DE102008062544B4

DE102008062544B4 - Laser-Array-Schaltung

Info

Publication number: DE102008062544B4
Application number: DE102008062544.2A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hoashi; Hiroyuki Tarumi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: US20090161710A1; DE102008062544A1; US7809037B2

Abstract

Laser-Array-Schaltung mit: – mehreren Steuerschaltungen (22), die jeweils umfassen: – eine Laserdiode (17), die Licht aussendet; – einen Kondensator (14), auf dem Ladung akkumuliert wird; und – ein Ladeschaltelement (20), das bewirkt, dass sich die Ladung auf dem Kondensator (14) akkumuliert; – einem Laserdioden-Steuerschaltelement (16), das bewirkt, dass ein Strom, der zu der auf einem jeweiligen der mehreren Kondensatoren (14) akkumulierten Ladung äquivalent ist, in eine entsprechende der mehreren Laserdioden (17) fließt, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, um so ein gepulstes Licht (7) zu erzeugen; – einem Mikrocomputer (21), – mehreren Einheiten, die jeweils eine der mehreren Steuereinheiten (22) und das Laserdioden-Steuerschaltelement (16), das von den mehreren Laserdioden (17) gemeinsam verwendet wird, enthalten; – einer flachen Lichtaussendeplatine (5); und – einem Laserdiodenarray (13) das mehrere Laserdioden (17) enthält; wobei: – die mehreren Laserdioden (17), die mehreren Kondensatoren (14) und die mehreren Ladeschaltelemente (20) eine entsprechende Anzahl von Elementen umfassen; – das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) von den mehreren Laserdioden (17) gemeinsam verwendet wird; – der Mikrocomputer (21) eine Akkumulierung der Ladungen in den mehreren Kondensatoren (14), die jeweils einem der mehreren Laserdioden (17) zugeordnet sind, steuert, um sequentiell Licht auszusenden, während das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) wiederholt durchgeschaltet und gesperrt wird, um zu bewirken, dass weitere der mehreren Laserdioden (17) Licht aussenden; – das aus den mehreren Laserdioden (17) gebildete Laserdioden-Array (13) und die mehreren Kondensatoren (14) so auf der Lichtaussendeplatine (5) angeordnet sind, dass die Verdrahtungen, die die jeweiligen Laserdioden (17), die in dem Laserdioden-Array (13) enthalten sind, mit den mehreren Kondensatoren (14), die den mehreren ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerschaltung und insbesondere eine Laser-Array-Schaltung, in der Ladungen sequentiell in einem Laserdiodenarray bzw. einer geordneten Anordnung von Laserdioden zugeordneten Ladekondensatoren (im Folgenden kurz „Kondensatoren”), die an der Reihe sind, Licht durch wiederholtes An- und Ausschalten von Laserdiodensteuerelementen auszusenden, akkumuliert werden, um zu bewirken, dass mehrere Laserdioden sequentiell Licht aussenden, um so gepulstes Licht zu erzeugen.
Ein herkömmlicher Halbleiterlaserstrahlscanner ist zum Beispiel in der JP H01 152683 A vorgeschlagen. Insbesondere ist darin ein Halbleiterlaserstrahlscanner beschrieben, der ein Halbleiterlaserarray mit mehreren ausgerichteten Laserdioden und eine Konvexlinse, die in einer Laserstrahlaussenderichtung des Halbleiterlaserarrays angeordnet ist, umfasst.
Der Halbleiterlaserstrahlscanner verwendet ein elektronisches Scanverfahren, das ein Ablenken eines Laserstrahls um einen Winkel, der auf der Grundlage der Position eines Lichtaussendepunktes des Halbleiterlaserarrays und der Brennweite der Konvexlinse bestimmt wird, umfasst. Die Laserdioden werden durch Steuerschaltungen, die mit den einzelnen Laserdioden verbunden sind, sequentiell erleuchtet, wobei die Steuerschaltungen eine zeitliche Differenz erzeugen. Da ein Bereich, der durch die Laserdioden gescannt bzw. abgetastet werden kann, bestimmt wird, indem der Laserstrahl sequentiell von dem Halbleiterlaserarray in verschiedene Richtungen, beginnend mit der Richtung des durch die Laserdiode an einem Ende des Halbleiterlaserarrays ausgesendeten Lichtstrahls, ausgesendet wird, wird ein sich vor dem Halbleiterlaserstrahlscanner befindliches Objekt abgetastet.
Allgemein kann für eine Steuerschaltung, die eine einzige Laserdiode steuert, ein Verfahren verwendet werden, das die Speisung eines pulsierenden Stroms mit steiler Flanke in eine Laserdiode auf der Grundlage einer auf einem Kondensator durch Einschalten eines Schaltelements wie etwa eines MOSFET akkumulierten Ladung beinhaltet. In einem solchen Verfahren muss ein Strom von einigen zehn Ampères während einer Zeitspanne von einigen zehn Nanosekunden in jede der Laserdioden eingespeist werden, um das erforderliche gepulste Licht zu erzeugen. Daher muss ein MOSFET, der einen geringen Durchgangswiderstand besitzt und dazu geeignet ist, einen großen Strom mit hoher Geschwindigkeit zu schalten, ausgewählt werden. Ein Chip für einen MOSFET mit einer solchen Fähigkeit ist mit zum Beispiel 3 mm × 3 mm groß. Ein Schaltungsmuster mit miteinander verbundenen Laserdioden, Kondensatoren und MOSFETs muss mit dicken und kurzen Verbindungen verdrahtet sein.
Jedoch macht es die Verwendung des MOSFET der vorgenannten Größe schwierig, die Größe des Schaltungsmusters zu minimieren. Warum die Verwendung die Minimierung schwierig macht, ist nachfolgend mit Bezug auf 10 beschrieben.
10 zeigt eine Anordnung aus einem Halbleiterlaserarray 30, MOSFETs 31 und Chip-Kondensatoren 32 auf einer Schaltungsplatine 33. Die Chip-Kondensatoren 32 und MOSFETs 31 sind in Übereinstimmung mit Laserdioden auf der Schaltungsplatine 32 angeordnet, um die Laserdioden einzeln anzusteuern und so einen Laserstrahl zu schwenken.
In einem solchen Fall sind die Chip-Kondensatoren 32 und die MOSFETs 31 so angeordnet, dass die sie verbindenden Verdrahtungen gleich lang sind, so dass die Impedanzen der Verdrahtungen, die jeweils einen parasitären Widerstand und eine parasitäre Induktivität enthalten, gleich sind. Jedoch ist die Anzahl der MOSFETs 31 der vorgenannten Größe, die in Form eines solchen Arrays auf der Schaltungsplatine 33 angeordnet werden können und schließlich die Anzahl der Laserdioden begrenzt, wie es in 6 gezeigt ist. Daher kann nur ein schmaler Winkelbereich mit einem hohen Maß an Genauigkeit abgetastet werden.
Eine Erhöhung der Anzahl der Laserdioden erfordert eine entsprechende Erhöhung der Anzahl der MOSFETs 31, was zu einer nachteiligen Erhöhung der Größe der Schaltungsplatine 33 führt. Mit größer werdendem Schaltungsmuster wird die Verdrahtungsimpedanz, die parasitäre ohmsche und induktive Widerstände enthält, größer, was zu Ausbreitungsbedingungen führen kann, die eine Verbreiterung der Impulsweite, eine Aufteilung eines Impulses in mehrere Teile oder einen Verlust eines Impulses zur Folge haben können. Zudem kann die Wellenform eines Impulses zerstört werden oder ein Scheitelwert kann verringert sein und es kann schwierig oder unmöglich werden, einen pulsierenden Strom mit steiler Flanke in die Steuerschaltungen zu speisen.
