符合ISO26262的无机械激光雷达系统的制作方法

符合iso26262的无机械激光雷达系统
技术领域
1.本发明涉及一种用于符合iso26262的激光模块的光学器件以及一种基于该激光模块的无机械部件激光雷达系统。


背景技术：

2.也被称为雷达(激光探测和测距)的激光雷达(光探测和测距的缩写词)是用于光学距离和速度测量以及用于大气参数的远程测量的雷达相关方法。此类激光雷达系统使用激光束，而不是像雷达那样使用无线电波。现有技术优选地使用机械镜子来使激光束在不同的方向上转向。由于这些激光雷达系统通常用于自主驾驶和/或医学技术的领域，因此激光雷达系统优选地受制于安全要求。在汽车应用中用于确保功能安全(或简称fusa)的重要标准是iso 26262。
3.现有技术
4.从de 10 2009 060 873 a1中已知用于led的驱动器电路。de 10 2009 060 873 a1的技术教导也没有说明如何组装部件以便以最佳方式最小化寄生的电感和电容。
5.从de 10 2016 116 36 8a1中(参见de 10 2016 116 368 a1的图1)已知用于发光光电子部件的驱动器电路，其中充电电路(de 10 2016 116 368 a1的附图标记2、3、4、5、9、10、11、12、13、14)经由串联电阻器(de 10 2016 116 368 a1的附图标记3)给电容器(de 10 2016 116 368 a1的附图标记18至21)充电。发光光电子部件(de 10 2016 116 368 a1的附图标记22至25)用其阴极连接在一起以形成第一星点。当发光光电子部件中的一者或多者要发光时，控制开关(de 10 2016 116 368 a1的附图标记26)将该星点连接到参考电位(de 10 2016 116 368 a1的附图标记gnd)。缓冲电容器(de 10 2016 116 368 a1的附图标记9)用于给实际的能量储备(de 10 2016 116 368 a1的附图标记18至21)快速地充电。
6.de 10 2016 116 368 a1的缺点是串联电阻器导致较差的能量平衡。de 10 2016 116 368 a1的技术教导也没有说明如何组装部件以便以最佳方式最小化寄生的电感和电容。
7.从us 10 193 304 b2中已知驱动器电路，其中电容器进行充电，使得电流保持低于激光器响应阈值。us 10 193 304 b2的技术教导也没有说明如何组装部件以便以最佳方式最小化寄生的电感和电容。
8.从ep 2 002 519 a2中(ep 2 002 519 a2的图2)已知具有四个层(2个电路板、电容器、激光器和切换ic)的紧凑型复杂结构，然而，该结构对于这里寻求的解决方案来说太复杂且太慢。
9.从ep 3 301 473 a1中已知用于单个led的控制电路，该控制电路适合于发射短脉冲。它并未公开可如何实现ep 3 301 473 a1中所要求的低电感。
10.从de 10 2016 116 369 a1中已知led驱动器电路，其中每个led具有其本身的控制开关，这增加了复杂性并且有损装置的紧凑性。
11.从de 10 2008 021 588 a1中已知激光器控制电路，其中多个控制开关并联连接，
使得它们可产生相对彼此具有时间偏移的脉冲并且在其他控制开关能够产生另外的脉冲时可在脉冲之间冷却。
12.de 10 2017 121 713 a1教导了控制开关，该控制开关由子单元组成，其中每个子单元具有其本身的电容器以用于提供切换能量。
13.从de 19 914 362 a1和de 19 514 062 a1中已知用于气体激光器的控制器。
14.从us 9,185,762 b2(de 10 2014 105 482 a1)中已知用于减少激光二极管的断开时间的电路。
15.从de 10 2017 100 879 a1中已知用于快速地导通和断开单个激光二极管的电路。在这里还提供了设置示例。并未指定用于多个激光二极管的良好解决方案。
16.从de 10 2018 106 860a1中已知单个激光器的激光器管芯与集成式控制开关的管芯之间的直接连接。控制开关连接在供应电压与激光二极管的阳极之间，如下面将解释，这将阻止激光器阵列的特别紧凑的解决方案。
17.从de 10 2016 116 875 a1中已知具有用于多个激光器(de 10 2016 116 875 a1的附图标记d1、d7)的共用控制开关(de 10 2016 116 875 a1的附图标记s3)的驱动器电路(例如，de 10 2016 116 875 a1的图12)，其中共用控制开关(de 10 2016 116 875 a1的附图标记s3)连接到激光器的阴极并且能够将它们连接到参考电位。激光脉冲的能量得自共用存储电容(de 10 2016 116 875 a1的附图标记c)。经由单独的开关(de 10 2016 116 875 a1的附图标记s2)来选择激光器。该电路的缺点是这些开关(de 10 2016 116 875 a1的附图标记s2)上的寄生电压降。
18.从de 10 2006 036 167 b4中已知激光器驱动器电路，其中寄生的电感和电容的谐振被调谐，使得它们支持要产生的光脉冲的指定特性。
19.从us 6,697,402 b2中已知激光器驱动器，该激光器驱动器经由阴极端子与参考电位之间的分路电阻进行激光器电流检测。
20.从us 9,368,936 b1中已知单个驱动器电路。线圈用作能量存储器。
21.从us 9,155,146 b2中已知用于将能量供应到led链的电路。
22.从de 10 2018 106 861 a1中已知用h桥对激光二极管的控制。
23.从de 19 546 563 c2中已知驱动器电路，其中当控制晶体管开始光发射时，在光脉冲发射的短持续时间内通过电感将充电电路与激光二极管断开连接。
24.从在本说明书的优先权申请日期尚未公布的德国专利申请de 10 2020 114 782.1、de 10 2020 124 564.5和de 10 2020 111 075.8以及国际专利申请pct/ep2021/050199或源于该申请的说明书中已知用于没有机械的激光雷达系统的激光模块，该系统包括可彼此相邻地布置成行的多个激光子模块，每个激光子模块具有多个激光器。德国专利申请de 10 2020 114 782.1、de 10 2020 124 564.5和de 10 2020 111 075.8以及国际专利申请pct/ep2021/050199的技术教导尚未公开对安全关键要求的任何考虑并且没有用于满足这些安全关键要求的技术教导。图1至图6是基于未公布的德国专利申请de 10 2020 114 782.1、de 10 2020 124 564.5和de 10 2020 111 075.8以及未公布的国际专利申请pct/ep2021/050199的技术教导。在这里呈现的提议增加了必需的新要素。
25.从未公布的de 10 2019 131 460.7中已知用于重新调整tof相机(tof：time of flight)的照明激光器的发射时间的装置。
26.从us 2020/0,278,426a1已知具有多个vcsel的激光模块。us 2020/0,278,426 a1的技术教导公开了用于重新调整vcsel二极管的控制的监测模块(us 2020/0,278,426 a1在图16中的附图标记pd)。
27.然而，us 2020/0,278,426 a1的技术教导不适用于这里提出的构造。
28.从de 10 2008 062 544 a1已知用于合适的控制电路的技术教导。然而，其所呈现的说明书特别参考了us 2020/0,278,426 a1的图4。
29.从jp s62-232 987 a1也已知激光模块。
30.从de 10 2018 222 049 a1已知用于光学tof测量的装置。


技术实现要素：

31.问题
32.因此，该提案的任务是创造一个不存在现有技术的上述缺点并具有进一步优势的解决方案。
33.该任务由根据权利要求1所述的装置解决。
34.解决问题
35.这里提出的提议的要素是一种激光模块，该激光模块由m个激光子模块组成，这允许发射特别迅速地增加的激光脉冲。通过示例，假设激光模块包括彼此相邻地线性布置的n个激光器。激光器优选地是半导体激光器，半导体激光器优选地具有共用阴极触点。
36.所提议的激光子模块具有n个激光器d1至dn的线性激光器阵列，其中n表示大于或等于1、优选地大于或等于2、优选地大于或等于4、优选地大于或等于8、优选地大于或等于16的正整数。激光器的数量n优选地是2的幂。因此，激光模块包括m*n个激光器。
37.激光模块的激光子模块的n个激光器d1至dn优选地沿着第一线布置，其中激光子模块的每个激光器之间具有优选地相等的第一节距。激光模块的激光子模块的n个激光器d1至dn优选地以相同方式设计。激光模块的激光子模块的n个激光器d1至dn优选地用共用晶体制造。
38.在这种情况下，激光模块的n*m个激光器优选地也沿着第一线整体布置，该第一线优选地是激光模块的激光子模块共用的，其中激光模块的激光器之间具有优选地相等且共用的第一节距。激光模块的n*m个激光器d1至dn优选地以相同方式设计。
39.激光模块的n个激光器d1至dn中的每个激光器优选地与n个电容器中的恰好一个作为其激光脉冲的相应能量源的电容器相关联。激光器在下一脉冲信号的情况下是否发射激光脉冲优选地基于在脉冲信号到达之前与该激光器相关联的电容器先前是否通过充电电路进行充电来确定。这些n个电容器现在优选地沿着第二线布置。电容器的这个第二布置线优选地平行于激光器的第一布置线。从沿着该第二线布置的n个电容器中的一个电容器到下一电容器的第二节距优选地等于从激光子模块内且优选地激光模块内的一个激光器到下一激光器的第一节距，激光器以该距离沿着第一线布置。因此，获得激光子模块内的n个电容器的线性电容器阵列和激光模块内的n*m个电容器的线性电容器阵列。
40.此外，所提议的激光模块的激光子模块具有特定于激光子模块的控制开关，该控制开关用于用激光子模块的与激光子模块的这些激光器相关联的经充电的电容器来启动相关激光子模块的激光器。
41.为了使激光子模块的激光器在脉冲信号到达时发射脉冲信息，与该激光子模块电容器相关联的激光子模块的充电电路必须首先给与该激光器相关联的激光子模块电容器充电。因此，激光子模块优选地包括激光子模块的n个充电电路，其中激光子模块的n个充电电路中的用于激光子模块的一个充电电路经由属于其的充电引线电感选择性地给激光子模块的n个电容器中的相应激光子模块电容(在下文称之为与激光子模块的这个充电电路相关联的激光子模块电容器)充电。该充电引线电感的大小对相应的激光子模块电容器的放电率且因此对脉冲边沿斜率有积极影响，因为该电感将激光子模块的充电电路与高频激光子模块的电容器分开。这意味着，在具有高充电引线电感的陡激光器边沿的情况下，激光子模块的充电电路的输出电感不再有任何影响。因此，激光脉冲可能因阻塞的充电引线电感而潜在地更陡。
42.因此，在激光子模块的激光器与激光子模块电容器相关联的每种情况下，激光子模块的n个电容器中的每个激光子模块电容器优选地与激光子模块的n个激光器中的激光子模块的一个激光器相关联。当脉冲信号到达激光子模块控制电路时，激光子模块控制开关闭合。在这种情况下，激光子模块控制开关优选地是集成电路的晶体管。通过闭合激光子模块控制开关，控制开关使激光子模块的n个电容器中的被充电的激光子模块电容器经由与该电容器相关联的激光子模块的激光器和放电线路电感进行放电，该放电线路电感优选地将该电容器与激光子模块的激光器的阳极连接。当然，激光子模块的相关联的激光器可只有在脉冲信号到达时才发射激光脉冲，并且如果激光子模块的充电电路先前已经给与激光子模块的这个激光器相关联的激光子模块电容器充电，则激光子模块控制开关随后闭合。通过在脉冲信号到达时闭合控制开关，激光子模块控制开关典型地将激光子模块的激光器的阴极连接到激光子模块的参考电位。激光子模块的参考电位优选地等于激光模块的参考电位。显然，还可设想、可想象和/或存在功能等效的电路，其中激光器的阳极和阴极互换。
