DE102018108926B3 - Illumination for a photoflash camera and time of flight camera system and method of operating such illumination - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Lichtlaufzeitkamera, bei dem der Strom zur Beleuchtung 12 mit Hilfe einer regelbaren Spannungsquelle eingestellt wird, und als Spannungsstartwert einer Modulationsphase n der Spannungswert der letzten Modulationsphase n-1 verwendet wird.Method for operating a photoflash camera, in which the current to the illumination 12 is adjusted by means of a controllable voltage source, and the voltage value of the last modulation phase n-1 is used as the voltage starting value of a modulation phase n.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtung für eine Lichtlaufzeitkamera und Verfahren zum Betreiben einer solchen nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a lighting for a Lichtlaufzeitkamera and method for operating such according to the class of the independent claims.

Die Erfindung betrifft insbesondere alle Lichtlaufzeit bzw. 3D-TOF-Kamerasysteme, die eine Laufzeitinformation aus der Phasenverschiebung einer emittierten und empfangenen Strahlung gewinnen. Als Lichtlaufzeit bzw. 3D-TOF-Kameras sind insbesondere PMD-Kameras mit Photomischdetektoren (PMD) geeignet, wie sie beispielsweise in der DE 197 04 496 A1 beschrieben und von der Firma ‚ifm electronic GmbH‘ oder ‚PMD-Technologies GmbH‘ als Frame-Grabber O3D bzw. als CamCube zu beziehen sind. Die PMD-Kamera erlaubt insbesondere eine flexible Anordnung der Lichtquelle und des Detektors, die sowohl in einem Gehäuse als auch separat angeordnet werden können. Selbstverständlich sollen mit dem Begriff Kamera bzw. Kamerasystem auch Kameras bzw. Geräte mit mindestens einem Empfangspixel mit umfasst sein, wie beispielsweise das Entfernungsmessgerät O1D der Anmelderin.In particular, the invention relates to all the time of flight of light or 3D TOF camera systems which acquire transit time information from the phase shift of an emitted and received radiation. As a light transit time or 3D TOF cameras in particular PMD cameras with photonic mixer detectors (PMD) are suitable, as for example in the DE 197 04 496 A1 and can be obtained from the company 'ifm electronic GmbH' or 'PMD-Technologies GmbH' as frame grabber O3D or as CamCube. In particular, the PMD camera allows a flexible arrangement of the light source and the detector, which can be arranged both in a housing and separately. Of course, the term camera or camera system should also encompass cameras or devices with at least one receiving pixel, such as, for example, the distance measuring device O1D of the Applicant.

Aus der DE 197 04 496 A1 ist ferner die Bestimmung einer Entfernung bzw. einer entsprechenden Phasenverschiebung des von einem Objekt reflektierten Lichts bekannt. Insbesondere wird offenbart, die Sendermodulation gezielt um 0°, 90°, 180° oder 270° zu verschieben, um aus diesen vier Phasenmessungen über eine arctan-Funktion eine Phasenverschiebung und somit eine Entfernung zu bestimmen.From the DE 197 04 496 A1 Furthermore, the determination of a distance or a corresponding phase shift of the reflected light from an object is known. In particular, it is disclosed to selectively shift the transmitter modulation by 0 °, 90 °, 180 ° or 270 ° in order to determine a phase shift and thus a distance from these four phase measurements via an arctan function.

Aus der DE 10 2017 206 672 A1 ist eine Schaltung zum Betreiben einer Lichtquelle bekannt, bei der die Beleuchtung mit einer Strom- und Spannungsregelung ausgebildet ist, wobei während der aktiven Modulationsphase eine Stromregelung und während der Pausen zwischen den Modulationsphasen eine Spannungsregelung erfolgt.From the DE 10 2017 206 672 A1 a circuit for operating a light source is known, in which the illumination is formed with a current and voltage regulation, wherein during the active modulation phase, a current regulation and during the pauses between the modulation phases, a voltage regulation takes place.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Entfernungsmessung eines Lichtlaufzeitkamerasystems zu verbessern.The object of the invention is to improve the distance measurement of a light transit time camera system.

Die Aufgabe wird in vorteilhafter Weise durch das erfindungsgemäße Lichtlaufzeitkamerasystem und Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object is achieved in an advantageous manner by the inventive time of flight camera system and method according to the preamble of the independent claims.