Aus der US 5 831 717 A , die als nächstliegender Stand der Technik erachtet wird, ist eine Schaltung (”obstacle detecting apparatus which employs a laser”), die mehrere Kondensatoren, auf denen Ladung akkumuliert wird, mehrere Ladeschaltelemente, die bewirken, dass sich die Ladung auf den mehreren Kondensatoren akkumuliert, und ein Laserdioden-Schaltelement, das bewirkt, dass ein Strom, der zu der auf einem der mehreren Kondensatoren akkumulierten Ladung äquivalent ist, in eine der mehreren Laserdioden fließt, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, um so ein gepulstes Licht zu erzeugen.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei ferner auf die EP 0 665 446 A2 , die JP 2001 053 223 A , die US 6 798 797 B2 und die US 6 771 679 B2 verwiesen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laser-Array-Schaltung bereitzustellen, die es ermöglicht, die Größe eines Schaltungsmusters zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Eine Laser-Array-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: mehreren Steuerschaltungen, die jeweils umfassen: eine Laserdiode, die Licht aussendet, einen Kondensator, auf dem Ladung akkumuliert wird, und ein Ladeschaltelement, das bewirkt, dass sich die Ladung auf dem Kondensator akkumuliert; einen Laserdioden-Steuerschaltelement, das bewirkt, dass ein Strom, der zu der auf einem jeweiligen der mehreren Kondensatoren akkumulierten Ladung äquivalent ist, in eine entsprechende der mehreren Laserdioden fließt, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, um so ein gepulstes Licht zu erzeugen; einen Mikrocomputer; mehrere Einheiten, die jeweils eine der mehreren Steuereinheiten und das Laserdioden-Steuerschaltelement, das von den mehreren Laserdioden gemeinsam verwendet wird, enthalten; eine flachen Lichtaussendeplatine; und ein das mehrere Laserdioden enthält; wobei: die mehreren Laserdioden, die mehreren Kondensatoren und die mehreren Ladeschaltelemente eine entsprechende Anzahl von Elementen umfassen; das Laserdioden-Steuerschaltelement von den mehreren Laserdioden gemeinsam verwendet wird; der Mikrocomputer eine Akkumulierung der Ladungen in den mehreren Kondensatoren, die jeweils einem der mehreren Laserdioden zugeordnet sind, steuert, um sequentiell Licht auszusenden, während das Laserdioden-Steuerschaltelement wiederholt durchgeschaltet und gesperrt wird, um zu bewirken, dass weitere der mehreren Laserdioden Licht aussenden; ein aus den mehreren Laserdioden gebildetes Laserdioden- und die mehreren Kondensatoren so auf der Lichtaussendeplatine angeordnet sind, dass die Verdrahtungen, die die jeweiligen Laserdioden, die in dem Laserdioden-Array enthalten sind, mit den mehreren Kondensatoren, die den mehreren Laserdioden zugeordnet sind, gleich lang sind; die Lichtaussendeplatine eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist; das Laserdioden-Array auf der ersten Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet sind, die mehreren Kondensatoren auf der ersten Seite oder der zweiten Seite angeordnet sind und das Laserdioden-Steuerschaltelement auf der zweiten Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet ist; und das Laserdioden-Array und das Laserdioden-Schaltelement in einer zu der ersten der senkrechten Richtung überlappen; und die mehreren Kondensatoren entlang eines Kreisbogens mit einem Kreismittelpunkt zwischen einem Mittelpunkt des Laserdioden-Arrays und einem Mittelpunkt des Laserdioden-Schaltelements angeordnet sind.
Da das einzige Laserdioden-Steuerschaltelement zur Steuerung aller Laserdioden verwendet wird, sind den jeweiligen Laserdioden einzeln zugeordnete Laserdioden-Steuerschaltelemente nicht erforderlich. Daher kann, da nur die räumliche Beziehung zwischen dem Laserdiodenarray und der mehreren Kondensatoren zu berücksichtigen ist, die Größe eines Schaltungsmusters, das die mehreren Laserdioden und die mehreren Kondensatoren umfasst, verringert werden.
Da die Größe des Schaltungsmusters verringert werden kann, können Verdrahtungsimpedanzen verringert werden. Gepulstes Licht mit einer steilen Intensitätsflanke kann durch die Laserdioden erzeugt werden.
Das oben beschriebene Mittel erlaubt die Akkumulierung einer ausreichenden Ladungsmenge auf dem mit der Laserdiode, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, zugeordneten Kondensator.
Die hat zu Folge, dass Impedanzen der oben genannten Verdrahtungen, die jeweils einen parasitären Widerstand und eine parasitäre Induktivität enthalten, ebenfalls gleich groß sind und gepulstes Licht mit gleichmäßiger Wellenform und Intensität von den Laserdioden ausgesendet werden kann.
Da das Laserdiodenarray und die Laserdioden-Steuerschaltelemente nahe beieinander angeordnet sein können, können die durch die Verdrahtungen zwischen den Laserdioden, die in dem Laserdiodenarray enthalten sind, und dem Laserdioden-Steuerschaltelement erzeugten Impedanzen verringert und angeglichen werden.
Die Kondensatoren können daher so angeordnet sein, dass die Längen der Verdrahtungen, über die sie mit den jeweiligen Laserdioden bzw. dem Laserdioden-Steuerschaltelement verbunden sind, am kürzesten sind.
In Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen kann die Anzahl von Rückstromverhinderungselementen gleich der Anzahl von Laserdioden sein. Eine Steuerschaltung umfasst die Laserdiode, einen Kondensator, ein Ladungsschaltelement und das Rückstromverhinderungselement. Ein erster geschlossener Stromkreis (im Folgenden „Schleifenschaltung” für „loop circuit”), die den Kondensator, das Rückstromverhinderungselement und die Laserdiode enthält, ist in Relation zu jeder der mehreren Laserdioden ausgebildet, so dass ein Strom, der zu der auf dem Kondensator akkumulierten Ladung äquivalent ist, von dem Kondensator zu der Laserdiode fließt. Die erste und eine zweite, von der ersten Schleifenschaltung verschiedene Schleifenschaltung sind über eine gemeinsame Verdrahtung miteinander und mit dem Laserdioden-Steuerschaltelement elektrisch verbunden. Das Rückstromverhinderungselement ist mit der Laserdiode verbunden, um einen Strom zu blockieren, der versucht, von der zweiten Schleifenschaltung über die gemeinsame Verdrahtung in den Kondensator zu fließen.
Während der der Laserdiode, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, zugeordnete Kondensator geladen wird, wird eine Sperrspannung an die Laserdioden angelegt, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, da die Schleifenschaltungen über die gemeinsame Verdrahtung elektrisch miteinander verbunden sind. Daher versucht ein Leckstrom, in die Laserdioden zu fließen. Jedoch blockiert in jeder der Schleifenschaltungen, die die Laserdioden enthalten, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, das Rückstromverhinderungselement den Leckstrom, der versucht, von der Laserdiode in den Kondensator zu fließen. Daher kann verhindert werden, dass die Kondensatoren, die den Laserdioden zugeordnet sind, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, mit den jeweiligen Leckströmen geladen werden.
Es kann verhindert werden, dass die Laserdioden, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, Licht aussenden. Da eine Spannung, die die Durchschlagfestigkeit gegenüber einer Sperrspannung der Laserdiode, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, überschreitet, an die Laserdiode angelegt werden kann, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, ist eine auf dem Kondensator zu akkumulierende Ladungsmenge nicht begrenzt. Daher kann der Grenzwert der Intensität des von der Laserdiode ausgesendeten Lichts beseitigt werden. Ferner muss es nicht sein, dass die Ladezeit verkürzt wird, um zu verhindern, dass die Kondensatoren, die in den Schleifenschaltungen enthaltenen sind, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, durch die jeweiligen Leckströme geladen werden.
Verschiedene Ausführungsformen umfassen eine flache Lichtaussendeplatine. Das Laserdiodenarray, das die mehreren Kondensatoren, die Rückstromverhinderungselemente und das Laserdioden-Steuerschaltelement enthält bzw. umfasst, ist auf der Lichtaussendeplatine so angeordnet, dass die Längen der Verdrahtungen der Schleifenschaltungen gleich groß sind.
Die Verdrahtungsimpedanzen, die jeweils einen parasitären Widerstand und eine parasitäre Induktivität enthalten und in jeder der Schleifenschaltungen erzeugt werden, können so ausgelegt sein, dass sie gleich sind. Daher kann ein gepulstes Licht gleichmäßiger Wellenform und Intensität von den Laserdioden, die in den jeweiligen Schleifenschaltungen enthalten sind, ausgesendet werden.
Die Lichtaussendeplatine hat eine Seite und eine weitere Seite. Das Laserdiodenarray ist auf der einen Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet, und das Laserdioden-Steuerschaltelement ist auf der weiteren Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet. Das Laserdiodenarray und das Laserdioden-Steuerschaltelement überlappen in einer zu der einen Seite der Lichtaussendeplatine senkrechten Richtung.
Das Laserdiodenarray und das Laserdioden-Steuerschaltelement können nahe beieinander angeordnet sein. Das heißt, die durch Verdrahtungen zwischen den Laserdioden, die in dem Laserdiodenarray enthalten sind, und dem Laserdioden-Steuerschaltelement erzeugten Impedanzen (Verdrahtungsimpedanzen) können verringert und so ausgelegt sein, dass sie gleich groß sind.
Die mehreren Kondensatoren sind auf der weiteren Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet. Insbesondere sind die mehreren Kondensatoren auf der weiteren Seite der Lichtaussendeplatine entlang eines Kreisbogens mit einem Kreismittelpunkt zwischen dem Mittelpunkt des Laserdiodenarrays und dem Mittelpunkt des Laserdioden-Steuerschaltelements angeordnet. Die mehreren Rückstromverhinderungselemente sind auf der einen Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet. Insbesondere sind die Rückstromverhinderungselemente auf der einen Seite der Lichtaussendeplatine entlang eines Kreisbogens mit einem Kreismittelpunkt zwischen dem Mittelpunkt des Laserdiodenarrays und dem Mittelpunkt des Laserdioden-Steuerschaltelements angeordnet.
Die mehreren Kondensatoren und die mehreren Rückstromverhinderungselemente können so angeordnet sein, dass sie durch kürzeste Verdrahtungslängen mit dem Laserdioden-Steuerschaltelement verbunden sind. Daher können ein parasitärer Widerstand und eine parasitäre Induktivität, die in jeder der Schleifenschaltungen erzeugt wird, verringert werden. Somit kann Licht großer Leistung und mit einer kurzen Impulsweite ausgesendet werden.
