激光器控制

背景技术

激光器由电流驱动，使得更多的电流等同于更多的光。然而，电流也引起激光器自热。随着激光器加热，产生给定量的光所要求的电流增加。如果激光器的发射器温度是已知的，应当可能的是，准确地确定针对被期望的量的光所要求的电流。激光器的发射器温度的准确测量极其困难并且需要时间。激光器温度倾向于快速改变，以致测量发射器温度是不现实的，或者当发射器温度被测量到时，该值是过时的(例如，不准确)。本概念提供用于近实时地(例如，足够快地)预测激光发射器温度的方法，以及用于确定得到被期望的量的光所要求的电流的方法。高速温度预测技术可以被应用到基于激光的栅格图像显示器，以产生高图像质量并且由此增强用户满意度。

附图说明

附图图示了本文档中所传达的概念的实现。通过参考以下结合附图进行的描述，可以更容易地理解所图示的实现的特征。在任何可能的情况下，在各个附图中使用相同的附图标记指示相似的元件。在一些情况下，在附图标记之后使用圆括号来区分相似的元件。在没有相关联的括号的情况下使用附图标记是该元件的通用方法。此外，每个附图标记最左边的数字传达其中首次引入附图标记的图和相关联的讨论。

图1至图3、图5以及图7示出了根据本激光器控制概念的一些实现方式的示例系统。

图4A和图4B示出了根据本激光器控制概念的一些实现方式的示例电流-光-温度关系。

图4C示出了根据本激光器控制概念的一些实现方式的示例温度-光学功率关系。

图4D示出了根据本激光器控制概念的一些实现方式的示例加热功率对电流和温度关系。

图6示出了根据本激光器控制概念的一些实现方式的关于图5所示的元件中的一些元件的附加细节。

图8和图9示出了根据本激光器控制概念的一些实现方式的示例激光器控制流程图。

具体实施方式

本说明涉及控制可以被用于产生光(例如，激光束)的激光器。激光器可以包括发射激光束的激光发射器。可以使用电流来驱动激光器，以从激光发射器发射光学功率。然而，达到期望光学功率输出取决于激光器的属性，尤其是激光发射器的温度。激光发射器的温度可以影响激光器将电功率转换为光学功率的效率如何(例如，激光器将电能量转换成光学能量的效率取决于激光发射器温度)。如果激光器由未被调整以反映激光发射器的温度的电流驱动，则激光束实际的光学功率可能与期望光学功率不匹配。然而，准确并且快速地测量激光发射器温度可以是困难或者是不可能的，尤其当温度正快速改变时。

本概念提供激光发射器温度预测模型，即使当激光发射器温度正快速改变时，该激光发射器温度预测模型也准确地预测激光发射器温度。激光发射器温度预测模型可以利用各种被感测的激光器属性(例如，激光器外壳温度)作为输入，来预测激光发射器温度。被预测的激光发射器温度可以被用于计算驱动激光器的经调整的电流或者补偿电流，以使得激光器产生与期望光学功率匹配(或者几乎匹配)的实际光学功率。

引导性的图1在系统100上示出了本概念中的一些概念的示例实现方式。系统100可以包括可以产生激光束104的激光器102。

传统上，期望光学功率106将会被映射到电流，并且该电流将会被用于驱动激光器102，来产生具有实际光学功率的激光束104。这旨在将激光束的实际光学功率与期望光学功率106匹配。然而，激光发射器温度可以更改由所映射的电流产生的激光器效率，并且因此导致了在期望光学功率与实际光学功率之间的大的差量。

本系统100可以包括补偿和控制组件108，以及激光发射器温度预测模型110。在其他传感器以外，系统100也可以包括激光器传感器112和激光束传感器114。激光器传感器112可以感测激光器102的属性(例如，被感测的激光器属性116，诸如激光器外壳温度)。激光束传感器114可以感测激光束104的属性(例如，被感测的激光束属性118，诸如光学功率和/或波长)。被感测的激光器属性116和/或被感测的激光束属性118可以被用作激光发射器温度预测模型110的输入和/或可以被用作反馈，以检查激光发射器温度预测模型110的准确性。在一些实现方式中，激光发射器温度预测模型110可以从输入电流预测激光发射器温度。

补偿和控制组件108可以接收针对激光束104的期望光学功率106。补偿和控制组件108可以利用被预测的激光发射器温度来计算用于驱动激光器102的补偿电流120。所计算的补偿电流可以特定于被预测的激光发射器温度，并且因此可以使激光束104具有与期望光学功率106相近地匹配的实际光学功率(例如，小的差量)。

