DE102018126328A1 - Adaptive Lichtsendesteuerung - Google Patents

Adaptive Lichtsendesteuerung Download PDF

Info

Publication number
DE102018126328A1
DE102018126328A1 DE102018126328.7A DE102018126328A DE102018126328A1 DE 102018126328 A1 DE102018126328 A1 DE 102018126328A1 DE 102018126328 A DE102018126328 A DE 102018126328A DE 102018126328 A1 DE102018126328 A1 DE 102018126328A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
energy
transmitted power
transmitted
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018126328.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Dielacher
Martin Flatscher
Thomas Gigl
Robert LOBNIK
Michael Stadler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
PMDtechnologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
PMDtechnologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG, PMDtechnologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of DE102018126328A1 publication Critical patent/DE102018126328A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • G03B7/081Analogue circuits
    • G03B7/083Analogue circuits for control of exposure time
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/105Controlling the light source in response to determined parameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
    • G01J1/18Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors using comparison with a reference electric value
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • G01J1/46Electric circuits using a capacitor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483Details of pulse systems
    • G01S7/484Transmitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497Means for monitoring or calibrating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • G03B7/091Digital circuits
    • G03B7/093Digital circuits for control of exposure time
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • H05B45/12Controlling the intensity of the light using optical feedback
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/26Circuit arrangements for protecting against earth faults
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • G01J2001/4446Type of detector
    • G01J2001/446Photodiode
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung umfassend eine Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts, die ausgebildet ist, um gesendete Leistung/Energie von Licht zu überwachen, das durch eine Lichtquelle übertragen wird, und eine Steuerung, die ausgebildet ist, um eine maximale Lichtsendezeit basierend der gesendeten Leistung/Energie von Licht und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit zu bestimmen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Laufzeit- (ToF; Time-of-Flight) Distanzmessungen zwischen einer ToF-Kamera und einem Objekt basieren auf einer aktiven Beleuchtung. Die Distanzmessgenauigkeit ist eine Funktion von Lichtenergie, die durch die ToF-Kamera übertragen wird. Die maximale Lichtenergie wird jedoch durch die Augen- und Haut-Sicherheitsstandards eingeschränkt.
  • Es kann ein Bedarf bestehen zum Bereitstellen eines verbesserten Konzepts für eine Vorrichtung und ein Verfahren.
  • Ein solcher Bedarf kann durch den Gegenstand eines der Ansprüche erfüllt werden.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Vorrichtung, umfassend eine Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie von Licht, die ausgebildet ist, um gesendete Leistung/Energie von Licht zu überwachen, das durch eine Lichtquelle gesendet wird; und eine Steuerung, die ausgebildet ist, um, basierend auf der gesendeten Leistung/Energie von Licht und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie von Licht basierend auf einer Zeit, eine maximale Lichtsendezeit zu bestimmen und zu steuern.
  • Optional umfasst die Vorrichtung ferner einen Modulationsschalter, der ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung das gesendete Licht derart zu modulieren, dass die gesendete Leistung/Energie von Licht weniger bleibt als die maximale Lichtsendezeit.
  • Wiederum optional ist der Modulationsschalter ein Transistor, der in Reihe mit der Lichtquelle gekoppelt ist.
  • Optional ist das Steuerungssignal ein Pulssteuerungssignal, das einen Arbeitszyklus des gesendeten Lichts steuert.
  • Wiederum optional umfasst die Vorrichtung ferner eine Abtasteinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Spannung über einen Nebenschlusswiderstand abzutasten, der in Reihe mit der Lichtquelle gekoppelt ist, wobei die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie von Licht ferner ausgebildet ist, um basierend auf der abgetasteten Spannung einen Strom durch die Lichtquelle zu bestimmen, wobei der Stroms durch die Lichtquelle im Wesentlichen proportional zu der gesendeten Leistung/Energie von Licht ist.
  • Optional ist die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie von Licht ferner ausgebildet, um von einer Photodiode ein Maß des Lichtes zu empfangen, das durch die Lichtquelle gesendet wird.