Die Rückstromverhinderungselemente sind auf der Seite der Lichtaussendeplatine angeordnet, die der Seite von ihr gegenüberliegt, auf der die Kondensatoren angeordnet sind. Auf der Grundlage einer solchen Anordnung können die Längen der Verdrahtungen der Schleifenschaltungen verringert sein.
Die Rückstromverhinderungselemente können Dioden sein.
Die Rückstromverhinderungselemente können Laserdioden sein.
Mehrere Laserdioden, die als das Rückstromverhinderungselement dienen, sind in mehreren Schichten miteinander verbunden.
Wenn die Laserdiode Licht aussendet, sendet die Laserdiode, die als das Rückstromverhinderungselement dient, ebenfalls Licht aus. Eine von der Schleifenschaltung, die die Laserdioden umfasst, ausgesendetes Licht nimmt daher zu.
MOSFETs können als die mehreren Ladeschaltelemente und das Laserdioden-Steuerschaltelement verwendet werden.
Die mehreren Ladeschaltelemente sind Elemente mit einer niedrigeren Schaltgeschwindigkeit, einer niedrigeren Strombelastbarkeit, einem größeren Durchgangswiderstand und einer geringeren Größe als das Laserdioden-Steuerschaltelement.
Wie es oben erwähnt ist, können Schaltelemente, die eine geringere Leistung besitzen und kleiner sind als das Laserdioden-Steuerschaltelement als die Kondensatoren verwendet werden. Die mehreren Ladeschaltelemente können daher auf einem Chip integriert sein.
Die mehreren Ladeschaltelemente können in einem Logik-IC integriert sein, der eine Baugruppe bildet.
Die mehreren Ladeschaltelemente können in einer Ablaufsteuerung integriert sein, der mehrere Logik-ICs umfasst, die jeweils eine separate Baugruppe bilden.
Die Bezugszeichen, die in Klammern neben die einzelnen Elemente gesetzt sind, zeigen die Zuordnung zu beispielhaften Elementen, die nachfolgend mit Bezug auf Ausführungsformen beschrieben sind.
Weitere Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen sind:
1 ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus einer Abstanderfassungsvorrichtung zeigt, auf die die erste Ausführungsform angewendet wird;
2A ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Lichtaussendemoduls zeigt;
2B ein Diagramm, das eine perspektivische Ansicht eines Lichtempfangsmoduls zeigt;
3A ein Diagramm, das eine Draufsicht einer Lichtaussendeplatine und einer mit der Lichtaussendeplatine elektrisch verbundenen Schaltungsplatine zeigt;
3B ein Diagramm, das eine Ansicht in Richtung des Pfeils III-B der in 3A gezeigten Lichtaussendeplatine zeigt;
4 eine Ersatzschaltung der Lichtaussendeplatine und eines Logik-ICs, gezeigt in 3A;
5 ein Ablaufdiagramm der in 4 gezeigten Schaltung;
6 ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung einer Lichtaussendeplatine und eines Logik-ICs zeigt, verwendet in einer zweiten Ausführungsform;
7A ein Diagramm, das eine Draufsicht einer Seite der Lichtaussendeplatine zeigt, verwendet in der zweiten Ausführungsform;
7B ein Diagramm, das eine Draufsicht einer weiteren Seite der Lichtaussendeplatine zeigt;
8 ein Diagramm, das eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII der in 7A gezeigten Lichtaussendeplatine zeigt;
9 ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung des Betriebs einer Diode zur Blockierung eines Leckstromes in der zweiten Ausführungsform; und
10 ein Diagramm, das ein Problem darstellt, das in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen gelöst werden kann.
(Erste Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist nachfolgend eine erste Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem eine Laser-Array-Schaltung an eine Abstanderfassungsvorrichtung angepasst ist. Die Abstanderfassungsvorrichtung ist zum Beispiel in einem Fahrzeug eingebaut und wird als Bordradar verwendet, das ein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst.
1 ist eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus der Abstanderfassungsvorrichtung, auf die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Abstanderfassungsvorrichtung ein Lichtaussendemodul 1, das Licht aussendet, und ein Lichtempfangsmodul 2, das Licht empfängt, einschließlich Licht, das von einem Objekt reflektiert wird, das sich vor dem Fahrzeug befindet.
Das Lichtaussendemodul 1 ist auf dem Lichtempfangsmodul 2 angeordnet, und die Seitenflächen des Lichtaussendemoduls 1 und des Lichtempfangsmoduls 2 sind zwischen zwei Schaltungsplatinen 3 angeordnet, auf denen Schaltungsmuster (nicht gezeigt) ausgebildet sind. Die innere Struktur ist in einem Gehäuse (nicht gezeigt) aufgenommen, in dem die Abstanderfassungsvorrichtung ausgebildet ist.
2A und 2B sind perspektivische Explosionsansichten, die das Lichtaussendemodul 1 und das Lichtempfangsmodul 2, die in 1 gezeigt sind, zerlegt bzw. von einander getrennt zeigt. 2A ist eine perspektivische Ansicht des Lichtaussendemoduls 1, und 2B ist eine perspektivische Ansicht des Lichtempfangsmoduls 2.
Wie es in 2A gezeigt ist, umfasst das Lichtaussendemodul 1 ein Plattenelement 4, eine flache Lichtaussendeplatine 5 und eine Linse 6. Die Lichtaussendeplatine 5 sendet gepulstes Licht 7 von mehreren Laserdioden (LD) 17 aus, wie es unten mit Bezug auf 4 beschrieben ist, und weist beidseits ein Keramiksubstrat auf. Die Linse 6 ist eine quaderförmige Harzsammellinse order eine Ringlinse, die das von der Lichtaussendeplatine 5 ausgesendete gepulste Licht 7 auf ein Objekt vor dem Fahrzeug strahlt. Eine Endoberfläche der quaderförmigen Linse 6 gegenüber einer weiteren Endoberfläche davon ist als gekrümmte Oberfläche ausgebildet. Die gekrümmte Oberfläche der Linse 6 ist zur Seite eines äußeren Randes des Plattenelements 4 gerichtet. Die Linse 6 und die Lichtaussendeplatine 5 sind auf einer Seite des Plattenelements 4 zueinander ausgerichtet.
Wie es in 2B gezeigt ist, umfasst das Lichtempfangsmodul 2 ein Plattenelement 8, eine Lichtempfangslinse 9 und eine Lichtempfangsplatine 10. Die Lichtempfangslinse 9 ist flach und weist in ihrer Mitte einen gewölbten Linsenabschnitt auf. Die Lichtempfangsplatine 10 empfängt reflektiertes Licht 11 und hat ein Lichtempfangselement 12 und eine Schaltung, die in der Brennebene der Lichtempfangslinse 9 angeordnet sind. Als das Lichtempfangselement 12 kann eine Lichtempfangsdiode verwendet werden. Die Lichtempfangslinse 9 ist senkrecht auf einer Seite des Plattenelements 8 und entlang eines Randes von diesem befestigt, und die Lichtempfangsplatine 10 ist parallel zu der Lichtempfangslinse 9 auf der Seite des Plattenelements 8 befestigt.
Nachfolgend ist die in der Abstanderfassungsvorrichtung mit der oben beschriebenen inneren Struktur enthaltene Lichtaussendeplatine 5 beschrieben. 3A ist eine schematische Draufsicht der Lichtaussendeplatine 5 und der mit der Lichtaussendeplatine 5 elektrisch verbundenen Schaltungsplatine 3. 3B ist eine Seitenansicht in Richtung des in 3A gezeigten Pfeils III-B. In 3B sind Kondensatoren 14 und ein Verbinder 15 nicht gezeigt.
Wie es in 3A gezeigt ist, sind ein LD-Array 13, die Kondensatoren 14, auf denen Ladung gespeichert bzw. akkumuliert wird, und der Verbinder 15 auf einer Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Wie es in 3B gezeigt ist, ist ein LD-Steuerschaltelement 16 auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet.
Das LD-Array 13 umfasst mehrere LDs 17, die gepulstes Licht 7 aussenden. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das LD-Array 13 sechzehn LDs, die in der gleichen Richtung ausgerichtet sind. Ebenso wie die in 1 gezeigte Abstanderfassungsvorrichtung ist ein Bordlaserradar oder dergleichen erforderlich, um eine hohe azimuthale Auflösung zu liefern, so dass die Verhältnisse in einem Erfassungsbereich wie etwa der Zustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs exakt bestimmt werden können. Das LD-Array 13 umfasst vorzugsweise zahlreiche LDs, wenn es dazu verwendet wird, ein Objekt vor dem Fahrzeug elektronisch abzutasten. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der LDs 17 sechzehn. Jedoch ist die Anzahl der LDs 17 nicht auf 16 begrenzt und kann einen anderen Zahlenwert annehmen. Das LD-Array 13 ist in der Nähe des Randes der Lichtaussendeplatine 5, auf deren einen Seite 5a angeordnet.
