenigs tens zwei Laservorrichtungen innerhalb oder während einer Anschaltzeit;

- Messen eines Spannungsabfalls über die erste der wenigs tens zwei Laservorrichtungen während die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen unterhalb einer Laser schwelle betrieben wird;

- Messen eines Spannungsabfalls über die erste der wenigs tens zwei Laservorrichtungen während des Zeitraumes in der die zumindest eine der zwei Laservorrichtungen von dem letz ten der Folge von Lichtpunkten auf den ersten der Folge von Lichtpunkten zurückspringt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Zeitdauer in eine Vielzahl von Unterzeitdauern unterteilt wird, wobei die erste der wenigstens zwei Laser vorrichtungen während der Unterzeitdauern gepulst betrieben wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen eine zweite Laservorrichtung ist, insbesondere eine Laser vorrichtung zur Erzeugung einer von der ersten Laservorrich tung unterschiedlichen Farbe.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens drei Laservorrichtungen unterschiedlicher Farbe vorgesehen sind, die insbesondere zur Farbe Weiß überlagert werden können.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend:

- Bereitstellen einer Vielzahl von temperaturabhängigen

Strom- und Spannungswertepaaren, welche insbesondere Stütz werte eines virtuellen temperaturabhängigen Kennlinienfeldes bilden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt des Bestimmens wenigstens eines aus einem Versorgungsstrom und einer An schaltzeit umfasst: - Ermitteln eines Strom- und Spannungswertepaares aus der Vielzahl von temperaturabhängigen Strom- und Spannungswer tepaaren, insbesondere eines Strom- und Spannungswertepaa res, die dem erfassten Strom und dem erfassten Spannungsab- fall am nächsten kommt;

- Bestimmen aus der durch die ermittelten Strom- und Span nungswertepaar gebildeten virtuellen Kennlinie den Versor gungsstrom zur Erzeugung der Zielhelligkeit; oder

- Bestimmen einer Anschaltzeit aus den durch die ermittelten Strom- und Spannungswertepaare gebildeten virtuellen Kenn linie zur Erzeugung der Zielhelligkeit.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Schritt des Bestimmens wenigstens eines aus einem Versor- gungsstrom und einer Anschaltzeit umfasst:

- Berechnen eines Versorgungsstroms durch die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen bei einer vorgegebe nen Anschaltzeit; oder

- Berechnen einer Anschaltzeit der zumindest einen der we- nigstens zwei Laservorrichtungen bei einem vorgegebenen

Strom; wobei die Berechnung in Abhängigkeit einer Temperatur er- folgt, die auf dem erfassten Spannungsabfall sowie einem durch die zumindest eine Laservorrichtung fließenden Strom basiert.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Ermitteln einer Zielhelligkeit für einen zweiten der Folge von Lichtpunkten umfasst: - Bestimmen einer durchschnittlichen Helligkeit aus den

Zielhelligkeiten der Folge von Lichtpunkten zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtpunkt der Folge von Lichtpunk ten;

- Abschätzen einer zu erwartenden Temperatur bei der Ziel helligkeit, wobei die abgeschätzte zu erwartende Temperatur zum Bestimmen wenigstens eines aus einem Versorgungsstrom und einer Anschaltzeit verwendet wird.

10.Verwendung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprü- che bei einer Datenbrille, bei dem ein Laserbeamscanning durchgeführt wird, wobei wenigstens drei Laservorrichtung zur Erzeugung unterschiedlich farbigen Laserlichts eine Folge von Lichtpunkten erzeugen. 11.Anzeigevorrichtung umfasst:

- einen Speicher, in dem Zielfarborte und/oder Zielhellig keiten für eine Vielzahl von ausleuchtbaren Bildpunkten der Anzeigevorrichtung abgelegt sind;

- eine erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung, die ausgestaltet sind, in einem gepulsten Betrieb unter Zu führung eines Versorgungsstromes Laserlicht zur Ausleuch tung der Bildpunkte zu erzeugen;

- eine Detektorschaltung, die mit wenigsten einer der ers ten und zumindest einen zweiten Laservorrichtung gekoppelt ist;

- eine Versorgungsschaltung zur Bereitstellung eines ein stellbaren Versorgungsstroms an die erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung;

- eine Steuerschaltung, die mit der Detektorschaltung und der Versorgungsschaltung gekoppelt ist und ausgeführt ist, während einer ersten Zeitdauer, der mit der Detektorein richtung gekoppelten Laservorrichtung einen definierte Spannung in Sperrrichtung zuzuführen und mittels der Detek torschaltung einen Spannungsabfall über die gekoppelte La- servorrichtung zu erfassen und während eines zweiten Zeit raumes für zumindest eine der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung einen Versorgungsstrom basierend auf dem Farbort und/oder der Zielhelligkeit für einen aus zuleuchtenden Bildpunkt sowie dem erfassten Spannungsabfall einzustellen.

12.Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerschal tung ausgeführt ist, den Versorgungsstrom einzustellen, in dem Steuerschaltung während des zweiten Zeitraums eine Größe des Versorgungsstroms und/oder die Dauer, mit der die zumin- dest eine Laservorrichtung betrieben wird, einstellt.

13.Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei der die Steuerschaltung ausgeführt ist, über die Detektor schaltung: - einen Spannungsabfall über die erste der wenigstens zwei

Laservorrichtungen innerhalb oder während einer Anschaltzeit innerhalb der ersten Zeitdauer zu erfassen;

- einen Spannungsabfall zu erfassen, während die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen unterhalb einer Laserschwelle betrieben wird;

- einen Spannungsabfall während des Zeitraumes zu erfassen, in der die zumindest eine der zwei Laservorrichtungen von dem letzten der Folge von Lichtpunkten auf den ersten der Folge von Lichtpunkten zurückspringt.

14.Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der die erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung zur Erzeugung von Licht unterschiedlicher Farbe ausgebildet sind.

15.Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem wenigstens drei Laservorrichtungen zur Erzeugung unter schiedlicher Farben vorgesehen sind, die insbesondere zur Farbe Weiß überlagert werden können.

16.Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wei ter umfassend einer Vielzahl von temperaturabhängigen Strom- und Spannungswertepaaren, welche insbesondere Stützwerte ei nes virtuellen temperaturabhängigen Kennlinienfeldes bilden und die in einem Speicher abgelegt sind.

17. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei dem die Steuer schaltung ausgeführt ist, ein Strom- und Spannungswertepaar aus der Vielzahl von temperaturabhängigen Strom- und Span nungswertepaaren zu bestimmen, insbesondere ein Strom- und Spannungswertepaar, die dem erfassten Strom- und dem erfass ten Spannungsabfall am nächsten kommt; und aus einer mit dem bestimmten Strom- und Spannungswertepaar assoziierten virtuellen Kennlinie den Versorgungsstrom zur Erzeugung der Zielhelligkeit zu ermitteln; und/oder eine Anschaltzeit aus der durch die bestimmten Strom- und

Spannungswertepaare gebildeten virtuellen Kennlinie zur Er zeugung der Zielhelligkeit zu ermitteln.

