DE102021128923A1 - Mechanikloses ISO26262 konformes LIDAR-System - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laser-Modul für ein mechanikfreies LIDAR-System. Das Laser-Modul umfasst mehrere Laser-Untermodule mit einer jeweiligen Mehrzahl von Lasern. Jedes Laser-Untermodul weist ein Treiber-IC auf. Jeder Treiber-IC steuert jeweils mehrere Laser an. In dem Beispiel der Zeichnung der Zusammenfassung überwacht jeweils ein Fotodetektor einen der Laser. Die Treiber-IC des Laser-Moduls können mit Hilfe der Empfangssignale der Fotodetektoren die reale Aussendeamplitude der Laserpulse für alle Laser des Laser-Moduls homogenisieren und nachregeln und den Aussendezeitpunkt der jeweiligen realen Laserpulse auf ein Synchronisationssignal ausregeln. Das Treiber-IC kann einen Ausfall eines Lasers mittels des zugehörigen Fotodetektors erfassen und ein Fehlersignal ausgeben. Besonders sind die direkte Kopplung der Laser mit den Fotodetektoren und der kompakte Aufbau.

Description

  • Oberbegriff
  • Die Erfindung richtet sich auf die Optik für ein ISO26262 konformes Laser-Modul und ein darauf basierendes LIDAR-System ohne mechanische Teile.
  • Allgemeine Einleitung
  • LIDAR (Abkürzung für englisch: light detection and ranging), auch Ladar (laser detection and ranging), ist eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Solche LIDAR-Systeme verwenden statt Radiowellen, wie beim Radar, Laserstrahlen. Der Stand der Technik nutzt bevorzugt mechanische Spiegel für die Ablenkung der Laserstrahlen in verschiedene Richtungen. Da die Verwendung dieser LIDAR Systeme in der Regel im Bereich des autonomen Fahrens und/oder der Medizintechnik liegt, unterliegen die LIDAR-Systeme bevorzugt Sicherheitsanforderungen. Eine wichtige Norm zur Sicherung der funktionalen Sicherheit, abgekürzt FUSI, in automobilen Anwendungen ist die ISO 26262.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2009 060 873 A1 ist eine Treiberschaltung für eine LED bekannt. Die technische Lehre der DE 10 2009 060 873 A1 lässt darüber hinaus offen, wie die Bauteile montiert werden sollen, um die parasitären Induktivitäten und Kapazitäten in optimaler Weise zu minimieren.
  • Aus der DE 10 2016 116 368 A1 ist ein Treiberschaltkreis für lichtemittierende optoelektronische Komponenten bekannt (siehe 1 der DE 10 2016 116 368 A1 ), bei der der Ladeschaltkreis (Bezugszeichen 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14 der DE 10 2016 116 368 A1 ) einen Kondensator (Bezugszeichen 18-21 der DE 10 2016 116 368 A1 ) über einen Serienwiderstand (Bezugszeichen 3 der DE 10 2016 116 368 A1 ) lädt. Die lichtemittierenden optoelektronischen Komponenten (Bezugszeichen 22 bis 25 der DE 10 2016 116 368 A1 ) sind mit ihren Kathoden zu einem ersten Sternpunkt zusammengeschaltet. Ein Ansteuerschalter (Bezugszeichen 26 der DE 10 2016 116 368 A1 ) verbindet diesen Sternpunkt mit dem Bezugspotenzial (Bezugszeichen GND der DE 10 2016 116 368 A1 ), wenn eine oder mehrere der lichtemittierenden optoelektronischen Komponenten Licht emittieren sollen. Der Pufferkondensator (Bezugszeichen 9 der DE 10 2016 116 368 A1 ) dient zu einer schnellen Ladung der eigentlichen Energiereserven (Bezugszeichen 18 bis 21 der DE 10 2016 116 368 A1 ).
  • Die DE 10 2016 116 368 A1 weist den Nachteil auf, dass der Vorwiderstand zu einer schlechteren Energiebilanz führt. Die technische Lehre der DE 10 2016 116 368 A1 lässt darüber hinaus offen, wie die Bauteile montiert werden sollen, um die parasitären Induktivitäten und Kapazitäten in optimaler Weise zu minimieren.
  • Aus der US 10 193 304 B2 ist eine Treiberschaltung bekannt, bei der die Ladung der Kondensatoren so erfolgt, dass der Strom unter der Ansprechschwelle der Laser bleibt. Die technische Lehre der US 10 193 304 B2 lässt offen, wie die Bauteile montiert werden sollen, um die parasitären Induktivitäten und Kapazitäten in optimaler Weise zu minimieren.
  • Aus der EP 2 002 519 A2 (2 der EP 2 002 519 A2 ) ist ein kompakter, komplexer Aufbau mit vier Lagen (2 Leiterplatten, Kondensatoren, Laser und Schalt-IC) bekannt, der für die hier gesuchte Lösung noch zu komplex und zu langsam ist.
