DE102013223911B3

DE102013223911B3 - Illumination unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a light transit time measuring device

Info

Publication number: DE102013223911B3
Application number: DE102013223911.4A
Authority: DE
Inventors: Jaromir Palata; Raphael Ruf
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: PMDtechnologies AG
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-11-23

Abstract

Beleuchtungseinheit zur Erzeugung eines hochfrequenten sinusmodulierten Lichtsignals für ein Lichtlaufzeitmessgerät mit einer Spannungsquelle 1, einem Gegentaktverstärker 2, einem Schwingkreis 3, einer Stromquelle 4, einer Sendediode 5 und einem Taktgenerator 6, wobei die Sendediode 5 vom Schwingkreisstrom durchflossen und zusätzlich von der Stromquelle 4 bestromt wird. Der Schwingkreis 3 ist als Parallelschwingkreis ausgebildet. Er weist eine Induktivität 30 mit einer Anzapfung 31 und zwei in Reihe geschaltete Kreiskapazitäten 32 und 33 auf. Die Sendediode 5 ist zwischen den Kreiskapazitäten 32, 33 angeordnet. Der Gegentaktverstärker 2 besitzt zwei schaltbare Strompfade 21, 22, die jeweils mit einem äußeren Anschluss der Induktivität 30 verbunden sind, und vom Taktgeber 6 im Gegentakt gesteuert werden.Lighting unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a time-of-flight measuring device with a voltage source 1, a push-pull amplifier 2, an oscillating circuit 3, a current source 4, a transmitting diode 5 and a clock generator 6, the transmitting diode 5 flowing through the oscillating circuit current and additionally being energized by the current source 4 , The resonant circuit 3 is designed as a parallel resonant circuit. It has an inductor 30 with a tap 31 and two series capacitors 32 and 33 connected in series. The transmitter diode 5 is arranged between the circular capacitances 32, 33. The push-pull amplifier 2 has two switchable current paths 21, 22 which are each connected to an external connection of the inductor 30 and are controlled by the clock generator 6 in push-pull mode.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit zur Erzeugung eines hochfrequenten sinusmodulierten Lichtsignals für ein Lichtlaufzeitmessgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a lighting unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a light transit time measuring device according to the preamble of patent claim 1.