Vorteilhaft ist ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtung für eine Lichtlaufzeitkamera vorgesehen, bei der die Beleuchtung wenigstens eine modulierbare Lichtquelle, eine Modulationssignalquelle, eine regelbare Spannungsquelle, eine Spannungsmessung , eine Strommessung und einen Controller aufweist,

  • - bei dem die Lichtquelle in einer Modulationsphase mit mehreren Pulsen moduliert wird,
  • - bei dem der Controller in den Modulationsphasen ausgehend von der Strommessung den zur Lichtquelle fließenden mittleren Strom durch Verändern der Versorgungsspannung auf einen mittleren Sollstrom einstellt,
  • - bei dem die Stromregelung in den Modulationsphasen mit einer Start-Stellgröße beginnt, die als Spannungsendwert am Ende der Stromregelung der vorhergehenden Modulationsphase anlag.
Advantageously, a method for operating a lighting for a light runtime camera is provided, in which the lighting comprises at least one modulatable light source, a modulation signal source, a controllable voltage source, a voltage measurement, a current measurement and a controller,
  • in which the light source is modulated in a modulation phase with a plurality of pulses,
  • in which, in the modulation phases, the controller adjusts the average current flowing to the light source by varying the supply voltage to a mean desired current starting from the current measurement,
  • - In which the current control begins in the modulation phases with a start command value, which applied as voltage end value at the end of the current control of the previous modulation phase.

Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass insbesondere elektrische und thermische Veränderungen der Beleuchtung dynamisch kompensiert werden können.This approach has the advantage that in particular electrical and thermal changes in the lighting can be dynamically compensated.

Ebenso vorteilhaft ist eine Lichtlaufzeitkamera bzw. Lichtlaufzeitkamerasystem vorgesehen, das zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens ausgebildet ist.Likewise advantageously, a light cycle camera or light time camera system is provided, which is designed to carry out the aforementioned method.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.

Es zeigen:

  • 1 schematisch ein Lichtlaufzeitkamerasystem,
  • 2 eine modulierte Integration erzeugter Ladungsträger,
  • 3 eine erfindungsgemäße Strom- / Spannungsregelung,
  • 4 ein Zeitdiagramm der erfindungsgemäßen Regelung.
Show it:
  • 1 schematically a light transit time camera system,
  • 2 a modulated integration of generated charge carriers,
  • 3 a current / voltage control according to the invention,
  • 4 a timing diagram of the control according to the invention.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of the preferred embodiments, like reference characters designate like or similar components.

1 zeigt eine Messsituation für eine optische Entfernungsmessung mit einer Lichtlaufzeitkamera, wie sie beispielsweise aus der DE 197 04 496 A1 bekannt ist. 1 shows a measurement situation for an optical distance measurement with a light time camera, as for example from the DE 197 04 496 A1 is known.

Das Lichtlaufzeitkamerasystem 1 umfasst eine Sendeeinheit bzw. ein Beleuchtungsmodul 10 mit einer Beleuchtung 12 und einer dazugehörigen Strahlformungsoptik 15 sowie eine Empfangseinheit bzw. Lichtlaufzeitkamera 20 mit einer Empfangsoptik 25 und einem Lichtlaufzeitsensor 22.The light transit time camera system 1 comprises a transmitting unit or a lighting module 10 with a lighting 12 and associated beam shaping optics 15 as well as a receiving unit or light runtime camera 20 with a receiving optics 25 and a light transit time sensor 22 ,

Der Lichtlaufzeitsensor 22 weist mindestens ein Laufzeitpixel, vorzugsweise auch ein Pixel-Array auf und ist insbesondere als PMD-Sensor ausgebildet. Die Empfangsoptik 25 besteht typischerweise zur Verbesserung der Abbildungseigenschaften aus mehreren optischen Elementen. Die Strahlformungsoptik 15 der Sendeeinheit 10 kann beispielsweise als Reflektor oder Linsenoptik ausgebildet sein. In einer sehr einfachen Ausgestaltung kann ggf. auch auf optische Elemente sowohl empfangs- als auch sendeseitig verzichtet werden.The light transit time sensor 22 has at least one time-of-flight pixel, preferably also a pixel array, and is in particular a PMD sensor educated. The receiving optics 25 typically consists of improving the imaging characteristics of multiple optical elements. The beam shaping optics 15 the transmitting unit 10 may be formed for example as a reflector or lens optics. In a very simple embodiment, if necessary, optical elements can also be dispensed with both on the receiving side and on the transmitting side.