  • Aus der EP 3 301473 A1 ist eine Ansteuerschaltung für eine einzelne LED bekannt, die zur Aussendung kurzer Impulse geeignet ist. Wie die in der EP 3 301473 A1 geforderte geringe Induktivität erreicht werden kann, wird nicht offenbart.
  • Aus der DE 10 2016 116 369 A1 ist eine LED Treiberschaltung bekannt, bei der jede LED über einen eigenen Ansteuerschalter verfügt, was den Aufwand vergrößert und die Kompaktheit der Vorrichtung verschlechtert.
  • Aus der DE 10 2008 021 588 A1 ist eine Laseransteuerschaltung bekannt, bei der mehrere Ansteuerschalter parallelgeschaltet sind, sodass diese zeitversetzt zueinander Pulse generieren können und zwischen den Pulsen abkühlen können, während die anderen Ansteuerschalter die weiteren Pulse erzeugen können.
  • Aus der DE 10 2017 121 713 A1 sind Ansteuerschalter bekannt, die aus Untereinheiten bestehen, bei denen jede Untereinheit einen eigenen Kondensator zur Bereitstellung der Schaltenergie aufweist.
  • Aus der DE 19 914 362 A1 und der DE 19 514 062 A1 ist eine Steuereinrichtung für einen Gas-Laser bekannt.
  • Aus der US 9 185 762 B2 ( DE 10 2014 105 482 A1 ) ist eine Schaltung zur Verringerung der Ausschaltzeit einer Laser-Diode bekannt.
  • Aus der DE 10 2017 100 879 A1 ist eine Schaltung zum schnellen Ein- und Ausschalten einer einzelnen Laser-Diode bekannt. Dort wird auch ein Aufbaubeispiel gegeben. Eine günstige Lösung für mehrere Laser-Dioden wird nicht angegeben.
  • Aus der DE 10 2018 106 860 A1 ist die direkte Verbindung zwischen einem Laser-Die eines Einzellasers und dem Die eines integrierten Ansteuerschalters bekannt. Der Ansteuerschalter ist dabei zwischen Versorgungsspannung und Anode der Laser-Diode geschaltet, was, wie im Folgenden noch klarwerden wird, eine besonders kompakte Lösung für ein Laser-Array verhindert.
  • Aus der DE 10 2016 116 875 A1 ist eine Treiberschaltung (z. B. 12 der DE 10 2016 116 875 A1 ) mit einem gemeinsamen Ansteuerschalter (Bezugszeichen S3 der DE 10 2016 116 875 A1 ) für mehrere Laser (Bezugszeichen D1, D7 der DE 10 2016 116 875 A1 ) bekannt, bei der der gemeinsame Ansteuerschalter (Bezugszeichen S3 der DE 10 2016 116 875 A1 ) an die Kathoden der Laser angeschlossen ist und diese mit dem Bezugspotenzial verbinden kann. Die Energie für den Laserpuls kommt dabei aus einer gemeinsamen Speicherkapazität (Bezugszeichen C der DE 10 2016 116 875 A1 ). Die Laser werden über separate Schalter selektiert (Bezugszeichen S2 der DE 10 2016 116 875 A1 ). Diese Schaltung hat den Nachteil, dass über diese Schalter (Bezugszeichen S2 der DE 10 2016 116 875 A1 ) eine parasitäre Spannung abfällt.
  • Aus der DE 10 2006 036 167 B4 ist eine Lasertreiberschaltung bekannt, bei der die Resonanzen der parasitären Induktivitäten und der Kapazitäten so abgestimmt sind, dass sie vorbestimmte Eigenschaften der zu erzeugenden Lichtpulse unterstützen.
  • Aus der US 6 697 402 B2 ist ein Lasertreiber mit einer Laserstromerfassung über einen Shunt-Widerstand zwischen Kathodenanschluss und Bezugspotenzial bekannt.
  • Aus der US 9 368 936 B1 ist eine einzelne Treiberschaltung bekannt. Eine Spule wird als Energiespeicher verwendet.
  • Aus der US 9 155 146 B2 ist eine Schaltung zur Energieversorgung einer LED-Kette bekannt.
  • Aus der DE 10 2018 106 861 A1 ist die Ansteuerung einer Laser-Diode mit einer H-Brücke bekannt.
  • Aus der DE 19 546 563 C2 ist eine Treiberschaltung bekannt, bei der der Ladeschaltkreis durch eine Induktivität von der Laser-Diode für die kurze Zeit der Lichtpulsemission abgeklemmt wird, wenn der Ansteuertransistor die Lichtemission initiiert.