43.因此，用于给激光子模块的激光器供电的电容器的充电引线电感的值应尽可能高。相反，在激光子模块的相关联激光器上运行的该电容器的放电线路电感应尽可能小。从激光子模块在这里用作示例的激光器的阳极到属于其的电容器的连接和从激光子模块的激光器的电容器到激光子模块的参考电位的引线电感有助于放电线路电感。在这种情况下，总放电线路电感在这种情况下应尽可能低。对于该电连接，通常有利的是将多个细接合线用于这些连接，而不是具有高电流承载能力的一个粗接合线。原因在于，并联连接的多个接合线的总电感低于粗接合线。尽管并联放置的接合线之间将产生变压器耦合效应，但是低总电感的优点和因此快速切换时间比这一点重要的多。
44.用于给激光子模块的激光器充电的充电引线电感优选地具有最大化的电感值。用于将相关激光子模块电容器的第一端子连接到与其相关联的激光子模块的充电电路和激光子模块的相关激光器的接合线的长度因此优选地具有最小可能电感值。这样最大化的接合线长度使该充电引线电感尽可能最大化。因此导致充电电路的寄生输出电感与激光子模块的相关激光器的阳极之间的最大分离。
45.因此，充电引线电感的值优选地大于放电引线电感的值。
46.激光子模块优选地包括集成电路，其中n个激光器的线性激光器阵列的n个激光器的阴极进行互连以形成没有接合线的星点。为此目的，激光子模块具有共用后触点，在此处
示出的示例中，该共用后触点表示直接连接到激光子模块控制开关的触点的激光子模块的n个激光器的共享阴极，使得该激光子模块控制开关在一个端子处连接到激光子模块的n个激光器的阴极并且实际上没有电感。在这种情况下，激光子模块集成电路晶体传导来自激光子模块的n个激光器的废热。因此，激光子模块线性激光器阵列的后部导热且导电地连接到激光子模块控制开关的触点，该激光子模块控制开关优选地单片集成在优选地使用的激光子模块集成电路的晶体中。接合或焊接或者另一种合适的导电且导热连接技术(诸如，例如接合球热压)或另一种倒装芯片组装技术可例如完成该连接。激光子模块线性激光器阵列晶体和激光子模块集成电路晶体与控制开关且优选地与激光子模块的充电电路的堆叠优选地例如借助于导热且优选地导电的接合或焊接与散热器上的激光子模块集成电路的背部导热且也导电地安装在一起。
47.如上所述，激光子模块控制开关和激光子模块的优选地用于激光子模块电容器的n个电容器的n个充电电路是激光子模块集成电路的部分。激光子模块控制开关优选地电连接到激光子模块的第一星点，该第一星点在无需接合线的情况下将激光子模块的n个激光器的阴极彼此连接。
48.在激光子模块集成电路晶体中，如上所述，激光子模块控制电路和激光子模块的n个充电电路优选地集成在激光子模块集成电路的晶体的与背部相反的活动表面中。因此，激光子模块的n个充电电路是激光子模块集成电路的活动表面的部分。也就是说，相对于晶体的厚度，它们大致放置在激光子模块集成电路晶体的表面的正下方或放置在其表面上，就像集成电路的惯例一样。由激光子模块的n个电容器组成的线性激光子模块电容器阵列现在也在单片式激光子模块集成电路晶体的活动表面上并联附接到由激光子模块的n个激光器组成的激光子模块线性激光器阵列。
49.这种并行性不仅涉及时间并行性而且涉及空间并行性。激光子模块的激光器阵列的n个激光器优选地沿着第一直线布置。激光子模块电容器阵列的n个电容器优选地沿着第二直线布置。激光子模块电容器阵列的n个电容器的布置的该直线典型地是平行于第二线的假想线。该假想线典型地位于激光子模块电容器阵列的底部上。类似地，第一线可以是激光子模块的激光器阵列的底部上的另一假想线。这些假想线然后限定平面，该平面优选地与激光子模块的优选地集成电路的晶体的活动表面平行，或者至少大致平行于该表面并且通过紧固构件诸如接合剂或焊料稍微间隔开，使得其在这种情况下可被认为是大致相同的。因此，激光子模块的激光器阵列优选地通过粘合剂或焊料连接到驱动器ic的表面。激光子模块的激光器的阴极优选地电连接到共用星点disc，该共用星点通过粘合剂或焊料直接电连接到驱动器ic(参见图4和5的相应电触点disc)，从而得到所谓的堆叠管芯结构，其中，激光器阵列的晶体和驱动器ic直接上下堆叠，并且仅通过驱动器ic的集成电路的金属化和布线堆叠体以及导电粘合剂或导电焊料彼此间隔开，导电粘合剂或导电焊料优选地将这两个晶体彼此电连接。
50.激光子模块电容器阵列的n个电容器中的每个电容器具有第一端子和第二端子。线性激光子模块电容器阵列的电容器的第一端子通过具有第一接合线长度的多个接合线连接到与该电容器相关联的激光子模块的n个激光器的线性激光器阵列的激光器的阳极，以减少电感。激光子模块电容器阵列的n个电容器的第二端子进行互连以形成激光子模块的第二星点。激光子模块的该第二星点通过具有第二接合线长度的多个接合线连接到激光
子模块的集成电路的晶体的活动表面上的激光子模块的参考电位触点，以进一步减少电感。这种设计具有显著的优点。如果例如激光子模块的充电电路仅给激光子模块电容器阵列的n个电容器中的一个电容器充电并且因此，激光子模块电容器阵列的所有其他电容器都未充电，则这些未充电的电容器基本上充电至接近零的电压。当脉冲信号到达时，激光子模块控制开关现在将激光子模块的第一星点与激光子模块的参考电位连接。因此，激光子模块的与经充电电容器相关联的激光器最初使相关的先前充电的激光子模块电容器放电。然而随后，激光子模块控制开关还将激光子模块的所有其他电容器的第一端子经由其激光器连接到参考电位。由于属于这些激光器的电容器未充电，因此这些剩余的电容器类似地迫使这些激光子模块电容器的形成激光子模块的第二星点的第二端子的电位接近激光子模块的参考电位。激光子模块线性电容器阵列的电容器的第一端子优选地经由跨过激光子模块的第二星点的具有第三接合线长度的接合线连接到激光子模块的n个充电电路中的与激光子模块电容器阵列的n个电容器中的相应电容器相关联的充电电路。在这里，第三接合线长度优选地比第二接合线长度长。在这里，第二接合线优选地比第一接合线长。
51.这样限定的激光子模块可用于激光雷达系统的激光模块中。我们提议使用激光雷达系统的以下基本结构：
52.例如，在发射时，控制电路现在通过闭合与例如n个激光器中的恰好一个激光器例如，激光雷达系统的激光模块的m个激光子模块中的恰好一个激光子模块相关联的控制开关来使该激光器发射激光脉冲。相关联的激光子模块充电电路和相关联的激光子模块电容器与该激光子模块的该激光器相关联。因此，在发射激光脉冲之前，控制电路使上述激光模块的激光子模块的n个充电电路中的该充电电路例如给激光子模块的n个电容器中的与其相关联的电容器充电。所有其他激光子模块电容器应未充电。所有其他激光子模块电容器在由激光子模块的该激光器发射光脉冲的过程持续时间内保持未充电。
53.例如，激光子模块控制电路可包括定时器。充电电路的充电过程的开始会启动定时器。激光子模块控制电路优选地具有多个定时器。当使用定时器时，定时器优选地与激光子模块的n个激光器中的每个激光器相关联。在这种情况下，因此，控制电路优选地包括n个定时器。激光子模块其电容器给充电电路充电的n个激光器中的激光器的充电电路的定时器可以是模拟或数字计数器。在数字计数器的情况下，计数器优选地在计数周期的每个周期将其计数增加一个增量。优选地，所有的激光子模块使用相同的计数周期。可设想的是，m个激光子模块中的每个激光子模块使用其自己的计数周期，然而，同步信号或同步周期将这些模块彼此同步。激光模块的激光子模块的所有定时器优选地被相同地设计。每个定时器生成随时间严格地单调增加的时间值，根据定时器的类型，该时间值可以是模拟的或数字的。比较构件优选地将与激光模块的m个激光子模块中的该激光子模块的该激光器相关联的充电电路的定时器的当前时间值和与激光模块的m个激光子模块中的该激光子模块的该激光器相关联的充电时间默认值进行比较。当定时器的时间值达到或超过该充电时间默认值时，比较构件优选地生成用于相关激光子模块的相关激光器的相关充电电路的停止信号。该充电电路然后在接收到停止信号之后终止对相关电容器的进一步充电。于是，存储在电容器的能量的量得自电容器的电容值、充电电路的优选地恒定的充电电流以及充电时间。充电时间默认值优选地是预定义的或者可调整或可计算的。根据该提议，因此，充电时间默认值优选地与每个激光器相关联。因此，例如，对于其n个激光器，激光子模块可具有n
个充电时间默认值。因此，对于其m个激光子模块的n*m个激光器，激光模块应优选地具有n*m个充电时间默认值。对于在这里呈现的技术教导，与前述现有技术相反，现在重要的是，激光子模块的n个充电时间默认值中的充电时间默认值应取决于激光子模块的n个激光器中的相关联激光器的一个或多个经由控制回路真实发射的激光脉冲的参数。
54.代替时间控制，当达到或超过电容器目标电压时，控制电路还可借助于充电电路来终止充电过程。在恒定的充电电流的情况下，恒定的充电电流源和电容器的组合于是形成定时器。在这种情况下，电容器电压将对应于时间值。比较构件然后可检测电容器电压并将其与默认值进行比较。比较构件可以是将电容器电压与参考电压进行比较的比较器。该默认值或参考电压便对应于所述充电时间默认值。因此，所述比较器可例如将电容器电压与作为充电时间默认值的电容器目标电压进行比较，并且生成充电停止信号，该充电停止信号使控制电路借助于相关充电电路来终止充电过程。充电电路优选地用来自充电电流源的恒定电流给电容器充电，该充电电流源的电流具有充电电流源电流值。
55.在完成充电过程之后，例如，开关和/或充电电路的输出的高阻抗切换可将充电电路与要充电的电容器断开连接。在以这种方式通过相关电容器的充电来配备激光子模块的n对激光器和相关联电容器中的激光器和电容器的优选一个组合之后，现在可经由相关激光器和激光子模块控制开关通过闭合激光子模块控制开关来使该电容器突然放电。因此，优选地作为激光子模块控制电路的部分的激光子模块控制电路优选地生成脉冲信号，该脉冲信号优选地闭合上述激光子模块的所述控制开关，并且因此例如将激光子模块的相关激光器的阴极与激光子模块的参考电位连接。适当的经充电的电容器优选地用其第二端子连接到其激光子模块的该参考电位，并且优选地用其第一端子连接到与该电容器相关联的激光子模块的激光器的阳极。因此，先前充电的电容器经由与其相关联的激光器突然放电。电流流过激光子模块的与现在这个放电的电容器相关联的激光器。由于这种电流流动，相应的激光器发射光脉冲。在该示例中，激光子模块的n个激光器中的其他激光器典型地不发射光脉冲，因为在这里，根据该示例的要求，所述其他激光器的相关联充电电路没有给激光子模块的与所述其他激光器相关联的电容器充电。理论上，激光子模块或激光模块的多于一个充电电路能够给与其相关联的相应电容器充电。换句话说，在所有的充电过程终止后，可能给多于一个激光子模块电容器或激光模块充电。在这种情况下，可设想的是给激光模块的若干电容器而不是其他电容器充电。当启动激光器时，激光模块中的激光器然后根据图案照亮。激光雷达系统然后可逐渐地使用不同的图案。在单个经充电的激光模块电容器的简单但理论的情况下，激光雷达系统然后可重新计算测量结果。
56.激光雷达系统优选地包括一个或多个光电检测器。从上述现有技术中已知使用光电检测器来测量距激光雷达系统外部的物体的距离。在这里，特别地参考德国专利申请de 10 2020 114 782.1、de 10 2020 124 564.5和de 10 2020 111 075.8以及国际专利申请pct/ep2021/050199的技术教导，这些专利申请通过引用包括在本文中而没有进一步解释。
57.在这里呈现的说明书的技术教导现在提议激光雷达系统包括至少一个光电检测器，该至少一个光电检测器光学地且以本身已知的方式耦合到激光雷达系统的一个或多个激光器。每个激光模块优选地具有至少一个光电检测器，该至少一个光电检测器光学地且以本身已知的方式耦合到激光模块的n*m个激光器中的一个或多个激光器。甚至更优选地，每个激光子模块具有至少一个光电检测器，该至少一个光电检测器以本身已知的方式光学
地耦合到激光子模块的n个激光器中的一个或多个激光器。甚至更优选地，每个激光子模块具有至少n个光电检测器，所述光电检测器各自光学地且以本身已知的方式耦合到激光子模块的n个激光器中的刚好一个或多个激光器，使得优选地激光子模块的n个光电检测器中的刚好一个光电检测器与激光子模块的n个激光器中的每个激光器相关联。