18.Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem die Steuerschaltung zur Berechnung des Versorgungsstroms durch die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrich tungen bei einer vorgegebenen Anschaltzeit während der zwei ten Zeitdauer; oder zur Berechnung einer Anschaltzeit der zumindest einen der wenigstens zwei Laservorrichtungen bei einem vorgegebenen

Versorgungsstrom ausgeführt ist; wobei die Berechnung in Abhängigkeit einer Temperatur er folgt, die auf dem erfassten Spannungsabfall sowie einem durch die zumindest eine Laservorrichtung fließenden Strom während des ersten Zeitraums basiert.

Description:
VERFAHREN ZUM BETREIBEN WENIGSTENS ZWEIER LASERVORRICHTUNGEN

UND ANZEIGEVORRICHTUNG

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102021 115811.7 vom 18. Juni 2021 in An spruch, deren gesamter Offenbarungsgehalt hiermit durch Rück bezug explizit aufgenommen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei Laservorrichtungen, insbesondere zum Erzeu gen einer Anzeige, bei der die wenigstens zwei Laservorrichtun gen eine Folge von Lichtpunkten, insbesondere unterschiedlicher Helligkeit erzeugen. Die Erfindung betrifft zudem eine Anzei gevorrichtung.

HINTERGRUND

In speziellen Anwendungen werden unter anderem verschiedenfar bige Laser verwendet, um ein weißes Licht bzw. einen weißen Lichtpunkt zu erzeugen. Unter anderem werden derartige Laser- S ysteme bei einem sogenannten Beamscanning verwendet, um Licht punkte in schneller Folge auf eine Anzeige zu bringen. Ein derartiges Verfahren kommt sowohl im Automotivebereich als auch bei Augmented Reality, Virtual Reality oder generell Datenbril len zur Anwendung. Bei einem derartigen Beamscanning wird emit- tiertes Licht von roten, grünen und blauen Lasern additiv zu farbigem Licht kombiniert, um einen möglichst großen Farbraum und auch weißes Licht darstellen zu können.

Dabei ist eine zuverlässige und vorhersehbare Ansteuerung von Halbleiterlasern für manche Applikationen eine unverzichtbare Voraussetzung. Eine Schwierigkeit besteht in diesem Zusammen hang in der Tatsache, dass die Erzeugung von weißem Licht eine genaue Kenntnis über das Verhalten der jeweiligen Laservorrich tung notwendig macht. So ist es für die additive Farbmischung wesentlich, auf der Kennlinie der jeweiligen Laser gezielt be stimmte Betriebspunkte anfahren zu können. Das setzt voraus, dass die Kennlinien der Laser entweder sehr stabil oder gut vorhersagbar sind.

Die Kennlinie eines Lasers unterliegt dabei vielen Einflussfak toren, wobei ein wesentlicher Faktor die Temperatur ist. Diese kann dynamisch sein, so dass sich das Verhalten und damit auch die Farbe des Lasers ändert. Dementsprechend existiert das Be dürfnis, ein Verfahren zum Betreiben einer oder mehrerer Laser anzugeben, bei der der gewünschte Farbort besser einstellbar ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFIDUNG

Diese und weitere Aufgaben werden mit dem Gegenstand der unab hängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungs formen sind dabei Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfinder haben erkannt, dass die Temperatur als wesentlicher Einflussfaktor hauptsächlich durch die Umgebungstemperatur so wie die Eigenerwärmung bestimmt wird. Erstere, d.h. die Umge bungstemperatur lässt sich zum einen durch Temperatursensoren mit hoher Präzision bestimmen und zum anderen aufgrund der ge ringen Änderungsgeschwindigkeit auf einfache Weise ermitteln und anschließend kompensieren. Hingegen wird der Einfluss durch die Eigenerwärmung bestimmt durch den aktuell projizierten In formationsgehalt und ist dadurch sehr dynamisch. Die Messung der aktuellen Temperatur der Laservorrichtung ist dadurch schwierig bis unmöglich.

Die Erfinder schlagen nun ein Verfahren zur Berücksichtigung der aktuellen Betriebstemperatur der Laservorrichtungen vor. Aus dieser Größe oder auch anhand einer mit der Temperatur assoziierten Messgröße lassen sich Rückschlüsse auf das Verhal ten der Laservorrichtungen zu einem späteren Zeitpunkt vor. Ist insbesondere die gewünschte Helligkeit bzw. die gewünschte Farbe als (Zielhelligkeit und Zielfarbe bezeichnet) zu dem späteren Zeitpunkt bekannt, so kann der dazu benötigte Strom auf Basis der Zielhelligkeit bzw. Zielfarbe und der Messgröße bestimmt werden.

Dazu wird im Besonderen vorgeschlagen, die Strom-Spannungs- Kennlinien der Laservorrichtungen zu verwenden. Die Kennlinien sind charakteristisch für verschiedene Temperaturen, so dass bei Kenntnis der Kennlinie durch die entsprechende Ansteuerung der Laservorrichtung zuverlässig eine bestimmte Helligkeit oder Farbort dargestellt werden kann. Umgekehrt kann aus einer Mes- sung eines Strom-Spannungswertepaares (welche der Dynamik des Lasers sehr schnell folgt und somit mit dem Inhalt eines dar gestellten Bildes korreliert) auf die Temperatur und oder auch direkt die zu verwendende Kennlinie zurückgeschlossen werden. Ein Aspekt betrifft somit eine Anzeigevorrichtung.Darunter wird eine Vorrichtung verstanden, die eine Anzahl von definierten Bildpunkten für einen Betrachter sichtbar macht. Dies kann in einigen Aspekten ein Anzeigeschirm sein, dessen Bildpunkte von der oder den Laservorrichtungen ausgeleuchtet werden. Alterna- tiv kann auch ein Auftreffort der Laserstrahlen derartige Bild punkte definieren. Auf diese Weise betrifft eine Anzeigevor richtung auch solche Vorrichtungen, die Licht direkt auf eine Netzhaut eines Betrachters projizieren. Die Anzeigevorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst einen Speicher, in dem Werte für Zielfarborte und/oder Zielhelligkeiten für eine Viel zahl von ausleuchtbaren Bildpunkten der Anzeigevorrichtung ab gelegt sind. Vereinfacht wird im Folgenden von Zielhelligkeiten und Zielfarborten gesprochen. Die Vorrichtung enthält zudem eine erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung, die ausgestaltet sind, in einem ge pulsten Betrieb unter Zuführung eines Versorgungsstromes Laser licht zur Ausleuchtung der Bildpunkte zu erzeugen. Daneben ist eine Detektorschaltung vorgesehen, die mit wenigsten einer der ersten und zumindest einen zweiten Laservorrichtung gekoppelt ist, sowie eine Versorgungsschaltung zur Bereitstellung eines einstellbaren Versorgungsstroms an die erste und wenigstens eine zweite Laservorrichtung. Eine Steuerschaltung ist nun mit der Detektorschaltung und der Versorgungsschaltung gekoppelt. Die Steuerschaltung ist ausgeführt, während einer ersten Zeitdauer mittels der Detektorschaltung einen Spannungsabfall über die gekoppelte Laservorrichtung zu erfassen und während eines zwei ten Zeitraumes für zumindest eine der ersten und wenigstens einen zweiten Laservorrichtung einen Versorgungsstrom basierend auf dem Farbort und/oder der Zielhelligkeit für einen auszu- leuchtenden Bildpunkt sowie dem erfassten Spannungsabfall ein zustellen.