Hochfrequente sinusmodulierte Lichtsignale werden häufig bei Lichtlaufzeitmessgeräten, welches auch eine Kamera sein kann, zu Abstandsbestimmung verwendet. Die Messung des Abstandes erfolgt anhand der Phasenverschiebung zwischen einer ausgesendeten und der als Reflex empfangenen elektromagnetischen Welle, vorzugsweise einem Lichtsignal. Die Messgenauigkeit steigt mit kleineren Wellenlängen. Spezielle Lichtlaufzeitmessgeräte verwenden ein oder mehrere Pixel, die als Photomischdetektoren wie aus der DE 19704496 C2 und der DE 19821974 B4 bekannt, ausgebildet sind. Sie weisen zwei lichtempfindliche Modulationsphotogates und zwei nicht lichtempfindliche Akkumulationsgates auf. Zur Entfernungsbestimmung wird das von einem Objekt reflektierte Empfangssignal mit dem Sendesignal gemischt. Die Mischung liefert ein in Phase liegendes und ein um 180° versetztes Signal, aus dem die Entfernung i n bekannter Weise bestimmbar ist. Dazu sind die Modulationsphotogates mit einem Hochfrequenzgenerator und die Akkumulationsgates mit einer Auswerteeinheit verbunden. Photomischdetektoren werden auch als PMD-Empfänger bezeichnet. Wie bereits erwähnt, erlauben sie die Auswertung von aus einer Lichtlaufzeit resultierenden Phasendifferenzen. Sie wurden zur Erzeugung von dreidimensionalen Kamerabildern entwickelt, sind aber auch für Entfernungsmesser oder optische Näherungsschalter geeignet. Das Sendesignal wird von einem Hochfrequenzgenerator erzeugt und vorzugsweise mit einer Laserdiode in ein Lichtsignal umgewandelt. Je nach Messaufgabe können die Sendefrequenzen im Bereich von 1 MHz bis 500 MHz liegen. Verwendbar sind alle in diesem Bereich modulierbaren Strahlungsquellen, insbesondere auch LEDs. Besonders geeignet sind allerdings oberflächenemittieren Laserdioden (VCSEL). Da für große Messentfernungen und gering reflektierende Objekte entsprechend hohe Lichtleistungen erforderlich sind, verwendet man auch Senderfelder (Arrays). Das ist zur besseren Wärmeableitung, aber auch für die Augensicherheit vorteilhaft. Die erforderlichen Sendeleistungen liegen oft im Bereich von 10 Watt und darüber. Der differentielle Widerstand von VCSEL-Dioden liegt zwischen 0,1 und 1 Ω. Die Sendeströme können bis zu 10 A betragen. Die Anpassung eines Generators mit der üblichen Impedanz von 50 Ω an einen derart geringen differentiellen Innenwiderstand ist bei den o. g. hohen Frequenzen mit besonderen Schwierigkeiten verbunden. Hinzu kommt die für ein verzerrungsfreies Sinussignal unbedingt erforderliche Vorbestromung (Bias) der Sendediode zur Einstellung ihres Arbeitspunktes. High-frequency sinus modulated light signals are often used in light transit time measuring devices, which can also be a camera for distance determination. The measurement of the distance is based on the phase shift between a transmitted and received as a reflex electromagnetic wave, preferably a light signal. The measuring accuracy increases with smaller wavelengths. Special light transit time measuring devices use one or more pixels, which are used as photonic mixer detectors DE 19704496 C2 and the DE 19821974 B4 known, are formed. They have two photosensitive modulation photogates and two non-photosensitive accumulation gates. To determine the distance, the received signal reflected by an object is mixed with the transmitted signal. The mixture provides a phase in phase and a signal offset by 180 °, from which the distance can be determined in a known manner. For this purpose, the modulation photogates are connected to a high-frequency generator and the accumulation gates are connected to an evaluation unit. Photonic mixer detectors are also referred to as PMD receivers. As already mentioned, they allow the evaluation of phase differences resulting from a light transit time. They are designed to produce three-dimensional camera images, but are also suitable for range finders or optical proximity switches. The transmission signal is generated by a high-frequency generator and preferably converted by a laser diode into a light signal. Depending on the measurement task, the transmission frequencies can range from 1 MHz to 500 MHz. It is possible to use all radiation sources which can be modulated in this area, in particular also LEDs. However, surface emitting laser diodes (VCSELs) are particularly suitable. Since correspondingly high light outputs are required for large measuring distances and low-reflection objects, transmitter fields (arrays) are also used. This is advantageous for better heat dissipation, but also for eye safety. The required transmit power is often in the range of 10 watts and above. The differential resistance of VCSEL diodes is between 0.1 and 1 Ω. The transmission currents can be up to 10 A. The adaptation of a generator with the usual impedance of 50 Ω to such a low differential internal resistance is associated with the above high frequencies with particular difficulties. In addition, the pre-energization (bias) of the transmitting diode which is absolutely necessary for a distortion-free sinusoidal signal is used to set its operating point.

Die DE 10 2011 078 307 A1 zeigt eine Beleuchtungsanordnung zur Versorgung des Senders einer Lichtlaufzeitkamera mit hochfrequentem sinusförmigem Wechselstrom Das geschieht mit Hilfe eines zwischen einer Spanungsquelle und der Sendediode angeordneten Reihenschwingkreises, wobei der Reihenschwingkreis über einen Gegentaktverstärker abwechselnd mit der Spannungsquelle oder mit Masse verbunden wird. Der Arbeitspunkt der Sendediode wird mit einer Gleichstromquelle eingestellt, deren Strom über eine Frequenzweiche eingespeist wird. The DE 10 2011 078 307 A1 This is done with the aid of a arranged between a voltage source and the transmitter diode series resonant circuit, wherein the series resonant circuit is connected via a push-pull amplifier alternately to the voltage source or to ground. The operating point of the transmitter diode is set with a DC source whose current is fed through a crossover.