Das Messprinzip dieser Anordnung basiert im Wesentlichen darauf, dass ausgehend von der Phasenverschiebung des emittierten und empfangenen Lichts die Laufzeit und somit die zurückgelegte Wegstrecke des empfangenen Lichts ermittelt werden kann. Zu diesem Zwecke werden die Lichtquelle 12 und der Lichtlaufzeitsensor 22 über einen Modulator 30 gemeinsam mit einem bestimmten Modulationssignal Mo mit einer Basisphasenlage φ0 beaufschlagt. Im dargestellten Beispiel ist ferner zwischen dem Modulator 30 und der Lichtquelle 12 ein Phasenschieber 35 vorgesehen, mit dem die Basisphase φ0 des Modulationssignals Mo der Lichtquelle 12 um definierte Phasenlagen φvar verschoben werden kann. Für typische Phasenmessungen werden vorzugsweise Phasenlagen von φvar = 0°, 90°, 180°, 270° verwendet.The measurement principle of this arrangement is essentially based on the fact that, based on the phase shift of the emitted and received light, the transit time and thus the distance covered by the received light can be determined. For this purpose, the light source 12 and the light transit time sensor 22 via a modulator 30 together with a certain modulation signal M o with a base phase position φ 0 applied. In the example shown is also between the modulator 30 and the light source 12 a phase shifter 35 provided with which the base phase φ 0 the modulation signal Mo of the light source 12 around defined phase positions φ var can be moved. For typical phase measurements, phase positions of φ var = 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° are preferably used.

Entsprechend des eingestellten Modulationssignals sendet die Lichtquelle 12 ein intensitätsmoduliertes Signal Sp1 mit der ersten Phasenlage p1 bzw. p1 = φ0 + φvar aus. Dieses Signal Sp1 bzw. die elektromagnetische Strahlung wird im dargestellten Fall von einem Objekt 40 reflektiert und trifft aufgrund der zurückgelegten Wegstrecke entsprechend phasenverschoben Δφ(tL) mit einer zweiten Phasenlage p2 = φ0 + φvar + Δφ(tL) als Empfangssignal Sp2 auf den Lichtlaufzeitsensor 22. Im Lichtlaufzeitsensor 22 wird das Modulationssignal Mo mit dem empfangenen Signal Sp2 gemischt, wobei aus dem resultierenden Signal die Phasenverschiebung bzw. die Objektentfernung d ermittelt wird.The light source transmits according to the set modulation signal 12 an intensity modulated signal S p1 with the first phase position p1 or p1 = φ 0 + φ var . This signal S p1 or the electromagnetic radiation is in the illustrated case of an object 40 reflected and hits due to the distance traveled accordingly phase-shifted Δφ (t L ) with a second phase position p2 = φ 0 + φ var + Δφ (t L ) as a received signal S p2 on the light transit time sensor 22 , In the time of flight sensor 22 becomes the modulation signal M o with the received signal S p2 mixed, wherein from the resulting signal, the phase shift or the object distance d is determined.

Ferner weist das System ein Modulationssteuergerät 27 auf, das in Abhängigkeit der vorliegenden Messaufgabe die Phasenlage φvar das Modulationssignal Mo verändert und/oder über einen Frequenzoszillator 38 die Modulationsfrequenz einstellt.Furthermore, the system has a modulation control unit 27 on, depending on the present measurement task, the phase position φ var the modulation signal Mo changed and / or via a frequency oscillator 38 sets the modulation frequency.

Als Beleuchtungsquelle bzw. Lichtquelle 12 eignen sich vorzugsweise Infrarot-Leuchtdioden oder Laserdioden z.B. VCSEL. Selbstverständlich sind auch andere Strahlungsquellen in anderen Frequenzbereichen denkbar, insbesondere kommen auch Lichtquellen im sichtbaren Frequenzbereich in Betracht.As illumination source or light source 12 Infrared light-emitting diodes or laser diodes, for example VCSELs, are preferably suitable. Of course, other radiation sources in other frequency ranges are conceivable, in particular, light sources in the visible frequency range are also considered.