Hierzu wird ein Spannungsabfall während eines Zeitraums erfasst, in der die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen in eine Rückwärtsrichtung geschaltet ist. Mit anderen Worten wird die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen während der Mes sung mit einer Sperrspannung betrieben.

Auf diese Weise wird der Zielwert nicht nur einfach anhand einer Kennlinie bzw. des aus der Kennlinie ermittelten Versorgungs stroms eingestellt, sondern es wird zudem der Spannungsabfall bei Ausleuchtung eines vorangegangenen Bildpunktes berücksich tigt. Dabei wird ausgenutzt, dass der Spannungsabfall eine Tem peraturabhängigkeit aufweist, und die Temperatur der Vorrich- tung wiederum die Helligkeit bzw. den Farbort eines neu auszu leuchtenden Bildpunktes beeinflusst.

Durch die des Spannungsabfalls, während die die erste der we nigstens zwei Laservorrichtung mit einer Sperrspannung beauf- schlagt wird ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen wird wäh rend dieser Zeitdauer kein Licht emittiert. Zum anderen neigen Anwendungen, welche diffraktive Lichtleiter einsetzen, zur Aus prägung optischer Artefakte in der Bildgebung (Newton Ring). Diese Artefakte entstehen durch konstruktive und destruktive Interferenz bei der Wechselwirkung von kohärenter Laserstrah lung mit geringer spektraler Breite mit periodischen optischen Strukturen. Eine Möglichkeit diese Effekte zu unterdrücken ist die Verbreiterung der spektralen Emission der verwendeten La servorrichtungen. Dies ist möglich, wenn Laser nur sehr kurz gepulst werden und die Ladungsträgerniveaus im Laser vor dem Anschalten zumindest teilweise gleichzeitig geleert sind. Durch das Schalten in Rückwärtsrichtung wird eine Entleerung des Ni veaus erreicht. In diesem Fall entsteht direkt nach dem Ein schalten des Lasers ein kurzes Zeitintervall in dem der Laser nicht stabil läuft, was sich wiederum in einer Verbreiterung der spektralen Emission äußert und somit der gewünschte Effekt erzeugt wird.

Unter dem Begriff Spannungsabfalls lassen sich mehrere Aspekte zusammenfassen. Zum einen bedeutet der Begriff eine Potential- differenz zwischen zwei Punkten entweder zu einem Zeitpunkt oder gemittelt über einen bestimmten Zeitraum. Ein Spannungsabfall über die Laservorrichtung wäre in diesem Fall somit die die zwischen den Anschlüssen der Laservorrichtung gemessene Span nung zu einem Zeitpunkt. Allerdings soll der Begriff Spannungs- abfall im Sinne dieser Anmeldung nicht nur als einzelne Messung, sondern auch als Folge von Messungen verstanden werden, die eine Spannungskurve über einen längeren Zeitraum darstellen. In ei nem solchen Fall bildet der Spannungsabfall einen Spannungsver lauf über die Vorrichtung. Dieser kann im Wesentlichen konstant, aber auch aufgrund von Temperatur oder Aufheizeffekten während des Stromflusses durch die Vorrichtung schwanken. In allen Fäl len lässt sich über den gemessenen Wert eine Vorhersage für die Zukunft machen und insbesondere ein zukünftiger Versorgungs strom oder auch eine zukünftige Anschaltzeit bzw. eine Kombi- nation hieraus einstellen.

Die Steuerschaltung ist in einigen Ausführungen so ausgeführt, den Versorgungsstrom einzustellen, in dem die Steuerschaltung während des zweiten Zeitraums eine Größe des Versorgungsstroms oder die Dauer, mit der die zumindest eine Laservorrichtung betrieben wird, entsprechend anpasst. Damit wird der gewünschte Zielwert des Farbortes oder der Helligkeit für den auszuleuch tenden Bildpunkt durch den Versorgungsstrom, das Tastverhältnis oder eine Kombination daraus unter Berücksichtigung der Tempe ratur der Laservorrichtung eingestellt. Da eine Temperaturän- derung durch den damit verbundenen Spannungsabfall schnell er fassbar ist, wäre es sogar in einigen Ausführungen möglich, den Versorgungsstrom oder auch das Tastverhältnis noch für den ge rade auszuleuchtenden Bildpunkt und nicht nur für einen darauf folgenden anzupassen.

In einem weiteren Aspekt ist die Steuerschaltung zudem ausge führt, über die Detektorschaltung einen Spannungsabfall über die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen innerhalb oder während einer Anschaltzeit innerhalb der ersten Zeitdauer zu erfassen. Weitere Möglichkeiten sind eine Messung, während die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen unterhalb einer Laserschwelle betrieben wird oder die Messung des Span nungsabfalls während des Zeitraumes zu erfassen, in der die zumindest eine der zwei Laservorrichtungen von dem letzten der Folge von Lichtpunkten auf den ersten der Folge von Lichtpunkten zurückspringt.

In einigen Aspekten umfasst die Anzeigevorrichtung wenigstens drei Laservorrichtungen zur Erzeugung unterschiedlicher Farben vorgesehen sind, die insbesondere zur Farbe Weiß überlagert werden können. Damit können Vorrichtungen geschaffen werden, die sich besonders für Augmented Reality oder Projektionsanwen dungen eignen. In einigen Ausführungen sind eine Vielzahl von temperaturabhän gigen Strom- und Spannungswertepaaren vorgesehen, welche ins besondere Stützwerte eines virtuellen temperaturabhängigen Kennlinienfeldes bilden und die in einem Speicher abgelegt sind, anhand dieser Kennlinienfelder kann nun die Kennlinie bestimmt werden, mit der die Laservorrichtung gerade betrieben wird. Dies ergibt sich aus dem gemessenen Spannungsabfall und der durch die Vorrichtung fleißendend Strom. Aus dem so ermittelten Kenn linienfeld lässt sich die Temperatur ableiten. In einem darauf folgenden Schritt ist die Steuerschaltung ausgeführt, bei der einzustellenden Zielhelligkeit und/oder Farbort unter Berück- sichtigung der Temperatur den Versorgungsstrom oder das Tast verhältnis für den neu einzustellenden Bildpunkt entsprechend auszuwählen

Entsprechend ist in einigen Aspekten vorgesehen, dass die Steu- erschaltung ein Strom- und Spannungswertepaar aus der Vielzahl von temperaturabhängigen Strom- und Spannungswertepaaren be stimmt, insbesondere eines Strom- und Spannungswertepaares, das dem erfassten Strom- und dem erfassten Spannungsabfall am nächs ten kommt. Aus einer mit dem bestimmten Strom- und Spannungs- wertepaar assoziierten virtuellen Kennlinie ermittelt die Steu erschaltung den Versorgungsstrom zur Erzeugung der Zielhellig keit.