  • Aus den zum Zeitpunkt der prioritätsbegründenden Anmeldung dieser Schrift noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen DE 10 2020 114 782.1 , DE 10 2020 124 564.5 und DE 10 2020 111 075.8 sowie der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2021/050199 bzw. den daraus hervorgegangenen Schriften ist ein Laser-Modul für ein mechanikloses LIDAR-System bekannt, das mehrere aneinander anreihbare Laser-Untermodule mit jeweils mehreren Lasern umfasst. Die technische Lehre der deutschen Patentanmeldungen DE 10 2020 114 782.1 , DE 10 2020 124 564.5 und DE 10 2020 111 075.8 sowie der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2021/050199 offenbart noch keine Berücksichtigung sicherheitskritischer Anforderungen und keine technische Lehre zur Erfüllung dieser sicherheitskritischen Anforderungen. Die 1 bis 6 basieren auf der technischen Lehre der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen DE 10 2020 114 782.1 , DE 10 2020 124 564.5 und DE 10 2020 111 075.8 sowie der unveröffentlichten internationalen Patentanmeldung PCT/EP2021/050199 . Sie sind um die wesentlichen neuen Elemente des hier vorgelegten Vorschlags ergänzt.
  • Aus der unveröffentlichten DE 10 2019 131 460.7 ist eine Vorrichtung zur Nachregelung des Aussendezeitpunkts des Beleuchtungslasers einer TOF-Kamera (TOF=time of flight, Deutsch Lichtlaufzeit) bekannt.
  • Aus der US 2020 / 0 278 426 A1 ist ein Laser-Modul mit einer Mehrzahl von VCSEL Lasern bekannt. Die technische Lehre der US 2020 / 0 278 426 A1 offenbart eine Monitor-Diode (Bezugszeichen PD der US 2020 / 0 278 426 A1 in deren 16) zur Nachregelung der Ansteuerung der VCSEL-Dioden.
  • Die technische Lehre der US 2020 / 0 278 426 A1 ist jedoch für die hier vorgestellte Konfiguration nicht anwendbar.
  • Aus der DE 10 2008 062 544 A1 ist eine technische Lehre für eine geeignete Ansteuerschaltung bekannt. Die hier vorgelegte Schrift weist jedoch besonders auf die 4 der US 2020 / 0 278 426 A1 hin.
  • Auch aus der JP S62- 232 987 A ist ein Laser-Modul bekannt.
  • Aus der DE 10 2018 222 049 A1 ist eine Einrichtung zur optischen Laufzeitmessung bekannt.
  • Aufgabe
  • Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Lösung der Aufgabe
  • Kern des hier vorgestellten Vorschlags ist ein Laser-Modul aus m Laser-Untermodulen, das die Aussendung besonders schnell ansteigender Laser-Pulse erlaubt. Wir nehmen beispielhaft an, dass das Laser-Modul n linear nebeneinander angeordnete Laser umfasst. Bei den Lasern handelt es sich bevorzugt um Halbleiterlaser, die bevorzugt einen gemeinsamen Kathodenkontakt besitzen.
  • Das vorgeschlagene Laser-Untermodul besitzt ein lineares Laser-Array aus n Lasern (D1 bis Dn), wobei n für eine ganze positive Zahl größer gleich 1, besser größer gleich 2, besser größer gleich 4, besser größer gleich 8, besser größer gleich 16 steht. Bevorzugt ist die Zahl n der Laser eine Potenz von 2. Das Laser-Modul umfasse daher m*n Laser.
  • Die n Laser (D1 bis Dn) eines Laser-Untermoduls des Laser-Moduls sind dabei bevorzugt längs einer ersten Linie mit einem bevorzugt gleichen ersten Abstand (Englisch: Pitch) von Laser zu Laser des Laser-Untermoduls angeordnet. Bevorzugt sind die n Laser (D1 bis Dn) eines Laser-Untermoduls des Laser-Moduls in gleicher Weise ausgeführt. Bevorzugt sind die n Laser (D1 bis Dn) eines Laser-Untermoduls des Laser-Moduls in einem gemeinsamen Kristall gefertigt.
  • Die n*m Laser des Laser-Moduls sind dabei bevorzugt als Gesamtheit ebenfalls längs der ersten Linie, die bevorzugt den Laser-Untermodulen des Laser-Moduls gemeinsam ist, mit einem bevorzugt gleichen und gemeinsamen ersten Abstand (Englisch: Pitch) von Laser zu Laser des Laser-Moduls angeordnet. Bevorzugt sind die n*m Laser (D1 bis Dn) des Laser-Moduls in gleicher Weise ausgeführt.
  • Jedem Laser der n Laser (D1 bis Dn) eines Laser-Moduls ist bevorzugt genau ein Kondensator von n Kondensatoren als jeweilige Energiequelle für seinen Laserpuls zugeordnet. Ob ein Laser beim nächsten Pulssignal einen Laserpuls aussendet oder nicht, bestimmt sich bevorzugt danach, ob der diesem Laser zugeordnete Kondensator zuvor vor dem Eintreffen des Pulssignals durch eine Ladeschaltung aufgeladen wurde oder nicht. Diese n Kondensatoren werden nun bevorzugt längs einer zweiten Linie angeordnet. Diese zweite Linie der Anordnung der Kondensatoren ist bevorzugt parallel der ersten Linie der Anordnung der Laser. Der zweite Abstand von Kondensator zu Kondensator für die n Kondensatoren, die längs dieser zweiten Linie angeordnet sind, ist bevorzugt innerhalb eines Laser-Untermoduls und besser innerhalb des Laser-Moduls gleich dem ersten Abstand von Laser zu Laser, mit dem die Laser längs der ersten Linie angeordnet sind. Es ergibt sich somit ein lineares Kondensator-Array aus n Kondensatoren innerhalb eines Laser-Untermoduls und ein lineares Kondensator-Array aus n*m Kondensatoren innerhalb eines Laser-Moduls.