Die sechzehn LDs 17 des LD-Arrays 13 sind mittels eines Halbleiterprozesses in einem einzigen Halbleiterchip gefertigt. Jede der LDs 17 umfasst einen Lichtaussendeteil, in dem ein Mikroprisma angeordnet ist, durch das ein Lichtstrahl ausgesendet wird. Die Mikroprismen sind so angeordnet, dass das gepulste Licht 7 von den LDs 7 in unterschiedlichen Emissionswinkeln von der Abstanderfassungsvorrichtung nach vorn ausgestrahlt wird.
Auf der Lichtaussendeplatine 5 sind gleich viele Kondensatoren 14 wie LDs 17 angeordnet, und jedem der Kondensatoren 14 ist genau eine der LDs 17 zugeordnet und umgekehrt, wie es in Fig. gezeigt ist. Die Kondensatoren 14 sind so auf der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet, dass die Verdrahtungen (nicht gezeigt), die die in dem LD-Array 13 enthaltenen LDs 17 mit den ihnen zugeordneten Kondensatoren 14 verbinden, gleich lang sind.
Wie es in 3B gezeigt ist, ist das LD-Steuerschaltelement 16 auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Das LD-Steuerschaltelement 16 speist einen Strom, der zu der Ladung, die in jedem der Kondensatoren 14 akkumuliert wird, äquivalent ist, in jede der LDs 17 und wird gemeinsam für die LDs 17 verwendet. Insbesondere sind die LDs 17 mit dem LD-Steuerschaltelement 16 verbunden.
Betrachtet man die Lichtaussendeplatine 5 aus einer Richtung senkrecht zu ihrer einen Seite 5a (Richtung III-B in 3A), so überlappen sich das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16. Insbesondere ist das LD-Array 13 auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 und das LD-Steuerschaltelement 16 auf der weiteren Seite der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet, so dass, wenn die eine Seite der Lichtaussendeplatine 5 betrachtet wird, sich wenigstens die Umrisslinien des LD-Arrays 13 und des LD-Steuerschaltelements 16 überlappen.
In den oben beschriebenen räumlichen Beziehungen sind das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16 nahe beieinander angeordnet. Die Impedanzen der Verdrahtungen zwischen den LDs 17 und des LD-Steuerschaltelements 16 können verringert werden und sind so ausgelegt, dass sie gleich groß sind.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Kondensatoren 14 entlang eines Kreisbogens um einen Mittelpunkt des LD-Arrays 13 als Kreismittelpunkt angeordnet. Alternativ können die Kondensatoren 14 entlang eines Kreisbogens um einen Mittelpunkt des LD-Steuerschaltelements 16 als Kreismittelpunkt angeordnet sein.
Ein Verdrahtungselement, das als Bandkabel oder Flachkabel 18 bezeichnet werden kann, ist mit dem Verbinder 15 verbunden. Wie es in 3A gezeigt ist, ist ein weiterer Verbinder 15 auf der Schaltungsplatine 3 befestigt. Die Lichtaussendeplatine 5 und die Schaltungsplatine 3 sind über das Flachkabel 18 elektrisch miteinander verbunden.
Auf der Schaltungsplatine 3 sind ein Logik-IC 19, der eine separate Einheit bildet, und weitere elektrische Schaltungen und diskrete Bauelemente (nicht gezeigt) angeordnet. Der Logik-IC 19 ist über eine Verdrahtung (nicht gezeigt) mit den weiteren elektrischen Schaltungen und diskreten Bauelementen sowie dem Verbinder 15 verbunden.
Ladeschaltelemente 20, die unten mit Bezug auf 4 ausführlicher beschrieben sind, akkumulieren Ladung auf den Kondensatoren 14 und sind in dem Logik-IC 19 integriert. Die Anzahl der Ladeschaltelemente 20 ist gleich der Anzahl der LDs 17. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Logik-IC 19 ein separater IC, der nur die Ladeschaltelemente 20 enthält.
Die Ladeschaltelemente 20 besitzen jeweils eine niedrigere Schaltgeschwindigkeit, eine geringere Strombelastbarkeit, einen höheren Durchgangswiderstand und eine geringere Größe als das LD-Steuerschaltelement 16. Daher können alle Ladeschaltelemente 20 in dem Logik-IC 19 untergebracht sein.
In der vorliegenden Ausführungsform finden p-Kanal-MOSFETs als die Ladeschaltelemente 20 und ein n-Kanal-MOSFET als das LD-Steuerschaltelement Verwendung.
Ferner ist ein Mikrocomputer 21 auf der Schaltungsplatine 3 montiert. Der Mikrocomputer 21 umfasst eine Einheit, die ein Triggersignal erzeugt, mit dem das jeweilige LD-Steuerschaltelement 16 durchgeschaltet oder gesperrt bzw. ein- oder ausgeschaltet wird, um die Zeitspanne festzulegen, während der die ihm zugeordnete LD 17 Licht aussenden soll, und eine Einheit, die auf der Grundlage der Zeitspanne, während der das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet ist, regelt, ob Ladung auf dem Kondensator 14 akkumuliert wird.
Das von dem Mikrocomputer 21 erzeugte Triggersignal wird über das Flachkabel 18 dem LD-Steuerschaltelement 16 zugeführt, das auf der Lichtaussendeplatine 5 befestigt ist. Der Mikrocomputer 21 erfasst die Zeitspanne, während der das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet ist, und verwendet die Zeitspanne zur Steuerung des Durchschalte- bzw. Sperrzustandes des Ladeschaltelements 20. Während das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet ist, wird eine ausreichende Ladungsmenge auf dem Kondensator 14 akkumuliert.
4 zeigt ein Ersatzschaltbild der Lichtaussendeplatine 5 und des Logik-IC 19, die in 3A gezeigt sind. Wie es in 4 gezeigt ist, sind Drain-Anschlüsse der Ladeschaltelemente 20 auf ein bestimmtes Potential VCC gelegt, und die Anoden der LDs 17 und die Kondensatoren 14 sind mit entsprechenden Source-Anschlüssen der Ladeschaltelemente 20 verbunden. Jeweils eine der LDs 17, einer der Kondensatoren 14 und eines der Ladeschaltelemente 20 bilden eine Steuerschaltung 22, wie es in 4 gestrichelt dargestellt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Schaltungskonfiguration sechzehn parallel geschaltete Steuerschaltungen 22, da das LD-Array 13 die sechzehn LDs 17 umfasst. Jede der Steuerschaltungen 22 ist zum Beispiel als „Steuerschaltung eines Kanals Kn” mit n = 1 bis 16 bezeichnet, d. h. die sechzehn Steuerschaltungen 22 sind als Steuerschaltungen der Kanäle K1 bis K16 bezeichnet.
Die Kathoden der LDs 17 sind mit dem Drain-Anschluss und die Kondensatoren 14 mit dem Source-Anschluss des LD-Steuerschaltelements 16 verbunden. Der Source-Anschluss des LD-Steuerschaltelements 16 ist geerdet.
Ein Gate-Signal, durch das das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet oder gesperrt wird, wird von dem Mikrocomputer 21 dem Gate des Ladeschaltelements 20 zugeführt. Das von dem Mikrocomputer 21 erzeugte Triggersignal wird über einen Treiber (nicht gezeigt) dem Gate-Anschluss des LD-Steuerschaltelements 16 zugeführt.
In der oben beschriebenen Schaltungsanordnung umfasst eine Schleifenschaltung, da das LD-Steuerschaltelement 16 für die LDs 17 gemeinsam verwendet wird, wenn das LD-Steuerschaltelement 16 durchgeschaltet ist, die LD 17 und den Kondensator 14 von einer der Steuerschaltungen 22 und das gemeinsame LD-Steuerschaltelement 16.
Bevor die Schleifenschaltung gebildet wird, wird Ladung auf dem Kondensator 14 akkumuliert, wenn das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet ist. Daher fließt, wenn die Schleifenschaltung gebildet ist, ein zu der auf dem Kondensator 14 akkumulierten Ladung äquivalenter Strom durch die Schleifenschaltung, zum Beispiel mit einer Stromstärke von I = 30 A. Gepulstes Licht 7, das proportional zu dem durch die Schleifenschaltung fließenden Strom ist, wird von der LD 17 ausgesendet. Die Halbwertsbreite des gepulsten Lichts 7 beträgt zum Beispiel 27 ns bis 30 ns.
Mit anderen Worten, Ladung wird sequentiell auf dem Kondensator 14 akkumuliert, der der LD 17 zugeordnet ist, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, und das LD-Steuerschaltelement 16 wird wiederholt durchgeschaltet oder gesperrt, um es den LDs 17, die gemeinsam das LD-Steuerschaltelement 16 verwenden, sequentiell zu erlauben, Licht auszusenden.
In der oben beschriebenen Schleifenschaltung muss ein Strom von einigen zehn Ampères während einigen zehn Nanosekunden in die LD 17 gespeist werden. Daher müssen die LD 17, der Kondensator 14 und das LD-Steuerschaltelement 16 möglichst kompakt, in geringstmöglichem Abstand zueinander verbunden sein, und ein Widerstand und eine Induktivität der Schleifenschaltung müssen minimiert sein. Wenn der Widerstand und die Induktivität groß sind, wird die LD 17 daran gehindert, Licht mit einer hohen Leistung und einer kurzen Impulsweite auszusenden. Daher sind die Verdrahtungen, die die LDs 17 enthalten, so angeordnet, dass ihre Längen und Dicken gleich sind, um Abweichungen ihrer Eigenschaften zu verhindern.