Nachteilig an dieser Anordnung ist die durch den starken Resonanzstrom des Schwingkreises bedingte hohe Strombelastung des Gegentaktverstärkers. Dies erfordert insbesondere bei hohen Frequenzen im Bereich größer 50 MHz eine entsprechend aufwendige Schaltung mit hoch belastbaren Bauelemente oder die Parallelschaltung mehrerer Endstufen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungseinheit zur Erzeugung eines hochfrequenten sinusmodulierten Lichtsignals für ein Lichtlaufzeitmessgerät anzugeben, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist, die insbesondere die Strombelastung des Gegentaktverstärkers verringert, die einen höheren Wirkungsgrad aufweist, die auch für hohe Frequenzen größer 100 MHz geeignet ist, die einfach aufgebaut ist und die kostengünstig herstellbar ist. A disadvantage of this arrangement is due to the strong resonance current of the resonant circuit high current load of push-pull amplifier. This requires, in particular at high frequencies in the range greater than 50 MHz, a correspondingly complex circuit with highly loadable components or the parallel connection of several output stages. The object of the invention is to provide a lighting unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a light transit time meter, which does not have the disadvantages mentioned above, which reduces in particular the current load of the push-pull amplifier, which has a higher efficiency, even for high frequencies greater than 100 MHz is suitable, which is simple and which is inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. This object is achieved with the characterizing features of claim 1. The subclaims relate to the advantageous embodiment of the invention.

Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, den Schwingkreis in dem die Sendediode angeordnet ist, als Parallelschwingkreis auszubilden und zwei separate Schalttransistoren des Gegentaktverstärkers außerhalb des Schwingkreises anzuordnen. Der Resonanzstrom des Schwingkreises ist damit vom Gegentaktverstärker getrennt, durch den Gegentaktverstärker fließt ein kleinere Strom. Das geschieht erfindungsgemäß voreilhaft durch einen im Gegentakt gespeisten Parallelschwingkreis, in dessen Strompfad die über eine Frequenzweiche zusätzlich bestromte Sendediode eingefügt ist. The essential idea of the invention is to design the resonant circuit in which the transmitter diode is arranged as a parallel resonant circuit and to arrange two separate switching transistors of the push-pull amplifier outside the resonant circuit. The resonant current of the resonant circuit is thus separated from the push-pull amplifier, through the push-pull amplifier flows a smaller current. According to the invention, this happens prematurely by means of a parallel resonant circuit fed in push-pull, in whose current path the transmitting diode, which is additionally energized via a crossover, is inserted.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kollektoren der Treibertransistoren über eine gemeinsame Drossel mit dem Pluspol der Spannungsquelle, die beiden Emitter mit den äußeren Anschlüssen der Schwingkreisinduktivität und die Mittenanzapfung der Schwingkreisinduktivität mit Masse verbunden. So liegen auf den Anschlüssen des Sendebauelements nur sehr kleine sinusförmige, gegenläufige Spannungen unter 100 mV, die eine galvanische Verbindung zu einem Kühlkörper zulassen, ohne die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) spürbar zu beeinträchtigen. Dadurch wird eine effizientere Kühlung der Sendediode erreicht. Außerdem können auch hier NPN-Transistoren verwendet werden, die wegen ihrer besseren Hochfrequenzeigenschaften geeigneter sind als PNP-Typen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass die bei hohen Frequenzen kritische zeitliche Überlappung der Schaltzeiten der Endstufe, die die zu Schwingkreisverlusten führt und die Transistoren zusätzlich erwärmt, durch die weiter unten gezeigten Schaltungen vermieden werden kann. Bei der Schwingkreisinduktivität kann es sich um eine angezapfte Spule oder auch um zwei Koaxialleitungsstücke handeln. Der Resonanzkreis wird erfindungsgemäß so gestaltet, dass einer vergleichsweise hohen Kapazität eine geringe Induktivität gegenübersteht. Beispielsweise können für 100 MHz eine Kapazität von 0,5 nF und die zugehörige Induktivität von etwa 5 nH eingesetzt werden. In an advantageous embodiment, the collectors of the driver transistors are connected via a common throttle to the positive pole of the voltage source, the two emitters to the outer terminals of the resonant circuit and the center tap of the resonant circuit inductor to ground. Thus, only very small sinusoidal, opposing voltages below 100 mV, which allow a galvanic connection to a heat sink, without the electromagnetic compatibility (EMC) lie on the terminals of the transmission component. noticeably impaired. As a result, a more efficient cooling of the transmitter diode is achieved. In addition, NPN transistors can also be used here, which are more suitable than PNP types because of their better high-frequency properties. A further advantage of the arrangement according to the invention is that the critical temporal overlapping of the switching times of the final stage, which leads to resonant circuit losses and additionally heats the transistors at high frequencies, can be avoided by the circuits shown below. The resonant circuit inductance may be a tapped coil or two coaxial line pieces. The resonant circuit is inventively designed so that a comparatively high capacitance faces a low inductance. For example, for 0.5 MHz, a capacitance of 0.5 nF and the associated inductance of about 5 nH can be used.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel mit seinen wesentlichen Baugruppen. 1 shows a first embodiment with its essential components.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit geerdeter Mittelanzapfung. 2 shows a second embodiment with grounded center tap.