58.在第一极端情况下，激光模块因此具有n*m个这种光电检测器。最大空分复用的情况就是这样。在第二极端情况下，激光模块只有一个这种光电检测器。最大时分复用的情况就是这样。中间形式是可能的，如上所解释。为了简单起见，描述将限于两种极端情况。然而，在权利要求涵盖两种极端情况时，则明确地要求保护其他中间可能性。
59.以第一极端情况开始：
60.为了简单起见，例如，假设例如激光模块的恰好一个激光子模块的例如恰好一个充电电路给与其相关联的恰好一个电容器充电。所有其他激光模块电容器保持未充电。从一开始，当激光子模块控制电路接收到开始信号时，激光子模块控制电路优选地针对激光子模块的n个激光器中的每个激光器但是至少针对激光子模块的其电容器被充电的激光器生成开始信号，该开始信号延迟了优选地可调整的延迟时间，并且优选地对于该激光器是特定的且因此对于激光子模块的该激光器是特定的。一个或多个延迟时间也可以是0s。对于相关激光器，其处于特定于该激光器的延迟开始时间的延迟开始信号以发信号的方式通知控制电路应在该开始时间将激光模块的恰好一个激光子模块的控制开关闭合。如果若干个激光器的电容器被充电，则在具有经充电电容器的激光器的特定于激光器的延迟时间彼此不同的情况下，这不再适当地工作。激光子模块控制电路然后可将例如激光子模块的其电容器被充电的激光器的延迟时间的均值用作延迟时间。因此，优选地仅给激光子模块的激光器的一个电容器充电，以便将延迟时间与激光子模块的恰好一个激光器相关联。通过将激光子模块控制开关闭合，恰好一个先前充电的激光子模块电容器经由例如激光子模块的连接到例如恰好一个电容器的恰好一个激光器进行放电。该电容器然后将放电电流馈送到激光子模块的与其相关联的激光器中。例如，由于放电电流，激光子模块的恰好该特定激光器发射激光脉冲。散射光学器件将激光脉冲的优选地最小但足够用于技术目的的部分引导到例如激光子模块的优选地与激光子模块的该激光器相关联的恰好一个光电检测器。激光子模块的该光电检测器接收光脉冲部分并且生成该恰好一个光电检测器的接收信号，该接收信号的随时间的值曲线取决于接收到的光脉冲部分的随时间的值曲线。
61.激光子模块的优选地作为激光子模块控制电路的部分的评估装置检测在这里例如与激光子模块的恰好一个激光器相关联的该光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的关键参数。
62.由激光子模块的评估装置检测到的这些参数中的一个参数可以是例如开始信号的前沿与接收信号的随时间的值曲线的对应沿之间的时移。由激光子模块的评估装置检测到的这些参数中的另一个参数可以是例如接收信号的随时间的值曲线的例如在开始信号之后的典型地指定的时间段内的最大幅度。由激光子模块的评估装置检测到的这些参数中的另一个可能参数可以是例如接收信号的随时间的值曲线的例如在开始信号之后的典型地指定的时间段内的时间积分或功能上等效的值。由激光子模块的评估装置检测到的这些参数中的可能参数还可以是例如接收信号的随时间的值曲线的例如在开始信号之后的指定的时间点处的采样值。
63.基于这些参数，激光子模块控制电路可重新调整激光脉冲的形状和位置。
64.激光子模块控制电路最初可根据接收信号的随时间的值曲线的参数来改变与激光子模块的该激光器相关联的延迟时间。例如，更具体地，激光子模块控制电路可根据开始信号的前沿与接收信号的随时间的值曲线的对应沿之间的检测到的时移的值来改变与激光子模块的该激光器相关联的延迟时间。该反馈优选地经由滤波器来发生。滤波器优选地具有积分特性。得到的调节器优选地是pi或pid调节器。激光子模块控制电路优选地调节延迟时间以使其具有延迟时间目标值。
65.首先，可通过数值来指定延迟时间目标值。在这种情况下，控制电路调节延迟时间，使得开始信号的前沿与接收信号的随时间的值曲线的对应沿之间的检测到的时移的值对应于该延迟时间目标值。
66.延迟时间目标值也可例如由以发信号的方式通知控制电路的同步时间的同步信号指定。控制电路可包括例如相位检测器，根据接收信号的随时间的值曲线的与开始信号的前沿相对应的边沿在同步信号到达之前还是之后到达激光子模块控制电路，该相位检测器增加或减少激光子模块的该激光器的延迟时间。
67.换句话说，开始信号然后不再确定激光脉冲的时间位置，而是通过同步信号来确定同步时间的信号通知的时间位置。同步信号可例如借助同步脉冲的上升沿或下降沿来实施该信号通知。
68.如果若干个激光子模块各自要启动激光模块的m个激光子模块中的相关激光子模块的激光器，则激光雷达系统因此可确保例如在调节激光模块的各种激光子模块的相关激光器的各种延迟时间之后，激光子模块的激光器各自在相同的同步时间同时地发射器激光脉冲。这增加了激光模块的m个激光子模块的启动激光器的重叠激光脉冲的总体激光脉冲的边沿斜率。这增大了这种总激光脉冲和因此激光雷达系统的范围。
69.对与激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的一者相关联的光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值的检测使得能够将该幅度重新调整到幅度默认值。为此目的，控制电路将光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的相关幅度依赖值与幅度默认值进行比较。
70.如果光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的相关幅度依赖值小于幅度默认值，则控制电路增大激光子模块的n个激光器中的该激光器的电容器的充电电路为相关激光器提供的能量的量，以便通过给该激光器的电容器充电来生成下一激光脉冲。
71.为了增大电容器的能量的量，控制装置可首先根据光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值与幅度默认值之间的偏差值来增大充电电路用来给激光器的电容器充电的充电电流。
72.第二，为了在电容器进行时间控制式充电的情况下增大电容器的能量的量，控制电路可例如根据光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值与幅度默认值之间的偏差值来增大充电时间默认值。
73.第三，为了在电容器进行电容器电压控制式充电的情况下增大电容器的能量的量，控制电路可例如根据光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值与幅度默认值之间的偏差值来增大电容器目标电压。
74.如果光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的相关幅度依赖值大于幅度默认
值，则控制电路减小激光子模块的n个激光器中的该激光器的电容器的充电电路提供给相关激光器的能量的量，以通过给该激光器的电容器充电来生成下一激光脉冲。为了降低电容器的能量的量，控制装置可首先根据光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值与幅度默认值之间的偏差值来降低充电电路用来给激光器的电容器充电的充电电流。第二，为了在电容器进行时间控制式充电的情况下减小电容器的能量的量，控制电路可例如根据光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值与幅度默认值之间的偏差值来降低充电时间默认值。第三，为了在电容器进行电容器电压控制式充电的情况下减小电容器中的能量的量，控制电路可例如根据光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值与幅度默认值之间的偏差值来降低电容器目标电压。
75.如果激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器的电容器目标电压在控制期间达不到指定或编程的下限电容器目标电压阈值，则控制电路使用电容器目标电压不足信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知电容器目标电压达不到下限电容器目标电压阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种电容器目标电压不足信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知电容器目标电压在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关电容器的充电时达不到下限电容器目标电压阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
76.如果激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器的电容器目标电压在控制期间超过指定或编程的上限电容器目标电压阈值，则控制电路使用电容器目标电压过多信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知电容器目标电压超过上限电容器目标电压阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种电容器目标电压过多信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知电容器目标电压在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关电容器的充电时超过较高电容器目标电压阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
77.如果激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器的电容器的充电电流的值在控制期间达不到指定或编程的下限充电电流目标阈值，则控制电路使用充电电流目标不足信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知充电电流的值达不到下限充电电流目标阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种充电电流目标不足信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知充电电流的值在控制激光子模块的n个
激光器中的相关激光器的相关电容器的充电时达不到下限充电电流目标阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
78.如果激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器的电容器的充电电流的值在控制期间超过指定或编程的上限充电电流目标阈值，则控制电路使用充电电流目标过多信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知充电电流的值超过上限充电电流目标阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种充电电流目标过多信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知充电电流的值在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关电容器的充电时超过上限充电电流目标阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
