CN110501692A - 一种发光装置及其发光驱动的预补偿方法 - Google Patents

一种发光装置及其发光驱动的预补偿方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种发光装置及其发光驱动的预补偿方法。该装置包含发光驱动输入模块、驱动运放模块、发光模块、比较判断模块、预补偿模块，发光驱动输入模块的输出端电性连接预补偿模块的输入端及比较判断模块的第一端，预补偿模块的输出端电性连接发光驱动模块的输入端，预补偿模块的触发端电性连接比较判断模块的第三端，驱动模块的输出端电性连接发光模块及比较判断模块的第二端，比较判断模块基于其第一端采样的发光驱动输入模块的输入信息及第二端采样的驱动运放模块的输出信息估算出预补偿信息并通过其第三端传输至预补偿模块。这样通过比较判断模块估算出补偿参数，可确保不同温度，不同寄生条件下输出光源的一致性，提高测距精度。

Description

一种发光装置及其发光驱动的预补偿方法
技术领域
本发明涉及一种测距发光装置，具体的涉及一种发光装置及其发光驱动的预补偿方法。
背景技术
近些年来随着通信技术的发展，智能控制的应用越来越普及，这样对于中短距离的高精度测距的需求越来越大。如人脸识别，3D建模，安防监控，甚至是无人飞机或汽车的自动驾驶等等都需要用到高速高精度的距离测量。目前主流的测距方式如图1所示，其通过主动发光打到被测物(障碍物)上并接收被反射回来的光束，通过对发射光和反射光的某些特性进行比对，例如时间差，相位差等信息，从而计算出离被测物的距离信息。这样通过持续高速精确的探测距离信息，实现对探测目标的识别，跟踪，速度监测甚至移动轨迹预判等人工智能化的操作。但是，随着测距应用范围的越来越广，对测距的精度和速度以及测距范围的要求变得越来越高。这样发光装置的输出功率变得越来越高，支持的输出频率也越来越快，因而对每次发光的一致性要求也越来越高。实际应用时由于发光装置输出频率/功率的提高，发光装置输出信号对系统寄生以及环境温度变得越来越敏感，并且发光装置自身的温升现象也会越来越明显。而这些影响都会造成发光装置发光的前后一致性变差，从而降低了测距精度。
现有的发光装置为了解决温度因素的影响大多数采用温度检测模块，通过检测模块检测出装置当前的温度信息并利用预设的温度补偿算法来补偿温度的影响。这样借助温度检测模块和温度补偿算法不仅增加了大量的硬件开销，还在产品出厂校正时，占用了大量测量矫正的时间，成为了影响发光装置成本以及产量的一个很重用的因素。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种发光装置及其发光驱动的预补偿方法。通过该方法可以自动预判由非理想因素造成的发光信号畸变，并提前补偿该畸变，确保在不同温度不同寄生条件下输出光源的一致性。
为实现上述目的，本发明采用如下方案，
一种发光装置，其特征在于，包含：发光驱动输入模块、驱动运放模块、发光模块、比较判断模块、预补偿模块，
所述发光驱动输入模块的输出端电性连接预补偿模块的输入端及比较判断模块的第一端，
所述预补偿模块的输出端电性连接发光驱动模块的输入端，
所述预补偿模块的触发端电性连接比较判断模块的第三端，所述驱动运放模块的输出端电性连接发光模块及比较判断模块的第二端，
所述比较判断模块基于第一端采样的输入信息及第二端采样的输出信息估算出预补偿信息并将其传输至所述预补偿模块，所述预补偿模块接收并响应所述预补偿信息。
优选的，该预补偿信息包含延时时间。
优选的，该比较判断模块比较和判断是否达到预设的延时时间。
优选的，该预补偿模块包含延时器。
优选的，该比较判断模块接收第一端采样的发光驱动输入模块的输入电信号的相位信息。
优选的，该比较判断模块接收第二端采样的驱动运放模块的输出电信号的相位信息。
本申请实施例还提供一种发光装置的发光驱动的预补偿方法，其特征在于，包含上述的发光装置，所述方法包含如下步骤：
S1.检测发光驱动输入模块的输入信号；
S2.检测驱动运放模块的输出信号；
S3.比较判断模块生成补偿信号并传输至预补偿模块；
所述预补偿模块接收并响应所述补偿信号将接收的输入信号延时预定时间后输出。
优选的，该比较判断模块基于第一端采样的发光驱动输入模块的输入电信号的相位信息。
优选的，该比较判断模块基于第二端采样的驱动运放模块的输出电信号的相位信息。