  • Wiederum optional ist die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie von Licht ausgebildet, um über eine optische Faser zumindest einen Abschnitt eines optischen Signals zu empfangen, das durch die Photodiode erzeugt wird, basierend auf dem Maß des Lichts, das durch die Lichtquelle gesendet wird.
  • Optional umfasst die Vorrichtung ferner einen Modulationsschalter, der ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung die Lichtquelle auszuschalten, wenn die gesendete Leistung/Energie die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie von Licht basierend auf einer Zeit überschreitet.
  • Wiederum optional ist der Modulationsschalter ferner ausgebildet, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung die Lichtquelle einzuschalten, wenn die gesendete Energie unter die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts abnimmt.
  • Optional ist die Steuerung ferner ausgebildet, um die maximale Lichtsendezeit adaptiv zu skalieren, um die gesendete Leistung/Energie des Lichts zu maximieren, ohne die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit zu überschreiten.
  • Wiederum optional ist die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit eine Sicherheitsschwelle.
  • Optional ist die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit eine Augen- oder Haut-Sicherheitsschwelle.
  • Wiederum optional ist die Lichtquelle eine lichtemittierende Diode (LED; Light Emitting Diode).
  • Optional ist die Lichtquelle ein Laser.
  • Wiederum optional sind die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts, die Steuerung und der Sensor auf einer einzelnen integrierten Schaltung implementiert.
  • Optional ist die Vorrichtung eine Sicherheitsschaltung einer Laufzeit- (ToF-) Vorrichtung.
  • Wiederum optional ist die Vorrichtung eine Sicherheitsschaltung einer Licht- und Abstandsmessungs- (LIght Detection And Ranging; LIDAR) Vorrichtung.
  • Optional umfasst die Vorrichtung ferner einen Modulationsschalter, der ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung die Lichtquelle auszuschalten, wenn die gesendete Leistung/Energie die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit überschreitet, und die Lichtquelle einzuschalten, wenn die gesendete Energie unter die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts abnimmt.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren, umfassend ein Überwachen, durch eine Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts, von gesendeter Leistung/Energie von Licht, das durch eine Lichtquelle gesendet wird; und ein Bestimmen und Steuern, durch eine Steuerung, einer maximalen Lichtsendezeit basierend auf der gesendeten Leistung/Energie des Lichts und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit.
  • Optional umfasst das Verfahren ferner ein Modulieren, durch einen Modulationsschalter, basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung, des gesendeten Lichts derart, dass die gesendete Leistung/Energie des Lichts kleiner bleibt als die maximale Lichtsendezeit.
  • Bestehende Lösungen erlauben nur wenige ToF-Kamera-Einstellungen, die als sicher bekannt sind. Die Belichtungszeit, was die Zeit ist, während der die ToF-Kamera Licht sendet und empfängt, ist durch eine vorbestimmte Zeitperiode eingeschränkt, die nicht überschritten werden kann. Einige hoch entwickelte Modulationsschemata erlauben längere Belichtungszeiten, da die durchschnittliche Lichtenergie, die durch die ToF-Kamera übertragen wird, niedriger ist als der maximal zulässige Wert. Zusätzlich umfassen einige ToF-Kameras eine Überwachungsschaltung, die ausgebildet ist, um das gesendete Licht zu überwachen und die ToF-Kamera abzuschalten, wenn die gesendete Lichtenergie einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das Verhalten der ToF-Kamera ist daher begrenzt.
  • Figurenliste
    • 1 stellt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Offenbarung dar.
    • 2 stellt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung dar.
    • 3A stellt einen Graphen einer erlaubten Ausgangsleistung versus Belichtungszeit dar.
    • 3B stellt einen Graphen einer erlaubten Belichtungszeit versus Ausgangsleistung dar.
    • 4 stellt einen Graphen von Energie versus Belichtungszeit dar, der Sicherheitsgrenzen zeigt.