  • Des Weiteren weist ein vorschlagsgemäßes Laser-Untermodul des Laser-Moduls einen Laser-Untermodul spezifischen Ansteuerschalter auf, der zur Zündung der Laser des betreffenden Laser-Untermoduls mit geladenen, diesen Lasern des Laser-Untermoduls zugeordneten Kondensatoren des Laser-Untermoduls dient.
  • Damit ein Laser eines Laser-Untermoduls mit Eintreffen des Pulssignals einen Laserpuls aussenden kann, muss ein diesem Kondensator des Laser-Untermoduls zugeordneter Ladeschaltkreis des Laser-Untermoduls den diesem Laser zugeordneten Kondensator des Laser-Untermoduls zuvor laden. Das Laser- Untermodul umfasst daher bevorzugt n Ladeschaltkreise des Laser-Untermoduls, wobei ein Ladeschaltkreis des Laser-Untermoduls der n Ladeschaltkreise des Laser-Untermoduls selektiv jeweils einen Kondensator des Laser-Untermoduls der n Kondensatoren des Laser-Untermoduls, im Folgenden der diesem Ladeschaltkreis des Laser-Untermoduls zugeordnete Kondensator des Laser-Untermoduls genannt, über eine zugehörige Ladezuleitungsinduktivität laden kann. Die Größe dieser Ladezuleitungsinduktivität wirkt sich für die Entladegeschwindigkeit des jeweiligen Kondensators des Laser-Untermoduls und damit für die Steilheit der Pulsflanke positiv aus, da diese Induktivität die Ladeschaltung des Laser-Untermoduls von dem Kondensator des Laser-Untermoduls für hohe Frequenzen trennt. Somit wirken sich Ausgangskapazitäten der Ladeschaltung des Laser-Untermoduls bei steilen Laserflanken bei einer großen Ladezuleitungsinduktivität nicht mehr aus. Der Laser-Puls wird also durch die sperrende Ladezuleitungsinduktivität potenziell steiler.
  • Somit ist bevorzugt jedem Kondensator des Laser-Untermoduls der n Kondensatoren des Laser-Untermoduls jeweils ein Laser des Laser-Untermoduls der n Laser des Laser-Untermoduls als diesem Kondensator des Laser-Untermoduls zugeordneter Laser des Laser-Untermoduls zugeordnet. Mit dem Eintreffen des Pulssignals in der Kontrollschaltung des Laser-Untermoduls wird der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls geschlossen. Der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls ist dabei bevorzugt ein Transistor einer integrierten Schaltung. Durch das Schließen des Ansteuerschalters des Laser-Untermoduls entlädt der Ansteuerschalter denjenigen Kondensator des Laser-Untermoduls der n Kondensatoren des Laser-Untermoduls, der geladen ist, über den diesem Kondensator zugeordneten Laser des Laser-Untermoduls und eine Entladeleitungsinduktivität, die diesen Kondensator bevorzugt mit der Anode des Lasers des Laser-Untermoduls verbindet. Der zugeordnete Laser des Laser-Untermoduls kann natürlich nur dann einen Laserpuls mit dem Eintreffen des Pulssignals und dem darauffolgenden Schließen des Ansteuerschalters des Laser-Untermoduls aussenden, wenn die Ladeschaltung des Laser-Untermoduls den diesem Laser des Laser-Untermoduls zugeordneten Kondensator des Laser-Untermoduls zuvor geladen hatte. Durch das Schließen des Ansteuerschalters mit dem Eintreffen des Pulssignals verbindet der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls typischerweise die Kathode des Lasers des Laser-Untermoduls mit einem Bezugspotenzial des Laser-Untermoduls. Bevorzugt ist das Bezugspotenzial des Laser-Untermoduls gleich dem Bezugspotenzial des Laser-Moduls. Natürlich sind auch funktionsäquivalente Schaltungen denkbar/vorstellbar/möglich, in denen die Anode und die Kathode des Lasers vertauscht sind.