3 zeigt ein für zwei Arbeitsfrequenzen geeignetes Ausführungsbeispiel. 3 shows an embodiment suitable for two operating frequencies.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit verteilter Induktivität. 4 shows a further embodiment with distributed inductance.

5 zeigt ein weiteres für zwei Arbeitsfrequenzen geeignetes Ausführungsbeispiel. 5 shows another embodiment suitable for two operating frequencies.

Die 1 zeigt eine erste Beleuchtungseinheit mit einer Spannungsquelle 1, einem Gegentaktverstärker 2, einem Parallelschwingkreis 3, einer Stromquelle 4 und einer Laserdiode 5 (VCSEL) als Lichtemitter, sowie einem Taktgeber zur Erzeugung des Sendetaktes. Der Parallelschwingkreis 3 besteht aus einer Induktivität 30 mit einer Anzapfung 31, sowie den in Reihe geschalteten vorzugsweise gleichen Kreiskapazitäten 32 und 33. Die Mittenanzapfung 31 des Schwingkreises 3 ist über eine Drossel Dr mit der Spannungsquelle 1 verbunden. An Stelle der Drossel Dr kann auch eine andere zur Entkopplung der Spannungsquelle 1 geeignete Frequenzweiche eingesetzt werden. Der Gegentaktverstärker 2 wird vom PMD-Taktgeber, der die hier nicht dargestellten Modulationsphotogates des o. g. Photomischdetektors, steuert, mit zwei um 180° phasenverschobenen Rechtecksignalen Q und Q_quer versorgt. Der Schwingkreis 3 ist selbstverständlich auf die Grundfrequenz des PMD-Taktes abgestimmt, der somit auch den Sendetakt der Beleuchtungseinheit darstellt. Um die Strompfade 21 und 22 des zur Anregung des Schwingkreises 3 dienenden Gegentaktverstärkers 2 symmetrisch zu belasten, ist die Induktivität 30 genau in der Mitte angezapft. Um die Hochfrequenzspannung an den Anschlüssen der Sendediode 5 gering zu halten, sollten die Kreiskapazitäten 32 und 33 gleich groß gewählt werden. Die Sendediode 5 wird also vom Schwingkreisstrom durchflossen und zusätzlich mit einem Vorstrom (Bias) beaufschlagt, um Verzerrungen zu vermeiden und so ihre sinusförmige Aussteuerung zu ermöglichen. Der Vorstrom wird von einer Stromquelle 4 geliefert, die hier über eine aus zwei Drosseln Dr und den Kreiskapazitäten 32 und 33 bestehenden Frequenzweiche besteht. So wird der Verstärker 2 nicht mit dem sinusförmigen Schwingkreisstrom belastet, was dessen Erwärmung reduziert und die Verwendung schwächerer kostengünstigerer Endstufentransistoren erlaubt. Die zwischen Kollektor und Basis angeordneten Dioden D verhindern die Sättigung der Transistoren und damit auch die oben genannte Überlappung der Schaltzeiten. The 1 shows a first lighting unit with a voltage source 1 , a push-pull amplifier 2 , a parallel resonant circuit 3 , a power source 4 and a laser diode 5 (VCSEL) as a light emitter, as well as a clock generator for generating the transmission clock. The parallel resonant circuit 3 consists of an inductance 30 with a tap 31 , as well as the series connected preferably the same circuit capacities 32 and 33 , The center tap 31 of the resonant circuit 3 is via a choke Dr with the voltage source 1 connected. Instead of the throttle Dr can also be another for decoupling the voltage source 1 suitable crossover can be used. The push-pull amplifier 2 is supplied by the PMD clock, which controls the modulation photogates of the above-mentioned photonic mixer, not shown, with two 180 ° phase-shifted square wave signals Q and Q _across . The resonant circuit 3 is of course tuned to the fundamental frequency