换言之，激光发射器的温度显著地影响激光器的光学效率(例如，被转换成光学功率的电功率输入的百分比)。了解激光发射器温度将会允许温度补偿。然而，准确地测量激光发射器的温度是困难的，尤其在快速温度改变期间。基于更容易地被感测的激光器属性116、被感测的激光束属性118、输入功率历史的知识和/或对激光器的热阻抗的理解，激光发射器温度预测模型110可以预测激光发射器温度。(热阻抗可以反映激光器在时间上的热阻和/或热容)。补偿和控制组件可以针对被预测的激光发射器温度计算针对期望光学功率106的补偿电流120。本技术提供在激光束104的期望光学功率106与实际光学功率之间的相近的匹配。

图2示出了包括激光器102A的另一个示例系统100A。在这种情况下，激光器102A可以包括外壳200、激光发射器202(例如，发射器)、一个或多个支撑结构204、和/或散热器206。系统100A还可以包括显示设备208、补偿和控制组件108A以及激光发射器温度预测模型110A。显示设备208也可以包括扫描器210以及可以显示图像214(例如，栅格图像)的显示器212。

图像214可以由像素216组成。注意，图像214可以由许多像素216组成，甚至成百万的像素216。仅两个像素216(1)和216(2)被指出，以避免在附图页面上的杂乱。图像内容217可以限定针对每个像素的期望光学功率106A。在操作中，激光器102A可以针对一个持续时间(例如，像素时间)生成激光束104A，并且扫描器210可以针对像素时间将激光束引向个体的像素216(1)处。激光器102A可以针对下一像素时间生成激光束104A，并且扫描器210可以将激光素引向下一像素216(2)处。在许多应用中，时间间隔非常短，例如，诸如5纳秒(ns)。

通过针对多个像素时间对激光器102A的持续驱动(例如，以脉冲或者连续的波)，连续的像素216可以由扫描器210照亮。在该示例中，像素216可以沿着扫描线218被照亮。例如，激光束104A可以被用于沿着扫描线218(1)连续照亮像素216，从左向右穿过所图示的显示器212。在扫描线218(1)的末端处，朝着附图页面的右手侧，激光束104A可以被向下引导到下一扫描线218(2)并且继续沿着扫描线218(2)从右向左照亮像素216。以这种方式，激光束104A的扫描可以继续，直到图像214覆盖显示器212的区域为止。显示器212的区域的一次覆盖可以被称为帧220。

图像内容217可以限定针对激光器102A生成激光束104A的每个像素时间的期望光学功率106A。由于在帧中可以有成百万个像素，并且个体像素可以以不同的光学功率被供能以创建图像214，因此，在创建帧的过程期间，激光发射器202的温度可以改变很大。如以上所提及的，由于激光发射器的物理性质，直接测量激光发射器202自身的发射器温度是不现实的，尤其是以对发射器温度数据被用以逐像素补偿的足够快并且足够准确的速率。(回想像素时间可以非常短，诸如5纳秒)。此外，针对帧中的所有像素利用单个激光发射器温度不允许针对个体像素的准确的电流补偿，并且可以导致在针对像素的期望光学功率与实际光学功率之间的大的差值。

激光发射器温度预测模型110A可以提供有效的实时解决方案，该解决方案可以如逐像素基础一样快(例如，逐像素时间基础)地预测激光发射器温度。在一些实现方式中，激光发射器温度预测模型可以在激光器102A上的具体点处(诸如激光发射器202)将温度行为预测为时间和功率的函数。在一些这样的示例中，激光发射器温度预测模型可以利用被感测的激光器属性(例如，激光器外壳温度)116A和/或被感测的激光束属性(例如，波长和/或光学功率)118A作为输入，来预测激光发射器温度。换言之，激光发射器温度预测模型可以在时间上将激光器的热特性和内部温度建模。

在一个这样的示例中，散热器206的温度可以由激光器传感器112A感测，并且被包括在被感测的激光器属性116A中。在一些情况下，散热器206的当前温度可以被视为激光器的外壳温度。激光发射器温度预测模型110A可以利用外壳温度和/或图像属性(例如，与热功率相比较的光学功率)来预测激光发射器202的温度。通过了解或者估计在激光发射器202与散热器206之间的热阻抗，激光发射器温度预测模型110A可以从散热器206的外壳温度预测激光发射器温度。在这种情况下，热阻抗可以将热传递描述为：来自激光发射器202(和/或激光器的其他电子组件)的热量被传导通过激光发射器202自身，穿过激光器的材料和接口，诸如：通过第一接口INT

图2所示的支撑结构204的数目、大小和/或形状以及相关联的接口不旨在是限制性的。可以考虑在激光器102A的内部结构中的多种变型。在内部结构中的差异可以影响在激光发射器202与温度测量的点(诸如在这种情况下的散热器206)之间的总体热阻抗。例如，总体激光器系统热阻抗可以包括热能通过多个通路流向/流自附近的电子器件的效应。换言之，总体热阻抗可以包括与激光发射器具有显著的热关系的任何电子或非电子的组件或元件。激光发射器温度预测模型110A可以利用激光器的总体热阻抗以及外壳温度作为输入，来预测激光发射器温度。以下关于图5至图6更详细地描述了该方面。以下关于图3和系统100B提供了内部激光器结构及其总体热阻抗的附加示例。