优选的，该预补偿模块接收并响应所述补偿信号调整输入信号的上升沿和/或下降沿的延时时间。
有益效果
相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:
1)通过该方法可以自动预判由非理想因素造成的发光信号畸变，并提前补偿该畸变，确保在不同温度不同寄生条件下输出光源的一致性。
2)该方法可以省掉温度的检测模块及温度补偿算法。
3)该发光装置降低印刷电路板(PCB)的设计难度。
4)该发光装置减少了产品的出场校正时间降低硬件实现的难度。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1为现有的发光装置的测距方案示程图,
图2为本发明一实施例的发光装置驱动信号的实时补偿的功能示意图，
图3a本发明一实施例的无预补偿的输入输出波形，
图3b本发明一实施例的有预补偿的输入输出波形,
图4为本发明一实施例的发光装置的发光驱动的预补偿方法步骤示意。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本申请实施方式提出一种发光装置，其发光驱动输入通过预补偿模块预先延时一定的时间，然后再放大驱动能力，经过放大后的信息输入至驱动发光单元，驱动发光单元接收并响应该信号进行工作(如发光)。发光装置初始预设一延时时间，装置工作时比较判断模块基于检测的驱动输入电信号及驱动输出的电信号估算延时时间(该输入/输出电信号的采样基于预设的采样周期采样，这样装置工作时估算的补偿延时时间是动态变化的)。在一实施方式中，预补偿模块对输入信号在不同相位的延时时间可以独立控制，具体延时的多少则取决于发光驱动输出和发光驱动输入的比较结果。
接下来，结合图2来描述本申请实施方式提出一种发光装置。该发光装置包含发光驱动输入模块、驱动运放模块、发光模块、比较判断模块、预补偿模块，发光驱动输入模块的输出电性连接预补偿模块的输入端及比较判断模块的第一端，预补偿模块的输出端电性连接发光驱动模块的输入端，预补偿模块的触发端电性连接比较判断模块的第三端，驱动模块的输出端电性连接发光模块及比较判断模块的第二端，
其中，比较判断模块基于其第一端采样的发光驱动输入模块的输入信息及第二端采样的驱动运放模块的输出信息估算出预补偿信息并通过其第三端传输至预补偿模块。这样的设计，其通过比较判断模块比较发光驱动输入信息及发光驱动输出信息检测出畸变信息，从而估算出需要额外的补偿参数(如，延时时间)，这样确保了在不同温度，不同寄生条件下输出光源的一致性，这样有效的提高测距精度。该实施方式无需额外的温度检测模块以及温度补偿算法，有效降低发光装置的成本，降低装置的控制复杂度。降低印刷电路板(PCB)的设计难度，并减少了产品的出厂的校正时间。
该实施方式避免了常规的发光装置直接把输入信号的驱动能力放大后输出驱动发光单元。在没有补偿的情况下，原本用于放大驱动能力的驱动器会引入信号失真以及信号延时。并且这类失真和延时会随着温度或其他非理想因素而实时变化。无法保持每个发光周期的一致性。
在一实施方式中，比较判断模块基于其第一端采样的发光驱动输入模块的输入信息及第二端采样的驱动运放模块的输出信息检测出畸变信息，从而估算出额外的补偿的时间。
在一实施方式中，预补偿模块由多个串联延时单元组成。预补偿提供的延时时间由上电的初始设置决定。比较判断模块基于其第一端采样的发光驱动输入模块的输入电压信息及第二端采样的驱动运放模块的输出电压信息，通过两者之间的相位差来判断经过预补偿后的输出信号延时是否符合预期。如果发现相位差过小，说明延时时间不够，需要增加预补偿模块原有的延时设置，达到增加延时的目的。如果发现相位差过大，说明延时时间过大，则减小预补偿模块原有的延时设置，达到减小延时的目的。除了检测电压相位差外，在一实施方式中，有些对输出电流更敏感的应用，可在比较判断模块里增加电流/电压转换电路，把两者的驱动电流的相位差检测出来，通过与上述同样的方法(基于相位差)调整预补偿的设置，达到精准控制延时的目的。