of the PMD clock, which thus also represents the transmission clock of the lighting unit. To the rungs 21 and 22 of the excitation of the resonant circuit 3 serving push-pull amplifier 2 Symmetric load is the inductance 30 tapped exactly in the middle. To the high-frequency voltage at the terminals of the transmitter diode 5 keep the circuit capacity low 32 and 33 be chosen the same size. The transmitting diode 5 Thus, the resonant circuit current flows through and in addition a bias current (bias) is applied in order to avoid distortions and thus to enable their sinusoidal modulation. The bias current is from a power source 4 supplied here by one of two throttles Dr and the circuit capacities 32 and 33 existing crossover exists. This is how the amplifier works 2 not burdened with the sinusoidal resonant circuit current, which reduces its heating and allows the use of weaker lower cost final stage transistors. The arranged between the collector and base diodes D prevent the saturation of the transistors and thus also the above-mentioned overlap of the switching times.

Die 2 zeigt eine für höhere Frequenzen geeignete zweite Beleuchtungseinheit, wobei die Schwingkreisinduktivität 30 von den Außenleitern (Mänteln) zweier koaxialen Leiterstücke 30 gebildet wird. Die Kollektoren der Endstufentransistoren sind über eine gemeinsame Drossel Dr mit der Betriebsspannung 1 verbunden, und damit hochfrequenzmäßig entkoppelt. Die Außenleiter der Koaxialleitungen sind konsequenterweise mit Masse verbunden. Zur Anregung des Schwingkreises 3 werden für hohe Frequenzen besser geeignete und somit leichter verfügbare NPN-Transistoren eingesetzt. Deshalb wurde die Last in den Emitterzweig der Transistoren gelegt. Die Koaxialleiter 30 dienen zur Einkopplung der PMD-Taktsignale Q und Q_quer. Sie verhalten sich wie stromkompensierte Drosseln und können vorteilhaft auch als Leiterbahnen in einer mehrlagigen Leiterplatte ausgeführt werden. Die Anschlüsse der Sendediode 5 führen wegen der Symmetrie der Schaltung und ihres geringen Innenwiderstandes nur ca. 100 mV Hochfrequenzspannung. Das erleichtert, wie bereits oben ausgeführt, die Wärmeableitung. Die Sendediode wird in bekannter Weise über eine Frequenzweiche vorbestromt. The 2 shows a suitable for higher frequencies second illumination unit, wherein the resonant circuit inductance 30 from the outer conductors (sheaths) of two coaxial conductor pieces 30 is formed. The collectors of the output stage transistors are connected to the operating voltage via a common choke Dr 1 connected, and thus high frequency decoupled. The outer conductors of the coaxial cables are consequently connected to ground. For excitation of the resonant circuit 3 For higher frequencies, more suitable and thus more readily available NPN transistors are used. Therefore, the load was placed in the emitter arm of the transistors. The coaxial conductors 30 serve to couple the PMD clock signals Q and Q _across . They behave like current-compensated chokes and can advantageously also be designed as strip conductors in a multilayer printed circuit board. The connections of the transmitter diode 5 lead due to the symmetry of the circuit and its low internal resistance only about 100 mV high frequency voltage. This facilitates, as already stated above, the heat dissipation. The transmitter diode is pre-energized in a known manner via a crossover.