Ein anderer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei Laservorrichtungen, insbesondere zum Erzeugen einer Anzeige vorgesehen. Die wenigstens zwei Laservorrichtun gen erzeugen eine Folge von Lichtpunkten, insbesondere mit un terschiedlichen Helligkeiten. Das Verfahren umfasst den Schritt eines Erzeugens eines ersten der Folge von Lichtpunkten während einer ersten Zeitdauer durch eine erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen. Innerhalb der ersten Zeitdauer wird ein Spannungsabfall über die erste der wenigstens zwei Laservor richtungen erfasst. Dieses Erfassen erfolgt durch eine Messung des Spannungsabfalls, während an der ersten Laservorrichtung eine Sperrspannung an der ersten Laservorrichtung anliegt. So dann wird eine Zielhelligkeit für einen zweiten der Folge von Lichtpunkten für zumindest eine der wenigstens zwei Laservor richtungen zu einem späteren Zeitpunkt ermittelt. Aus der Ziel helligkeit wird ein Versorgungsstrom und/oder eine Anschaltzeit während einer zweiten Zeitdauer zur Erzeugung der Zielhellig- keit für die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrich tungen unter Berücksichtigung des innerhalb der ersten Zeitdauer erfassten Spannungsabfalls bestimmt. Wenigstens eine der we nigstens zwei Laservorrichtungen wird dann während der zweiten Zeitdauer mit dem bestimmten Versorgungsstrom und/oder der An schaltzeit angesteuert.

Mit diesem Ansatz lässt sich somit der Strom und damit die Zielhelligkeit über die erfasste Temperatur auch für zukünftige Zeitperioden einstellen. Dabei mach man sich zunutze, dass der Spannungsabfall wiederum eine Funktion der Temperatur ist, bzw. eine Strom-Spannungskennlinie temperaturabhängig ist. Kennt man somit einen Spannungsabfall bei einem eingestellten Strom, so lässt sich daraus die Kennlinie ermitteln. Unter der vereinfa- chenden Berücksichtigung, dass die Temperatur konstant bleibt bzw. mit dem Wissen über die Zielhelligkeit, kann so bei einer vorgegebenen Zielhelligkeit (im Wesentlichen gegeben durch Strom*Spannung) der Strom geeignet eingestellt werden. Umgekehrt ist es auch möglich, durch das Erfassen des Span nungsabfalls bei einem Lichtpunkt, die Temperatur zu bestimmen und anhand dieser Information die Zielhelligkeit für den zu künftigen Lichtpunkt anzupassen.Gerade dieser Aspekt ist zweck mäßig, wenn die Kontrolle nicht nur rein hardwaremäßig, sondern mittels programmierbarer Schaltungen wie FPGA, ASIC oder auch per Software erfolgen soll.

In einigen Aspekten wird mittels der so erfassten Information, der Strom bzw. die Anschaltzeit für die Laservorrichtung ein- gestellt, bei der auch der Spannungsabfall erfasst wurde. Es ist aber auch möglich bei einer engen thermischen Kopplung zweier oder mehrere Laservorrichtungen, diese Information auch für die Einstellung der Parameter der anderen Laservorrichtun gen zu verwenden. Insofern können die mehreren Laservorrichtun- gen auch zur Erzeugung verschiedenfarbigen Lichts ausgebildet sein. Beispielsweise lässt sich eine RGB Laservorrichtung (d.h. Rot, Grün und Blau) entsprechend so ausgestalten, dass lediglich der Spannungsabfall einer Laservorrichtung, z.B. der zentralen Vorrichtung erfasst wird, jedoch Strom und/oder Anschaltzeit für alle entsprechend für zukünftige Zeitperioden verändert wird. Bei wenigstens drei Laservorrichtungen unterschiedlicher Farbe in der oben genannten Weise können diese insbesondere zur Farbe Weiß überlagert werden. Auf diese Weise ist weißes Laser licht erzeugbar, wobei sich das vorgeschlagene Verfahren beson ders dazu eignet, da es eine Farbortkompensation ermöglicht.

Der Spannungsabfall, bzw. auch Information aus denen sich eine Temperatur oder ein Temperaturverlauf herleiten lässt, kann auf verschiedene Weisen erfasst werden. In einigen Aspekten wird ein Spannungsabfall über die erste der wenigstens zwei Laser- Vorrichtungen innerhalb oder während einer Anschaltzeit gemes sen. Mit andern Worten wird hier der Spannungsabfall während des Laserbetriebs der Diode, d.h. in Vorwärtsrichtung erfasst. Alternativ kann auch der Spannungsabfall über die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen während einer Zeitdauer, in der die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen in eine Rückwärtsrichtung geschaltet ist, gemessen werden. Diese Mög lichkeit ergibt sich aus der Kennlinie, die auch in Sperrrich tung einen temperaturabhängigen Verlauf zeigt. In einigen Aspekten wird die erste der wenigstens zwei Laser vorrichtungen unterhalb der Laserschwelle betrieben. Ein sol cher Betrieb erlaubt eine schnellere Einschwingzeit, jedoch er zeugt die Vorrichtung dennoch emittiertes aber inkohärentes Licht. Auch in einem solchen Betriebszustand lässt sich der Spannungsabfall über die erste der wenigstens zwei Laservor richtungen erfassen und daraus Rückschlüsse auf die Temperatur ziehen. Schließlich kann in einigen Aspekten ein Spannungsab fall über die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen wäh rend des Zeitraumes gemessen werden, in der die zumindest eine der zwei Laservorrichtungen von dem letzten der Folge von Licht punkten auf den ersten der Folge von Lichtpunkten zurückspringt. In einigen Aspekten werden die Laservorrichtungen mit einem PWM verfahren betrieben, so dass diese während einer Zeitdauer, auch als Pulsdauer bezeichnet für eine gewisse Dauer angeschaltet und ausgeschaltet sind, das Verhältnis aus Anschalt- zu Aus- schaltzeit ergibt gemeinsam mit dem Strom dann die Helligkeit. Dafür ist in einigen Aspekten vorgesehen, diese erste Zeitdauer in eine Vielzahl von Unterzeitdauern zu unterteilen, wobei die erste der wenigstens zwei Laservorrichtungen während der Unter zeitdauern gepulst betrieben wird. Mit anderen Worten wird die gesamte Anschaltzeit während der ersten Zeitdauer in mehrere kleinere Einheiten aufgeteilt, so dass die Laservorrichtung selbst während der ersten Zeitdauer mehrmals in den Laserlicht emittierenden Modus geschaltet wird. In einigen Aspekten können diese Zeiträume im Bereich weniger ns liegen.

In weiteren Aspekten, werden Tabellen, insbesondere Look-up Ta bellen bereitgestellt, in denen eine Vielzahl von temperatur abhängigen Strom- und Spannungswertepaaren abgelegt sind. Diese bilden in einigen Aspekten Stützwerte eines virtuellen tempe- raturabhängigen Kennlinienfeldes. Damit kann ein Kennlinienfeld interpoliert oder anderweitig erzeugt werden. In einem Aspekt wird ein Strom-Spannungswertepaar erfasst und die Distanz zu dem nächsten Stützwertepaar ermittelt. Die mit diesem Wertepaar assoziierte virtuelle Kennlinie wird anschließend benutzt, um bei einer vorgegebenen Zielhelligkeit den notwendigen Strom zu bestimmen.