    • 5 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Offenbarung dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Steuerung, die ausgebildet ist, um eine maximale Lichtsendezeit zu bestimmen und zu steuern, was auf der gesendeten Leistung/Energie des Lichts basiert, das durch eine Lichtquelle gesendet wird, und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit. Diese Vorrichtung maximiert dadurch die Messgenauigkeit während Augen- und Haut-Sicherheit beibehalten werden.
  • 1 stellt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung 100 gemäß einem Aspekt der Offenbarung dar.
  • Die Vorrichtung 100 kann eine Sicherheitsschaltung einer ToF-Vorrichtung sein. Alternativ kann die Vorrichtung 100 eine Sicherheitsschaltung einer Licht- und Abstandsmessungs-(LIght Detection And Ranging; LIDAR) Vorrichtung sein.
  • Die Vorrichtung 100 umfasst eine integrierte Schaltung 110, eine Lichtquelle 120, einen Modulationsschalter 130, einen Kondensator 140 und einen Nebenschlusswiderstand 150.
  • Die Lichtquelle 120 kann eine lichtemittierende Diode (LED), einen Laser und/oder jegliche andere geeignete Lichtquelle aufweisen. Der Modulationsschalter 130 ist ausgebildet, um das gesendete Licht durch ein- und ausschalten der Lichtquelle 120 basierend auf einem empfangenen Steuerungssignal zu modulieren. Der Kondensator 140 ist nur ausgebildet, um jeglichen Momentanstrom zu ziehen, der nicht durch eine Regelspannung geliefert werden kann.
  • Der Nebenschlusswiderstand 150 ist ausgebildet, um seinen Spannungsabfall zu messen, um einen Strom durch die Lichtquelle zu bestimmen. Der Strom ist proportional zu der AusgangsLeistung/-Energie des gesendeten Lichts und wird verwendet, um das Steuerungssignal zu erzeugen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anmeldung nicht auf einen Nebenschlusswiderstand beschränkt ist sondern alternativ jegliches Schaltungselement umfassen kann, das den Lichtquellenstrom messen kann.
  • Die integrierte Schaltung 110 umfasst eine Abastvorrichtung 112, einen Analog-Digital-Wandler (ADC; ADC = Analog-to-Digital Converter) 114, eine Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie von Licht 116 und eine Steuerung 118.
  • Die Abtastvorrichtung 112 ist ausgebildet, um den Spannungsabfall über den Nebenschlusswiderstand 150 abzutasten, der in Reihe mit der Lichtquelle 120 gekoppelt ist. Der ADC ist dann ausgebildet, um diese abgetastete Spannung von der analogen in die digitale Form umzuwandeln.
  • Die Überwachungsvorrichtung 116 für gesendete Leistung/Energie von Licht bestimmt den Strom durch die Lichtquelle 120 basierend auf der digitalisierten, abgetasteten Spannung. Der Lichtquellenstrom ist im Wesentlichen proportional zu der gesendeten Leistung/Energie des Lichts. Die Überwachungsvorrichtung 116 für gesendete Leistung/Energie des Lichts ist ausgebildet, um gesendete Leistung/Energie von Licht zu überwachen, das durch die Lichtquelle 120 gesendet wird.
  • Wie bekannt ist, ist Leistung Energie geteilt durch Zeit. Durchgehend in der Offenbarung können einer oder beide dieser Ausdrücke verwendet werden, und es wird darauf hingewiesen, dass wenn einer dieser Ausdrücke verwendet wird, der Andere basierend auf der geeigneten Umwandlung eingesetzt werden kann.