如果被期望，则由激光发射器温度预测模型110A产生的被预测的激光发射器温度可以被用于以逐像素的速率计算补偿电流120A,并且因此任何剩余的图像伪影可以被减少和/或消除。例如，补偿和控制组件108A可以接收针对像素的期望光学功率106A。补偿和控制组件108A可以从激光发射器温度预测模型110A接收针对像素的激光发射器202的被预测的激光发射器温度。补偿和控制组件108A可以利用被预测的激光发射器温度来计算针对照亮像素的像素时间而驱动激光器102A的补偿电流120A。补偿电流120A可以使实际的激光束光学功率(近似地)匹配期望光学功率106A。

图3示出了每激光器102B采用多个激光发射器202B的另一个系统100B。如图3所图示，激光器102B在其他方面类似于图2的激光器102A，并且可以包括外壳200B、多个激光发射器202B(在这种情况下，两个)、支撑结构204B以及散热器206B。激光束104B可以由激光器102B的一个或多个激光发射器202B产生。系统100B可以包括显示设备208B、一个或多个扫描器210B、补偿和控制组件108B以及激光发射器温度预测模型110B。显示设备208B可以包括可以显示图像214B的显示器212B。图像214B可以由像素216B组成。仅两个像素216B(1)和216B(2)被指出，以避免在附图页面上的杂乱。

在该示例中示出了两个激光发射器202B(1)和202B(2)，其产生两个激光束104B。通过生成附加的激光束104B，两个激光发射器202B可以增加在单个帧220B中的扫描线218B的数目。在一些情况下，两个激光发射器202B可以提供双倍的扫描线218B的密度，这可以产生更好的图像质量。然而，使用多于一个激光发射器202B也可以急剧增加激光发射器温度预测的复杂性。例如，多于一个的激光发射器202B可以向激光发射器温度预测问题引入附加的变量。例如，激光发射器202B可以通过接口INT

注意，以上关于图1至图3描述了示例激光器配置以及相关联的热阻抗。针对给定的激光器配置的总体热阻抗可以包括与激光器相关联的任何数目的激光器管芯、激光发射器和/或其他电子组件(例如，热量生成组件)。激光器管芯(未明确指出)可以包括每激光器管芯一个或多个激光发射器。热阻抗可以反映个体热量生成元件(诸如激光发射器)孤立的效应或者对彼此的效应(例如，激光发射器在邻接的激光发射器上的效应，以及反之亦然)。以下关于图5和图6所描述的细节可以被应用来将与给定的激光器配置具有热关系的任何组件或元件的热阻抗建模。

继续关于图3的讨论，补偿和控制组件108B可以接收期望光学功率106B，并且利用被预测的激光发射器温度来对应地生成补偿电流120B。图4A至图4D提供关于在发射器温度、被供应给激光发射器的电流与从激光发射器被发射的光之间的关系的附加细节。

图4A和图4B包括具有示例光(例如，光学功率)电流(i)曲线(LIC)402的曲线图400。例如，光-电流曲线402可以表示针对具体激光发射器温度的个体的光-电流-温度关系。曲线图400包括在x轴线上的电流和在y轴线上的光。光-电流曲线402可以与具体的激光发射器温度相关。在这种情况下，个体的光-电流曲线402(1)、402(2)以及402(3)分别针对25摄氏度、45摄氏度以及65摄氏度而被示出。曲线图400不一定是按比例绘制的。曲线图400是出于图示的目的并且不旨在是限制性的。

在图4A中，在曲线图400上在任意电流值C

图4B图示了光-电流(LI)曲线402的附加方面。LI曲线可以反应在特定温度处的已知值(例如，在这种情况下，25、45、以及64度)。针对其他温度的值可以从已知的LI曲线被插值。在图4B所示的曲线图400(1)上，在L

图4C示出了温度到指数传递函数的图形表示为曲线图400(2)。如以上所提及的，该曲线图可以充当反映在光学功率或光(竖直轴线)与温度(水平轴线)之间的关系的温度到指数LUT。

图4D示出了热或加热功率对电流和温度函数的图形表示如曲线图400(3)。该曲线图可以表示代码到功率关系(例如，给定补偿电流、温度信息以及光学输出的某个组合而必须被施加到激光发射器的热功率)。注意，图4A-图4D的示例曲线图可以与一个示例激光器配置(例如，一个激光器模型)相关。类似的曲线图可以针对其他的激光器配置而被构建。在该实现方式中，补偿和控制组件108A可以通过利用由激光发射器温度预测模型提供的被预测的激光发射器温度，来解决维持激光器的期望光学功率的技术问题。补偿和控制组件108A可以针对给定的光学功率的发射器温度，以反映激光器效率的敏感性的方式计算针对激光器的补偿电流。以下关于图5更详细地讨论了该方面。