In einem Aspekt umfasst der Schritt des Bestimmens wenigstens eines aus einem Versorgungsstrom und einer Anschaltzeit somit ein Ermitteln eines Strom- und Spannungswertepaares aus der Vielzahl von temperaturabhängigen Strom- und Spannungswertepaa ren, insbesondere eines Strom- und Spannungswertepaares, die dem bekannten Strom und des erfassten Spannungsabfalls am nächs ten kommt bzw. in einer vorbestimmten Beziehung zu diesem steht. Dann werden die mit dem so ermittelten Strom- und Spannungswer tepaar verknüpften Strom- und Spannungswertepaare bestimmt und der Versorgungsstrom zur Erzeugung der Zielhelligkeit aus die sen interpoliert.

In einigen weiteren Aspekten umfasst der Schritt des Bestimmens wenigstens eines aus einem Versorgungsstrom und einer Anschalt zeit ein Berechnen eines Versorgungsstroms durch die zumindest eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen bei einer vorgege benen Anschaltzeit; oder ein Berechnen einer Anschaltzeit der zumindest einen der wenigstens zwei Laservorrichtungen bei ei- nem vorgegebenen Strom. Die Berechnung erfolgt dabei in Abhän gigkeit einer Temperatur, die auf dem erfassten Spannungsabfall sowie einem durch die zumindest eine Laservorrichtung fließen den Strom basiert. Auf diese Weise wird anstatt von Look-up Tabellen die Zielhelligkeit als eine Funktion des Stroms in Abhängigkeit einer Temperatur definiert.

Bei sehr hohen Schaltgeschwindigkeiten im Bereich weniger Na- nosekunden, kann es zweckmäßig sein, nicht die Zielhelligkeit eines einzelnen Lichtpunktes zu bestimmen oder vorzugeben, son- dern eine gewisse Mittelung vorzunehmen. Da die Zielhelligkei ten jeweils einen Einfluss auf die Temperatur und diese wiederum auf die Kennlinie der Laservorrichtung besitzt, lässt sich durch eine Mittelung von Zielhelligkeiten in etwa die zukünftige Tem peratur oder Temperatur zukünftiger Lichtpunkte abschätzen. In einigen Aspekten wird die Zielhelligkeit für einen zweiten der Folge von Lichtpunkten ermittelt, indem eine durchschnittliche Helligkeit aus den Zielhelligkeiten der Folge von Lichtpunkten zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtpunkt der Folge von Lichtpunkten ermittelt wird. Zudem kann eine zu erwartende Tem- peratur bei der Zielhelligkeit abgeschätzt werden, wobei die abgeschätzte zu erwartende Temperatur zum Bestimmen wenigstens eines aus einem Versorgungsstrom und einer Anschaltzeit verwen det wird. Das hier vorgestellte Verfahren kann insbesondere in Laseran wendungen verwendet werden, bei denen es auf eine hohe Farbge- nauigkeit ankommt. Ein Beispiel hierfür wäre bei einer Daten brille, bei dem ein Laserbeamscanning durchgeführt wird, wobei wenigstens drei Laservorrichtung zur Erzeugung unterschiedlich farbigen Laserlichts eine Folge von Lichtpunkten erzeugen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungs formen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den be gleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeigevor- richtung mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungs anordnung mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips; Figur 3 stellt einen Schnitt durch eine Laservorrichtung dar;

Figur 4 zeigt eine Strom-Spannungskennlinienfeld für verschie dene Temperaturen einer Laservorrichtung; Figur 5 zeigt ein Strom-Leistungskennlinienfeld für verschie dene Temperaturen einer Laservorrichtung;

Figur 6 zeigt die Temperaturveränderung bei verschiedenen Strö men anhand verschiedener Laservorrichtungen

Figur 7 zeigt eine Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betreiben von wenigstens zwei Laservorrichtungen nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschie dene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte her vorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausfüh rungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten kön nen, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.

Figur 1 zeigt die Darstellung einer Anordnung mit mehreren La servorrichtungen, die nach dem vorgeschlagenen Prinzip arbei tet. Die Laservorrichtungen 20, 30 und 40 sind dabei auf einem gemeinsamen Substrat 10 angeordnet. Die Anordnung erfolgt der- gestalt, dass eine thermische Kopplung der einzelnen Laservor richtungen 20, 30 und 40 über das Substrat 10 möglich ist. Damit wird gewährleistet, dass die einzelnen Laservorrichtungen im Betrieb auch bei der Erzeugung unterschiedlicher Farben bzw. unterschiedlicher Helligkeiten annähernd die gleiche Temperatur aufweisen. Die einzelnen Laservorrichtungen 20, 30 und 40 sind dabei zur Erzeugung verschiedenfarbigen Lichts ausgeführt.

Beispielsweise dient die Laservorrichtung 20 zur Erzeugung von grünem Laserlicht, die Laservorrichtung 40 zur Erzeugung von blauem Laserlicht und die Laservorrichtung 30 zur Erzeugung von rotem Laserlicht. Zur Ansteuerung und Kontrolle der einzelnen Laservorrichtungen sind mehrere Kontaktelemente auf der Ober fläche der Laservorrichtungen aufgebracht und über Bonddrähte mit Anschlüssen auf dem Substrat 10 verbunden. Beispielhaft sind hier jeweils zwei Kontaktelemente 21 und 22 für die Laservor- richtung 20, zwei Kontaktelemente 41 und 42 für die Laservor richtung 40 gezeigt. Sie dienen zur Versorgung der jeweiligen Laservorrichtungen und führen als Bonddrähte an entsprechende Kontaktpads auf dem Substrat 10 (nicht dargestellt) bzw. inner halb der Laservorrichtungen zu den entsprechend dotierten Be reichen.

Für die Laservorrichtung 30 sind zudem weitere Kontaktpads 33 und 34 vorgesehen, anhand derer mittels einer 4-Punkt Messung der Spannungsabfall und damit der Widerstand über die aktive Zone und die Laservorrichtung ermittelt werden kann.Mit anderen Worten kann die Laservorrichtung über die hier nicht mit Be zugszeichen versehenen Kontaktelemente mit einem entsprechenden Versorgungsstrom und einer Versorgungsspannung beaufschlagt werden und über die weiteren Kontaktpads 33 und 34 wird davon unabhängig der Spannungsabfall über die Laservorrichtung er fasst. Neben der hier dargestellten skizzenhaften 4-Puntk Mes sung kann auch eine normale 2-Punkt Messung oder eine andere Möglichkeit zur Erfassung des Spannungsabfalls über die Laser vorrichtung erfolgen. Daneben ist ein zusätzlicher Temperatur sensor 50 vorgesehen, mit dessen Hilfe eine Durchschnittstem peratur und eine Durchschnittstemperaturänderung des Substrates 10 erfasst werden kann. Wie bereits oben beschrieben, ist der Sensor 50 gegenüber der schnellen Spannungsmessung in der La servorrichtung 30 deutlich langsamer, sodass er schnelle Tem peraturschwankungen nur mit Verzögerung erfassen kann.