  • Der Wert der Ladezuleitungsinduktivität eines Kondensators, der zur Energieversorgung eines Lasers des Laser-Untermoduls dient, sollte daher möglichst hoch sein. Im Gegensatz dazu sollte die Induktivität der Entladeleitungsinduktivität dieses Kondensators, die über den zugeordneten Laser des Laser-Untermoduls läuft, möglichst klein sein. Zur Entladeleitungsinduktivität trägt dabei die Verbindung von der beispielhaft hier verwendeten Anode des Lasers des Laser-Untermoduls zu seinem zugehörigen Kondensator und die Zuleitungsinduktivität vom Kondensator des Lasers des Laser-Untermoduls zum Bezugspotenzial des Laser-Untermoduls bei. Die gesamte Entladeleitungsinduktivität sollte dabei möglichst gering sein. Es ist typischerweise besser, für diese elektrische Verbindung mehrere dünne Bonddrähte für diese Verbindungen zu verwenden als einen dicken Bonddraht mit hoher Stromtragfähigkeit. Der Grund ist, dass die Gesamtinduktivität der mehreren parallel geschalteten Bonddrähte niedriger als die eines dicken Bonddrahtes liegt. Zwar kommt es zu einer transformatorischen Koppelwirkung zwischen den parallel gesetzten Bonddrähten, die Vorteile der niedrigen Gesamtinduktivität und damit der schnellen Schaltzeiten überwiegen jedoch massiv.
  • Die Ladezuleitungsinduktivität für einen Kondensator zur Energieversorgung eines Lasers des Laser-Untermoduls weist bevorzugt einen maximierten Induktivitätswert auf. Die Bonddrahtlänge zur Verbindung des ersten Anschlusses des betreffenden Kondensators des Laser-Untermoduls mit der ihm und dem betreffenden Laser des Laser-Untermoduls zugeordneten Ladeschaltung des Laser-Untermoduls weist daher bevorzugt einen möglichst großen Induktivitätswert auf. Diese Maximierung der Bonddrahtlänge maximiert diese Ladezuleitungsinduktivität im Rahmen des Möglichen. Dies erreicht eine maximale Separation zwischen den parasitären Ausgangskapazitäten der Ladeschaltung und der Anode des betreffenden Lasers des Laser-Untermoduls.
  • Somit ist bevorzugt der Wert der Ladezuleitungsinduktivität größer als der Wert der Entladeleitungsinduktivität.
  • Bevorzugt umfasst das Laser-Untermodul einen integrierten Schaltkreis, bei dem die Kathoden der n Laser des linearen Laser-Arrays aus n Lasern zu einem Sternpunkt bonddrahtlos zusammengeschaltet sind. Bevorzugt ist dazu das Laser-Untermodul einem gemeinsamen Rückseitenkontakt, der in dem hier vorgestellten Beispiel die gemeinsame Kathode der n Laser des Laser-Untermoduls darstellt, direkt mit einem Kontakt des Ansteuerschalters des Laser-Untermoduls verbunden, sodass dieser Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls mit einem Anschluss praktisch induktivitätslos mit den Kathoden der n Laser des Laser-Untermoduls verbunden ist. Der Kristall des integrierten Schaltkreises des Laser-Untermoduls leitet dabei die Abwärme der n-Laser des Laser-Untermoduls weiter. Bevorzugt ist die Rückseite des linearen Laser-Arrays des Laser-Untermoduls somit thermisch und elektrisch leitfähig mit einem Kontakt des Ansteuerschalters des Laser-Untermoduls verbunden, der bevorzugt monolithisch in den Kristall der bevorzugt verwendeten integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls integriert ist. Klebung oder Lötung oder eine andere geeignete elektrisch und thermisch leitende Verbindungstechnik wie z. B. Thermokompression von Bond-Balls oder eine andere Flip-Chip-Montage-Technik können beispielsweise diese Verbindung herstellen. Bevorzugt ist der Stapel aus dem Kristall des linearen Laser-Arrays des Laser-Untermoduls und dem Kristall der integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls mit dem Ansteuerschalter und bevorzugt mit der Ladeschaltung des Laser-Untermoduls thermisch und bevorzugt auch elektrisch leitend mit der Rückseite der integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls auf einer Wärmesenke, beispielsweise mittels thermisch und bevorzugt elektrisch leitender Klebung oder Lötung montiert.
  • Wie bereits erwähnt, sind der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls und bevorzugt die n Ladeschaltkreise des Laser-Untermoduls für die n Kondensatoren des Kondensatoren-Arrays des Laser-Untermoduls Teil der integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls. Der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls ist bevorzugt bonddrahtlos mit dem ersten Sternpunkt des Laser-Untermoduls, der die Kathoden der n Laser des Laser-Untermoduls miteinander verbindet, elektrisch verbunden.
  • In den Kristall des integrierten Schaltkreises des Laser-Untermoduls sind, wie erwähnt, bevorzugt der Ansteuerschaltkreis des Laser-Untermoduls und die n Ladeschaltungen des Laser-Untermoduls in die, der Rückseite des Kristalls des integrierten Schaltkreises des Laser-Untermoduls gegenüberliegende aktive Oberfläche integriert. Somit sind die n Ladeschaltkreise des Laser-Untermoduls Teil der aktiven Oberfläche der integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls. D. h., sie sind relativ zur Dicke des Kristalls im Wesentlichen direkt unter der Oberfläche des Kristalls des integrierten Schaltkreises des Laser-Untermoduls bzw. an dessen Oberfläche, wie bei integrierten Schaltkreisen üblich, platziert. Parallel zu dem linearen Laser-Array des Laser-Untermoduls aus n Lasern des Laser-Untermoduls ist nun auch das lineare Kondensator-Array des Laser-Untermoduls aus n Kondensatoren des Laser-Untermoduls auf der aktiven Oberfläche des monolithischen Kristalls der integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls angebracht.