Die 3 zeigt eine Beleuchtungseinheit für zwei Arbeitsfrequenzen f1 und f2. Zwei oder auch mehre Arbeitsfrequenzen werden benötigt, um den Eindeutigkeitsbereich der PMD-Entfernungsmesser zu vergrößern. Die beiden mit f1 und f2 bezeichneten Frequenzen werden nacheinander vom PMD-Taktgeber bereitgestellt. Sonst entspricht die Schaltung der 2. Die Versorgung kann natürlich auch aus einer gemeinsamen Spannungsquelle 1 erfolgen. The 3 shows a lighting unit for two operating frequencies f1 and f2. Two or more operating frequencies are needed to increase the uniqueness range of the PMD rangefinder. The two frequencies designated f1 and f2 are successively provided by the PMD clock. Otherwise the circuit corresponds to the 2 , The supply can of course also from a common voltage source 1 respectively.

Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit verteilten Induktivitäten 30, die auch als Leiterbahnen in einer Mehrschichtleiterplatte (Multilayer), oder auch als Topfkreis ausgeführt sein können. Schaltungstechnisch entspricht sie weitgehend der 1. The 4 shows an embodiment with distributed inductances 30 , which can also be designed as printed conductors in a multilayer printed circuit board (multilayer), or as a pot circuit. Circuit technology, it largely corresponds to the 1 ,

Um die hohen Sendeströme zu erreichen, sollten Induktivität und Kapazität bei der Resonanzfrequenz einen Blindwiderstand von weniger als 5 V/A, ist, typisch 3 V/A, aufweisen. Bei 100 MHz entspricht das einem L/C-Verhältnis von 5 nH / 0,5 nF. Die genannte Induktivität kann mit einer einzigen hinterkupferten Windung realisiert werden. Da die Schwingkreiskapazität hauptsächlich aus den in Reihe geschalteten Kreiskapazitäten 32 und 33 besteht, sind diese mit jeweils 1 nF zu bemessen. Die in den 2 und 3 gezeigten Schaltungen können selbstverständlich auch so aufgebaut werden. In order to achieve the high transmission currents, inductance and capacitance at the resonant frequency should have a reactance of less than 5 V / A, typically 3 V / A. At 100 MHz, this corresponds to an L / C ratio of 5 nH / 0.5 nF. The said inductance can be realized with a single back-coppered winding. Since the resonant circuit capacitance mainly from the series-connected circuit capacities 32 and 33 exists, these are each rated at 1 nF. The in the 2 and 3 Of course, circuits shown can also be constructed so.