Daneben enthält die erfindungsgemäße Anordnung eine Kontroll- und Steuerschaltung 60, deren entsprechende Ausgänge mit den jeweiligen Versorgungsanschlüssen der einzelnen Laservorrich tungen 20, 30 und 40 verbunden sind. Die Kontroll- und Steuer schaltung 60 ist ausgeführt, entsprechende Versorgungssignale in einer PWM modulierten Art und Weise an die jeweiligen Laser vorrichtungen 20, 30 und 40 zu legen und so das entsprechende Laserlicht pulsförmig zu erzeugen. Zu diesem Zweck umfasst die Kontrolle und Steuerschaltung 60 eine Versorgungseinheit 64, die an die jeweiligen Laservorrich tungen angeschlossen ist. Die Versorgungseinheit 64 dient zur Detektion und justierbaren Einstellung eines Versorgungsstroms sowie gegebenenfalls auch der entsprechenden Pulslänge bei ei nem gepulsten Betrieb der Laservorrichtungen. Die Versorgungs einheit 64 ist an eine Prozessoreinheit 63 angeschlossen, die wiederum mit einem ersten Speicher 61 und einem zweiten Speicher 62 gekoppelt ist.

In einem Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung werden durch die einzelnen Laservorrichtungen Lichtpunkte an einer Anzeige einheit generiert. Durch eine Überlagerung der einzelnen Laser strahlen an diesem Punkt der Anzeige wird ein farbiges Bild erzeugt. Bei einer entsprechend gleich großen und abgestimmten Überlagerung lässt sich auf diese Weise aus den drei unter schiedlich farbigen Laserstrahlen weißes Licht bilden.

Wie eingangs erwähnt, ist die Kennlinie der Laservorrichtungen jedoch stark abhängig von einer entsprechenden Temperatur, so- dass sich bei einer Temperaturänderung auch der Strom durch diese Laservorrichtungen bzw. der entsprechende Spannungsabfall über die Vorrichtung ändert. Dabei verhalten sich die einzelnen Laservorrichtungen nicht gleich, sondern zeigen ein unter- schiedliches Temperaturverhalten, welches von dem Material der Laservorrichtung und weiteren Eigenschaften abhängt.

Figur 6 zeigt diesbezüglich ein Beispiel für die Laservorrich tungen zur Erzeugung der Farben Rot, Grün und Blau. Auf der x- Achse ist der Strom durch die Laservorrichtungen angezeigt, auf der entsprechenden y-Achse eine Temperaturänderung. Sehr deut lich zu erkennen ist hierbei, dass schon kleine Ströme durch die Laservorrichtungen eine große Temperaturdifferenz hervor- rufen können. Umgekehrt bewirkt eine entsprechende Tempera- turänderung in einer Laservorrichtung auch eine Änderung des durch die Laservorrichtung fließenden Stromes. Weiterhin ist in Figur 6 dargestellt, dass die einzelnen temperaturabhängigen Stromkurven für die Vorrichtungen unterschiedlich sind. Insbe sondere zeigt aufgrund des unterschiedlichen Materialsystems die Laservorrichtung für rotes Laserlicht eine deutlich andere Abhängigkeit als die Vorrichtungen für grünes und blaues Laser licht, zumindest bis in den Bereich von 1CV 2 A.

Dies macht die Ansteuerung für die einzelnen Laservorrichtungen bei der Erzeugung von weißem Licht relativ schwierig, selbst wenn man von einer einheitlichen Temperatur bzw. Temperaturän derung über alle Laservorrichtungen ausgeht.

Die Offenbarung schlägt nun vor, eine Änderung der Temperatur durch einen Spannungsabfall über eine bzw. alle Laservorrich- tungen zu erfassen und diesen gemessenen Spannungsabfall für die Einstellung zukünftiger Versorgungsströme bzw. Versorgungs spannungen zu verwenden. Dabei macht man sich die starke Abhän gigkeit der Stromspannungskennlinien von der jeweiligen Tempe ratur zunutze.

Figur 4 zeigt eine derartige Abhängigkeit der Stromspannungs kennlinien für verschiedene Temperaturen bei einer Laservor richtung für rotes Laserlicht. Auf der x-Achse ist wiederum der durch die Laservorrichtung fließende Strom I gezeigt, die y- Achse bildet die über die Laservorrichtung abfallende Spannung ab. Die drei dargestellten Kurven Kl bis K3 zeigen den jewei ligen Verlauf der Strom-Spannungskennlinie bei unterschiedli chen Temperaturen von 25° für die obere Kurve Kl, von 40° für die mittlere Kurve K2 sowie bei 60° für die untere Kurve K3. Bei einem konstanten Stromfluss von 130 mA, der für Laservor richtungen gerade im Bereich zur Erzeugung von weißem Laserlicht wie beispielsweise bei Datenbrillen Anwendungen oder auch Pro jektionsanwendungen durchaus üblich ist, ergibt sich ein Span nungsabfall von 100mV für einen Temperaturunterschied von etwa 35 °C. Der hier dargestellte Spannungsabfall von 0,1 V bei 130 mA führt zu einer Verlustleistung über diesen Temperaturbereich im Be reich einiger 10mW, die bezogen auf die Größe der jeweiligen Laservorrichtung durchaus beachtlich sein kann. Figur 5 zeigt diesbezüglich verschiedene Leistungen bei den vorher gezeigten Temperaturkurven. Bei 130 mA beträgt der Leistungsunterschied in etwa 55 mW. Gleichzeitig wächst die Einsatzschwelle für den Versorgungsstrom um etwa 50 mA. Dadurch ergibt sich in der Praxis ein reduzierter Stromfluss durch das Bauelement bei er- höhten Temperaturen, sodass insgesamt die Helligkeit absinkt. Umgekehrt bedeutet das, dass ein eingestellter Stromfluss bei höheren Temperaturen zu einer geringeren Helligkeit führt.

Eine unterschiedliche Helligkeit aufgrund verschiedener Tempe- raturdifferenzen führt bei einer Überlagerung verschiedenfar bigen Laserlichts zu einer Änderung des Farbortes und damit zu einem anderen Gesamteindruck. Um dies zu verhindern, ist es zweckmäßig, nicht nur die entsprechende Kennlinie für die je weilige Temperatur identifizieren zu können, sondern darüber hinaus auch noch Informationen über die zukünftigen Helligkei ten bzw. die zukünftig einzustellenden Farborte und Helligkei ten zu haben. Zu diesem Zweck sind in der vorgeschlagenen An ordnung die Speicher 61 und 62 vorgesehen. Im Speicher 61 sind verschiedene Stützwerte in Form von Look-up Tabellen abgelegt, die mit den jeweiligen Kennlinien korrespondieren. Der Speicher 62 enthält zukünftige Helligkeitswerte für die jeweiligen La servorrichtungen 20, 30 und 40, also beispielsweise die Hellig- keits- und Farbwerte für die nächsten im Beamscanning abzuras ternden Punkte.