In der vorliegenden Ausführungsform sind das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16 an im Wesentlichen derselben Position auf der einen Seite 5a bzw. der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Die Kondensatoren 14 sind entlang eines Kreisbogens um das LD-Array 13 als Mittelpunkt angeordnet, so dass entsprechende Verdrahtungen der Schleifenschaltungen gleich lang sind.
Insbesondere ist es ausreichend, da das LD-Steuerschaltelement 16 gemeinsam verwendet wird, dass die räumlichen Beziehungen zwischen dem LD-Array 13 und den Kondensatoren 14 berücksichtigt werden, um die Verdrahtungsimpedanzen der Schleifenschaltungen zu minimieren, die jeweils einen parasitären Widerstand und ein parasitäre Induktivität enthalten. Daher können die Kondensatoren 14, sobald die Position des LD-Arrays 13 bestimmt ist, so angeordnet werden, dass die Verdrahtungsimpedanzen der jeweiligen Schleifenschaltungen minimiert sind.
In der vorliegenden Ausführungsform werden sechzehn Kondensatoren 14 verwendet. Wie es in den 3A und 3B gezeigt ist, sind die Kondensatoren 14 entlang eines Kreisbogens angeordnet. Da die Abstände zwischen den LDs 17 und den jeweiligen Kondensatoren 14 identisch gemacht werden können, kann ein Schaltungsmuster gebildet werden, in dem die in den jeweiligen Schleifenschaltungen enthaltenen Verdrahtungen gleiche Länge und Dicke besitzen.
Die Tatsache, dass die Verdrahtungen der jeweiligen Schleifenschaltungen so angeordnet sind, dass ihre Längen und Dicken gleich sind, ist darin begründet, dass Wellenform und Intensität des gepulsten Lichts 7 variieren, wenn die Verdrahtungsimpedanzen der jeweiligen Schleifenschaltungen voneinander verschieden sind. Wenn die Wellenform des von den LDs 17 ausgesendeten gepulsten Lichts 7 von einer LD 17 zur einer weiteren variiert und zu einem Objekt vor dem Fahrzeug ausgestrahlt wird, so kann das Objekt nicht sehr genau erfasst werden, da das Objekt nicht gleichmäßig abgetastet werden kann.
Das LD-Steuerschaltelement 16, das gemeinsam verwendet wird, ist auf der Seite der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet, die der Seite von ihr gegenüberliegt, auf der das LD-Array 13 angeordnet ist. Die Längen der Verdrahtungen, die von den Kondensatoren 14 zu dem LD-Steuerschaltelement 16 führen, können gleich ausgelegt sein.
Wie es oben erwähnt ist, ist es selbst dann, wenn sechzehn der Kondensatoren 14 verwendet werden, ausreichend, dass ein Schaltungsmuster gebildet werden kann, indem nur die räumlichen Beziehungen zwischen dem LD-Array 13 und den Kondensatoren 14 berücksichtigt werden, da das LD-Steuerschaltelement 16 gemeinsam verwendet wird. Daher kann die Größe des Schaltungsmusters verringert werden.
Nachfolgend ist eine Objekterfassungsoperation, die von der Abstanderfassungsvorrichtung ausgeführt wird, mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. 5 ist ein Ablaufdiagramm der in 4 gezeigten Schaltung.
Zu Beginn wird ein durch den Mikrocomputer 21 erzeugtes Triggersignal über den Treiber (nicht gezeigt) zu einem in 5 gezeigten Zeitpunkt T1 dem LD-Steuerschaltelement 16 zugeführt. Das LD-Steuerschaltelement 16 wird dadurch durchgeschaltet und die Schleifenschaltungen über die jeweiligen Steuerschaltungen 22 werden ausgebildet. Zum Zeitpunkt T1 fließt jedoch kein Strom durch die Schleifenschaltungen, da sich auf den Kondensatoren 14 der jeweiligen Steuerschaltungen keine Ladung befindet.
Anschließend bewirkt der Mikrocomputer 21, dass das Ladeschaltelement 20, das in der Steuerschaltung 22 des Kanals K1 enthalten ist, während einer gewissen Zeitspanne durchgeschaltet bleibt. Da Ladung auf dem Kondensator 14, der in der Steuerschaltung 22 des Kanals K1 enthalten ist, akkumuliert wird, nimmt die Spannung an dem Kondensator 14 zu. Das Laden des Kondensators 14 wird dadurch erreicht, dass ein Strom von zum Beispiel einigen zehn bis einigen hundert Milliampères während der einer Zeitspanne von einigen zehn bis einigen hundert Mikrosekunden verwendet wird.
Nachdem die Zeitspanne verstrichen ist, wird das Ladeschaltelement 20 durch den Mikrocomputer 21 gesperrt. Während das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet ist, wird der Kondensator 14 vollständig geladen. In einem solchen Fall wird nur der in der Steuerschaltung 22 des Kanals K1 von den sechzehn Steuerschaltungen 22 enthaltene Kondensator 14 geladen.
Anschließend, zu einem Zeitpunkt T2, wird das Triggersignal dem LD-Steuerschaltelement 16 zugeführt. Ein Strom, der zu der auf dem Kondensator 14, der in der Steuerschaltung 22 des Kanals K1 enthalten ist, akkumulierten Ladung äquivalent ist, fließt während einiger Nanosekunden bis einigen zehn Nanosekunden ausschließlich durch die Schleifenschaltung in der Steuerschaltung 22 des Kanals K1. Insbesondere fließt ein pulsierenden Strom, wie es in 5 gezeigt ist. Demzufolge wird ein gepulstes Licht 7, das zu dem pulsierenden Strom proportional ist, der durch die Schleifenschaltung fließt, von der in der Steuerschaltung 22 des Kanals K1 enthaltenen LD 17 ausgesendet. Das von der LD 17 ausgesendete gepulste Licht 7 tritt, wie es in 2A gezeigt ist, durch die Linse 6 und wird von der gekrümmten Oberfläche der Linse 6 ausgestrahlt.
Danach, nach dem Zeitpunkt T2, wenn das LD-Steuerschaltelement 16 gesperrt wird, bewirkt der Mikrocomputer 21, dass das in der Steuerschaltung 22 des Kanals K2 enthaltene Ladeschaltelement 20 während einer bestimmte Zeitspanne durchgeschaltet bleibt, so dass der Kondensator 14 aufgeladen wird. Das in der Steuerschaltung 22 des Kanals K2 enthaltene Ladeschaltelement 20 wird dann gesperrt.
Wenn das Triggersignal zu einem Zeitpunkt T3 dem LD-Steuerschaltelement 16 zugeführt wird, fließt ein Strom, der der auf dem Kondensator 14, der in der Steuerschaltung 22 des Kanals K2 enthalten ist, akkumulierten Ladung äquivalent ist, ausschließlich durch die Schleifenschaltung in der Steuerschaltung 22 des Kanals K2. Demzufolge wird gepulstes Licht 7 von der in der Steuerschaltung 22 des Kanals K2 enthaltenen LD 17 ausgesendet und durch die Linse 6 ausgestrahlt.
5 zeigt nur den zeitlichen Ablauf, das Timing, das die Steuerschaltung 22 der Kanäle K1 und K2 betrifft. Entsprechend werden die Ladekondesatoren 14, die in den Steuerschaltungen in den Kanälen K3 bis K16 enthalten sind, sequentiell geladen und wird Licht sequentiell von den in den Steuerschaltungen enthaltenen LDs 17 ausgestrahlt. Da die in den jeweiligen Steuerschaltungen 22 der Kanäle K1 bis K16 enthaltenen LDs 17 sequentiell Licht aussenden dürfen bzw. können, wird das Objekt unidirektionell abgetastet.
Die entlang einer Linie (eines Kreisbogens) angeordneten LDs 17 senden sequentiell gepulstes Licht 7 aus, und zwar beginnend mit der LD an einem Ende, so dass ein Objekt vor dem Fahrzeug abgetastet wird. Da jedoch die Durchschalte- und Sperrzustände der in den jeweiligen Steuerschaltungen 22 enthaltenen Ladeschaltelemente 20 durch den Mikrocomputer 21 beliebig angesteuert bzw. geregelt werden können, ist es möglich, dass die entlang einer Linie (eines Kreisbogens) angeordneten LDs 17 das gepulste Licht 7 in einer beliebigen, von der oben genannten abweichenden Reihenfolge sequentiell aussenden.