79.如果激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器的电容器的充电时间默认值在控制期间达不到指定或编程的下限充电时间目标阈值，则控制电路使用充电时间目标不足信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知充电时间默认值达不到下限充电时间目标阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种充电时间目标不足信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知充电时间默认值在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关电容器的充电时达不到下限充电时间目标阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
80.如果激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器的电容器的充电时间默认值在控制期间超过指定或编程的上限充电时间目标阈值，则控制电路使用充电时间目标超过信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知充电时间默认值超过上限充电时间目标阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种充电时间目标过多信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知充电时间默认值在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关电容器的充电时超过上限充电时间目标阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
81.如果与激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器相关联的延迟时间的值在控制期间达不到指定或编程的下限延迟时间阈值，则控制电路使用延迟时间不足信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知相关延迟时间的值达不到下
限延迟时间阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种延迟时间不足信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知相关延迟时间在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关延迟事件的值时达不到下限延迟时间阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
82.如果与激光模块的m个激光子模块中的激光子模块的n个激光器中的激光器相关联的延迟时间的值在控制期间超过指定或编码的上限延迟时间阈值，则控制电路使用延迟时间过多信号来向可选地更高级单元以发信号的方式通知相关延迟时间的值超过上限延迟时间阈值。必须为激光子模块的n个激光器中的每个激光器提供这种延迟时间过多信号。通常，优选的是，激光子模块控制电路具有激光子模块数据接口。在这种错误的情况下，控制电路然后优选地将激光子模块数据接口的寄存器中的标志从第一逻辑值改变为第二逻辑值。第一逻辑值优选地是标志重置值。当经由读出单元的数据接口读出寄存器时，第二逻辑值然后以发信号的方式通知相关延迟时间在控制激光子模块的n个激光器中的相关激光器的相关延迟事件的值时超过上限延迟时间阈值。该信号通知可与例如使用中断线路向更高级计算单元以发信号的方式通知错误的存在而未指定错误的附加信号通知相结合。
83.如果与预期相反，激光子模块的n个激光器中的相关激光器并未发射激光脉冲，则激光子模块控制电路可例如通过评估光电检测器的接收信号的随时间的值曲线的幅度依赖值来检测激光脉冲的未发射并且使用如上所述的标志和/或信号线路来以发信号的方式通知这种情况。
84.在上述错误的情况下，更高级系统可评估该一个或多个错误并且在可用性方面限制或丢弃数据。这确保例如单独激光器的故障不会使更高级系统错误地认定车辆的行进路径中没有物体。
85.特别有利的是，将上述激光模块用于先前描述的激光雷达系统中。
86.提议还包括具有m个激光子模块的激光模块m是正整数。每个激光子模块优选地包括n个激光器的线性激光器阵列，n是正整数。激光子模块的n个激光器优选地组装在激光子模块的模块支撑件和/或驱动器ic上。每个激光器的每个激光束具有激光束轴线sa1至san。激光子模块的激光器的所有激光束轴线sa1至san和/或至少两个激光束轴线sa1，sa2优选地在一个点处相交。基于此，可限定m个激光子模块的组件，m是正整数，其中每个激光子模块具有n个激光器的所述线性激光器阵列，其中n是正整数。每个激光子模块的激光器可优选地以相同方式编号。每个激光器的每个激光束优选地具有激光束轴线。优选地，激光模块的所有m个激光子模块的所有n个激光器的所有相应的激光束轴线sa1至san在一个点处相交。激光模块的m个激光子模块的n个激光器中的至少两个激光器的至少激光束轴线应在一个点处相交。然而，优选的是，激光模块的所有m个激光子模块的所有n*m个激光器的所有n*m个激光束轴线在一个点处相交。替代地，激光模块的所有m个激光子模块的n*m个激光器中的至少两个激光器的至少两个激光束轴线可在一个点处相交。激光子模块的相应驱动器ic优选地是相应的集成电路。这种驱动器ic优选地具有矩形形状。相应的激光子模块的驱动
器ic便优选地具有两个短边和两个长边作为边缘。相应的激光子模块的驱动器ic优选地在其形状的矩形的第一边缘上具有一个或多个触点disc，该第一边缘是短边，所述触点是有目的的且适合用于接触激光器的一个或多个背侧触点。相应的激光子模块的驱动器ic在其形状的矩形的第二边缘上具有触点vdda、gnda、vddd、gndd、vddp、gndp、vddh、gnd，该第二边缘是短边，所述触点用于将电力供应到驱动器ic和/或所述激光器d1至dn和/或相关联的能量存储器c1至cn。第一边缘优选地与第二边缘相对。
87.相应的激光子模块的驱动器ic优选地在驱动器ic的第三边缘上具有用于信号的至少一个转移触点，该第三边缘是长边，该信号可传递到其他激光子模块的其他驱动器ic。在驱动器ic的作为长边的第四边缘上，驱动器ic具有电连接到转移触点的另一转移触点。
88.转移触点中的一者优选地是用于重置信号rst的触点，该重置信号使相应的激光子模块的驱动器ic处于定义的状态。转移触点优选地是用于触发信号trig的触点，如果基于系统状态提供的话，该触发信号使相应的激光子模块的驱动器ic处于指定的信号状态以启动其激光器d1至dn。
89.一个或多个转移触点优选地旨在用于接触来自数据总线的信号。相应的激光子模块的驱动器ic的一个边缘该边缘是长边上的一个或多个转移触点优选地与相应的激光子模块的驱动器ic的相对边缘该相对边缘是相对的长边上的一个或多个对应的转移触点直接电连接。然而，还可设想的是，线性数据总线例如，lin总线至少临时地被作为总线节点的相应的激光子模块的驱动器ic中断，并且相应的激光子模块的驱动器ic的内部装置部件可在相应的驱动器ic的一侧上接收数据并且在该驱动器ic的另一侧上可选地以修改的形式重传该数据。在这种情况下，在相应的激光子模块的相应驱动器ic的一侧(该侧是长边)上的一个或多个转移触点的信号在被重传到驱动器ic的子装置中、特别是数据总线接口中的该驱动器ic的相对边缘(该相对边缘是相对的长边)上的一个或多个对应转移触点之前受到处理。
90.此外，本说明书包括特别是激光雷达系统内的用于形成激光模块的激光子模块的组件的公开，该激光雷达系统具有多个但至少两个激光子模块第一激光子模块和第二激光子模块，其中激光子模块具有矩形形状，该矩形形状具有两个短边和两个长边，并且其中激光子模块被布置成使得其长边彼此相邻。
91.激光子模块各自具有可排列成行的驱动器ic，如上所述。
92.激光子模块的驱动器ic就用于其驱动器ic的转移触点而言通常是结构相同的。在每种情况下，第一激光子模块的驱动器ic的一个转移触点然后借助于每个这种转移触点对的单个接合线优选地电连接到第二激光子模块的驱动器ic的对应转移触点。这具有只发生轻微损失的优点。这对于触发信号trig的快速同步传输特别有利，因为所有的激光器应及时地启动并且因此发射其辐射包。
93.提议还包括用于激光子模块和/或形成激光模块的激光子模块的组件和/或与驱动器ic一起使用的特殊电容器阵列，如上所述。电容器阵列是矩形的并且具有顶部和底部。电容器阵列具有沿着电容器阵列的表面上的矩形的第一边排列成行的“触点”k1'至kn'。电容器阵列具有沿着电容器阵列的顶部上的矩形的第二边排列成行的又一触点kg'。矩形的第二边与矩形的第一边相对。又一触点kg'沿着第三边和第四边的延伸量短于n个触点k1'至kn'中的最近触点的矩形的第三边缘沿着矩形的第三边缘的延伸量。又一触点kg'沿着第
三边和第四边的延伸量短于n个触点k1'至kn'中的最近触点的矩形的第四边缘沿着矩形的第四边缘的延伸量。电容器阵列具有覆盖电容器阵列的底部的背部触点kr。n个触点k1'至kn'中的每一者与背部触点kr形成电容c1至cn，又一触点kg'与背部触点kr形成又一电容cvdd，并且电容器c1至cn和cvdd优选地具有共用电介质，该共用电介质在n个触点k1'至kn'和又一触点kg'以及背部触点kr之间延伸。
94.在移动装置中，所提议的装置可用作激光雷达装置或这种激光雷达装置的部分。在这种情况下，例如，所提及的移动装置可以特别地是机器人、导弹、太空交通工具、船体、船只、车辆、铁路车辆、飞机或宇宙飞船。
95.在自动化技术中，所提议的装置可用作激光雷达装置或这种激光雷达装置的部分。例如，它们可用在用于检测物体或建筑物的形状的装置中、或在用于自动化过程的装置中、或在用于三维主体的形状的三维检测的装置中。所提议的装置还可用在医疗装置或用于器官的生物学测量的其他装置中。然而，所呈现的装置还可以通用方式用作3d扫描仪。
96.因此，提议最初与激光子模块相关。激光子模块优选地包括n个激光器d1至dn的线性激光器阵列、n个电容器c1至cn、控制开关t
dis
、n个充电电路b1至bn以及控制电路ctr。
97.在这里，n应是大于2的正整数。n个电容器c1至cn中的每个电容器具有第一端子和第二端子。n个充电电路b1至bn中的每个充电电路可以选择性地给n个电容器c1至cn中的一者充电。以下章节将该电容器称为与该充电电路“相关联的电容器”。控制电路ctr控制充电电路b1至bn。因此，互连优选地将n个电容器c1至cn中的每个电容器与n个激光器d1至dn中的恰好一个激光器进行关联，作为与该电容器“相关联的激光器”。控制电路ctr对控制开关t
dis
进行控制。响应于来自控制电路ctr的信号，控制开关t
dis
使n个电容器c1至cn中的充电的电容器经由与该电容器相关联的激光器进行放电。在控制开关t
dis
被控制电路ctr闭合之后，相关联的电容器因此向激光器供应与该电容器相关联的充电电路先前存储在耦合的电容器中的电能。只有在与电容器相关联的充电电路先前给与该激光器相关联的电容器充电的情况下，与电容器相关联的该激光器才发射激光脉冲，并且在发射激光脉冲时，控制开关t
dis
将激光器连接到参考电位且因此经由激光器将电容器连接到参考电位，使得相关联的电容器的放电电流可流过相关激光器。本说明书的技术教导现在提议激光子模块具有至少一个光电检测器pd1、特别是n个光电检测器pd1至pdn。与要放电的电容器相关联的激光器优选地经由光路op1至opn直接光学耦合到至少一个光电检测器。因此，优选地在光束路径中明显不存在使光束路径偏转的散射器或类似物。该至少一个光电检测器现在根据例如经由所述光路光学耦合到该光电检测器的激光器的激光脉冲生成的随时间的幅度图案生成具有随时间的值曲线的接收信号。控制电路ctr根据与激光器相关联的光电检测器的接收信号的随时间的值曲线来确定接收信号的随时间的值曲线的参数。本说明书的技术教导提议控制电路ctr根据该参数来控制与电容器相关联的激光器的光脉冲的生成，并且优选地随后借助于相关联的光电检测器和相关联的接收信号来监测该光脉冲的生成。