Das Grundprinzip der Phasenmessung gemäß DE 197 04 496 A1 , auf die Bezug genommen wird, ist schematisch in 2 dargestellt. Die obere Kurve zeigt den zeitlichen Verlauf des Modulationssignals Mo mit der die Beleuchtung 12 und der Lichtlaufzeitsensor 22 angesteuert werden. Das vom Objekt 40 reflektierte Licht trifft als Empfangssignal Sp2 entsprechend seiner Lichtlaufzeit tL phasenverschoben Δφ(tL) auf den Lichtlaufzeitsensor 22. Der Lichtlaufzeitsensor 22 sammelt die photonisch erzeugten Ladungen q über mehrere Modulationsperioden in der Phasenlage des Modulationssignals M0 in einem ersten Akkumulationsgate Ga und in einer um 180° verschobenen Phasenlage M0 + 180° in einem zweiten Akkumulationsgate Gb. Aus dem Verhältnis der im ersten und zweiten Gate Ga, Gb gesammelten Ladungen qa, qb lässt sich die Phasenverschiebung Δφ(tL) und somit eine Entfernung d des Objekts bestimmen.The basic principle of phase measurement according to DE 197 04 496 A1 to which reference is made is schematically in 2 shown. The upper curve shows the time course of the modulation signal Mo with the illumination 12 and the light transit time sensor 22 be controlled. The object 40 reflected light hits as received signal S p2 according to its light-time t L phase Δφ (t L ) on the light transit time sensor 22 , The light transit time sensor 22 collects the photonically generated charges q over several modulation periods in the phase position of the modulation signal M 0 in a first accumulation gate ga and in a 180 ° shifted phase position M 0 + 180 ° in a second accumulation Gb. From the ratio of the charges qa, qb collected in the first and second gates Ga, Gb, the phase shift can be determined Δφ (t L ) and thus a distance d of the object.

3 zeigt einen Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Strom- und Spannungsversorgung der Lichtquelle 12 ist eine regelbare Spannungsquelle 130 vorgesehen, die anhand von ermittelten Strom- und Spannungswerten durch einen Controller 140 angesteuert wird. Kathodenseitig der Lichtquelle 12 ist ein Schalter 120 vorgesehen, der ausgehend vom Modulationssignal der Modulationssignalquelle bzw. des Modulators 30 oder Phasenschiebers 35 angesteuert wird. Die Modulationssignalquelle 30, 35 stellt zudem ein Hüllkurvensignal PulsH der Modulation für den Controller 140 zur Verfügung. 3 shows a structure for carrying out the method according to the invention. For power and voltage supply of the light source 12 is a controllable voltage source 130 provided on the basis of determined current and voltage values by a controller 140 is controlled. Cathode side of the light source 12 is a switch 120 provided, starting from the modulation signal of the modulation signal source or the modulator 30 or phase shifter 35 is controlled. The modulation signal source 30 . 35 also provides an envelope signal Pulse H the modulation for the controller 140 to disposal.

Der zur Lichtquelle 12 fließende mittlere Strom IB wird über einen Spannungsabfall eines Messwiderstands R ermittelt und über einen Differenzverstärker 110 dem Controller 140 als Strom-Signal UI zugeführt. Abhängig von der Größe des Widerstands R und der Verstärkung des Differenzverstärkers 110 ergibt sich ein Istwert mit der Einheit Ampere pro Volt [A/V].The light source 12 flowing middle stream I B is due to a voltage drop of a measuring resistor R determined and via a differential amplifier 110 the controller 140 as a current signal U I fed. Depending on the size of the resistor R and the gain of the differential amplifier 110 results in an actual value with the unit amperes per volt [A / V].