  • Die Steuerung 118 ist ausgebildet ist, um, basierend auf der gesendeten Leistung/Energie des Lichts und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit, eine maximale Lichtsendezeit zu bestimmen und zu steuern. Die Übertragung von Leistung/Energie des Lichts wird derart gesteuert, dass die Übertragung von Leistung/Energie des Lichts relativ nahe an aber nicht über der Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit ist, wodurch das Verhalten verbessert wird. Die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit kann eine Sicherheitsschwelle sein, wie beispielsweise eine Augen- oder Haut-Sicherheitsschwelle. Die Schwelle kann im Voraus programmiert werden. Die Steuerung 118 kann ferner ausgebildet sein, um adaptiv die maximale Lichtsendezeit zu skalieren, um die gesendete Leistung/Energie des Lichts zu maximieren, ohne die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit zu überschreiten.
  • Die Überwachungsvorrichtung 116 für gesendete Leistung/Energie von Licht und die Steuerung 118 sind als separate Komponenten gezeigt. Alternativ können die Überwachungsvorrichtung 116 für gesendete Leistung/Energie von Licht und die Steuerung 118 als einzelne Komponente gebildet sein.
  • Der Modulationsschalter 130 ist ausgebildet, um, basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung 118, das gesendete Licht der Lichtquelle derart zu modulieren, dass die Leistung/Energie des gesendeten Lichts weniger bleibt als die maximale Lichtsendezeit. Der Modulationsschalter 130 umfasst einen Transistor, der in Reihe mit der Lichtquelle 120 gekoppelt ist, wobei seine Basis mit der Steuerung 118 gekoppelt ist. Der Transistor kann jeglicher Transistor sein (z.B. ein Bipolartransistor, Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, etc.), je nach Anwendung. Das Steuerungssignal kann ein Pulssteuerungssignal sein, das einen Arbeitszyklus des gesendeten Lichts der Lichtquelle steuert. Genauer gesagt kann der Durchschnittswert der Sequenz aus Pulsen des Steuerungssignals gemessen werden und man kann sich der Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts annähern durch Erhöhen und/oder Verringern des Durchschnittswerts der Sequenz aus Pulsen des Steuerungssignals.
  • Der Modulationsschalter 130 kann ferner ausgebildet sein, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung 118 die Lichtquelle 120 auszuschalten, wenn die gesendete Leistung/Energie die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit überschreitet. Umgekehrt kann der Modulationsschalter 130 ferner ausgebildet sein, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung 118 die Lichtquelle 120 einzuschalten, wenn die gesendete Energie unter die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts abnimmt.
  • Anstatt nur zu bestimmen, wenn die gesendete Leistung/Energie des Lichts eine Sicherheitsschwelle überschreitet und ein Abschalten auszulösen, wie vorangehend ausgeführt wurde, bewertet die Vorrichtung 100 dieser Offenbarung die gesendete Leistung/Energie des Lichts über die Zeit und berechnet vorab eine maximal mögliche Belichtungszeit, ohne ein Abschalten auszulösen. Das Verhalten wird verbessert, da das „Schutzband“ zwischen der tatsächlich gesendeten Leistung/Energie des Lichts und der Sicherheitsschwelle reduziert werden kann. Die Messgenauigkeit wird maximiert, während die Augen- und Haut-Sicherheit beibehalten wird.
  • 2 stellt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung 200 gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung dar.
  • Die Vorrichtung 200 ist ähnlich zu der Vorrichtung 100 aus 1, außer dass, anstatt dass das Licht, das durch die Lichtquelle 120 gesendet wird, durch einen Spannungsabfall über den Nebenschlusswiderstand 150 bestimmt wird, gesendetes und/oder reflektiertes Licht mit einer Photodiode 250 gemessen wird, die ein Sensor ist.
  • Bei Vorrichtung 200 ist die Überwachungsvorrichtung116 für gesendete Leistung/Energie des Lichts ferner ausgebildet, um von der Photodiode 250 ein Maß des Lichtes von der Lichtquelle 120 zu empfangen. Die Photodiode 250 ist nahe genug an der Lichtquelle 120 angeordnet, um eine genaue Lichtmessung zu erhalten. Die Überwachungsvorrichtung116 für gesendete Leistung/Energie des Lichts kann ausgebildet sein, um über eine optische Faser zumindest einen Abschnitt eines optischen Signals zu empfangen, das durch die Photodiode 250 erzeugt wird, basierend auf dem Maß des Lichts von der Lichtquelle 120.
