脉冲调制激光驱动器的制造方法

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脉冲调制激光驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]概括地说,本发明涉及飞行时间(TOF) 3D距离测量系统领域,并且更具体地,涉及待在3D TOF距离测量系统中使用的激光驱动器。
[0002]飞行时间测量原理在3D成像领域是公知的。基于飞行时间(TOF)原理,公知3D相机(或量程(range)相机)获得实时的量程图像。这种相机通常包括将调制光发射到待以3D成像的场景中的光源和传感器像素阵列,由光学系统将场景成像在该传感器像素阵列上。为了简明,传感器像素将在以下被称为“像素”。然后,相机将在像素中检测到的光与发射的光相关联,并且对于每一个像素,确定发射光和接收光之间的相位差。此相位差与相机和成像到相关像素上的场景的部分之间的径向距离成比例。
【背景技术】
[0003]基于飞行时间系统的相机需要脉冲调制照明源。为了优化总功率效率,照明源应当优选地发射方波调幅的光输出,理想地具有100%的调制指数并且理想地具有无限小的上升时间和下降时间。典型地,在照明源中,一个或几个激光器或LED用作光发射装置。在高驱动电流下,现有技术的用于光发射装置的驱动器具有小的上升时间但是大致大的下降时间,反之亦然。
[0004]由于在驱动器输出和光发射装置之间的电导体跨越有限小的物理表面,所以在常规激光驱动器中的大的下降时间或上升时间起因于驱动器和光发射装置之间的电路通路包括某种串联接线电感的事实。当驱动器试图关闭在光发射装置中的电流时,由于串联接线电感试图将电流保持在相同的水平,所以所述电流不会立即停止。
[0005]技术问题
[0006]本发明的目的在于提供改进的脉冲调制激光驱动器。此目的由如权利要求1所要求保护的装置来实现。

【发明内容】

[0007]本发明潜在的基本思路在于增加与光发射装置相串接的一个开关,无论何时所述驱动器试图停止通过所述光发射装置的电流,所述开关关闭。所得到的电压尖峰通过增加附加电压限制电路来进行抑制。
[0008]一种脉冲调制照明源,因此优选地包括:至少一个光发射装置,例如,激光二极管或激光二极管阵列;以及电源,所述电源用于生成待提供通过所述至少一个光发射装置的DC电流。所述电源包括第一输出端子和第二输出端子,并且所述至少一个光发射装置被连接在所述电源的所述第一输出端子和所述第二输出端子之间。所述照明源还包括第一可控开关装置和用于生成针对所述第一可控开关装置的第一电控制信号的第一信号生成器,所述第一可控开关装置并联连接到所述电源的所述第一输出端子和所述第二输出端子之间的所述至少一个光发射装置。根据本发明,所述脉冲调制照明源还包括第二可控开关装置和用于生成针对所述第二可控开关装置的第二电控制信号的第二信号生成器,所述第二可控开关装置与在所述电源的所述第一输出端子和所述第二输出端子之间的所述至少一个光发射装置串联连接,所述连接使得将由所述第二可控开关装置和所述至少一个光发射装置的所述串联连接并联连接到所述电源的所述第一输出端子和所述第二输出端子之间的所述第一可控开关装置,以及所述第二控制信号与所述第一控制信号异相,使得当所述第一可控开关装置闭合时,所述第二可控开关装置断开并且将所述光发射装置从所述电源去親或断开连接。
[0009]在本发明的优选实施例中,所述脉冲调制照明源还包括电压限制电路,连接所述电压限制电路,以便当所述第二可控开关装置断开时,限制跨所述第二可控开关装置的峰值电压。所述电压限制电路可以例如从许多已知的针对转换模式功率电路而采用的电路中选择,例如RC缓冲器(snubber)或RCD缓冲器,或Z 二极管,或偏置于所需要的限制电压水平的二极管。
[0010]所述第一控制信号和/或第二控制信号优选地是方波,此外,所述第一控制信号和所述第二控制信号有利地具有相同的频率,并且所述第一控制信号和所述第二控制信号之间的相位差大体为180°。
[0011]所述电源可以例如包括DC电流源。替代地,所述电源可以包括DC电压源和在所述电源的端子之间串联耦合的电感。
【附图说明】
[0012]根据参照附图的下面对几个非限制性实施例的详细说明,本发明的进一步细节和优点将显而易见,其中
[0013]图1示出了现有技术激光驱动器的现有技术电路;
[0014]图2示出了通过针对根据图1中的电路的光发射装置的电流的波形;
[0015]图3示出了根据本发明的脉冲调制照明源的实施例的电路;以及
[0016]图4示出了通过针对根据图3中的电路的光发射装置的电流的波形。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了已知的现有技术电路。DC电压源I向驱动器电路提供恒定电压。将所述电压设定为使得当对所需要的峰值电流进行调制时所需要的峰值电流流动通过光发射装置的值。电感器2保持通过并联的开关3和光发射装置4的大致恒定的电流。与恒定DC电流源相比,在使用DC源与电感串接的优点在于电功率效率基本翻番。
[0018]开关3由方波源5驱动。方波源5生成具有大致等于50%的占空比的周期性方波。开关3优选由方波源5来完全打开或关闭。当开关3断开时,由电感器2保持的电流流动通过光发射装置4。
[0019]当开关3打开或者闭合时,开关3试图使相同的电流离开光发射源4转向开关3。然而,串联接线电感9阻止通过光发射装置4的电流立即降低到零。串联接线电感9试图保持通过由串联接线电感9、开关3和光发射装置4形成的回路的先前的电流。由于串联接线电感不能降低为零,因此不能使通过光发射装置的电流的下降时间为任意小。图2示出了通过针对根据附图1中的示例性电路的光发射装置4的电流的波形。X刻度为5ns每分隔,Y刻度为2A每分隔。
[0020]图3示出了根据
再多了解一些
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