Der Controller 140 erfasst zudem die am Ausgang der regelbaren Spannungsquelle 130 anliegende Versorgungsspannung UV . Die Spannung UV kann entweder vor oder nach dem Widerstand R gemessen werden. Das Zeitfenster für die Stromregelung wird durch die Hüllkurve PulsH bestimmt. Durch den Kondensator C wird für die Messung der durch die Lichtquelle 12 fließende Strom IB gemittelt bzw. geglättet so dass am Widerstand R ein mittlerer Strom IB des durch die Lichtquelle 12 fließenden Stroms IB abgreifbar ist.The controller 140 also detects the output of the controllable voltage source 130 applied supply voltage U V , The voltage U V can be either before or after the resistance R be measured. The time window for current regulation is determined by the envelope Pulse H certainly. Through the capacitor C is used for the measurement of the light source 12 flowing electricity I B averaged or smoothed so that at the resistor R a medium current I B by the light source 12 flowing electricity I B can be tapped.

Ausgehend von dem Hüllkurvensignal PulsH ist es vorgesehen zwischen einer Strom- oder Spannungsregelung umzuschalten.Starting from the envelope signal Pulse H it is intended to switch between a current or voltage regulation.

Im Modus Stromregelung ist es vorgesehen, den mittleren Stromfluss IB zur Lichtquelle 12 zu regeln. Die RegelgrößeIB wird über den Widerstand R und Differenzverstärker 110 dem Controller 140 als Strom-Istwert IB_ist bzw. Stromsignal-Istwert UI(IB _ist ) [A/V] zur Verfügung gestellt. Der Controller 140 dient als Regler und generiert aus dem Strom-Istwert IB_ist und einer vorzugsweise im Controller 140 hinterlegten Führungsgröße bzw. Sollwert IB_soll eine Steuergröße (UPWM ) für den Spannungsregler 130, um den mittleren Strom IB über die Versorgungsspannung UV als Stellgröße zu regeln.In current control mode, the average current flow is provided I B to the light source 12 to regulate. The controlled variable I B is about the resistance R and differential amplifier 110 the controller 140 as current actual value I B_ist or current signal actual value U I (I B _is ) [A / V] provided. The controller 140 serves as a controller and generates from the actual current value I B_ist and one preferably in the controller 140 stored reference variable or setpoint I B_soll a control variable ( U PWM ) for the voltage regulator 130 to the middle stream I B over the supply voltage U V to be regulated as a manipulated variable.

Im Modus Spannungsregelung ist es vorgesehen, die an der Lichtquelle 12 anliegende Versorgungsspannung Uv konstant zu halten. Zur Regelung erfasst der Controller 140 die an der Spannungsquelle 130 oder alternativ die an der Lichtquelle 12 anliegenden Versorgungsspannung Uv als Regelgröße bzw. Spannungs-Istwert UV_ist . Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, als Führungsgröße bzw. der Sollwert die am Ende der vorangegangenen Stromreglung anliegende Versorgungsspannung UV_end,n zu verwenden. Der Controller 140 generiert aus den vorliegenden Soll- und Istwerten eine Steuergröße (UPWM ) für den Spannungsregler 130 um die Versorgungsspannung Uv auf den Sollwert zu regeln.In voltage control mode, it is provided that at the light source 12 applied supply voltage uv to keep constant. For regulation, the controller detects 140 the at the voltage source 130 or alternatively at the light source 12 applied supply voltage Uv as a controlled variable or voltage actual value U V_ist , According to the invention, it is provided, as a reference variable or the desired value, the supply voltage applied at the end of the preceding current regulation U V_end, n to use. The controller 140 generates a control variable from the existing setpoints and actual values ( U PWM ) for the voltage regulator 130 to regulate the supply voltage Uv to the setpoint.

In 4 sind in drei Zeitdiagrammen die vorgenannten Regelungen im Detail beschrieben. Wie im ersten Diagramm gezeigt, wird ausgehend von Signalen der Modulationssignalquelle 30,35 dem Controller 140 eine Modulationshüllkurve PulsH zur Verfügung gestellt. Der Beginn der Modulationsphase Mein und das Ende der Modulationsphase Maus können beispielsweise durch die ansteigende und abfallende Flanke der Modulationshüllkurve PulsH erkannt werden.In 4 In three time diagrams, the aforementioned regulations are described in detail. As shown in the first diagram, starting from signals of the modulation signal source 30 . 35 the controller 140 a modulation envelope Pulse H made available. The beginning of the modulation phase Mine and the end of the modulation phase Mice can be determined, for example, by the rising and falling edge of the modulation envelope Pulse H be recognized.