  • Die Überwachungsvorrichtung 116 für gesendete Leistung/Energie des Lichts, die Steuerung 118 und der Photodiodensensor 250 können auf einer einzelnen integrierten Schaltung implementiert sein. Die Photodiode 250 ist derart gezeigt, dass sie auf der IC 210 ist, kann aber alternativ an einem anderen Ort nicht auf der IC 210 angeordnet sein.
  • 3A und 3B stellen Graphen 300 einer erlaubten Ausgangsleistung einer erlaubten Belichtungszeit dar.
  • 3A stellt einen Graphen 300A einer maximalen Ausgangsleistung versus Belichtungszeit dar. Graph 300A zeigt, wie Sicherheitsstandards die maximale durchschnittlich zulässige Ausgangsleistung basierend auf der Belichtungszeit definieren. Wenn die Lichtquelle 120 Licht kontinuierlich über die Zeit überträgt, liegt eine maximal zulässige Ausgangsleistung vor. Je länger die Lichtquelle 120 Licht sendet, desto niedriger die maximal zulässige Ausgangsleistung.
  • 3B stellt einen Graphen 300B einer maximalen Belichtungszeit versus Ausgangsleistung dar. Graph 300B zeigt, wie dieselben Informationen wie bei Graph 300A verwendet werden, um die Belichtungszeit zu steuern, einfach durch Ändern der Graphenachsen. Wenn die Ausgangsleistung gesenkt wird, kann die Lichtquelle Licht bei dieser Ausgangsleistung für eine längere Zeitperiode senden. Wenn die Lichtausgangsleistung bekannt ist, kann die maximale Dauer geschätzt werden, d.h. wie lang das Licht bei der bekannten Ausgangsleistung gesendet werden kann, ohne eine Sicherheitsgrenze zu überschreiten.
  • 4 stellt einen Graphen 400 von Energie versus Belichtungszeit dar, der Sicherheitsgrenzen zeigt.
  • Sicherheitsregulierungen schränken Leistung/Energie von Licht ein, das über die Zeit gesendet wird. Linie 410 stellt eine Augensicherheitsgrenze dar. Linie 430 stellt eine Hautsicherheitsgrenze dar. Linie 420 stellt die tatsächliche Leistung/Energie von gesendetem Licht dar.
  • Die Vorrichtung 100/200 ist ausgebildet, um zu verhindern, dass die Übertragung von Leistung/Energie des Lichts eine Sicherheitsgrenze basierend auf einer Zeit überschreitet. Die Übertragung von Leistung/Energie des Lichts kann derart überwacht werden, dass die Übertragung von Leistung/Energie des Lichts relativ nahe an der Grenze ist, diese aber nicht überschreitet, wodurch das Verhalten verbessert wird. Wenn jedoch eine Grenze überschritten wird, wird die Lichtquelle ausgeschaltet.
  • 5 stellt ein Flussdiagramm 500 eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Offenbarung dar.
  • Bei 510 überwacht die Überwachungsvorrichtung 116 für gesendete Leistung/Energie des Lichts gesendete Leistung/Energie des Lichts, das durch die Lichtquelle gesendet wird.
  • Bei 520 bestimmt und steuert die Steuerung 118 eine maximale Lichtsendezeit basierend auf der gesendeten Leistung/Energie des Lichts und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit.
  • Gemäß dem Gegenstand dieser Offenbarung wird die gesendete Leistung/Energie des Lichts gemessen und die Belichtungszeit einer ToF-Kamera wird auf einen akzeptablen Wert eingestellt, anstatt die Verwendung auf wenige vor-berechnete Werte zu beschränken.