  • Diese Parallelität bezieht sich dabei nicht nur auf eine zeitliche Parallelität, sondern auch auf eine räumliche Parallelität. Die n Laser des Laser-Arrays des Laser-Untermoduls sind bevorzugt längs einer ersten geraden Linie angeordnet. Die n Kondensatoren des Kondensatoren-Arrays des Laser-Untermoduls sind bevorzugt längs einer zweiten geraden Linie angeordnet. Diese gerade Linie der Anordnung der n Kondensatoren des Kondensatoren-Arrays des Laser-Untermoduls ist typischerweise eine gedachte Linie parallel zur zweiten Linie. Diese gedachte Linie liegt typischerweise an der Unterseite des Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls. Ebenso kann die erste Linie eine weitere gedachte Linie an der Unterseite des Laser-Arrays des Laser-Untermoduls sein. Diese gedachten Linien definieren dann eine Ebene, die mit der aktiven Oberfläche des Kristalls der bevorzugt integrierten elektrischen Schaltung des Laser-Untermoduls bevorzugt gleich ist, oder die zumindest im Wesentlichen zu dieser Oberfläche parallel und nur so wenig durch Befestigungsmittel, wie beispielsweise Kleber oder Lot, von dieser beabstandet ist, dass hier von einer Gleichheit im Wesentlichen gesprochen werden kann. Die Unterseite des Laser-Arrays des Laser-Untermoduls ist also bevorzugt mittels eines Klebers oder eines Lots mit der Oberfläche des Treiber-ICs verbunden. Bevorzugt sind die Kathoden der Laser des Laser-Untermoduls zu dem gemeinsamen Sternpunkt (DISC) elektrisch verbunden, der mit einem korrespondierenden elektrischen Kontakt (DISC) des Treiber-ICs (siehe 4 und 5) mittels eines Klebers oder eines Lots direkt elektrisch verbunden ist, sodass sich ein sogenannter Stacked-Die-Aufbau ergibt, bei dem die Kristalle des Laser-Arrays und des Treiber-ICs direkt aufeinander gestapelt sind und nur duch den Metallisierungs- und Verdrahtungsstapel der integrierten Schaltung des Treiber-ICs und dem elektrisch leitenden Kelber bzw. dem elektrisch leitenden Lot, die diese beiden Kristalle miteinander mechanisch und vorzugsweise elektrisch verbinden, voneinander beabstandet sin.
  • Jeder Kondensator der n Kondensatoren des Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Der erste Anschluss des Kondensators des linearen Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls ist zur Induktivitätsreduktion durch eine Mehrfach-Bondung mit einer ersten Bonddrahtlänge mit der Anode des diesem Kondensator zugeordneten Lasers des linearen Laser-Arrays aus n Lasern des Laser-Untermoduls verbunden. Die zweiten Anschlüsse der n Kondensatoren des Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls sind zu einem zweiten Sternpunkt des Laser-Untermoduls zusammengeschaltet. Dieser zweite Sternpunkt des Laser-Untermoduls ist zur weiteren Induktivitätsreduktion mit einer Mehrzahl von Bonddrähten mit einer zweiten Bonddrahtlänge mit einem Bezugspotenzialkontakt des Laser-Untermoduls auf der aktiven Oberfläche des Kristalls der integrierten Schaltung des Laser-Untermoduls verbunden. Diese Konstruktion hat wesentliche Vorteile. Wenn die Ladeschaltungen des Laser-Untermoduls beispielsweise nur genau einen der Kondensatoren der n Kondensatoren des Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls aufgeladen haben und wenn demzufolge alle anderen Kondensatoren des Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls nicht geladen sind, sind diese ungeladenen Kondensatoren im Wesentlichen auf eine Spannung nahe 0V aufgeladen. Mit dem Eintreffen des Pulssignals verbindet nun der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls den ersten Sternpunkt des Laser-Untermoduls mit dem Bezugspotenzial des Laser-Untermoduls. Zum Ersten entlädt dadurch ein Laser des Laser-Untermoduls, der dem aufgeladenen Kondensator zugeordnet ist, den betreffenden, zuvor aufgeladenen Kondensator des Laser-Untermoduls. Zum Zweiten verbindet aber der Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls die ersten Anschlüsse aller anderen Kondensatoren des Laser-Untermoduls über ihre Laser ebenfalls mit dem Bezugspotenzial. Da die zugehörigen Kondensatoren dieser Laser ungeladen sind, erzwingen diese übrigen Kondensatoren, dass das Potenzial der zweiten Anschlüsse dieser Kondensatoren des Laser-Untermoduls, die den zweiten Sternpunkt des Laser-Untermoduls bilden, sich ebenfalls nahe des Bezugspotenzials des Laser-Untermoduls bewegen müssen. Bevorzugt sind die ersten Anschlüsse der Kondensatoren des linearen Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls über jeweils einen Bonddraht mit einer dritten Bonddrahtläge, der den zweiten Sternpunkt des Laser-Untermoduls kreuzt, mit der dem jeweiligen Kondensator der n Kondensatoren des Kondensator-Arrays des Laser-Untermoduls zugeordneten Ladeschaltung der n Ladeschaltungen des Laser-Untermoduls verbunden. Die dritte Bonddrahtlänge ist dabei bevorzugt länger als die zweite Bonddrahtlänge. Die zweite Bonddrahtlänge ist dabei bevorzugt länger als die erste Bonddrahtlänge.