In einem Betrieb der Anordnung wird nun durch die Kontroll- schaltung ein Spannungsabfall über die Laservorrichtung 30 bei einem eingestellten Strom erfasst und das so ermittelte Strom- Spannungspaar mit den verschiedenen Strom-Spannungspaaren aus der Look-up Tabelle verglichen. Dabei wird angenommen, dass das gemessene Strom-Spannungspaar einer definierten Kennlinie folgt. Ein Vergleich des gemessenen Strom-Spannungspaares mit den einzelnen Stützwerten lässt sich so durchführen, dass das Paar mit der niedrigsten Distanz zu dem gemessenen Paar iden tifiziert wird. Dadurch wird die temperaturabhängige Kennlinie ermittelt, in der die Laservorrichtung gerade betrieben wird. Aufgrund der starken thermischen Kopplung in dem Ausführungs beispiel der Figur 1 lässt sich somit auch die jeweilige Kenn linie für die entsprechende Temperatur den beiden anderen La servorrichtungen feststellen.

In einem nächsten Schritt wird nun die Zielhelligkeit für einen zukünftigen Lichtpunkt aus dem zweiten Speicher 62 entnommen und die Zielhelligkeit mit einem entsprechenden Strom-Span nungswert für die vorher ermittelte Kennlinie verknüpft.

In einem Beispiel liegen mehrere Stützpunkte der Kurven Kl bis K3 gemäß der Darstellung der Figur 4 in einem Speicher 61 der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einem Betrieb der Anordnung wird ein Spannungsabfall über die rote Laserdiode von etwa 2,65 V erfasst. Dies entspricht bei einem Strom von 130 mA der Kenn linie Kurve K2 in der Figur 4 und damit einer Temperatur der Laservorrichtung von etwa 40 °C. Ein zukünftiger Lichtpunkt soll nun eine gewisse Abstrahlungsleistung beispielsweise von 80 mW aufweisen. Folgt man nun der Kennlinie K2 in der Figur 5 bis zu einer Abstrahlleistung von 80 mW, so ergibt sich daraus ein Strom von etwa 155 mA. Für die entsprechende Zielhelligkeit wäre somit nicht mehr 130 mA einzustellen, sondern aufgrund der Tem peratur der etwas höhere Werte von 155 mA. Da zudem davon auszugehen ist, dass bei einem derartigen erhöh ten Strom zusätzlich auch die Temperatur leicht ansteigen wird, ist es zweckmäßig, eine noch etwas höheren Strom einzustellen, um diese zusätzlichen Effekte zu kompensieren. Durch die ther mische Kopplung zwischen den einzelnen Laservorrichtungen lässt sich dieses Verfahren bei den Zielhelligkeiten für die weiteren Laservorrichtungen anwenden. In den üblichen Ausgestaltungen derartiger Anordnungen werden die einzelnen Laservorrichtungen in einem Pulsmodus betrieben. Das Verhältnis von Anschalt- zu Ausschaltzeit bestimmt dabei die Gesamthelligkeit, wobei zusätzlich ein Freiheitsgrad durch das Einstellen des Stromflusses durch die entsprechende Laser diode gewonnen wird. Das Verfahren erlaubt es nunmehr, sowohl den Strom durch die Laservorrichtung direkt zu verändern als auch das Verhältnis zwischen Anschalt- zu Ausschaltzeit an die gewünschte Zielhelligkeit anzupassen.

Figur 2 zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel. Bei diesem ist die Laserdiode 30 in einen Strompfad zwischen einen Versor gungspotenzialanschluss 642 und einen Massepotenzialanschluss 641 geschaltet. Der Versorgungspotenzialanschluss 642 ist mit der Laserdiode über einen Schalter 643 gekoppelt. Die Laservor richtung ist wiederum mit einer einstellbaren Stromquelle 640 wie dargestellt verbunden. Beide Anschlüsse der Laservorrich tung 30 sind über Abgriffe 33 und 34 an einen Spannungsdetektor 645 angeschlossen, dessen Ergebnis der Steuerschaltung 60 zu- geführt wird. Steuerschaltung 60 ist ausgebildet, einerseits über den Schalter 643 das Tastverhältnis, d.h. Verhältnis von Anschalt- zu Ausschaltzeit einzustellen. Darüber hinaus lässt sich auch der Stromfluss durch die einstellbare Stromquelle mittels der Steuerschaltung 60 regeln.

In einem zweiten PWM-modulierten Betrieb wird die Laservorrich tung üblicherweise nur für wenige Nanosekunden eingeschaltet, dabei jedoch mit einem hohen Strompuls betrieben. Je nach ge wünschter Helligkeit, wird in einigen Ausführungen entweder der Stromfluss verändert oder ein zusätzlicher Puls innerhalb der Zeitperiode hinzu addiert bzw. weggenommen. Für die Erzeugung eines weiteren späteren Lichtpunktes ermittelt nun der Span nungsdetektor 654 den Spannungsabfall während des Betriebs der Laservorrichtung und gibt diesen an die Steuerschaltung 60 wei- ter. Steuerschaltung 60 kann nunmehr entweder aus einer Look- up Tabelle oder mittels einer Funktion in Abhängigkeit einer zukünftigen Zielhelligkeit und der erfassten Temperatur bzw. des erfassten Spannungsabfalls den zukünftigen Strom bzw. die zukünftige Pulslänge einstellen. Dabei lässt sich der Spannungsabfall über die Laserdiode auf verschiedene Art und Weisen ermitteln. In einem Ausführungsbei spiel wird der Spannungsabfall erfasst, während die Laservor richtung im gepulsten Betrieb, insbesondere im eingeschalteten Zustand betrieben wird. Jedoch ist es bei einigen Anwendungen üblich, im ausgeschalteten Zustand die entsprechende Laservor richtung nicht vollständig abzuschalten, sondern diese mit ei nem geringeren Strom und insbesondere unterhalb der Laserquelle zu betreiben. Damit wirkt die Laservorrichtung 30 als normale Leuchtdiode mit einer deutlich geringeren Lichtintensität und es fällt auch in diesem Betriebszustand eine gewisse Spannung über die Laservorrichtung ab. Ein derartiger Spannungsabfall ist ebenfalls Teil einer Kennlinie und kann somit zur Bestimmung der Temperatur der Laservorrichtung verwendet werden. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist es in einen einigen Anwendungen üblich, die Laservorrichtung nach dem Ausschalten kurz in Sperrrichtung zu schalten, um eventuell noch vorhandene Ladungsträger zu entfernen.Auch in diesem Betriebsmodus besitzt die Laservorrichtung eine messbare und über den jeweiligen Span nungsabfall mittelbare temperaturabhängige Kennlinie, die für die weitere Ermittlung zukünftige Ströme verwendet werden kann.