  • Ferner werden Kosten und Größe durch Integrieren der Funktionalität auf einer integrierten Schaltung reduziert, was vorher unter Verwendung Chip-extemer Komponenten erreicht wurde. Das Verhalten wird verbessert, da das „Schutzband“ zwischen der tatsächlich gesendeten Leistung/Energie des Lichts und der Sicherheitsschwelle reduziert werden kann. Ferner wird der Entwurfsaufwand von Kunden reduziert, da sich der Kunde nicht um Augen- und Haut-Sicherheit kümmern muss.
  • Während das Vorangehende in Verbindung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „exemplarisch“ hier nur als ein Beispiel gemeint ist und nicht als am besten oder optimal. Dementsprechend soll die Offenbarung Alternativen, Modifikationen und Entsprechungen abdecken, die innerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung umfasst sein können.
  • Obwohl hierin spezifische Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen für die spezifischen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann, die gezeigt und beschrieben sind, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Offenbarung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten, spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken.

Claims (20)

  1. Eine Vorrichtung, umfassend: eine Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie von Licht, die ausgebildet ist, um gesendete Leistung/Energie von Licht zu überwachen, das durch eine Lichtquelle gesendet wird; und eine Steuerung, die ausgebildet ist, um, basierend auf der gesendeten Leistung/Energie des Lichts und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit, eine maximale Lichtsendezeit zu bestimmen und zu steuern.
  2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: einen Modulationsschalter, der ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung das gesendete Licht derart zu modulieren, dass die gesendete Leistung/Energie des Lichts kleiner bleibt als die maximale Lichtsendezeit.
  3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Modulationsschalter ein Transistor ist, der in Reihe mit der Lichtquelle gekoppelt ist.
  4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Steuerungssignal ein Pulssteuerungssignal ist, das einen Arbeitszyklus des gesendeten Lichts steuert.
  5. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Abtasteinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Spannung über einen Nebenschlusswiderstand abzutasten, der in Reihe mit der Lichtquelle gekoppelt ist, wobei die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts ferner ausgebildet ist, um basierend auf der abgetasteten Spannung einen Strom durch die Lichtquelle zu bestimmen, wobei der Strom durch die Lichtquelle im Wesentlichen proportional zu der gesendeten Leistung/Energie des Lichts ist.
  6. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts ferner ausgebildet ist, um von einer Photodiode ein Maß des Lichtes zu empfangen, das durch die Lichtquelle gesendet wird.
  7. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts ausgebildet ist, um über eine optische Faser zumindest einen Abschnitt eines optischen Signals zu empfangen, das durch die Photodiode erzeugt wird, basierend auf dem Maß des Lichts, das durch die Lichtquelle gesendet wird.
  8. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Modulationsschalter, der ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung die Lichtquelle auszuschalten, wenn die gesendete Leistung/Energie die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit überschreitet.
  9. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Modulationsschalter ferner ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung die Lichtquelle einzuschalten, wenn die gesendete Energie unter die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts abnimmt.
  10. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung ferner ausgebildet ist, um adaptiv die maximale Lichtsendezeit zu skalieren, um die gesendete Leistung/Energie des Lichts zu maximieren, ohne die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit zu überschreiten.
  11. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit eine Sicherheitsschwelle ist.
  12. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit eine Augen- oder Haut-Sicherheitsschwelle ist.
  13. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle eine lichtemittierende Diode (LED) ist.
  14. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle ein Laser ist.
  15. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts, die Steuerung und der Sensor auf einer einzelnen integrierten Schaltung implementiert sind.
  16. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Sicherheitsschaltung einer Laufzeit- (ToF-) Vorrichtung ist.
  17. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Sicherheitsschaltung einer Licht- und Abstandsmessungs- (LIDAR-) Vorrichtung ist.
  18. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Modulationsschalter, der ausgebildet ist, um basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung die Lichtquelle auszuschalten, wenn die gesendete Leistung/Energie die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit überschreitet, und die Lichtquelle einzuschalten, wenn die gesendete Energie unter die Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts abnimmt.