  • Dieses so definierte Laser-Untermodul kann in einem Laser-Modul eines LIDAR-System eingesetzt werden. Es wird vorgeschlagen, dazu die folgende Grundstruktur eines LIDAR-Systems anzuwenden: Die Ansteuerschaltung veranlasst beispielsweise nun zu einem Aussendezeitpunkt beispielsweise genau einen Laser der n Laser beispielsweise genau eines der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls des Lidar-Systems zur Emission eines Laserlichtpulses durch Schließen des diesem Laser zugeordneten Ansteuerschalters. Diesem Laser dieses Laser-Untermoduls sind eine zugeordnete Ladeschaltung des Laser-Untermoduls und ein zugeordneter Kondensator des Laser-Untermoduls zugeordnet. Eine Kontrollschaltung veranlasst hierzu vor der Emission des Laserpulses beispielsweise diese Ladeschaltung der n Ladeschaltungen des Laser-Untermoduls des zuvor beschriebenen Laser-Moduls, den ihr zugeordneten Kondensator der n Kondensatoren des Laser-Untermoduls aufzuladen. Alle anderen Kondensatoren des Laser-Untermoduls sollen ungeladen sein. Alle anderen Kondensatoren des Laser-Untermoduls sollen auch für die Dauer des Verfahrens zur Aussendung eines Lichtpulses durch diesen Laser des Laser-Untermoduls ungeladen bleiben.
  • Die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls kann beispielsweise einen Zeitgeber umfassen. Der Start des Ladevorgangs durch die Ladeschaltung startet den Zeitgeber. Bevorzugt weist die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls mehrere Zeitgeber auf. Bevorzugt ist bei der Verwendung von Zeitgebern jedem Laser der n Laser des Laser-Untermoduls ein Zeitgeber zugeordnet. In diesem Fall umfasst somit die Ansteuerschaltung bevorzugt n Zeitgeber. Der Zeitgeber der Ladeschaltung des Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls, dessen Kondensator die Ladeschaltung lädt, kann ein analoger oder digitaler Zähler sein. Im Falle eines digitalen Zählers erhöht der Zähler seinen Zählerstand bevorzugt um einen Zählschrittwert mit jedem Takt eines Zähltaktes. Bevorzugt nutzen alle Laser-Untermodule den gleichen Zähltakt. Es ist denkbar, dass jedes Laser-Untermodul der m Laser-Untermodule seinen eigenen Zähltakt verwendet, ein Synchronisationssignal oder ein Synchronisationstakt diese jedoch miteinander synchronisiert. Bevorzugt sind alle Zeitgeber der Laser-Untermodule eines Laser-Moduls in gleicher Weise ausgeführt. Jeder Zeitgeber generiert dabei einen mit dem Fortschreiten der Zeit streng monoton ansteigenden Zeitwert, der je nach Zeitgebertyp analog oder digital sein kann. Bevorzugt vergleicht eine Vergleichseinrichtung den aktuellen Zeitwert des Zeitgebers der Ladeschaltung, die diesem Laser dieses Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls zugeordnet ist, mit einem Ladezeitvorgabewert, der diesem Laser dieses Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls zugeordnet ist. Wenn der Zeitwert des Zeitgebers diesen Ladezeitvorgabewert erreicht oder überschreitet, erzeugt bevorzugt die Vergleichseinrichtung ein Stoppsignal für die betreffende Ladeschaltung des betreffenden Lasers des betreffenden Laser-Untermoduls. Diese Ladeschaltung beendet dann nach Empfang des Stoppsignals die weitere Aufladung des betreffenden Kondensators. Aus dem Kapazitätswert des Kondensators, dem bevorzugt konstanten Ladestrom der Ladeschaltung und der Ladezeit ergibt sich dann die Energiemenge, die in dem Kondensator gespeichert ist. Bevorzugt ist der Ladezeitvorgabewert vordefiniert oder einstellbar oder berechenbar. Vorschlagsgemäß ist also bevorzugt jedem Laser ein Ladezeitvorgabewert zugeordnet. Somit kann beispielsweise ein Laser-Untermodul n Ladezeitvorgabewerte für seine n Laser aufweisen. Ein Laser-Modul sollte daher bevorzugt n*m Ladezeitvorgabewerte für seine n*m Laser seiner m Laser-Untermodule aufweisen. Für die hier vorgelegte technische Lehre ist nun im Gegensatz zum vorgenannten Stand der Technik wesentlich, dass ein Ladezeitvorgabewert der n Ladezeitvorgabewerte eines Laser-Untermoduls von Parametern eines oder mehrerer tatsächlich abgestrahlter Laserpulse des zugehörigen Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls über einen Regelkreis abhängen soll.