图5提供了可以实现系统100B的组件的示意图，其关于图3被介绍。回想在系统100B中，激光器102B包括两个激光发射器202B(1)和202B(2)。与图3一致，在页面的左侧，在图5中的补偿和控制组件108B接收期望光学功率106B(1)和106B(2)。在页面的右侧，针对每个像素，补偿和控制组件108B最终计算补偿电流120B(1)和120B(2)。因为存在两个激光发射器202B(1)和202B(2)，补偿和控制组件108B产生两个补偿电流120B(例如，页面顶部的针对激光发射器202B(1)的补偿电流120B(1)和页面底部的针对激光发射器202B(2)的补偿电流120B(2))。因为存在两个激光发射器202B，电路装置大部分是重复的，以使得图的上半部分与激光发射器202B(1)相关、并且图的下半部分与激光发射器202B(2)相关。在意识到下半部分是类似的，并且如果附加的激光发射器被采用，则附加组的电路装置可以被采用等的情况下，接下来的讨论将强调图的上半部分。尽可能地，与激光发射器202B(1)有关的图的上半部分用“1”来指代，并且与激光发射器202B(2)有关的图的下半部分激光发射器202B(2)用“2”来指代。

补偿电流120B可以体现为数字代码(代码1)被馈送到数模转换器(DAC)502(例如，页面顶部被连接到激光发射器202B(1)的DAC 502(1)以及页面底部对被连接到激光发射器202B(2)的DAC 502(2)的代码2)。DAC将数字代码转换为模拟电流，该模拟电流被用于使激光发射器202B(1)发射激光束(104B(1)，图3)。

组件的其余部分与补偿和控制组件108B相关。在页面的左侧开始并且被竖直布置，补偿和控制组件可以包括功率累加器504、激光发射器温度预测模型110B、加法器506、代码到功率LUT 508、温度到指数LUT 510、LI LUT 512和/或插值器514。LI LUT可以是查找表，该查找表被填充有来自与特定的激光发射器温度(在该示例中25度和65度)相关的光到电流曲线(LIC)、或者其他计算机制的数据。以上关于图4A和图4B解释了LIC。虽然没有明确图示，但是像素时钟可以被采用以同步各种组件的功能。

出于解释的目的，在插值器514(1)处开始，假设插值器已经生成补偿电流120B(例如，代码1)，其被馈送回代码到功率LUT 508(1)，代码到功率LUT 508(1)可选地从加法器506(1)(在以下被描述)接收被预测的激光发射器温度(T(发射器1))。回想由插值器514(1)产生的代码命令由DAC 502(1)产生的模拟电流。给定补偿电流、温度信息以及光学输出功率(其也可以被估计)的一些组合，代码到功率LUT 508(1)可以推断必须已经被施加到激光器102B的热功率。在图4D的曲线图400(3)中表示了这样的代码到功率LUT 508(1)的示例图形表示。

由代码到功率LUT 508(1)确定的热功率值(例如，功率1)可以被反馈给功率累加器504(1)。(也注意，虽然讨论集中于与激光发射器202B(1)相关的图的上半部分，但是热功率可以在516处以交叉方式被反馈，以使得电路装置的上半部分接收关于下半部分所示出的热相关的激光发射器的信息(例如，功率2，并且反之亦然)。在录入激光发射器温度预测模型110B之前，功率累加器504(1)可以可选地累积表示与多个先前的像素相关联的热能量的值。累积热能量降低激光发射器温度预测模型110B的复杂性，但是也向被预测的温度输出(例如，T(发射器1))加入了延迟。功率累加器504对否则可能要求温度预测模型110B的增加的复杂性的长的温度时间常数有用。

激光发射器温度预测模型110B(1)可以通过将激光器102B的热特性建模为时间和热功率的模型，来预测激光发射器202B(1)的温度。热功率可以是针对时间间隔(以及先前的时间间隔)的电功率和针对该时间间隔(以及先前的时间间隔)由激光发射器发射的光学功率之间的差(例如，未被转换成光学功率的任何电功率被转换成热功率(例如，热量))。以下关于图6更详细地描述了该方面。温度升高可以被传送到加法器506。加法器也接收来自激光发射器温度预测模型110B(2)的与激光发射器202B(2)相关的温度升高，以及来自激光器传感器112B的被感测的激光器属性116B(例如，外壳温度)。

在这种情况下，激光器传感器112B可以体现为被放置在激光器的外壳上的热敏电阻器，并且被感测的激光器属性116B可以体现为激光器102B的外壳温度。加法器506(1)可以向温度到指数LUT 510(1)发送该热数据的总和(例如，T(发射器1))。通过向代码到功率LUT 508(1)供应热数据(例如，T(发射器1))以使得发射器温度可以在代码到功率函数中被考虑，一些实现方式可以提供附加的精化方案。备选地或附加地，期望光学功率1可以被供应给温度到指数LUT 510(1)，以允许对计算的进一步精化。以上关于图4C描述了该方面。