  19. Ein Verfahren, umfassend: Überwachen, durch eine Überwachungsvorrichtung für gesendete Leistung/Energie des Lichts, von gesendeter Leistung/Energie des Lichts, das durch eine Lichtquelle gesendet wird; und Bestimmen und Steuern, durch eine Steuerung, einer maximalen Lichtsendezeit basierend auf der gesendeten Leistung/Energie des Lichts und einer Schwelle für die gesendete Leistung/Energie des Lichts basierend auf einer Zeit.
  20. Das Verfahren gemäß Anspruch 19, ferner umfassend: Modulieren, durch einen Modulationsschalter, basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung, des gesendeten Lichts, derart, dass die gesendete Leistung/Energie des Lichts kleiner bleibt als die maximale Lichtsendezeit.
DE102018126328.7A 2017-10-23 2018-10-23 Adaptive Lichtsendesteuerung Pending DE102018126328A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/790,520 2017-10-23
US15/790,520 US10575384B2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Adaptive transmit light control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018126328A1 true DE102018126328A1 (de) 2019-05-23

Family

ID=66170290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018126328.7A Pending DE102018126328A1 (de) 2017-10-23 2018-10-23 Adaptive Lichtsendesteuerung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10575384B2 (de)
CN (1) CN109696787B (de)
DE (1) DE102018126328A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108777769B (zh) * 2018-05-31 2020-02-18 歌尔股份有限公司 相机曝光时间调整方法、装置及设备
DE102018222049A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Ibeo Automotive Systems GmbH Einrichtung zum Betreiben einer Lichtquelle zur optischen Laufzeitmessung
CN109901184B (zh) * 2019-03-25 2021-12-24 Oppo广东移动通信有限公司 飞行时间组件、终端及飞行时间组件的控制方法
CN113109788B (zh) * 2020-01-13 2024-08-27 华为技术有限公司 脉冲发射控制电路及控制方法
CN113473675B (zh) * 2021-06-03 2022-10-18 荣耀终端有限公司 光源电路及终端

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231935B2 (ja) * 1994-03-15 2001-11-26 株式会社東芝 インバータ電源装置
JP2003077641A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Sanyo Electric Co Ltd 電磁調理器
CN201001219Y (zh) * 2007-01-18 2008-01-02 欧阳谊明 太阳能户外广告照明联网监控系统
DE502008001492D1 (de) * 2008-11-21 2010-11-18 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Messung von Entfernungen nach dem Lichtlaufzeitprinzip
CN102308255B (zh) * 2009-02-09 2014-11-26 日本电气株式会社 带有相机功能的便携式终端、闪光灯控制方法和闪光灯控制程序
US8760631B2 (en) * 2010-01-27 2014-06-24 Intersil Americas Inc. Distance sensing by IQ domain differentiation of time of flight (TOF) measurements
US8330822B2 (en) * 2010-06-09 2012-12-11 Microsoft Corporation Thermally-tuned depth camera light source
JPWO2013011988A1 (ja) * 2011-07-20 2015-02-23 株式会社ニコン アクセサリー、カメラ、アクセサリー制御方法、アクセサリー制御プログラム、及びカメラ制御プログラム
US20130028586A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-31 Nikon Corporation Camera system, accessory, camera, camera system control program, accessory control program, and camera control program
US9044171B2 (en) * 2012-06-22 2015-06-02 Fitbit, Inc. GPS power conservation using environmental data
US8803445B2 (en) * 2012-09-07 2014-08-12 Infineon Technologies Austria Ag Circuit and method for driving LEDs
ITVI20120298A1 (it) * 2012-11-08 2014-05-09 Beghelli Spa Apparecchio di illuminazione con autoregolazione della luminosita' e metodo di autoregolazione relativo
CN203219415U (zh) * 2013-01-21 2013-09-25 吴周亮 主动式激光夜视仪
US9185762B2 (en) * 2013-04-19 2015-11-10 Infineon Technologies Ag Time of flight illumination circuit
CN103607825B (zh) * 2013-11-26 2015-07-29 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 可控硅调光电路以及调光控制方法