Im zweiten Diagramm ist ein Zeitverlauf des mittleren Stroms IB zur Beleuchtungsquelle 12 gezeigt. Wie beschrieben wird der mittlere Strom IB während der Modulationsphasen auf seine Sollwert IB_soll konstant gehalten. Zwischen den Modulationsphasen n ist der Schalter 120 geöffnet und es fließt kein Strom. Grundsätzlich könnte der Beginn Mein und das Ende Maus einer Modulationsphase n auch an den Flanken des mittleren Stromsignals ermittelt werden.In the second diagram is a time course of the average current I B to the illumination source 12 shown. As described, the average current I B during the modulation phases to its setpoint I B_soll kept constant. Between the modulation phases n is the switch 120 open and no current flows. Basically, the beginning could be My and the end mouse of a modulation phase n also be determined on the flanks of the average current signal.

Im dritten Diagramm ist ein Zeitverlauf der Versorgungsspannung Uv gezeigt. Bei einem initialen Start der Modulation wird an die Lichtquelle 12 vorzugsweise zunächst eine im System hinterlegt Spannung UV_init angelegt.The third diagram shows a time course of the supply voltage uv shown. At an initial start the modulation is sent to the light source 12 preferably initially a voltage stored in the system U V_init created.

In der ersten Modulationsphase n-1 verwendet die Stromregelung als erste Stellgröße bzw. als Spannungsstartwert UV_start die anliegende Versorgungsspannung UV_init. In the first modulation phase n-1 uses the current control as the first manipulated variable or voltage starting value U V_start the applied supply voltage U V_init.

Wie beschrieben erfolgt die Regelung des mittleren Stroms IB durch Verändern der Versorgungsspannung UV . Die Veränderungen der Stellgröße aufgrund der Regeleingriffe sind schematisch dargestellt.As described, the regulation of the average current takes place I B by changing the supply voltage U V , The changes in the manipulated variable due to the control interventions are shown schematically.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, die am Ende der Stromregelung anliegende Versorgungsspannung UV_end,n-1 für die nachfolgende Spannungsregelung als Führungsgröße UV_soll = UV_end,n-1 und für die nachfolgende Stromregelung als Start-Stellgröße UV_start,n = UV_end,n-1 zu verwenden.According to the invention, it is now provided for the supply voltage applied at the end of the current regulation U V_end, n-1 for the subsequent voltage regulation as a reference variable U V_setpoint = U V_end, n-1 and for the subsequent current regulation as start control variable U V_start, n = U V_end, n-1 .

D.h. nach Ende der Modulationsphase Maus wird die Versorgungsspannung Uv wie gezeigt auf der in der Stromregelung zuletzt anliegenden Versorgungsspannung UV_end,n-1 konstant gehalten. Mit dieser Spannung beginnt dann auch die Stromregelung der nachfolgenden Modulationsphase n zum Zeitpunkt Mein.That is, after the end of the modulation phase mouse becomes the supply voltage uv as shown on the last in the current control supply voltage U V_end, n-1 kept constant. With this voltage, the current regulation of the subsequent modulation phase n then begins at the time M y.

Die Strom- und Spannungsregelungen erfolgen somit immer in Abhängigkeit des Spannungsendwerts UV_end,n-1 der in der letzten bzw. vorangegangenen Stromregelung anlag.The current and voltage controls thus always take place as a function of the voltage end value U V_end, n-1 which was in the last or previous current regulation.

Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass der Betrieb der Beleuchtung 12 dynamisch an thermischen und/oder elektrischen Veränderungen der Beleuchtung 12 angepasst werden kann.This approach has the advantage that the operation of the lighting 12 dynamic on thermal and / or electrical changes of the lighting 12 can be adjusted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
LichtlaufzeitkamerasystemTime of flight camera system
1010
Beleuchtungsmodullighting module
1212
Beleuchtunglighting
2020
Empfänger, LichtlaufzeitkameraReceiver, light time camera
2222
LichtlaufzeitsensorTransit Time Sensor
2727
Steuerungcontrol
3030
Modulatormodulator
3535
Phasenschieber, BeleuchtungsphasenschieberPhase shifter, lighting phase shifter
3838
Frequenzoszillatorfrequency oscillator
4040
Objektobject
110110
Verstärker, DifferenzverstärkerAmplifier, differential amplifier
120120
Schaltercounter
130130
regelbare Spannungsquelleadjustable voltage source
140140
Controllercontroller
φ, Δφ(tL)φ, Δφ (t L )
laufzeitbedingte Phasenverschiebungterm-related phase shift
φvar φ var
Phasenlagephasing
φ0 φ 0
Basisphasebase phase
RR
Widerstandresistance
CC
Kondensatorcapacitor
M0 M 0
Modulationssignalmodulation signal
HH
Hüllkurveenvelope
p1p1
erste Phasefirst phase
p2p2
zweite Phasesecond phase
Sp1Sp1
Sendesignal mit erster PhaseTransmission signal with first phase
Sp2sp2
Empfangssignal mit zweiter PhaseReceived signal with second phase
Δq.DELTA.Q
Ladungsdifferenzcharge difference
dd
Objektdistanzsubject Distance