期望光学功率1被供应给LI LUT 512。回想可以采用任何数目的多个LI LUT。在一种情况下，例如，光-电流曲线LUT 512(1)和512(3)可以与25摄氏度的光-电流曲线对应，而LI LUT 512(2)和512(4)可以与65摄氏度的光-电流曲线对应。在一些情况下，例如，LI LUT512(1)和512(3)可以实际上是由相同的插值器514(1)和514(2)二者访问的LI LUT。

来自LI LUT 512和温度到指数LUT510的输出可以被提供给插值器514，或者可以由插值器514访问。如以上所提及的，被预测的激光发射器温度与LI LUT 512的温度中的一个温度匹配是可能的。例如，被预测的激光发射器温度可以是65度，并且LI LUT中的一个LILUT可以与65度处的光(例如，光学功率)到电流相关。因此，插值器514可以直接从LI LUT计算补偿电流。但是更可能地，被预测的激光器温度将不是精确匹配。在这样的情况下，插值器可以从LI LUT的可用的值内插或者外插到被预测的激光发射器温度。从以上讨论回想，这倾向于不是线性函数。温度到指数LUT 510(1)可以提供可用的值之间的关系。例如，被预测的激光发射器温度可以是45度。温度到指数LUT 510(1)可以按百分比指示45度LIC曲线的值距25度30％，并且距65度70％。因此，插值器514可以通过在两个LI LUT的值之间插值将补偿电流计算为(LI

在又一个场景中，被预测的激光发射器温度可以位于可用的LI LUT 512之外。例如，继续以上示例，被预测的激光发射器温度可以是75度并且LI LUT可以与25度和65度有关。温度到指数LUT 510可以以提供超越可用的LI LUT的按百分比的提高。例如，温度到指数LUT的关系可以指示从65度到75度将存在附加的61％电流跳跃。这会被在曲线图400(2)(图4C)的指数轴线上被反映为在温度轴线上的75度点处的161％的值。像这样，插值器514可以针对期望光学功率将补偿电流外插为(LI65°的值-LI65°的值)的161％+LI25°的值。在以上场景中的每个场景中，插值器514可以向数模转换器(DAC)502发送补偿电流信息120B(代码1)，其可以驱动激光器102B(例如，激光发射器202B(1))。

图6提供与图5所示的激光发射器温度预测模型110B(1)、110B(2)、110B(3)、110B(4)相关的附加细节。除了其他配置以外，那些激光发射器温度预测模型110B中的每个激光发射器温度预测模型可以被实现为多个递归的(有时被称为无限冲激响应，“IIR”)滤波器子模型600(1)1、600(1)2、……600(1)N，其中每个递归的滤波器子模型接收被施加到激光器的热功率(例如功率1，图5)作为输入，并且预测激光器外壳温度以上发射器温度升高的一部分为时间的函数。激光发射器温度预测模型110B可以持续运行，因此温度预测总是最新的。从图5回想，在该实现方式中，激光发射器预测模型110B(1)从代码到功率LUT 508接收功率1输入，并且将其输出作为升高1+1向加法器506(1)发送。同样，以上关于图5讨论了功率累加器504(1)，但是在此处未被示出。为简洁起见，此处不重新讨论这些方面。

在这种情况下，图5中的激光发射器温度预测模型110B(1)可以采用在图6中被称为激光发射器温度预测子模型600(1)1-600(1)N的多个递归的滤波器元件，来将热阻抗(诸如激光器的热接口或材料)的效应建模。关于图2和图3讨论并且指出了材料和接口的示例。换言之，因为激光器可以包括贡献到总体热阻抗的多个材料和接口，多个激光发射器温度预测子模型可以被采用。因为这些激光发射器温度预测子模型600的每个输出可以预测总温度升高的一部分，所以这些输出中的所有输出可以使用适当的加权因子被相加到一起，以预测总温度升高(例如，升高1+1)。

继续图6，在该示例中个体的激光发射器温度预测子模型(例如，600(1)1等)可以包括乘法函数F

本领域技术人员了解乘法函数、加法函数、系数和/或温度寄存器的其他布置可以被用于具有相同衰减指数时间响应的递归单极低通滤波器。这样的备选布置可以利用不同数目的乘法和加法函数以及不同数目的系数。在其他的布置中，加权因子可以被应用在给激光发射器温度预测子模型600的输入处或者被并入系数值中。在另一些其他布置中，多个单极滤波器可以由一个或多个多极滤波器替换。图6所示的具体函数不意在是限制性的。