98.参数优选地是在作为使相关联的激光器发射激光脉冲的开始信号的触发信号trig的时间特征在控制电路ctr处的到达与激光脉冲的真实发射的时间特征在接收信号的随时间的值曲线中的出现之间的真实时间延迟的值。
99.在这里呈现的技术教导定义了术语延迟时间。该延迟时间以作为使相关联的激光器发射激光脉冲的开始信号的触发信号trig的时间特征在控制电路ctr处的到达作为开始
时间而开始。在指定的和/或计算的和/或可调整的和/或可编程的延迟时间过去之后，控制电路ctr优选地使控制开关t
dis
将相关联的激光器连接到参考电位。
100.控制电路ctr优选地根据参数来调节延迟时间。
101.在这里，控制电路ctr优选地将延迟时间调节至标称值，在本说明书中也称为术语延迟目标值。
102.控制电路ctr优选地调节延迟时间，使得在激光脉冲的真实发射的时间特征在接收信号的随时间的值曲线中出现的时间点与相对于同步信号的随时间的值曲线中的时间特征的可选地固定的时间偏移同步。接收信号的随时间的值曲线中的激光脉冲的真实发射的时间特征可以是例如接收信号的随时间的值曲线中的上升沿或下降沿。接收信号的随时间的值曲线中的激光脉冲的真实发射的时间特征可以是例如接收信号的随时间的值曲线超过阈值时的时间点。接收信号的随时间的值曲线中的激光脉冲的真实发射的时间特征可以是例如接收信号的随时间的值曲线中出现最大值时的时间点。
103.在另一个实施方案中，参数可以是取决于激光脉冲的随时间的幅度图案在接收信号的随时间的时间值曲线中的影响的值。这例如可以是如下阈值，在接收信号的随时间的值曲线中必须要超过或达不到该阈值。
104.在控制开关t
dis
闭合之前的时间点，控制电路ctr使属于激光器的充电电路用充电电流给属于激光器的电容器充电。控制电路ctr可优选地控制充电电路可用来给电容器充电的能量的量。
105.控制电路ctr优选地根据参数来调节控制充电电路可用来给电容器充电的能量的量。
106.在这里呈现的技术教导还描述了激光子模块，其中用预期量的能量给适当的电容器进行充电时间控制式充电。
107.当对能量的量定时时，控制电路ctr优选地使充电电路在充电时间的持续时间内用具有充电电流值的充电电流将电容器充电至电容器电压。该充电时间的持续时间典型地由充电时间默认值限制。控制电路ctr根据参数来调节充电电路在充电时间期间用来给电容器充电的能量的量，因为当能量的量受时间控制时，控制电路ctr在激光器发射激光脉冲之后根据电容器的后续充电的参数来改变充电时间默认值，以根据参数准备该激光器的下一次激光脉冲发射。
108.优选地，当能量的量受时间控制时，控制电路ctr调节充电时间默认值，使得该接收信号的随时间的值曲线的参数的值该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度对应于标称值的优选地可调整或可编程的参数默认值。
109.当能量的量受时间控制时，控制电路ctr或激光子模块的另一个子装置优选地将充电时间默认值与充电时间默认值的预期值区间进行比较，该预期值区间可能也可选地由充电时间默认值的值的单个阈值给定。
110.当能量的量受时间控制时，如果充电时间默认值的值在充电时间默认值的该值的预期值区间之外，则控制电路ctr通常以发信号的方式通知错误或生成关于错误的信息和/或存储该信息。
111.在这里呈现的技术教导还描述了激光子模块，其中用预期量的能量给相关电容器进行电容器电压控制式充电。控制电路ctr使充电电路在充电时间的持续时间内用具有充
电电流值的充电电流将电容器充电至电容器电压。控制电路ctr在电容器的充电时间的持续时间内检测电容器电压。当电容器电压的值达到或超过电容器目标电压的值时，控制电路ctr使充电电路停止用充电电流给电容器充电。控制电路ctr根据参数来调节例如充电电路在充电时间的持续时间内用来给电容器充电的能量的量，使得控制电路ctr在激光器发射激光脉冲之后根据电容器的后续充电的所述参数来改变电容器目标电压的值，以根据所述参数准备该激光器的下一次激光脉冲发射。
112.控制电路ctr优选地调节电容器目标电压的值，使得该接收信号的随时间的值曲线的参数的值该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度对应于作为标称值的优选地可调整或可编程的参数默认值。
113.控制电路ctr或激光子模块的另一个子装置将电容器目标值的值与电容器目标电压的预期值区间进行比较。电容器目标电压的预期值区间可能也可选地由电容器目标电压的值的单个阈值给定。在何种情况下，预期值区间例如从充电电压的值0v延伸到阈值的值，或从阈值的值延伸到值无穷大。如果电容器目标电压的值在该电容器目标电压值的预期值区间之外，则控制电路ctr优选地以发信号的方式通知错误或生成和/或存储关于错误的信息。
114.控制电路ctr优选地使充电电路在充电时间的持续时间内用具有充电电流值的充电电流将电容器充电至电容器电压。控制电路ctr优选地根据参数来调节充电电路在充电时间的持续时间内用来给电容器充电的能量的量，使得控制电路ctr在激光器发射激光脉冲之后根据用于电容器的下一后续充电的参数来改变充电电流值，以根据所述参数准备该激光器的下一次激光脉冲发射。
115.控制电路ctr优选地调节充电电流值，使得该接收信号的随时间的值曲线的参数的值该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度对应于作为标称值的优选地可调整或可编程的参数默认值。
116.控制电路ctr或激光子模块的另一个子装置优选地将充电电流值与充电电流值的预期值区间进行比较，该预期值区间可以也可选地由充电电流值的值的单个阈值提供。如果充电电流值在该充电电流值的预期值区间之外，则控制电路ctr典型地以发信号的方式通知错误或生成和/或存储关于错误的信息。
117.在这里呈现的技术教导还描述了如上所述的激光子模块，其中控制电路crt或另一个子装置将接收信号的随时间的值曲线的参数的值与预期值区间进行比较，该预期值区间可能也可选地由参数的单个阈值给定。如果接收信号的随时间的值曲线的参数的值在接收信号的随时间的值曲线的参数的该值的预期值区间之外，则控制电路crt以发信号的方式通知错误或生成和/或存储关于错误的信息。
118.在这里呈现的技术教导还描述了激光模块，其中激光模块具有如上所述的多个激光子模块。在这种情况下，如上所述，激光模块具有至少一个第一激光子模块作为这种激光子模块。在这种情况下，激光模块具有至少一个第二激光子模块作为这种激光子模块，如上所述。第一激光子模块和第二激光子模块的控制电路ctr将其相应的激光子模块的激光器的光脉冲的幅度调节至基本上相同的峰值幅度值和/或调节至其相应的子模块的激光器的激光脉冲的幅度图案的时间积分的基本上相同值。在这里，术语“相同”意味着第一激光子模块的激光器的激光脉冲的幅度图案的峰值幅度值和/或时间积分的值与第二激光子模块
的激光器的激光脉冲的幅度图案的峰值幅度值和/或时间积分的值相差不超过10％和/或不超过5％和/或不超过2％。
119.本文中呈现的技术教导还描述了激光模块，其中激光模块具有如上所述的多个激光子模块。在这种情况下，如上所述，激光模块具有至少一个第一激光子模块作为这种激光子模块。在这种情况下，如上所述，激光模块具有至少一个第二激光子模块作为这种激光子模块。激光模块优选地具有同步信号sync和触发信号trig。同步信号sync和触发信号trig优选地处于固定的时间相位关系。同步信号sync优选地相对于触发信号trig延迟固定的相移时间。同步信号sync和触发信号trig由激光模块的特殊子装置或激光子模块中的一者生成。在后一种情况下，针对整个激光模块的优选地全部激光子模块，相关激光子模块的控制电路ctr优选地生成同步信号sync和触发信号trig。在下文中，该文章将生成同步信号sync和触发信号trig的激光子模块称为主激光子模块，并且将激光模块的其他激光子模块称为从激光子模块。因此，在这里呈现的提议公开了具有主激光子模块和至少一个从激光子模块的激光模块，其中主激光子模块为激光模块的从激光子模块生成同步信号sync和触发信号trig。因此，第一激光子模块连接到同步信号sync和触发信号trig。第二激光子模块连接到同步信号sync和触发信号trig。第一激光子模块的控制电路ctr调节在触发信号trig的随时间的值曲线中出现时间特征时与第一激光子模块的激光器发射激光脉冲时之间的时间延迟，使得第一激光子模块的激光器的激光脉冲的随时间的幅度图案中的时间特征基本上在与同步信号sync的时间特征相同的时间点出现。第二激光子模块的控制电路ctr调节在触发信号trig的随时间的值曲线中出现时间特征时与第二激光子模块的激光器发射激光脉冲时之间的时间延迟，使得第二激光子模块的激光器的激光脉冲的随时间的幅度图案中的时间特征与同步信号sync的时间特征基本上在相同的时间点出现。因此，两个激光模块的激光器始终与同步信号sync同步地发射，使得无法根据来自不同激光子模块的不同激光器的激光脉冲伪造光行进时间的测量值。
120.在这里呈现的技术教导还描述了激光子模块或激光模块，其中激光模块包括至少一个激光子模块，其中m＝1，和/或至少两个激光子模块，其中m＝2，和/或m个激光子模块。在下面的章节中，它们被简称为激光模块。激光模块包括m*n个激光器d1至dn和至少一个光电检测器pd1至pdn。激光模块包括至少一个控制电路ctr。m*n个激光器可各自发射激光脉冲。m*n个激光器d1至dn中的至少一个激光器优选地经由光路op1至opn耦合到光电检测器pd1至pdn中的至少一个光电检测器。至少一个光电检测器pd1至pdn优选地生成确切地属于该光电检测器的接收信号es1至esn，其中该接收信号具有该接收信号的随时间的值曲线。至少一个光电检测器pd1至pdn的至少一个接收信号es1至esn的随时间的值曲线取决于由m*n个激光器d1至dn中的至少一个激光器发射的激光脉冲的随时间的幅度图案。激光模块优选地具有用于验证以下事实的构件pd1至pdn、es1至esn：由至少一个激光器使用至少一个光电检测器pd1至pdn的至少一个接收信号es1至esn的值曲线发射光脉冲。如果m*n个激光器d1至dn中的至少一个激光器应该发射的激光脉冲没有引起至少一个光电检测器pd1至pdn的接收信号es1至esn的随时间的值曲线，且该随时间的值曲线在预确定参数值范围内具有至少一个光电检测器pd1至pdn的接收信号es1至esn的随时间的值曲线的参数的值，那么激光模块借助于控制电路ctr来生成错误消息或错误信号或者进行存储以供检索。
121.在这里呈现的技术教导还描述了激光模块，其中激光模块包括至少两个激光子模
块，其中m＝2，和/或m个激光子模块，其中m》0。m个激光子模块中的每一者优选地具有nj个激光器d1至dnj，其中1≤j≤m。激光子模块的激光器的数量nj在各激光子模块之间可不同。激光模块优选地具有每激光子模块至少一个光电检测器和/或多个光电检测器pd1至pdnj。每个激光子模块优选地包括相关激光子模块的至少一个控制电路ctr。m个激光子模块中的每个激光子模块的nj个激光器中的每一者可典型地发射激光脉冲。对于m个激光子模块中的每个激光子模块在下文称为“该激光模块”，优选地该激光子模块的nj个激光器d1至dnj中的至少一个激光器经由该激光子模块的光路op1至opnj耦合到该激光子模块的光电检测器pd1至pdnj中的至少一个光电检测器。该激光子模块的该至少一个光电检测器pd1至pdn优选地生成该激光子模块的确切地属于该光电检测器的接收信号es1至esn，其中该接收信号具有该激光子模块的该接收信号随时间的值曲线。该激光子模块的至少一个光电检测器pd1至pdn的至少一个接收信号es1至esn的随时间的值曲线典型地取决于由该激光子模块的nj个激光器d1至dn中的至少一个激光器发射的激光脉冲的随时间的幅度值曲线。该激光子模块优选地具有用于验证以下事实的构件pd1至pdn、es1至esn：由该激光子模块的至少一个激光器使用该激光子模块的至少一个光电检测器pd1至pdn的至少一个接收信号es1至esn的随时间的值曲线发射光脉冲。如果该激光子模块的nj个激光器d1至dnj中的至少一个激光器应该发射的激光脉冲没有引起该激光子模块的至少一个光电检测器pd1至pdn的接收信号es1至esn的随时间的值曲线，且该随时间的值曲线在预确定参数值范围内具有该激光子模块的至少一个光电检测器pd1至pdn的接收信号es1至esn的值曲线的参数的值，则该激光子模块借助于该激光子模块的控制电路ctr来生成错误消息或错误信号或者进行存储以供检索。