Figur 3 zeigt den Schnitt durch eine Anordnung mit einer Laser vorrichtung, wie sie beispielsweise für das vorgeschlagene Prin zip einsetzbar ist. Die Anordnung 200 ist in einem Gehäuse gekapselt, welches ein Substrat 201, einen transparenten Deckel 202 sowie ein umlaufende Gehäuse 203 aufweist. Deckelgehäuse und Substrat sind über jeweilige Klebe- oder andere Schichten fest miteinander verkoppelt, sodass die sich innerhalb der An ordnung befindliche Laservorrichtung hermetisch abgeschlossen ist. Die Laservorrichtung umfasst ein Barrensubstrat 300 sowie einem darauf angeordneten Laserresonator mit einer Laserfac- cette 335.Anschlusskontakte 331 und 332 sind mittels Bonddrähte auf der Oberfläche kontaktiert und die Bonddrähte nach außen geführt. Der hier dargestellte kantenemittierende Laser mit seiner Laserfaccette 335 das von ihm erzeugte Laserlicht auf ein optisches Element 336, die es umgelenkt und durch den trans parenten Deckel 202 nach außen hin abstrahlt.

Aufgrund der hier dargestellten Größenverhältnisse erwärmt sich die Gehäuseunterseite mit dem Substrat 201 wegen der deutlich größeren Wärmekapazität nur recht langsam, sodass schnelle Tem peraturschwankungen durch einen außen angebrachten Sensor nur langsam erfasst werden können. Der Sensor kann auf schnelle Temperaturänderungen nicht reagieren. Schnelle Temperaturände- rungen geben sich jedoch aufgrund unterschiedlicher Zielhellig keiten für die einzelnen Bildpunkte bei einer Anzeigevorrich tung relativ häufig, sodass extern angebrachte Sensoren für die Einstellung des Farborts bzw. ein Kompensieren einer Kennli nienänderung nicht geeignet sind. Das hier vorgestellte Verfah- ren erlaubt es somit, schnelle Temperaturschwankungen aufgrund des Versorgungsstroms über eine Änderung der Versorgungsspan nung zu erfassen und anschließend dies bei einer einzustellenden Zielhelligkeit zu berücksichtigen. Figur 7 zeigt ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei Laservorrichtungen, insbesondere zum Erzeugen einer Anzeige, bei der die wenigstens zwei Laservorrichtungen eine Folge von Lichtpunkten, insbesondere unterschiedlicher Helligkeit erzeu gen. In Schritt S1 wird ein erster Lichtpunkt erzeugt, indem eine der Laservorrichtungen innerhalb einer ersten Zeitperiode angeschaltet wird. Dies kann gepulst erfolgen, die Laservor richtung kann während dieser Zeitperiode aber auch mehrmals ein und wieder ausgeschaltet werden. Insofern kann in Schritt S1 die erste Zeitperiode auch in mehrere Unterabschnitte aufge- teilt werden. Auch die weiteren Laservorrichtungen können wäh rend dieser Zeitdauer zur Erzeugung eines Lichtpunktes in dieser gepulsten weise betrieben werden. Die jeweilige Helligkeit wird entweder durch den Strom durch die Vorrichtung oder das Tast verhältnis (anschalt- zur Ausschaltzeit) oder eine Kombination aus beiden eingestellt.

Während dieser Zeitperiode wird nun in Schritt S2 ein Span nungsabfall über die erste der wenigstens zwei Laservorrichtun gen erfasst bzw. gemessen. Der Spannungsabfall korrespondiert dabei bzw. steht in einem Zusammenhang mit der Temperatur, wobei sich generell sagen lässt, dass er bei üblichen Anwendungen und Temperaturen umso kleiner ausfällt, je höher die Temperatur ist. Dabei kann der Spannungsabfall in Schritt S2 auf verschiedene Weise ermittelt werden. So ist es möglich, diesen einfach während eines Betriebes zu messen, gegebenenfalls als Einzelwert, als Folge von Einzelwer ten oder auch integriert. Wenn die Laservorrichtung ausgeschal tet wird, ergibt sich eine Kennlinie in Rückwärtsrichtung. Manchmal kann eine solche notwendig sein, wenn die aktive Zone der Laservorrichtung leergeräumt werden soll. Dabei fällt eben falls eine Spannung ab. Eventuell ist auch eine Messung von restlichen Ladungsträgern nach dem Abschalten möglich, bei spielsweise durch eine integrative Messung des in Sperrrichtung fließenden Stromes, der einen Spannungsabfall erzeugt. Schließ- lieh wäre auch eine Messung im ausgeschalteten, d.h. nicht La serlicht erzeugenden Zustandes möglich, wenn die Laservorrich tung weiter im leitenden zustand aber unterhalb der Laser schwelle mit sehr geringer Intensität betrieben wird. Ein sol chen Modus ist manchmal zweckmäßig, weil dieser die Einschwing- zeit für die Vorrichtung bei Erzeugung des Laserlichts stark verkürzt.

Ebenso ist es möglich, in Schritt S2 mehrere Messungen zu kom binieren oder die Ergebnisse von Messungen während unterschied- licher Abschnitte innerhalb der ersten Zeitdauer. Falls notwen dig und Temperaturänderungen nicht so schnell erfolgen kann sich eine Messung auch über einige wenige Zeitperioden, beispiels weise die erste und die beiden direkt nachfolgenden erstrecken.

Anschließend wird in Schritt S3 eine Zielhelligkeit für einen zweiten der Folge von Lichtpunkten für zumindest eine der we nigstens zwei Laservorrichtungen ermittelt. Dieser kann auf den ersten Lichtpunkt folgen, aber es können auch noch weitere Lichtpunkte dazwischen liegen. Letzteres wäre praktisch, weil dadurch mehr Zeit bleibt notwendige Einstellungen und/oder Be- rechnungen vornehmen zu können.

Schließlich wird in Schritt S4 der einzustellende Versorgungs strom und7oder die einzustellende Zeitdauer bestimmt, mit oder in der eine der wenigstens zwei Laservorrichtungen zur Erzeugung der der Zielhelligkeit für die zumindest unter Berücksichtigung des innerhalb der ersten Zeitdauer erfassten Spannungsabfalls bestimmt. Auch hierzu gibt es mehrere Möglichkeiten unter an derem mittels einer Look-up Tabelle, in der verschiedene Stütz punkte aus Strom- und Spannungswertepaaren für verschiedene Temperaturen abgelegt sind, in einigen Fällen lassen sich die Kennlinien eventuell auch durch eine temperaturabhängige Funk tion approximieren.

In Schritt S5 werden die entsprechenden Parameter eingestellt und die Vorrichtung während der zweiten Zeitperiode damit an gesteuert.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Anzeigevorrichtung

10 Substrat

20, 40 Laservorrichtung

21, 22 Kontaktelemente 41,42 Kontaktelemente 30 Laservorrichtung

33, 34 Kontaktpads 50 Temperatursensor 60 Steuerschaltung

61, 62 Speicher

63 Prozessor

64 Versorgungseinheit 201 Substrat 202 transparenter Deckel 203 Gehäuse 300 Barrensubstrat

331, 332 Anschlüsse

335 Laserfacette

336 optisches Element

640 Stromquelle

641 Massepotentialanschluss

642 Versorgungspotentialanschluss

643 Schalter 645 Spannungsdetektor

Kl, K2 Kurven K3 Kurve