在该示例中，针对包括特定激光发射器温度预测子模型600的每个滤波器，新的输出通过使用加权因子COEFF

当多个滤波器(即，激光发射器温度预测子模型)输出被总和到一起时，尽管任何个体滤波器可以比组合中的其他滤波器响应得更快或者更慢，但是总体响应将保持缓慢。该类型的行为与激光器系统100A和100B对任何热功率输入的一般热响应匹配。通过针对滤波器(例如，与激光发射器温度预测模型110B(1)相关的激光发射器温度预测子模型600(1)1到600(1)N，以及与其他激光发射器温度预测模型相关的类似的激光发射器温度预测子模型)选择适当的时间常数，并且选择特定于每个滤波器的适当的加权因子(WT1、WT2、……WTN)，激光器系100A和100B的特定热行为可以被匹配到被期望的准确性水平。在加法器606(1)中总和所有加权的输出，生成总体热预测模型值(110B(1)、110B(2)等的输出值)。

换言之，当以新的热功率水平被驱动时，激光器外壳温度以上的激光发射器的温度升高可以逐渐改变。激光发射器可以最终达到针对恒定热功率水平的热平衡，但是更可能在达到热平衡之前，激光发射器将再次以更加新的热功率被驱动。以类似的方式，由每个激光发射器热预测模型110B预测的发射器温度升高将取决于开始的激光发射器温度并且将随着被施加的热功率改变而改变。最终，激光发射器温度预测模型也将达到针对恒定热功率水平的热平衡，但是如果新的热功率水平在到激光发射器温度预测模型的输入处出现，激光发射器温度预测模型将预测新的温度。以这种方式，激光发射器温度预测模型不断地基于被施加的热功率更新其温度升高预测。

激光发射器温度预测模型110B(1)的输出(即，加法器606(1)的输出)可以被发送到加法器506(1)。注意，图6对激光发射器温度预测模型110B(1)详细说明，但是对其他激光发射器温度预测模型110B(2)-110B(4)适用。激光发射器温度预测模型110B(1)捕获被施加到激光发射器202B(1)的热功率在其自身上的热效应(图5)。激光发射器温度预测模型110B(2)捕获被施加到激光发射器202B(2)的热功率的在激光发射器202B(1)上的热效应。如关于图5所讨论的，加法器506(1)接收来自激光发射器温度预测模型110B(1)和110B(2)的输入值以及激光器外壳温度，并且输出激光发射器202B(1)的温度(即，T(发射器1))。

结合地看图5和图6，在以上所描述的实现方式中的一些实现方式可以被与传统的系统区分，在这些传统的系统中光数据被输入到输出DAC代码的单个LI LUT，以驱动激光器电流来产生期望光学功率。在这样的传统系统中，LI LUT数据作为系统校准的一部分而被收集。针对每个帧，被测量的光被与所预期的光相比较，并且LI LUT被重新构成(repopulated)。简单的算法被用于拉伸和缩放LI LUT数据作为反馈机制，以将被测量的光与下一帧的所预期的光对准。该方法不补偿可以在一帧时间内发生的剧烈温度波动，并且通常会导致在实际或所发射的光学功率与期望光学功率之间大的差量。

本概念可以采用包含在不同的温度(例如65度和25度)处被收集的光到电流数据的第二(或更多)LI LUT(512，图5)。LI LUT 512馈送插值器514，插值器514可以根据由温度到指数LUT 510提供的指数值，在两个LI LUT之间插值。(作为结果，不要求两个LI LUT中任一个的拉伸或缩放或者重新构成。)该多个LI LUT和插值器布置可以形成虚拟的LUT(例如，针对特定温度的两个或更多个LUT以及可以将针对任何被期望的光学输出的补偿电流标识为任何温度的函数的插值器)。如以上所描述的，插值器馈送激光器DAC 502。指数值可以是被预测的激光发射器温度的简单函数，或者其可以是如由温度到指数LUT 510限定的被预测的激光发射器温度的更复杂的函数。温度预测基于激光器的激光发射器温度预测模型，其可以由补偿和控制组件108实现。

在一些实现方式中，激光发射器温度预测模型可以基于一个或多个无限冲激响应(IIR)低通滤波器(例如，激光发射器温度预测子模型)，该一个或多个无限冲激响应(IIR)低通滤波器接受激光器功率的表示作为输入、向该激光器功率应用系统相关的增益、并且输出表示温度升高的值。该温度升高可以被加到已知的外壳温度，以针对时间的任何瞬间预测激光发射器温度，无论温度升高动态的程度。外壳温度可以由简单的热敏电阻器提供，这是因为该温度倾向于变化缓慢。在另一个实现方式中，外壳温度可以通过使用集成反馈系统而被推断，在该集成反馈系统中，被测量的光被与所预期的光相比较。当被测量的光少于所预期的，所推断的外壳温度可以被提高-并且反之亦然。