Insbesondere bedeutet die Bezugnahme auf die LDs 17, die sequentiell gepulstes Licht aussenden, dass die LDs 17 gepulstes Licht sequentiell in einer Reihenfolge beginnend von der LD an einem Ende aussenden oder dass die LDs 17 gepulstes Licht sequentiell in einer beliebigen Reihenfolge aussenden. Entsprechend dem Konzept von „sequentiell” wird Ladung sequentiell in dem der LD 17, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, zugeordneten Kondensator 14 akkumuliert, und das LD-Steuerschaltelement 16 wird wiederholt durchgeschaltet (eingeschaltet) oder gesperrt (ausgeschaltet), so dass die LDs 17, die das LD-Steuerschaltelement 16 gemeinsam verwenden, Licht aussenden können. Das Laden des Kondensators und Durchschalten bzw. Sperren des LD-Steuerschaltelements 16 werden so oft wiederholt wie es Kanäle gibt, in der vorliegenden Ausführungsform sechzehn. Auf diese Weise wird ein unidirektionales Abtasten erreicht.
Im Übrigen bedeutet die Bezugnahme auf die LD 17, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, dass diese LD 17 dies dann tut, wenn das LD-Steuerschaltelement 16 das nächste Mal durchgeschaltet wird. Es ist zu beachten, dass die LD 17, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, nicht alle LDs 17 umfasst, die noch kein Licht ausgesendet haben.
Wie es oben erwähnt ist, wird das gepulste Licht 7, wenn es sequentiell von den LDs 17 ausgesendet wird, von einer Position reflektiert, wo sich ein Objekt befindet. Reflektiertes Licht 11 wird, wie es in 2B gezeigt ist, durch die Lichtempfangsplatine 10 empfangen. Da der Mikrocomputer 21 die Schaltzeiten steuert, d. h. die Zeiten, zu denen das Ladeschaltelement 20 durchgeschaltet oder gesperrt wird, kann die Position vor dem Fahrzeug, von der das reflektierte Licht 11 zurückgeworfen wird, entsprechend dem zeitlichen Ablauf des empfangenen Lichts 11 durch Erfassen der LD 17, von der das gepulste Licht ausgesendet worden ist und die in einem der Steuerschaltungen 22 der Kanäle K1 bis K16 enthalten ist, bestimmt werden. Durch Messen der Zeit, die erforderlich ist, bis das reflektierte Licht nach Aussenden des gepulsten Lichts 7 empfangen wird, kann der Abstand zwischen der Abstanderfassungsvorrichtung und dem Objekt oder Hindernis berechnet werden. Wenn hingegen das reflektierte Licht 11 nicht empfangen wird, wird bestimmt, dass sich weder ein vorausfahrendes Fahrzeug noch ein Hinweis- bzw. ein Verkehrsschild oder dergleichen vor dem Fahrzeug befindet.
Wie es oben erwähnt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform das LD-Steuerschaltelement 16 gemeinsam von den Steuerschaltungen 22 benutzt, und die Ladeschaltelemente 20, die verwendet werden, um die Ladung auf den in den jeweiligen Steuerschaltungen 22 enthaltenen Kondensatoren 14 zu akkumulieren, sind separat angeordnet.
Auf der Lichtaussendeplatine können das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16 nahe beieinander angeordnet sein. Es ist ausreichend, dass nur die räumlichen Beziehungen zwischen dem LD-Array 13 und den Kondensatoren 14 berücksichtigt werden. Daher kann die Größe des Schaltungsmusters, das die LDs 17 und die Kondensatoren 14 enthält, und können die Verdrahtungsimpedanzen der Schleifenschaltungen verringert werden.
Da die Größe des Schaltungsmusters verringert werden kann, ist die Schaltung nicht groß. Ferner ist es nicht erforderlich, dass die Anzahl der LD-Steuerschaltelemente gleich der Anzahl der Kondensatoren 14 ist. Daher können die Kosten der Abstanderfassungsvorrichtung so niedrig wie möglich gehalten werden.
(Zweite Ausführungsform)
Es sollte beachtet werden, dass die nachfolgende Beschreibung nur auf die Unterschiede der vorliegenden zweiten gegenüber der ersten Ausführungsform gerichtet ist. In der in 4 gezeigten und in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform dargestellten Schaltung ist eine Ladespannung, die angelegt ist, um zu bewirken, dass die LD 17 Licht aussendet, als Sperrspannung an die LDs 17, deren Lichtaussendung nicht bewirkt wird, angelegt. Durch Anlegen einer Sperrspannung wird ein zu der Spannung proportionaler Leckstrom erzeugt. Ferner werden, wenn eine höhere Spannung an den mit der LD 17, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, verbundenen Kondensator 14 angelegt wird, so dass die LD 17 Licht mit einer höheren Leistung aussendet, die LDs 17, deren Lichtaussendung nicht bewirkt wird, zerstört, wenn die Spannung die Durchschlagfestigkeit der LDs 17 gegenüber der Sperrspannung übersteigt.
Die Ladung des Kondensators 14, der in der Schleifenschaltung enthalten ist, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, ist durch die Durchschlagfestigkeit gegenüber einer Sperrspannung der in den Schleifenschaltungen, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, enthaltenen LDs 17 begrenzt. Daher kann der Kondensator 14 nicht vollständig aufgeladen werden, und die Intensität des von der LD 17 ausgesendeten Lichts ist begrenzt.
Der Leckstrom fließt in jede der Schleifenschaltungen, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, und die in den Schleifenschaltungen enthaltenen Kondensatoren 14 werden geladen, was zur Folge haben kann, dass auch die LDs 17, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, Licht aussenden. Um ein solches Szenario zu verhindern, muss die Ladezeit verkürzt werden, so dass der Ladevorgang des in der Schleifenschaltung, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, enthaltene Kondensator 14 abgeschlossen ist, bevor die in den Schleifenschaltungen, die nicht an der Reihe sind, Licht auszusenden, enthaltenen Kondensatoren 14 mit den jeweiligen Leckströmen aufgeladen werden.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass verhindert wird, dass das vorgenannte Problem in den Schleifenschaltungen auftritt.
6 zeigt eine Ersatzschaltung einer Lichtaussendeplatine 5 und eines Logik-IC 19, die in der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind. In der in 6 gezeigten Ersatzschaltung sind mehrere LDs 17 und die gleiche Anzahl an Dioden 23 enthalten. Ein LD 17, ein Kondensator 14, ein Ladeschaltelement 20 und die Diode 23 bilden eine Steuerschaltung 22.
Eine Schleifenschaltung, die den Kondensator 14, die Diode 23 und die LD 17 enthält bzw. umfasst, existiert für jede der LDs 17. In jeder der Schleifenschaltungen sind die Schaltungselemente so miteinander verbunden, dass, wenn ein LD-Steuerschaltelement 16 durchgeschaltet wird, ein Strom von dem Kondensator 14 zu der LD 17 fließt, der zu der Ladung äquivalent ist, die auf dem entsprechenden Kondensator 14 akkumuliert ist.
Ferner sind die Schleifenschaltungen elektrisch mit einer gemeinsamen Verdrahtung und über die gemeinsame Verdrahtung mit dem LD-Steuerschaltelement 16 verbunden.
In jeder der Schleifenschaltungen ist die Diode 23 zwischen den Kondensator 14 und die LD 17 geschaltet. Die Diode 23 erlaubt einen Stromfluss von dem Ladeschaltelement 20 zu der LD 17 und verhindert einen Stromfluss von der LD 17 zu dem Ladeschaltelement 20.
Mit anderen Worten, die Diode 23 ist mit der LD 17 verbunden, um einen Strom zu blockieren, der versucht, von einer Schleifenschaltung, die von der Schleifenschaltung verschieden ist, die die Diode 23 enthält, über die gemeinsame Verdrahtung in den Kondensator 14 zu fließen.
In 6 ist die Diode 23 mit der Anode der LD 17 verbunden. Alternativ kann die Diode 23 mit der Kathode der LD 17 verbunden sein. Solange ein Strom, der von irgend einer weiteren Schleifenschaltung kommt, nicht über die gemeinsame Verdrahtung, über die die Schleifenschaltungen miteinander verbunden sind, in den Kondensator 14 fließt, kann die Diode 23 mit der Diode oder der Anode der LD 17 verbunden sein.
7A und 7B sind schematische Draufsichten der Lichtaussendeplatine 5. 7A ist die Draufsicht einer Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5, und 5B ist die Draufsicht einer weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII in 7A der Lichtaussendeplatine 5. Verdrahtungen, die Schaltungselemente verbinden, sind in den 7A, 7B, und 8 nicht gezeigt.
Wie es in den 7A und 7B gezeigt ist, sind das LD-Array 13 und die Dioden 23 auf der Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Wie es in 7B gezeigt ist, sind das LD-Steuerschaltelement 16 und die Kondensatoren 14 auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet.
Das LD-Array 13 einschließlich der mehreren LDs 17, der mehreren Kondensatoren 14, der mehreren Dioden 23 und dem LD-Steuerschaltelement 16 sind auf der Lichtaussendeplatine 5 so angeordnet, dass die Verdrahtungen, die in den Schleifenschaltungen enthalten sind, gleich lang sind. Da die Verdrahtungsimpedanzen, die jeweils einen parasitären Widerstand und eine parasitäre Induktivität enthalten und in jeder der Schleifenschaltungen erzeugt werden, gleich groß sind, senden die LDs 17 Licht der gleichen Intensität aus.