122.在这里呈现的技术教导还描述了激光模块，其中激光模块包括至少一个激光子模块，其中m＝1，和/或两个激光子模块，其中m＝2，和/或m个激光子模块，其中m》0。m个激光子模块中的每一者优选地具有nj个激光器d1至dnj，其中1≤j≤m。在这里，激光子模块的激光器的整个正数数量nj在各激光子模块之间可变化。激光模块优选地包括每激光子模块至少nj个光电检测器pd1至pdnj。每个激光子模块优选地包括相关激光子模块的至少一个控制电路ctr。m个激光子模块中的每个激光子模块的nj个激光器中的每一者优选地可发射激光脉冲。在m个激光子模块中的每个激光子模块在本权利要求中，在下文称为“该激光模块”，优选地该激光子模块的nj个激光器d1至dnj中的至少每个激光器经由该激光子模块的至少nj个光路op1至opnj中的恰好一个主光路最强地耦合到该激光子模块的nj个光电检测器pd1至pdnj中的恰好一个光电检测器。该激光子模块的这些nj个光电检测器pd1至pdnj中的每一者生成该激光子模块的nj个接收信号es1至esnj中的恰好一个接收信号，该接收信号确切地属于该激光子模块的nj个光电检测器pd1至pdnj中的该光电检测器，其中该相应的激光子模块的nj个接收信号es1至esnj中的该相应的接收信号具有相应的随时间的值曲线。该激光子模块的nj个光电检测器pd1至pdnj中的每个光电检测器的相应接收信号es1至esnj的随时间的值曲线典型地取决于该激光子模块的nj个激光器d1至dn中的激光器发射的激光脉冲的随时间的幅度值曲线，该激光器经由该激光子模块的nj个光路op1至opnj中的恰好一个主光路最强地耦合到该激光子模块的nj个光电检测器pd1至pdnj中的恰好该光电检测器。该激光子模块典型地具有验证以下事件的构件pd1至pdnj、es1至esnj：对于nj个激光器d1至dnj中的每个激光器，由该激光子模块的nj个激光器d1至dnj中的恰好该激光器使用该激光子模块的
nj个光电检测器pd1至pdnj中的最强地耦合到该激光器的光电检测器的nj个接收信号es1至esnj中的耦合到该激光器的接收信号的随时间的值曲线来发射光脉冲，该激光器经由该激光子模块的所述nj个光路op1至opnj中的恰好一个主光路最强地耦合到该激光子模块的nj个激光器d1至dnj中的恰好该激光器。如果该激光子模块的nj个激光器d1至dnj中的激光器应该发射的激光脉冲没有引起该激光子模块的nj个光电检测器pd1至pdnj中的至少一个光电检测器的nj个接收信号es1至esnj中的耦合到该激光器的接收信号的随时间的值曲线，且该随时间的值曲线具有在预先确定和可选地激光器特定参数值范围之外的属于该激光子模块的nj个光电检测器pd1至pdnj的光电检测器的nj个接收信号es1至esnj中的耦合到该激光器的接收信号的随时间的值曲线的参数的值，则该激光子模块借助于该激光子模块的控制电路ctr来生成错误消息或错误信号或者进行存储以供检索。
123.优点
124.所提议的激光模块使得能够生成同步的基本上同样密集的短光脉冲并且对用于所提议的激光雷达系统的激光器的光脉冲发射进行错误监测，该激光雷达系统不需要任何移动部件。优点不限于此。
附图说明
125.图1示出了所提议的激光雷达系统的示例性电路。
126.图2示出了图1的激光雷达系统的激光模块的所提议的结构。
127.图3示出了图2的若干个模块的布置。
128.图4示出了所提议的驱动器ic的结构的平面图。
129.图5示出了驱动器ic级上的激光模块的阵列。
130.图6示出了图5的激光模块沿着曲线的对准。
131.图7和图8示出了图1的激光雷达系统的雷达模块的所提议的结构并且对应于已经绘制光学路径的图。
具体实施方式
132.图1示出了用于所提议的激光子模块的示例性互连。控制电路ctr使n个充电电路b1至bn中的充电电路经由n个充电线路k1至kn中的与该充电电路相关联的充电线路用相应的充电电流给n个电容器c1至cn中的一者充电。可设想的是，n个充电电路b1至bn中的多个充电电路各自经由n个充电线路k1至kn中的与相应的充电电路相关联的一个充电线路用相应的充电电流给n个电容器c1至cn中的一者充电。与电容器中的一者相关联的相应充电电流在n个电容器c1至cn中的相应电容器的相应充电过程的持续时间内优选地为恒定充电电流。
133.图1的电路包括n个光电检测器pd1至pdn。光电检测器pd1至pdn中的每一者与n个激光器d1至dn中的恰好一者相关联。特别可设想的是，针对每个激光子模块提供更少的光电检测器。在极端情况下，激光子模块还可仅具有一个光电检测器。在甚至更极端情况下，激光模块整体可仅具有一个光电检测器。然后可例如通过时分复用而不是空分复用来确定用于调节激光器的实际值。在本文中，为了简单起见，将提出最大空分复用，其中激光子模块的n个激光器d1至dn中的每个激光器只与n个光电检测器pd1至pdn中的一个光电检测器
相关联。
134.当n个激光器d1至dn中的激光器生成激光脉冲时，借助于散射装置经由n个光路op1至opn中的属于该激光器的光路将激光脉冲的光的基本上固定的部分传输到示例性激光子模块的n个光电检测器pd1至pdn中的相关联光电检测器。
135.n个光电检测器pd1至pdn中的与n个激光器d1至dn中的该激光器相关联的光电检测器检测相关联激光器的激光脉冲的光的该部分，并且将其转换成与该激光器相关联的该光电检测器的与该激光器相关联的接收信号的随时间的值曲线。因此，该接收信号确切地是n个光电检测器pd1至pdn的n个接收信号es1至esn中的一者。因此，在这种完全空分复用的情形下，n个激光器d1至dn中的每个激光器与n个接收信号es1至esn中的恰好一个接收信号相关联。
136.如上所述，激光子模块的激光器发射激光脉冲时的时间点还可以取决于开始信号和与该激光器相关联的光电检测器检测到的该激光器的激光脉冲之间的由光电检测器pd1至pdn检测到的延迟时间。特别有利的是，检测开始信号例如，触发信号trig的前沿与属于其的接收信号的时间系列中的对应沿之间的延迟时间。为了也根据开始信号和与该激光器相关联的光电检测器检测到的激光脉冲之间的由光电检测器检测到的延迟时间来调节激光子模块的激光器发射激光脉冲时的时间点，控制电路检测开始信号的值曲线中的标记时间点和相关联的接收信号的时间值曲线中的标记开始点，并且根据时间差的值来确定检测到的延迟时间的值。
137.首先，控制电路ctr现在可调节激光子模块的激光器发射激光脉冲时的时间点，使得在调节之后，相关联的接收信号的随时间的值曲线中的标记开始点与相对于开始信号的值曲线中的标记时间点的可预定义的目标时间间距处的目标时间点同步。
138.第二，控制电路ctr现在可调节激光子模块的激光器发射激光脉冲时的时间点，使得在调节之后，相关联的接收信号的随时间的值曲线中的标记开始点与目标时间点同步，该目标时间点是同步信号sync的值曲线中的标记时间点。这可例如是同步信号sync中的沿(flanke)。
139.对于激光子模块的激光器发射激光脉冲时的时间点的延迟时间控制，控制电路ctr响应于该激光器的激光脉冲发射而评估n个接收信号es1至esn中的与该激光器相关联的接收信号的随时间的值曲线。在完全时分复用的情形下，n个接收信号es1至esn中的接收信号确切地与该激光器相关联。控制电路ctr可检测该接收信号的随时间的值曲线的参数的值，该值取决于由该激光器发射的激光脉冲相对于开始信号(例如，触发信号trig)的延迟。在延迟时间控制和完全空分复用的这种情况下，控制电路ctr在该激光器下一次发射下一激光脉冲之前确定用于脉冲预信号pl的延迟的新延迟时间。在与该激光器相关联的电容器已经充电并且准备由该激光器发射该下一激光脉冲之后，当设置脉冲预信号pl相对于开始信号(也就是，例如，触发信号trig)的延迟时，控制电路ctr使用该延迟时间作为基础。控制电路ctr优选地通过滤波来调节延迟时间，该滤波优选地具有积分特性，使得在第一近似中，调节基本上对应于pi调节器。
140.因此，在完全空分复用的这种情形下，n个电容器c1至cn中的每个电容器也与n个接收信号es1至esn中的恰好一个接收信号相关联。因此，在完全空分复用的这种情形下，n个充电电路b1至bn中的每个充电电路也与n个接收信号es1至esn中的恰好一个接收信号相
关联。
141.在电容器充电过程的时间控制的情况下，控制电路ctr使n个充电电路b1至bn中的相应充电电路在与该激光器的该相关电容器的充电时间默认值相对应的充电时间的持续时间内使用根据充电电流值的充电电流给n个电容器k1至kn中的相关联电容器充电。控制电路ctr响应于所述激光器的激光脉冲发射而评估n个接收信号es1至esn中的接收信号的随时间的值曲线。在这种情况下，在完全时分复用的情形下，n个接收信号es1至esn中的接收信号确切地与该激光器相关联。控制电路ctr可检测该接收信号的随时间的值曲线的参数的值，该值取决于由所述激光器发射的激光脉冲的幅度。在时间控制和完全空分复用的这种情况下，控制电路ctr确定用于该激光器发射下一激光脉冲的新充电时间默认值。当控制由相关充电电路对与该激光器相关联的相关电容器的充电时，控制电路ctr使用该充电时间默认值作为基础，以设置充电时间来准备由该激光器发射该下一激光脉冲。控制电路ctr优选地通过滤波来调节充电时间默认值，该滤波优选地具有积分特性，使得在第一近似中，调节基本上对应于pi控制器。控制电路ctr优选地调节充电时间默认值，使得该接收信号的随时间的值曲线的参数的值(该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度)对应于作为标称值的优选地可调整或可编程的参数默认值。
142.如上所述，与激光子模块的激光器相关联的电容器也可根据n个电容器c1至cn中的该电容器的电容器电压进行充电。
143.在电容器充电过程的电容器电压控制的情况下，控制电路ctr使n个充电电路b1至bn中的相关充电电路用对应于充电电流值的充电电流给n个电容器k1至kn中的相关联电容器充电，直到达到该激光器的该相关电容器的电容器目标电压为止。控制电路ctr响应于该激光器的激光脉冲发射而评估n个接收信号es1至esn中的接收信号的随时间的值曲线。在完全时分复用的情形下，n个接收信号es1至esn中的接收信号确切地与该激光器相关联。控制电路ctr可再次检测该接收信号的随时间的值曲线的参数的值，该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度。在电容器电压控制和完全空分复用的这种情况下，控制电路ctr在该激光器发射下一激光脉冲之前确定用于给电容器充电的新电容器目标电压。当控制由相关充电电路对该激光器的相关电容器的充电时，控制电路ctr使用该电容器目标电压作为基础，以在已经发生充电之后设置电容器电压并且准备由该激光器发射该下一激光脉冲。控制电路ctr优选地通过滤波来调节目标电容器电压，该滤波优选地具有积分特性，使得在第一近似中，调节基本上对应于pi调节器。控制电路ctr优选地调节电容器目标电压，使得该接收信号的随时间的值曲线的参数的值(该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度)对应于作为标称值的优选地可调整或可编程的参数默认值。
144.如上所述，还可通过控制n个充电电路b1至bn中的给n个激光器d1至dn中的该激光器的n个电容器c1至cn中的该电容器充电的充电电路的充电电流值来给与激光子模块的激光器相关联的电容器充电。