US9185777B2 (en) * 2014-01-30 2015-11-10 Express Imaging Systems, Llc Ambient light control in solid state lamps and luminaires
US9184698B1 (en) * 2014-03-11 2015-11-10 Google Inc. Reference frequency from ambient light signal
US10973422B2 (en) * 2016-01-22 2021-04-13 Fitbit, Inc. Photoplethysmography-based pulse wave analysis using a wearable device
US11589758B2 (en) * 2016-01-25 2023-02-28 Fitbit, Inc. Calibration of pulse-transit-time to blood pressure model using multiple physiological sensors and various methods for blood pressure variation

Also Published As

Publication number Publication date
CN109696787B (zh) 2021-12-31
US10575384B2 (en) 2020-02-25
CN109696787A (zh) 2019-04-30
US20190124748A1 (en) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018126328A1 (de) Adaptive Lichtsendesteuerung
DE102017207317B4 (de) Vorrichtung zur Ermittlung eines Abstands zu einem Objekt sowie entsprechendes Verfahren
DE102009029376A1 (de) Photonendetektor mit paralysierbarem Photonen-empfindlichem Element, insbesondere SPAD, sowie Entfernungsmessgerät mit solchem Photonendetektor
EP2809019B1 (de) EC-Motor mit dynamischer Bestimmung der Degradation der Optokoppler
DE102010015941A1 (de) Verfahren zur Abstandsmessung auf Lichtbasis
EP3306341A1 (de) Optoelektronischer sensor und verfahren zur optischen erfassung eines überwachungsbereichs
DE102017209643A1 (de) Betriebsverfahren und Steuereinheit für ein LiDAR-System, LiDAR-System und Arbeitsvorrichtung
DE102018212529A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Regeln einer emittierten Lichtleistung einer Lichtquelle eines optischen Sensorsystems
EP3899577A1 (de) Einrichtung zum betreiben einer lichtquelle zur optischen laufzeitmessung
DE102012100762A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines optoelektronischen Annäherungssensors und optoelektronischer Annäherungssensor
EP3183584A1 (de) Versorgungsspannungsdetektionseinrichtung und verfahren zur detektion einer versorgungsspannung
WO2015011094A1 (de) Verfahren zum betrieb eines optoelektronischen annäherungssensors
DE3207993A1 (de) Zweiweg-gegenverkehrs-feuermelder
EP3244699B1 (de) Leuchtmittel mit regelbarer bestrahlungsstärke
EP3413080A1 (de) Optoelektronische detektionsvorrichtung für ein kraftfahrzeug mit über denselben signalverarbeitungspfad testbaren sende- und empfangsweg und verfahren zum betreiben einer solchen detektionsvorrichtung
DE202016105502U1 (de) Optoelektronischer Sensor zur optischen Erfassung eines Überwachungsbereichs
DE102007028117A1 (de) Verfahren und optischer Sensor zum Nachweis von Objekten im Bereich einer sicherheitsmäßig zu überwachenden Einrichtung, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt
DE102019127281A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Laserquelle eines LIDAR-Systems
DE2202556A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Lichtundurchlaessigkeit bzw. Lichtdurchlaessigkeit eines Mediums
DE102020132971A1 (de) Lichtdetektionssystem und verfahren dafür
DE202010018240U1 (de) Gefahrenmelder nach dem Streulichtprinzip mit einer Sensorvorrichtung zum optischen Erfassen eines Objektes
DE102017207956A1 (de) Sicherheitsschaltung für eine Lichtquelle
DE102010025929B4 (de) Verfahren zum gepulsten Betreiben einer Lichtschranke und Lichtschranke
EP3126866B1 (de) Erfassungseinrichtung, insbesondere zur nutzung in einem kraftfahrzeug und kraftfahrzeug
EP2211205A2 (de) Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich und optischer Sensor zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: 2SPL PATENTANWAELTE PARTG MBB SCHULER SCHACHT , DE