考虑若干实现方式，包括对以上所提及的那些实现方式的用于确定外壳温度的备选方案。将激光器的热特性建模的各种激光发射器温度预测模型可以被采用。这些实现方式中的一些实现方式采用IIR滤波器。针对一些IIR实现方式的潜在重要的点是发射器温度预测IIR滤波器可以包括若干IIR滤波器阶段，每个IIR滤波器阶段表示可以在激光发射器与激光器外壳之间存在的各种热阻抗。同样，虚拟的LI LUT可以由多于2个(例如，3或4)的物理的LUT组成。插值器可以针对在由物理LUT覆盖的范围之外的温度外插。温度到指数LUT可以受益于包括光学功率作为输入以增强准确性和/或以提供反馈来检查补偿和控制组件的准确性。

图7图示了示出各种设备实现方式的系统100C。设备700可以与关于图2和图3所描述的显示设备208和/或显示设备208B类似。在这种情况下图示了三个设备实现方式。设备700(1)可以与设备700(2)协作地操作。例如，设备700(1)可以体现为用于个人计算机、电视机或者投影显示设备的显示设备。设备700(3)体现为头戴式显示设备。个体的设备可以包括显示器702，显示器702可以与显示器212和/或显示器212B类似。设备700可以通过一个或多个网络(诸如网络704)通信。虽然出于解释的目的图示了特定的设备示例，但是设备可以以无数的不断发展或者尚待开发的类型的设备中的任何类型的设备体现。

除了其他以外，个体的设备700可以体现为两个所图示的配置706(1)和配置706(2)中的一个配置。简要地，配置706(1)表示以操作系统为中心的配置，并且配置706(2)表示片上系统配置。配置706(1)被组织成一个或多个应用708、操作系统710以及硬件712。配置706(2)被组织成共享的资源714、专用的资源716以及其间的接口718。

在两个配置中的任意配置中，设备700可以包括处理器720、存储装置722、补偿和控制组件108C和/或激光发射器温度预测模型110C。个体的设备可以备选地或附加地包括其他元件，为简洁起见，此处未图示或者讨论这些其他元件。

设备700(1)和设备700(2)可以被认为是协作地操作以执行本概念。例如，设备700(2)可以包括处理器720、存储装置722、补偿和控制组件108C和/或激光发射器温度预测模型110C的实例。在该示例中，设备700(2)可以从设备700(1)接收被感测的激光器属性和/或被感测的激光束属性，并且向设备700(1)发送补偿电流。相反，设备700(1)和/或700(3)可以是自给的(self-contained)设备，两者都包括显示器702、处理器720、存储装置722、补偿和控制组件108C以及激光发射器温度预测模型110C的实例。

在一些实现方式中，诸如设备700(3)的设备可以包括SoC配置，诸如包括补偿和控制组件108C和激光发射器温度预测模型110C的专用集成电路(ASIC)。其他设备实现方式，诸如头戴式显示设备700(3)可以包括渲染帧的处理器(诸如CPU和/或GPU)，并且也可以在相同的处理器上或者在另一个处理器上执行补偿和控制组件108C以及激光发射器温度预测模型110C。

从一个角度看，设备700中的任何设备都可以被认为是计算机。本文中所使用的术语“设备”、“计算机”或者“计算设备”可以意为具有某个量的处理能力和/或存储能力的任何类型的设备。可处理能力以由一个或多个处理器提供，该一个或多个处理器可以执行计算机可读指令形式的数据以提供功能性。数据(诸如计算机可读指令和/或用户相关的数据)可以被存储在存储装置上(诸如可以是计算机内部或外部的存储装置)。存储装置可以包括易失性或非易失性存储器、硬盘驱动、闪存存储设备、光学存储设备(例如，CD、DVD等)和/或远程存储装置(例如，基于云的存储装置)中的任何一个或多个。如本文中所使用的，术语“计算机可读介质”可以包括信号。相反，术语“计算机可读存储介质”不包括信号。计算机可读存储介质包括“计算机可读存储设备”。计算机可读存储设备的示例包括易失性存储介质(诸如RAM之)以及非易失性存储介质(诸如硬盘驱动、光盘和/或闪存存储器)。

如以上所提及的，配置706(2)可以被认为是片上系统(SOC)类型的设计。在这样的情况下，由设备700提供的功能性可以被集成在单个SOC或者多个被耦合的SOC上。一个或多个处理器可以被配置为与共享的资源714(诸如存储器、存储装置等)和/或一个或多个专用的资源716(诸如被配置为执行某种特定功能性的硬件块)协调。因此，如本文中所使用的术语“处理器”也可以指中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、处理器核或其他类型的处理设备。补偿和控制组件108C和激光发射器温度预测模型110C可以体现为专用的资源716和/或共享的资源714。