145.在电容器充电过程的充电电流控制的情况下，控制电路ctr使n个充电电路b1至bn中的相关充电电路在与该激光器的该相关电容器的充电时间默认值相对应的充电时间的持续时间内用根据充电电流值的充电电流给n个电容器k1至kn中的相关联电容器充电。控制电路ctr响应于该激光器的激光脉冲发射而评估n个接收信号es1至esn中的接收信号的随时间的值曲线。在完全时分复用的情形下，n个接收信号es1至esn中的接收信号确切地与
该激光器相关联。控制电路ctr可检测该接收信号的随时间的值曲线的参数的值，该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度。在充电电流控制和完全空分复用的这种情况下，控制电路ctr在该激光器发射下一激光脉冲之前确定用于给电容器充电的充电电流值。当控制由相关充电电路对该激光器的相关电容器的充电时，控制电路ctr使用该充电电流值作为基础，以在已经发生充电之后设置电容器电压并且准备由该激光器发射该下一激光脉冲。控制器ctr优选地通过滤波来调节充电电流值，该滤波优选地具有积分特性，使得在第一近似中，调节基本上对应于pi控制器。控制电路ctr优选地调节充电电流值，使得该接收信号的随时间的值曲线的参数的值(该值取决于由该激光器发射的激光脉冲的幅度)对应于作为标称值的优选地可调整或可编程的参数默认值。
146.n个充电线路k1至kn中的每个充电线路典型地具有n个电阻rz1至rzn中的相关联电阻和n个电感lz1至lzn中的电感。充电线路k1至kn中的每一者优选地连接到n个电容器c1至cn中的恰好一个电容器的第一端子。n个电容器c1至cn中的每个电容器的第二端子经由线路连接到参考电位gnd。n个电容器c1至cn中的电容器的第二端子与参考电位之间的每个线路包括n个电阻rc1至rcn中的相关联电阻和n个电感lc1至lcn中的电感。n个激光器d1至dn中的优选地恰好一个激光器的阳极优选地经由n个放电线路k1'至kn'中的优选地恰好一个放电线路连接到n个电容器c1至cn中的优选地恰好一个电容器的第一触点。n个激光器d1至dn的阴极进行互连以形成共用第一星点disc。当脉冲信号g
dis
到达时，该共用星点通过控制开关t
dis
连接到参考电位gnd，该参考电位gnd连接到n个电容器c1至cn的第二触点。
147.示例性驱动器buf根据脉冲预信号pl生成脉冲信号g
dis
。当已经完成要由相关联的充电电路充电的电容器的充电过程并且充电电路切换到中性时，控制电路ctr可优选地生成该脉冲预信号pl。
148.备用电容器cvdd优选地是n个电容器c1至cn的电容器阵列的部分。备用电容器cvdd使供应电压vdd或另一系统相关电压稳定。它用来在启动激光器时防止电流浪涌的串扰。
149.备用电容器cvdd的第一触点经由去往备用电容器cvdd的馈电线路中的线路电感lzv且经由去往备用电容器cvdd的馈电线路中的线路电阻rzv连接到供应电压vdd或具有要稳定的类似功能的线路。
150.备用电容器cvdd的第二触点经由线路电阻rcv和线路电感lcv连接到参考电位gnd。
151.图2示出了图1的激光雷达系统的激光模块的激光子模块的所提议的结构。驱动器ic是子模块的基础。驱动器ic优选地是单片集成电路。它优选地包括图1的控制电路ctr和所有其他cmos微型可集成电路部件。这些部件将是例如但不限于控制电路ctr、驱动器buf、控制开关t
dis
，以及n个充电电路b1至bn和光电检测器pd1至pd4。此外，控制电路ctr可包括例如具有存储器、接口和cpu的微型计算机。这些部件共同形成控制电路。控制电路可包括其他功能部件。该功能部件可以是例如模数转换器和用于检测电容器电压的模拟多路转换器，其可与所述微型计算机交互。此外，该功能部件可以是比较器，例如以用于检测模拟阈值超过或未达到。该功能部件可以是数模转换器和以模拟形式支持这种阈值规范的模拟参考值的模拟保持电路。该功能部件可以是定时器。该功能部件可以是根据接收信号es1至esn的随时间的值曲线生成或提取脉冲开始信号的滤波器。该功能部件可以是幅度估计滤
波器，该幅度估计滤波器确定取决于相应激光器的相应激光脉冲的相应幅度的值并使其可用于微型计算机。该功能部件可以是延迟估计滤波器，该延迟估计滤波器确定取决于相应激光器的相应激光脉冲相对于开始信号例如，触发信号trig的相应延迟的值并使其可用于微型计算机。该功能部件可以是延迟元件，该延迟元件可由微型控制器设置并且根据延迟时间的可指定值来延迟脉冲预信号pl。例如，微型计算机可设置该延迟时间。在最大空分复用的情况下，在与该接收信号相关联的激光器发射下一激光脉冲之前，微型计算机可例如根据激光子模块的n个接收信号es1至esn中的接收信号的随时间的值曲线来设置延迟时间的值。如果只提供一个光电检测器，则微型计算机可例如通过测量例如n个激光器中的每个单独激光器的激光脉冲发射的n个延迟时间来确定要在时分复用中设置的延迟时间，或者替代地，确定要针对激光器组设置的少于n个延迟时间。在这里，激光器组还可包括所有的n个激光器d1至dn。
152.在图2中的示例中，例如，使用n＝4个激光器d1至d4，这些激光器是在共用晶体上制造的并且形成线性激光器阵列。该晶体的底部形成共用阴极，该共用阴极电连接到控制开关作为第一星点disc，该控制开关是在图2的激光子模块的驱动器ic的晶体中制作的并且位于其活动表面上。该倒装芯片组件使得能够仅以低的寄生电感和电阻值实施该连接，这增加了相应激光脉冲的边沿斜率。因此，在图2的示例中，经由驱动器ic的晶体对n个激光器进行热冷却。4个电容器c1至c4也被设计为共享板。在图2中的示例中，4个电容器c1至c4的第二触点通过共享触点彼此连接。每个电容器c1至c4的第一触点经由四个放电线路k1'至k4'中的对应的放电线路连接到四个激光器d1至d4中的与其相关联的激光器。放电线路k1'至k4'因所选择的布置而特别短。放电线路k1'至k4'的多个接合导致寄生电感进一步降低且因此导致边沿斜率进一步增加。类似地，第二星点与参考电位gnd之间的连接的短接合线连同多个接合也使该连接中的寄生电感降低。这还增加所发射的光脉冲的边沿斜率。
153.充电线路k1至kn的相对长的接合线更可能有益于斜率。
154.备用电容器cvdd是电容器阵列的部分。备用电容器cvdd在下侧用第二端子以极低的线路电阻rcv和极低的线路电感lcv连接到参考电位gnd。备用电容器cvdd的第一端子连接到供应电压vdd的虚拟节点kg'。供应电压vdd的虚拟节点kg'以极短的接合线连接到供应电压vdd。因此，供应电压vdd的虚拟节点kg'以极低的线路电阻rzv和极低的线路电感lzv连接到供应电压vdd。
155.在图2的示例中，通过示例绘出了四个光电检测器pd1至pd4，这些光电检测器检测四个激光器d1至d4的散射光并将其转换成接收信号es1至es4。光电检测器中的每一者与激光器d1至d4中的与其最近的一个激光器相关联。光电检测器pd1至pd4可以是例如pn二极管等。
156.图3示出了具有多个图2的激光子模块的示例性激光模块的布置。控制逻辑和控制被优选地设计，使得只有激光模块的一个激光器始终生成光脉冲。
157.图4示出了激光子模块的单个提议的驱动器ic的结构的平面图。该结构被大大简化并且限于基本信息以实现重新加工。
158.如在本说明书中的其他地方，为了清楚起见，模块的激光器d1至dn的数量n被限于n＝4。绘出了示例性四个光电检测器pd1至pdn。本说明书的原理可相应地应用于不同数量的n个激光器。在这里，即使图示出了n＝4，仍使用n而不是4。在本说明书中，n应始终是正整
数。
159.在顶部处，通过示例，用于激光模块的示例性四个激光器d1至dn的背部触点的四个接触区域随后要放置在该顶部上。四个接触表面中的每一者连接到第一星点disc。代替四个单独的接触区域，显然还可设想单个接触区域。
160.在其下方是连接到参考电位gnd的触点gnd。电容器阵列c1至cn和cvdd放置在该接触表面上。因此，电容器阵列c1至cn和cvdd的背部触点kr和参考电位gnd将进行连接。
161.在其下方存在接合线的接触表面，用该接触表面，电容器阵列c1至cn和cvdd的备用电容器cvdd的作为供应电压vdd的虚拟节点kg'的第一触点连接到供应电压vdd。
162.在其下方，存在用于驱动器电路b1至bn在这里，n＝4的输出的n个接合区域在这里，例如，n＝4。借助于表示充电线路k1至kn在这里，n＝4的长接合线，激光器d1至dn在这里，n＝4的能量储备的电容器c1至cn由驱动器电路b1至bn充电。
163.在图4中的示例中，激光子模块的所提议的驱动器ic需要经由多个供应电压触点vdda、gnda、vddd、gndd、vddp、gndp、vddh、gndh的多个供应电压。阐述的结果在于，有利的是，经由与激光器相对的驱动器ic的边缘以低感抗将供应电压馈送到驱动器ic，因为每个驱动器ic然后可具有其本身的低感抗馈电线路。
164.此外，提议的实施方案表明，驱动器ic可循环遍历也可被以高感抗发送到驱动器ic的信号。例如，在下面，图4中的示例中的重置信号rst表示这种被循环遍历的信号。重置信号rst优选地水平连接到驱动器ic的相对侧上的对应端子。此外，在图4中的示例中，作为数据总线的示例，这表示spi数据总线。spi数据总线的输入mosi和spi数据总线的输出miso以及spi数据总线的时钟sck在驱动器ic的相对侧上具有配对部件。在图4中的示例中，所提议的驱动器ic也循环遍历选择信号芯片选择cs。驱动器ic还优选地循环遍历同步信号sync和触发信号trig。因此，用于发出激光脉冲的该点火信号trig也优选地从驱动器ic的一侧馈送并且在不改变的情况下循环遍历到另一侧。
165.通过该触发信号trig的边沿，基本上同时地启动激光模块的激光子模块的激光器。
166.为了便于理解，示出了去往所有驱动器ic的又一同步信号sync的示例，并且也循环遍历该同步信号。同步信号sync可向激光子模块的驱动器ic以发信号的方式通知这些激光子模块共用的参考时间点，在该参考时间点，所有激光子模块的所有驱动器ic的控制电路ctr例如借助于多个激光脉冲发射过程来使激光器实际发射的激光脉冲的上升沿同步。
167.图5示出了若干个激光子模块在这里是图4的激光子模块的排列，以在驱动器ic级上形成激光模块。
168.两个相邻的驱动器ic的长边上的触点通过接合线彼此连接。清楚的是，这种构造用电能确保所有激光子模块的低阻抗供应，因为控制信号被循环遍历。
169.图6示出了图4的激光子模块沿着曲线kl的对准。这具有大大简化激光束扇区的生成的优点。首先，激光子模块可以以垂直于该曲线kl的方式对准。第二，激光子模块内的激光器可沿着该曲线kl对准，使得最终所有激光子模块的所有激光器沿着该曲线kl对准。曲线kl可以是凸形或凹形的。每个激光子模块的每个激光器的激光束具有激光束轴线。如果只有激光子模块沿着曲线kl对准并且如果该曲线是圆的一段，则所有激光子模块的第一激
光器d1的激光束轴线在空间中的一点处相交。该点也可位于激光器的后面。
170.如果激光模块的激光器d1至dn沿着曲线kl对准，则激光模块的激光器d1至dn的激光束轴线在一点处相交。
171.如果所有激光模块的激光器d1至dn沿着曲线kl对准，则所有激光模块的激光器d1至dn的激光束轴线在一点处相交。
172.权利要求中特别地包括仅将激光器中一些和/或仅将激光子模块中的一些沿着曲线kl对准。
173.还可设想将激光子模块的激光器沿着曲线kl对准。
174.图7和图8示出了图1的激光雷达系统的激光模块的激光子模块的所提议的结构。图7和图8与图2相对应，其中图7中的光路op1至op4以及图8中的第四个激光二极管d4的光路op4以示例方式示出。
175.在图7的示例中，通过示例的方式绘制了四个光电检测器pd1至pd4。四个光电检测器pd1至pd4检测四个激光器d1至d4的散射光，并将其转换成接收信号es1至es4。每个光电检测器p1至p4都与最相邻的激光器d1至d4相关联。光电检测器pd1至pd4可以是例如pn二极管或类似物。