Claims (6)

Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtung (10) für eine Lichtlaufzeitkamera (20), bei der die Beleuchtung (10) wenigstens eine modulierbare Lichtquelle (12), eine Modulationssignalquelle (30,35), eine regelbare Spannungsquelle (130), eine Strommessung (110) und einen Controller (140) aufweist, wobei der Controller (140) zudem eine Versorgungsspannung (Uv) erfasst, - bei dem die Lichtquelle (12) in einer Modulationsphase (n) mit mehreren Pulsen moduliert wird, - bei dem der Controller (140) in den Modulationsphasen (n) ausgehend von der Strommessung (110) den zur Lichtquelle (12) fließenden mittleren Strom (IB ) durch Verändern der Versorgungsspannung (UVn) auf einen mittleren Sollstrom (IB_soll ) einstellt, - bei dem die Stromregelung in den Modulationsphasen (n) mit einer Start-Stellgröße (UV_start,n) beginnt, die als Spannungsendwert (UV_end,n-1) am Ende der Stromregelung der vorhergehenden Modulationsphase (n-1) anlag.Method for operating a lighting system (10) for a light-propagating time camera (20), in which the illumination (10) comprises at least one modulatable light source (12), a modulation signal source (30, 35), a controllable voltage source (130), a current measurement (110) and a controller (140), wherein the controller (140) also detects a supply voltage (Uv), - in which the light source (12) in a modulation phase (s) is modulated with a plurality of pulses, - in which the controller (140) in the modulation phase (s), starting from the current measurement (110), the average current flowing to the light source (12) ( I B ) by changing the supply voltage (U Vn ) to a mean nominal current ( I B_soll ), in which the current regulation in the modulation phases (n ) starts with a starting manipulated variable (U V_start, n ) which is used as voltage end value (U V_end, n-1 ) at the end of the current regulation of the preceding modulation phase (n-1). anlag. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach Beendigung der Modulationsphase (n) eine Spannungsregelung auf den Spannungsendwert (UV_end,n) erfolgt, der am Ende der Modulationsphase (n) anlag.Method according to Claim 1 in which, after completion of the modulation phase (s), voltage regulation takes place on the voltage end value (U V_end, n ) which was present at the end of the modulation phase (s). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Abhängigkeit eines Ein- und Ausschaltsignals (Mein, Maus) zwischen Strom- und Spannungsregelung umgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, in which, depending on an on and off signal (My, mouse) is switched between current and voltage control. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Ein- und Ausschaltsignale (Mein, Maus) ausgehend von einer ansteigenden und absteigenden Schaltflanke des Hüllkurvensignals (PulsH) bestimmt werden.Method according to Claim 3 In which the inputs and turn-off (M a, mouse), starting from a rising and descending switching edge of the envelope signal (pulse H) are determined. Beleuchtung für ein Lichtlaufzeitkamerasystem, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.Illumination for a time of flight camera system used to carry out the method according to Claim 1 is trained. Lichtlaufzeitkamerasystem mit einer Beleuchtung gemäß Anspruch 5.Lichtlaufzeitkamerasystem with lighting according to Claim 5 ,
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19704496A1 (en) 1996-09-05 1998-03-12 Rudolf Prof Dr Ing Schwarte Method and device for determining the phase and / or amplitude information of an electromagnetic wave
DE102017206672A1 (en) 2016-04-20 2017-10-26 pmdtechnologies ag Circuit for operating a light source

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