Die 5 zeigt eine Beleuchtungseinheit für zwei unterschiedliche Frequenzen f1 und f2. Die Schaltung entspricht im Wesentlichen der 4. Wie man an der deutlich längeren unteren Leitung 30 erkennt, liegt f2 ca. 50% unterhalb von f1. The 5 shows a lighting unit for two different frequencies f1 and f2. The circuit essentially corresponds to the 4 , As you can see on the much longer lower line 30 recognizes, f2 is about 50% below f1.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit ist besonders für PMD-Kameras geeignet. Für weit entfernte Objekte mit geringer Reflektivität wird eine Lichtquelle mit hoher Lichtleistung benötigt. The lighting unit according to the invention is particularly suitable for PMD cameras. For distant objects with low reflectivity, a light source with high light output is needed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Spannungsquelle (vorzugsweise Gleichspannungsquelle) Voltage source (preferably DC voltage source)
2 2: Gegentaktverstärker (mit zwei im Gegentakt arbeitenden Zweigen) Push-pull amplifier (with two push-pull branches)
21 21: Erster Strompfad des Gegentaktverstärkers 2 First current path of the push-pull amplifier 2
22 22: Zweiter Strompfad des Gegentaktverstärkers 2 Second current path of the push-pull amplifier 2
3 3: Schwingkreis (Parallelschwingkreis) Resonant circuit (parallel resonant circuit)
30 30: Induktivität (Schwingkreisinduktivität) Inductance (resonant circuit inductance)
31 31: Anzapfung 31 der Schwingkreisinduktivität 30 tap 31 the resonant circuit inductance 30
32 32: Erste Kreiskapazität (erster Teil der Schwingkreiskapazität) First circuit capacity (first part of the resonant circuit capacity)
33 33: Zweite Kreiskapazität (zweiter Teil der Schwingkreiskapazität) Second circuit capacity (second part of the resonant circuit capacity)
4 4: Stromquelle (vorzugsweise Gleichstrom zur Bestromung der Sendediode Current source (preferably DC for energizing the transmitter diode
5 5: Sendediode, (vorzugsweise VCSEL, aber auch LED oder Kantenemitter) Transmitting diode, (preferably VCSEL, but also LED or edge emitter)
6 6: Taktgeber für den PMD-Takt (zwei um 180° verschob ene Rechtecksignale) Clock for the PMD clock (two 180 ° shifted squarewave signals)

Claims

Illumination unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a light transit time measuring device with a voltage source ( 1 ), a push-pull amplifier ( 2 ), a resonant circuit ( 3 ), a power source ( 4 ), a transmitting diode ( 5 ) and a clock ( 6 ), wherein the transmitting diode ( 5 ) from the current of the resonant circuit ( 3 ) and in addition from the power source ( 4 ) is energized, characterized in that the resonant circuit ( 3 ) is designed as a parallel resonant circuit, wherein the inductance ( 30 ) a tap ( 31 ), and two series-connected circuit capacities ( 32 . 33 ) are present, wherein the transmitting diode ( 5 ) between the district capacities ( 32 . 33 ), and wherein the push-pull amplifier ( 2 ) two switchable current paths ( 21 . 22 ), each with an outer terminal of the inductance ( 30 ), the switchable current paths ( 21 . 22 ) from the clock ( 6 ) are controlled in push-pull.

Lighting unit according to claim 1, characterized in that the resonant circuit ( 3 ) about its tap ( 31 ) with the voltage source ( 1 ), the current paths ( 21 . 22 ) of the push-pull amplifier ( 2 ) in each case between the Kreiskapazitäten ( 32 . 33 ) and the outer terminals of the inductance ( 30 ) are arranged, and connect them in the transmission clock alternately with ground.

Lighting unit according to claim 1, characterized in that the resonant circuit ( 3 ) about its tap ( 31 ) is connected to ground, the current paths ( 21 . 22 ) of the push-pull amplifier ( 2 ) between the capacities ( 32 . 33 ) and the outer terminals of the inductance ( 30 ) are arranged, and these alternately in the transmission clock with the voltage source ( 1 ) connect.

Lighting unit according to one of the preceding claims, characterized in that the inductance ( 30 ) has a reactance of less than 5 V / A in the case of resonance.