通常，可以使用软件、固件、硬件(例如，固定逻辑电路装置)或者这些实现的组合来实现本文中所描述的任何功能。如本文所使用的术语“组件”通常表示软件、固件、硬件、整个设备或网络、或者前述项的组合。例如，在软件实现的情况下，这些可以表示当在处理器(例如，一个或多个CPU)上被执行时执行指定任务的程序代码。程序代码可以被存储在一个或多个计算机可读存储设备(诸如计算机可读存储介质)中。该组件的特征和技术是独立于平台的，这意味着它们可以在具有各种处理配置的各种商业计算平台上被实现。

图8示出了示例激光器控制方法800。

在这种情况下，框802可以接收激光发射器的被预测的激光发射器温度。

框804可以获取针对时间间隔(例如，像素时间)的期望光学功率。

框806可以利用多个光到电流查找表来计算针对该时间间隔的补偿电流。个体的光到电流查找表可以与特定的激光发射器温度相关。

图9示出了激光器控制方法900。

在这种情况下，框902可以从跨包含激光发射器的激光器的元件和接口的热量传递总和来预测激光发射器的温度。针对采用单个激光发射器的激光器和/或采用多个激光发射器的激光器的激光发射器的被预测的温度可以是准确的。在具有多个激光发射器的配置中，预测可以将来自激光发射器中的每个激光发射器的热功率作为因素，因为这些激光发射器倾向于彼此加热。因此，如果激光发射器被预测的温度不考虑来自其他激光发射器的热增益，则其可能会是不正确的。

框904可以获取针对激光器被驱动的像素时间的期望光学功率。

框906可以通过在针对已知的激光发射器温度的光和电流值之间插值来计算补偿电流，以针对像素时间驱动激光发射器。

框908可以使激光发射器使用补偿电流而被驱动，以使得激光发射器的实际的光学功率的输出与针对像素时间的被期望的像素时间匹配。

以上描述了各种示例。以下描述了附加的示例。一个示例包括一种系统，该系统包括：激光器，包括被配置为生成激光束的激光发射器；传感器，被配置为感测激光器的属性；激光发射器温度预测模型，被配置为从激光器的被感测的属性来预测激光发射器的温度；以及补偿和控制组件，被配置为接收期望光学功率，并且基于被预测的激光发射器温度来计算驱动激光器的补偿电流，以使激光发射器生成具有与期望光学功率匹配的实际光学功率的激光束。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中传感器是感测激光器的外壳的温度的热传感器。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中激光发射器温度预测模型将从激光发射器到外壳的激光器的热阻抗建模。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中热阻抗反映与激光发射器具有热关系的元件。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中元件包括另一个激光发射器。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中激光发射器温度预测模型可以将激光器在时间上的热特性和内部温度建模。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中激光发射器温度预测模型可以将在激光器上的具体点建模为时间和功率的函数。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中激光发射器温度预测模型包括多个激光发射器温度预测模型。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中个体激光发射器温度预测模型与激光器的个体元件相关。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中个体激光发射器温度预测模型的输出被相加到一起以创建激光器的总体热值。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中激光发射器包括多个激光发射器。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中激光发射器温度预测模型考虑个体激光发射器对彼此的热效应。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中补偿和控制组件包括多个针对个体激光发射器温度的光到电流查找表(LI LUT)。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中补偿和控制组件包括插值器，该插值器可以从个体激光发射器温度内插或者外插到被预测的激光发射器温度。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中补偿和控制组件包括温度到指数查找表，该温度到指数查找表将所需要的驱动水平的改变示出为在个体激光发射器温度处所需要的水平之间的百分比、或者超越在个体激光发射器温度处所需要的水平的百分比。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中补偿和控制组件利用百分比变化来从个体激光发射器温度的电流值计算补偿电流。

另一个示例包括一种系统，该系统包括：激光器，包括被配置为针对时间的间隔生成激光束的激光发射器；以及补偿和控制组件，该补偿和控制组件被配置为：接收激光发射器的被预测的激光发射器温度，接收针对时间的间隔的期望光学功率，并且利用多个光到电流查找表来计算针对该间隔的补偿电流，其中个体光到电流查找表与特定的激光发射器温度相关。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中补偿和控制组件被配置为执行从光到电流查找表的特定激光发射器温度到被预测的激光发射器温度的内插或者外插。

另一个示例可以包括以上和/或以下示例中的任何示例，其中内插或者外插是非线性的。

另一个示例包括一种计算机实现的方法，该计算机实现的方法包括：从通过包含激光发射器的激光器的材料和接口的时间相关的热量传递的总和来预测激光发射器的温度，获取针对激光发射器被驱动的像素时间的期望光学功率，通过在针对已知激光发射器温度的光和电流值之间内插来计算补偿电流，以针对像素时间驱动激光发射器，并且使用补偿电流而使激光发射器被驱动，以使得激光发射器的实际光学输出与针对像素时间的被期望的光学输出匹配。