[发明专利]半导体光源的前馈控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体光源的控制方法，其适合于以半导体光 源的非常快速的激励为前提的应用。例如前投影应用和背投影应用情况中 如此。

背景技术

大功率半导体光源如大功率发光二极管近来越来越多地使用在目前 保留了高压放电灯的应用中。正是在投影领域中半导体光源不是被连续地 激励，而是脉冲式地工作，以便满足那里的要求。在此，借助非常短的脉 冲来工作，这些脉冲为此具有非常高的功率密度。

由于在目前的半导体光源中，光发射或多或少地与半导体光源本身的 温度有关，因此需要控制，其保证了由投影单元发出的光量保持不变。 由于脉冲式的激励方法才应用不久，所以通常所使用的控制方法仅仅考 虑了半导体光源在较长的时间(即较长的观察时段)中的升温。例如可以 提及一种常用方法，其中测量与半导体光源相连的冷却体的温度，并且半 导体光源的激励根据冷却体温度来适配。这仅考虑了长时间效应，但没有 考虑半导体光源在以短的大功率脉冲激励时出现的立即升温。由于脉冲停 顿有时会相当长，所以半导体光源具有直至下一个脉冲的足够的冷却时 间，使得在该时间上的平均负载并不过高。

然而，半导体光源在这样的脉冲期间强烈地升温，使得在该脉冲期间 所发出的光量不是保持不变，而是连续地降低。这在显示应用中会导致影 响背光照明质量并且由此影响图像质量，并且因此是不希望的。 任务

因此，本发明的任务是提出一种控制方法，其中半导体光源所发出的 光量在激励脉冲的持续时间上保持不变。该任务通过权利要求1的特征来 解决。

另一任务是提出一种电路装置，其实现根据本发明的控制方法，并且 驱动半导体光源使得半导体光源所发出的光量在脉冲持续时间上基本保 持不变。该任务通过权利要求4的特征来解决。

本发明的特别有利的实施形式在从属权利要求中描述。

发明内容

为了解决该问题提出了一种半导体光源的控制方法，其中与引入半导 体光源中的功率相关的半导体光源的典型光衰减存储在驱动装置中，并且 该驱动装置在脉冲持续时间期间使引入半导体光源中的功率变化，使得半 导体光源所发出的光量在脉冲持续时间上基本保持不变。

附图说明

图1示出了在具有大约5.7A的恒定电流21的脉冲期间所测量的光通 量降低23。

图2示出了在脉冲期间所测量的典型光通量降低(25)和所仿真的典 型光通量降低(27)。

图3a示出了根据本发明的控制方法的一个实施形式的应用电路。

图3b示出了根据本发明的控制方法的一个实施形式的可替选的应用 电路。

图4示出了根据本发明的控制方法的随时间变化的发光二极管电流 22和光通量24。

具体实施形式

图1示出了在脉冲期间对发射红色光的发光二极管的光发射的测量。 可以明显看到的是，发光二极管的光通量23在脉冲持续时间内强烈地降 低。这归因于发光二极管芯片在脉冲持续时间期间强烈地升温。由于在这 样短的时间期间发生这样的升温，根据现有技术的通常基于冷却体温度的 控制不会介入。由于电力消耗在整个脉冲期间实际上保持不变，但是光发 射降低，所以越来越多的能量转换成热而不是光。这导致发光二极管的效 率进一步降低，并且光发射更强烈地降低。由于发光二极管在脉冲停顿中 又可以足够地冷却，所以发光二极管的负载在规定之内。然而，在脉冲内 的光衰减是不希望的并且导致图像质量的劣化。

关于时间的光发射遵循指数函数(e-Function)并且可以通过如下等 式给出：

y=y0+A*e-tt0]]>

在发射红光的发光二极管的当前情况下，通过如下值来表示光发射：