Ähnlich der ersten Ausführungsform überlappen sich das LD-Array 13, das auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet ist, und das LD-Steuerschaltelement 16, das auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet ist, in einer zu der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 senkrechten Richtung. Da das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16 nahe beieinander angeordnet sind, sind die Verdrahtungsimpedanzen verringert.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in 7A gezeigt ist, sind die Dioden 23 auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Insbesondere sind die Dioden 23 auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 entlang eines Kreisbogens um einen zwischen dem Mittelpunkt des LD-Arrays 13 und dem Mittelpunkt des LD-Steuerschaltelements 16 gelegenen Kreismittelpunkt angeordnet. Das LD-Array 13 und die Dioden 23 können so angeordnet sein, dass sie durch die kürzesten Verdrahtungslängen miteinander verbunden sind.
Wie es in 7B gezeigt ist, sind die Kondensatoren 14 auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Insbesondere sind die Kondensatoren 14 auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 entlang eines Kreisbogens um einen zwischen dem Mittelpunkt des LD-Arrays 13 und dem Mittelpunkt des LD-Steuerschaltelements 16 gelegenen Kreismittelpunkt angeordnet. Das LD-Steuerschaltelement 16 und die Kondensatoren 14 können daher so angeordnet sein, dass sie durch die kürzesten Verdrahtungslängen miteinander verbunden sind.
Aufgrund der kreisbogenförmigen Anordnung der Dioden 23 bzw. Kondensatoren 14 sind ein parasitärer Widerstand und eine parasitäre Induktivität in jeder der Schleifenschaltungen verringert, und Licht mit einer hohen Energie und kurzen Impulsweiten kann ausgesendet werden.
Ferner sind, wie es in 8 gezeigt ist, die Dioden 23 auf der Seite der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet, die deren Seite gegenüberliegt, auf der die Kondensatoren 14 angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Lichtaussendeplatine 5 ist zwischen den Dioden 23 und den Kondensatoren 14 angeordnet. Als Folge davon kann die Länge der Verdrahtung der einzelnen Schleifenschaltung, die jeweils eine der LDs 17 des LD-Arrays 13, eine der Dioden 23, einen der Kondensatoren 14 und das LD-Steuerschaltelement 16 umfasst, verringert sein. Der Bereich der Dioden 23 kann vergrößert sein, um den durch die Dioden 23 verursachten Widerstand zu verringern. Selbst wenn der Bereich der Dioden 23 vergrößert ist, ist die Anordnung der Kondensatoren 14 nicht nachteilig beeinflusst.
Nachfolgend ist eine Operation zur Blockierung eines Leckstromes, der von irgendeiner weiteren Schleifenschaltung fließt, durch Hinzufügen der Diode 23 zu jeder der Schleifenschaltungen mit Bezug auf 9 beschrieben. 9 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Schleifenschaltung, die die LD 17 enthält, welche an der Reihe ist, Licht auszusenden, und eine Schleifenschaltung, die nicht an der Reihe ist, Licht auszusenden, zeigt.
Wie es oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben ist, wird der Kondensator 14, der in der Schleifenschaltung enthalten ist, die die LD 17 enthält, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, geladen, um es der LD 17 zu ermöglichen, Licht auszusenden. Ein durch einen durchgezogenen Pfeil in 9 angezeigter Strom fließt in die Schleifenschaltung, und der Kondensator 14 wird geladen.
Während der Kondensator 14 geladen wird, wird, da die Schleifenschaltungen über die gemeinsame Verdrahtung elektrisch miteinander verbunden sind, eine Sperrspannung an die LD 17, die nicht an der Reihe ist, Licht auszusenden, angelegt, und ein Leckstrom wird in der in der Figur gezeigten Schleifenschaltung und in den in der Figur nicht gezeigten Schleifenschaltungen erzeugt.
Selbst in der oben beschriebenen Situation blockiert die Diode 23 den Leckstrom, der versucht, von der LD 17 zu dem Kondensator 14 zu fließen, da die Diode 23 in der Schleifenschaltung enthalten ist, die die LD 17 enthält, die nicht an der Reihe ist, Licht auszusenden. Der Kondensator 14, der der LD 17 zugeordnet ist, die nicht an der Reihe ist, Licht auszusenden, wird daher nicht mit dem Leckstrom geladen, der durch die Spannung verursacht wird, die an die Schleifenschaltung angelegt wird, die die LD 17 enthält, die an der Reihe ist, Licht auszusenden. Demzufolge wird verhindert, dass die LD 17, die nicht an der Reihe ist, Licht auszusenden, Licht aussendet.
Da an der Diode 23 der größte Anteil der Sperrspannung abfällt, wird die an die LD 17 angelegte Sperrspannung verringert. Daher kann eine Spannung, die die Durchschlagfestigkeit gegenüber einer Sperrspannung der LD 17, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, überschreitet, an die LD 17 angelegt werden. Die Begrenzungen der auf dem Kondensator 14 zu akkumulierenden Ladungsmenge können stark herabgesetzt werden, und der Grenzwert der Intensität des von der LD 17 auszusendenden Lichts kann erhöht werden. Ferner muss eine Verkürzung der Ladezeit des Kondensators 14 nicht als Gegenmaßnahme gegen das Auftreten eines Leckstromes ausgeführt werden.
Was die Korrelation bzw. Beziehung zwischen der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsformen und den Ansprüchen betrifft, so können die Dioden 23 den beanspruchten Rückstromverhinderungselementen entsprechen.
(Weitere Ausführungsformen)
Es ist zu beachten, dass die innere Struktur der in den 1 und 2 gezeigten Abstanderfassungsvorrichtung nur beispielhaft ist und andere Strukturen denkbar und möglich sind. Die in den Ausführungsformen dargelegte Abstanderfassungsvorrichtung ist lediglich ein Beispiel, auf das eine Laser-Array-Schaltung angewendet ist. Die Laser-Array-Schaltung kann auf jedwede, von der Abstanderfassungsvorrichtung sich unterscheidende Anwendung angewendet werden.
In der ersten Ausführungsform sind das LD-Array 13 und die Kondensatoren 14 auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet, und das LD-Steuerschaltelement 16 ist auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Die räumlichen Beziehungen sind jedoch lediglich Beispiele, und weitere Anordnungen sind denkbar und können verwendet werden.
Die Kondensatoren 14 können entlang eines Kreisbogens mit einem zwischen dem Mittelpunkt des LD-Arrays 13 und dem Mittelpunkt des LD-Steuerschaltelements 16 gelegenen Kreismittelpunkt angeordnet sein. Die Länge der Verdrahtung von LD 17, LD-Steuerschaltelement 16 und Kondensator 14 kann minimiert sein.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird das LD-Steuerschaltelement 16 von allen LDs 17 gemeinsam verwendet. Mehrere Einheiten, die jeweils das LD-Steuerschaltelement 16 umfassen, das von den LDs 17 gemeinsam verwendet wird, können enthalten sein. In einem solchen Fall sind die mehreren gemeinsam verwendeten LD-Steuerschaltelemente 16 auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen überlappen sich das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16 in einer zu der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 senkrechten Richtung. Diese Anordnung ist jedoch nur beispielhaft. Das LD-Array 13 und das LD-Steuerschaltelement 16 können auch nicht überlappend angeordnet sein.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Kondensatoren 14 entlang eines Kreisbogens mit einem zwischen dem Mittelpunkt des LD-Arrays 13 und dem Mittelpunkt des LD-Steuerschaltelements 16 gelegenen Kreismittelpunkt angeordnet. Eine solche Anordnung ist jedoch lediglich ein Beispiel. Die Anordnung der Kondensatoren 14 kann jede von der kreis- bzw. bogenförmigen abweichende Anordnung besitzen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden MOSFETs als die Ladeschaltelemente 20 und das LD-Steuerschaltelement 16 verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die MOSFETs beschränkt. Andere Transistoren können ebenso verwendet werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Ladeschaltelemente 20 in dem Logik-IC 19 integriert, und der Mikrocomputer 21 steuert die Kondensatoren 14. Die mehreren Ladeschaltelemente 20 können in einer Ablaufsteuerung integriert sein, die den Logik-IC 19 enthält, welcher separat ausgeführt ist. Ein Treiber-IC kann statt der Ablaufsteuerung verwendet werden. Jedes andere Regelungs- bzw. Steuerungsmittel kann zur Regelung bzw. Steuerung verwendet werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind das LD-Array 13 und die mehreren Kondensatoren 14 auf der Lichtaussendeplatine 5 so angeordnet, dass die Verdrahtungen, die die jeweiligen LDs 17, die in dem LD-Array 13 enthalten sind, und die den LDs 17 zugeordneten Kondensatoren 14 verbinden, gleich lang sind, um so zu bewirken, dass die Verdrahtungsimpedanzen gleich groß sind. Wenn gleiche Verdrahtungsimpedanzen nicht berücksichtigt zu werden brauchen, müssen die Verdrahtungen nicht gleich lang sein.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen besitzen die Ladeschaltelemente 20 eine niedrigere Schaltgeschwindigkeit, eine geringere Strombelastbarkeit, einen größeren Durchgangswiderstand und eine geringere Größe als das LD-Steuerschaltelement 16. Die Ladeschaltelemente müssen jedoch nicht all diese Merkmale besitzen, sondern können einige der Merkmale und darüber hinaus weitere Eigenschaften besitzen.