如图3a所示，为未采用本申请实施方式的装置运行时检测的波形示意图，装置运行时其驱动发光单元的驱动输出，受温度变化等非理想因素影响，输出信号会发生畸变。以常用的脉冲型发光信号为例，在驱动输入的频率和脉宽不变的情况下，如图3a所示，t1～t8均不相等，因此造成不同输入输出的频率和脉宽也不同，存在误差，从而引起发光单元发光时间的变化。这样其在测距应用中，这种变化对精度的影响非常大。如图3b所示，为采用本申请实施方式的装置运行时检测的波形示意图，通过输入输出的比较，这种延时变化会被检测出来，并将此延时信息通过比较判断模块被检测出并被传输至预补偿模块，预补偿模块响应该补偿信息(如，提供延时tp1～tp8随输出延时t1～t8而变，使得输入信号到输出的总延时Ttotal＝ti+tpi始终保持不变)。在一实施方式中，预补偿模块(也称预补偿单元)通过调整信号上升沿和下降沿的延时时间，这样可自动补偿这类畸变，保证发光时间的一致性。
接下来结合图4来描述本申请实施方式提出的一种发光装置的发光驱动的预补偿方法(也称抗干扰预补偿方法)，其包含上述的发光装置，该方法包含如下步骤：
S1.检测发光驱动输入模块的输入信号；
S2.检测驱动运放模块的输出信号；
S3.比较判断模块生成补偿信号并传输至预补偿模块；
其中预补偿模块接收并响应所述补偿信号将接收的输入信号延时预定时间后输出。该方法通过比较发光驱动输入模块的输入信号(如，输入电压波形，或输入驱动电流/电压转换波形)及驱动运放模块的输出信号(如，输出电压波形，或输出驱动电流/电压转换波形)检测出畸变信息，预判出需要额外的补偿参数(如，延时时间)，来补偿信号畸变。这样该方法确保了在不同温度，不同寄生条件下输出光源的一致性，这样有效的提高测距精度。
在一实施方法中，预补偿模块接收并响应补偿信号调整输入信号的上升沿和/或下降沿的延时时间，来实现延时。
上述实施方式中，输入电信号的相位信息，可为输入电压的相位信息或输入电流的相位信息。输出电信号的相位信息，可为输出电压的相位信息或输入电流的相位信息
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光装置，其特征在于，包含：发光驱动输入模块、驱动运放模块、发光模块、比较判断模块、预补偿模块，
所述发光驱动输入模块的输出端电性连接预补偿模块的输入端及比较判断模块的第一端，
所述预补偿模块的输出端电性连接发光驱动模块的输入端，
所述预补偿模块的触发端电性连接比较判断模块的第三端，所述驱动运放模块的输出端电性连接发光模块及比较判断模块的第二端，
所述比较判断模块基于第一端采样的输入信息及第二端采样的输出信息估算出预补偿信息并将其传输至所述预补偿模块，所述预补偿模块接收并响应所述预补偿信息。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述预补偿信息包含延时时间。
3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述比较判断模块用以比较和判断是否达到预期的延时时间。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述预补偿模块包含延时器。
5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述比较判断模块接收第一端采样的发光驱动输入模块的输入电信号的相位信息。
6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述比较判断模块接收第二端采样的驱动运放模块的输出电信号的相位信息。
7.一种发光装置的发光驱动的预补偿方法，其特征在于，包含如权利要求1-6中任一项所述的发光装置，所述方法包含如下步骤：
S1.检测发光驱动输入模块的输入信号；
S2.检测驱动运放模块的输出信号；
S3.比较判断模块生成补偿信号并传输至预补偿模块；
所述预补偿模块接收并响应所述补偿信号将接收的输入信号延时预定时间后输出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述比较判断模块基于第一端采样的发光驱动输入模块的输入电信号的相位信息。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述比较判断模块基于第二端采样的驱动运放模块的输出电信号的相位信息。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预补偿模块接收并响应所述补偿信号调整输入信号的上升沿和/或下降沿的延时时间。
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