176.根据提议，激光器d1至d1是边缘发射器(kantenemitter)。沿着相应的激光束轴sa1至san发射的光束通常具有椭圆截面，该椭圆截面具有椭圆的垂直截面轴和椭圆的水平截面轴。通常，激光束在垂直方向上比在水平方向上更加张开，因为激光器d1到d2只从非常薄的pn结发射光，由于海森堡不确定性原理，该pn结导致光束在垂直方向上扩张。相反，激光器d1至dn的发射来自于在水平方向上具有一定宽度的层。因此，每个激光器d1至dn的激光束在水平方向上较小地扩展。在这里提出的技术教导的发展背景下的实验表明，激光器d1至dn中的激光器的垂直扩展的激光束被扩展到一定程度，以至于该激光器的该激光束的激光束截面的椭圆段在光电二极管中的与该激光器d1至dn相关联的光电二极管附近被该光电二极管的表面切割。这意味着，相应激光器用其激光束的发射辐射来照射与其相关联的光电二极管。在图7和图8中，通过被驱动ic的表面上的虚线切割的抛物线示出了这个被切割的激光束，该激光束到达表面。为了清楚起见，图8只示出了一束激光。这里最重要的是，作为边缘发射器的各激光器可以直接用激光辐射来照射与其相关联的光电检测器pd1至pdn，例如光电二极管。
177.这个想法在现有技术中是未知的。
178.驱动器ic的半导电晶体用其边缘kt见图8与激光器d1至dn中的相应激光器的激光束的相应激光束相交，使得用于激光雷达系统测量并事实上离开激光模块的真正激光束的一个未受干扰的上部、第一椭圆段形成实际的自由空间激光束。
179.相反，驱动器ic的半导电晶体用其边缘kt见图8与激光器d1至dn中的相应激光器的相应激光束相交，使得激光束的被干扰的下部、第二椭圆段成像在驱动器ic的表面上，并且在那里优选地照射n个光电检测器pd1至pdn中的与激光器d1至dn中的相应激光器相关联的光电检测器。相关联的光电检测器将接收到的激光束的第二椭圆段的激光辐射转换为该相应的光电检测器的n个接收信号es1至esn中的接收信号。控制电路ctr对相关的激光器的相应接收信号进行评估。控制电路ctr优选地检查相关的接收信号的合理性。在第一时间段期间，当激光器发射激光脉冲时，接收信号的数值必须在第一值范围内。在第二时间段期
间，当激光器不发射激光脉冲时，接收信号的值必须在第二值范围内。如果在第一时间段中接收信号不在第一值范围内，当激光器发射激光脉冲时，控制电路ctr优选地向更高级单元以发信号的方式通知错误。如果在第一时间段内接收信号值不在第二值范围内，当激光器不发射激光脉冲时，控制电路ctr优选地向更高级单元以发信号的方式通知错误。
180.附图标记：
181.atest用于激活和控制装置的测试状态的第二测试控制信号；
182.b1用于第一电容器c1的第一充电电路，在光脉冲生成的情况下，该第一充电电路可选地向第一激光器d1供应电能；
183.b2用于第二电容器c2的第二充电电路，在光脉冲生成的情况下，该第二充电电路可选地向第二激光器d2供应电能；
184.b3用于第三电容器c3的第三充电电路，在光脉冲生成的情况下，该第三充电电路可选地向第三激光器d3供应电能；
185.bn用于第n电容器cn的第n充电电路，在光脉冲生成的情况下，该第n充电电路可选地向第n激光器dn供应电能；
186.buf对脉冲预信号pl进行放大以形成脉冲信号g
dis
的驱动器；
187.c1第一电容器，该第一电容器表示用于第一激光器d1的能量储备器；
188.c2第二电容器，该第二电容器表示用于第二激光器d2的能量储备器；
189.c3第三电容器，该第三电容器表示用于第三激光器d3的能量储备器；
190.c4第四电容器，该第四电容器表示用于第四激光器d4的能量储备器；
191.cn第n电容器，该第n电容器表示用于第n激光器dn的能量储备器；
192.cs选择信号；
193.ctr控制电路，该控制电路控制n个充电电路b1至bn并且生成脉冲预信号pl。控制电路使n个充电电路中的一者、典型地n个电容器中的一者在由n个激光器中的一者生成光脉冲之前进行充电，然后优选地断开优选地所有充电电路或将优选地所有充电电路的充电输出切换至高电阻，并且然后闭合控制开关t
dis
，这启动了光脉冲的生成。控制电路ctr优选地重复该过程，直到所有n个激光器d1至dn都发射光脉冲、优选地只发射一次，并且然后优选地再次以下一过程从头开始；
194.cvdd用于稳定供应电压vdd的备用电容器；
195.d1第一激光器；
196.d2第二激光器；
197.d3第三激光器；
198.d4第四激光器；
199.disc第一星点。激光器d1至dn的阴极优选地连接到第一星点。当脉冲信号g
dis
到达时，第一星点disc通过控制开关t
dis
连接到参考电位gnd。如果电容器c1至cn中的一者已经提前被充电，那么该电容器经由对应的激光器进行放电，该激光器然后发射光脉冲；
200.dn第n激光器；
201.es1第一接收信号；
202.es2第二接收信号；
203.es3第三接收信号；
204.esn第n接收信号；
205.g
dis 脉冲信号；
206.gnd 参考电位；
207.gnda模拟参考电位；
208.gndd数字参考电位；
209.gndh用于高供应电压的参考电位；
210.gndp接口的参考电位；
211.gndpb备用电容器cvdd的参考电位；
212.k1第一充电线路，第一充电电路b1可选地在由第一激光器d1生成光脉冲之前经由该第一充电线路给第一电容器c1充电；
213.k1
′
第一放电线路，当控制开关t
dis
被脉冲信号g
dis
闭合时，第一激光器d1经由该第一放电线路使第一电容器c1放电；
214.k2第二充电线路，第二充电电路b2可选地在由第二激光器d2生成光脉冲之前经由该第二充电线路给第二电容器c2充电；
215.k2
′
第二放电线路，当控制开关t
dis
被脉冲信号g
dis
闭合时，第二激光器d2经由该第二放电线路使第二电容器c2放电；
216.k3第三充电线路，第三充电电路b3可选地在由第三激光器d3生成光脉冲之前经由该第三充电线路给第三电容器c3充电；
217.k3
′
第三放电线路，当控制开关t
dis
被脉冲信号g
dis
闭合时，第三激光器d3经由该第三放电线路使第三电容器c3放电；
218.k4
′
第四放电线路，当控制开关tdis被脉冲信号gdis闭合时，第四激光器d4经由该第四放电线路使第四电容器c4放电；
219.kg'供应电压虚拟节点vdd；
220.kl可选曲线，激光模块沿该曲线对准。
221.kn第n充电线路，第n充电电路bn可选地在由第n激光器dn生成光脉冲之前经由该第n充电线路给第n电容器cn充电；
222.kn'第n放电线路，当控制开关t
dis
被脉冲信号g
dis
闭合时，第n激光器dn经由该第n放电线路使第n电容器cn放电；
223.kr背部触点；
224.lc1使第一电容器c1的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电感；
225.lc2使第二电容器c2的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电感；
226.lc3使第三电容器c3的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电感；
227.lcn使第n电容器cn的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电感；
228.lcv备用电容器cvdd的第二端子与参考电位gnd之间的线路电感；
229.lz1第一充电线路k1的电感，第一充电电路b1可选地在由第一激光器d1生成光脉冲之前经由该第一充电线路给第一电容器c1充电；
230.lz2第二充电线路k2的电感，第二充电电路b2可选地在由第二激光器d2生成光脉冲之前经由该第二充电线路给第二电容器c2充电；
231.lz3第三充电线路k3的电感，第三充电电路b3可选地在由第三激光器d3生成光脉
冲之前经由该第三充电线路给第三电容器c3充电；
232.lzn第n充电线路kn的电感，第n充电电路bn可选地在由第n激光器dn生成光脉冲之前经由该第n充电线路给第n电容器cn充电；
233.lzv去往备用电容器cvdd的馈电线路的线路电感；
234.mosi spi数据总线的输入；
235.miso spi数据总线的输出；
236.op1第一光路；
237.op2第二光路；
238.op3第三光路；
239.opn第n光路；
240.pd1第一光电检测器；
241.pd2第二光电检测器；
242.pd3第三光电检测器；
243.pd4第四光电检测器；
244.pdn第n光电检测器；
245.pl脉冲预信号；
246.rc1使第一电容器c1的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电阻；
247.rc2使第二电容器c2的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电阻；
248.rc3使第三电容器c3的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电阻；
249.rcn使第n电容器cn的第二触点连接到参考电位gnd的线路的电阻；
250.rcv备用电容器cvdd的第二端子与参考电位gnd之间的线路电阻；
251.rst重置信号；
252.rz1第一充电线路k1的电阻，第一充电电路b1可选地在由第一激光器d1生成光脉冲之前经由该第一充电线路给第一电容器c1充电；
253.rz2第二充电线路k2的电阻，第二充电电路b2可选地在由第二激光器d2生成光脉冲之前经由该第二充电线路给第二电容器c2充电；
254.rz3第三充电线路k3的电阻，第三充电电路b3可选地在由第三激光器d3生成光脉冲之前经由该第三充电线路给第三电容器c3充电；
255.rzv去往备用电容器cvdd的馈电线路的线路电阻；
256.rzn第n充电线路kn的电阻，经由该第n充电线路，第n充电电路bn可选地在由第n激光器dn生成光脉冲之前给第n电容器cn充电；
257.sck spi数据总线的时钟信号；
258.sync去往所有激光子模块的同步信号；
259.t
dis
控制开关。控制开关t
dis
优选地是晶体管；
260.test_mode用于激活和控制装置的测试状态的第一测试控制信号；
261.trig使处于预确定信号状态的驱动器ic启动其激光器d1至dn的触发信号；
262.vdd供应电压；
263.vdda模拟供应电压；
264.vddd 数字供应电压；
265.vddh 高供应电压；
266.vddp 接口的供应电压；
267.vddpb备用电容器cvdd的供应电压节点。
268.引用文献：
269.de 19 514 062 a1、
270.de 19 546 563 c2、
271.de 19 914 362 a1、
272.de 10 2006 036 167 b4、
273.de 10 2008 021 588 a1、
274.de 10 2009 060 873 a1、
275.de 10 2014 105 482 a1、
276.de 10 2016 116 368 a1、
277.de 10 2016 116 369 a1、
278.de 10 2016 116 875 a1、
279.de 10 2017 100 879 a1、
280.de 10 2017 121 713 a1、
281.de 10 2018 106 861 a1、
282.de 10 2019 131 460.7、
283.de 10 2020 111 075.8、
284.de 10 2020 114 782.1、
285.de 10 2020 124 564.5、
286.ep 2 002 519 a2、
287.ep 3 301 473 a1、
288.pct/ep2021/050199、
289.us 6,697,402 b2、
290.us 9,185,762 b2、
291.us 9,368,936 b1、
292.us 10,193,304 b2。