In der zweiten Ausführungsform sind das LD-Array 13 und die Dioden 23 auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet, und das LD-Steuerschaltelement 16 und die Kondensatoren 14 sind auf der weiteren Seite 5b der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet. Solche Anordnungen sind jedoch lediglich beispielhaft, andere Anordnungen sind möglich. Zum Beispiel können die Dioden 23 und die Kondensatoren 14 auf der einen Seite 5a der Lichtaussendeplatine 5 angeordnet sein. Selbst in einem solchen Fall können die Dioden 23 und die Kondensatoren 14 entlang eines Kreisbogens angeordnet sein.
In der zweiten Ausführungsform ist die Diode 23 als ein Beispiel eines Rückstromverhinderungselements beschrieben worden. Alternativ kann eine Laserdiode als das Rückstromverhinderungselement verwendet werden. Da die Durchschlagfestigkeit einer Laserdiode generell niedrig ist, können mehrere Laserdioden, die in mehreren Schichten miteinander verbunden sind, als das Rückstromverhinderungselement verwendet werden. In einem solchen Fall, wenn die LD 17 Licht aussendet, ist der Vorteil gegeben, dass eine von der Schleifenschaltung ausgesendete Lichtmenge erhöht werden kann, da die mehreren Laserdioden, die als das Rückstromverhinderungselement dienen, Licht aussenden.

Claims

Laser-Array-Schaltung mit: – mehreren Steuerschaltungen (22), die jeweils umfassen: – eine Laserdiode (17), die Licht aussendet; – einen Kondensator (14), auf dem Ladung akkumuliert wird; und – ein Ladeschaltelement (20), das bewirkt, dass sich die Ladung auf dem Kondensator (14) akkumuliert; – einem Laserdioden-Steuerschaltelement (16), das bewirkt, dass ein Strom, der zu der auf einem jeweiligen der mehreren Kondensatoren (14) akkumulierten Ladung äquivalent ist, in eine entsprechende der mehreren Laserdioden (17) fließt, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, um so ein gepulstes Licht (7) zu erzeugen; – einem Mikrocomputer (21), – mehreren Einheiten, die jeweils eine der mehreren Steuereinheiten (22) und das Laserdioden-Steuerschaltelement (16), das von den mehreren Laserdioden (17) gemeinsam verwendet wird, enthalten; – einer flachen Lichtaussendeplatine (5); und – einem Laserdiodenarray (13) das mehrere Laserdioden (17) enthält; wobei: – die mehreren Laserdioden (17), die mehreren Kondensatoren (14) und die mehreren Ladeschaltelemente (20) eine entsprechende Anzahl von Elementen umfassen; – das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) von den mehreren Laserdioden (17) gemeinsam verwendet wird; – der Mikrocomputer (21) eine Akkumulierung der Ladungen in den mehreren Kondensatoren (14), die jeweils einem der mehreren Laserdioden (17) zugeordnet sind, steuert, um sequentiell Licht auszusenden, während das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) wiederholt durchgeschaltet und gesperrt wird, um zu bewirken, dass weitere der mehreren Laserdioden (17) Licht aussenden; – das aus den mehreren Laserdioden (17) gebildete Laserdioden-Array (13) und die mehreren Kondensatoren (14) so auf der Lichtaussendeplatine (5) angeordnet sind, dass die Verdrahtungen, die die jeweiligen Laserdioden (17), die in dem Laserdioden-Array (13) enthalten sind, mit den mehreren Kondensatoren (14), die den mehreren Laserdioden (17) zugeordnet sind, gleich lang sind; – die Lichtaussendeplatine (5) eine erste Seite (5a) und eine zweite Seite (5b) aufweist; – das Laserdioden-Array (13) auf der ersten Seite (5a) der Lichtaussendeplatine (5) angeordnet ist, die mehreren Kondensatoren (14) auf der ersten Seite (5a) oder der zweiten Seite (5b) angeordnet sind und das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) auf der zweiten Seite (5b) der Lichtaussendeplatine (5) angeordnet ist; und – das Laserdioden-Array (13) und das Laserdioden-Schaltelement (16) in einer zu der ersten Seite (5a) der Lichtaussendeplatine (5) senkrechten Richtung überlappen; und – die mehreren Kondensatoren (14) entlang eines Kreisbogens mit einem Kreismittelpunkt zwischen einem Mittelpunkt des Laserdioden-Arrays (13) und einem Mittelpunkt des Laserdioden-Schaltelements (16) angeordnet sind.
Laser-Array-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (22) ferner eine gleiche Anzahl an Rückstromverhinderungselementen (23) wie die Anzahl der mehreren Laserdioden (17) umfasst, wobei: – mehrere Schleifenschaltungen, die jeweils einen der mehreren Kondensatoren (14), ein jeweiliges der mehreren Rückstromverhinderungselemente (23) und eine jeweilige der mehreren Laserdioden (17) umfasst, in Beziehung zu jeder der mehreren Laserdioden (17) ausgebildet ist, so dass ein Strom, der zu der auf dem einen Kondensator (14) akkumulierten Ladung äquivalent ist, von dem einen Kondensatoren (14) zu der einen Laserdiode (17) fließt; – jede der mehreren Schleifenschaltungen mit einer gemeinsamen Verdrahtung und über die gemeinsame Verdrahtung mit dem Laserdioden-Steuerschaltelement (16) verbunden ist; und – das jeweilige Rückstromverhinderungselement (23) mit der jeweiligen Laserdiode (17) verbunden ist, um einen Strom zu blockieren, der versucht, von einer von der Schleifenschaltung, die das jeweilige Rückstromverhinderungselement (23) enthält, verschiedenen Schleifenschaltung über die gemeinsame Verdrahtung in den einen Kondensator (14) zu fließen.
Laser-Array-Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Rückstromverhinderungselemente (23) und das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) so auf der Lichtaussendeplatine (5) angeordnet sind, dass die Verdrahtungen der jeweiligen Schleifenschaltungen gleich lang sind.
Laser-Array-Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: – die mehreren Kondensatoren (14) auf der zweiten Seite (5b) der Lichtaussendeplatine (5) entlang eines Kreisbogens um einen Kreismittelpunkt zwischen einem Mittelpunkt des Laserdioden-Arrays (13) und einem Mittelpunkt des Laserdioden-Steuerschaltelements (16) angeordnet sind; und – die mehreren Rückstromverhinderungselemente (23) auf der ersten Seite (5a) der Lichtaussendeplatine (5) entlang eines Kreisbogens mit einem Kreismittelpunkt zwischen einem Mittelpunkt des Laserdioden-Arrays (13) und einem Mittelpunkt des Laserdioden-Schaltelements (16) angeordnet sind.
Laser-Array-Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Rückstromverhinderungselemente (23) auf der der zweiten Seite (5b), auf der die Kondensatoren (14) angeordnet sind, gegenüberliegenden ersten Seite (5a) der Lichtaussendeplatine (5) angeordnet sind.
Laser-Array-Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Rückstromverhinderungselemente (23) mehrere Dioden enthalten.
Laser-Array-Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Rückstromverhinderungselemente (23) mehrere Laserdioden enthalten.
Laser-Array-Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Laserdioden in mehreren Schichten miteinander verbunden sind.
Laser-Array-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Ladeschaltelemente (20) und das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) mehrere MOSFETs enthalten.
Laser-Array-Schaltung mit – mehreren Steuerschaltungen (22), die jeweils umfassen: – eine Laserdiode (17), die Licht aussendet; – einen Kondensator (14), auf dem Ladung akkumuliert wird; und – ein Ladeschaltelement (20), das bewirkt, dass sich die Ladung auf dem Kondensator (14) akkumuliert; – einem Laserdioden-Steuerschaltelement (16), das bewirkt, dass ein Strom, der zu der auf einem jeweiligen der mehreren Kondensatoren (14) akkumulierten Ladung äquivalent ist, in eine entsprechende der mehreren Laserdioden (17) fließt, die an der Reihe ist, Licht auszusenden, um so ein gepulstes Licht (7) zu erzeugen; und – einem Laserdiodenarray (13) das mehrere Laserdioden (17) enthält; wobei – die mehreren Laserdioden (17), die mehreren Kondensatoren (14) und die mehreren Ladeschaltelemente (20) eine entsprechende Anzahl von Elementen umfassen; – das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) aus einem n-Kanal-MOSFET gebildet ist und von den mehreren Laserdioden (17) gemeinsam verwendet wird; und – die mehreren Ladeschaltelemente (20) jeweils aus einem p-Kanal-MOSFET gebildet sind und eine niedrigere Schaltgeschwindigkeit, eine geringere Strombelastbarkeit, einen größeren Durchgangswiderstand und eine geringere Größe als das Laserdioden-Steuerschaltelement (16) haben.
Laser-Array-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Ladeschaltelemente (20) in einem Logik-IC (19) integriert sind, der eine separate Treibereinheit bildet.
Laser-Array-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Ladeschaltelemente (20) in einer Ablaufsteuerung integriert sind, die mehrere Logik-ICs (19) enthält, die jeweils eine Treibereinheit bilden.