  • Statt der Zeitsteuerung kann die Ansteuerschaltung auch den Ladevorgang durch die Ladeschaltung bei Erreichen oder Überschreiten einer Kondensatorzielspannung stoppen. Im Falle eines konstanten Ladestromes würde dann die Kombination aus konstanter Ladestromquelle und Kondensator den Zeitgeber bilden. Die Kondensatorspannung würde in dem Fall dann dem Zeitwert entsprechen. Die Vergleichseinrichtung kann dann die Kondensatorspannung erfassen und mit einem Vorgabewert vergleichen. Bei der Vergleichseinrichtung kann es sich um einen Komparator handeln, der die Kondensatorspannung mit einer Vergleichsspannung vergleicht. Dieser Vorgabewert, bzw. diese Vergleichsspannung, entsprechen dann dem besagten Ladezeitvorgabewert. Hierzu kann beispielsweise der besagte Komparator die Kondensatorspannung des Kondensators mit der Kondensatorzielspannung als Ladezeitvorgabewert vergleichen und ein Ladestoppsignal erzeugen, das die Ansteuerschaltung zum Beenden des Ladevorgangs durch die betreffende Ladeschaltung veranlasst. Bevorzugt lädt die Ladeschaltung den Kondensator mit einem Konstantstrom aus einer Ladestromquelle, deren Ladestromquellenstrom einen Ladestromquellenstromwert aufweist.
  • Nach Abschluss des Ladevorgangs kann beispielsweise ein Schalter und/oder ein Hochohmigschalten des Ausgangs der Ladeschaltung die Ladeschaltung von dem zu ladenden Kondensator trennen. Nachdem die bevorzugt eine Kombination aus Laser und Kondensator der n Paare aus Laser und zugeordnetem Kondensator eines Laser-Untermoduls auf diese Weise scharf durch diese Aufladung des betreffenden Kondensators geschaltet ist, kann nun die schlagartige Entladung dieses Kondensators über den betreffenden Laser und den Ansteuerschalter des Laser-Untermoduls durch Schließen des Ansteuerschalters des Laser-Untermoduls erfolgen. Hierzu erzeugt bevorzugt eine Kontrollschaltung des Laser-Untermoduls, die bevorzugt Teil der Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls ist, ein Pulssignal, das bevorzugt den besagten Ansteuerschalter des zuvor beschriebenen Laser-Untermoduls schließt und somit beispielsweise die Kathode des betreffenden Lasers des Laser-Untermoduls mit dem Bezugspotenzial des Laser-Untermoduls verbindet. Der betreffende, geladene Kondensator ist bevorzugt mit seinem zweiten Anschluss mit diesem Bezugspotenzial seines Laser-Untermoduls verbunden und bevorzugt mit seinem ersten Anschluss mit der Anode des diesem Kondensator zugeordneten Lasers des Laser-Untermoduls verbunden. Somit entlädt sich nun über den ihm zugeordneten Laser der zuvor geladene Kondensator schlagartig. Durch den Laser des Laser-Untermoduls, der diesem sich nun entladenden Kondensator zugeordnet ist, fließt ein elektrischer Strom. Aufgrund dieses Stromflusses emittiert der betreffende Laser einen Lichtpuls. Die anderen Laser der n Laser des Laser-Untermoduls emittieren in diesem Beispiel typischerweise keinen Lichtpuls, da ihre zugeordneten Ladeschaltungen in diesem Beispiel gemäß den Voraussetzungen dieses Beispiels die ihnen zugeordneten Kondensatoren des Laser-Untermoduls nicht geladen haben. Theoretisch ist es möglich, dass mehr als eine Ladeschaltung eines Laser-Untermoduls bzw. des Laser-Moduls den ihr jeweils zugeordneten Kondensator lädt. D.h., es ist möglich, dass nach dem Ende aller Ladevorgänge mehr als ein Kondensator des Laser-Untermoduls bzw. des Laser-Moduls geladen ist. In dem Fall ist es denkbar, mehrere Kondensatoren des Laser-Moduls zu laden und die anderen Kondensatoren nicht zu laden. Bei Zündung der Laser leuchten die Laser des Laser-Moduls dann entsprechend einem Muster. Das Lidar-System kann dann nach und nach verschiedene Muster verwenden. Die Messergebnisse kann das Lidar-System dann wieder auf den einfachen, dann aber theoretischen Fall eines einzigen geladenen Kondensators des Laser-Moduls zurückrechnen.
  • Bevorzugt umfasst das Lidar-System ein oder mehrere Fotodetektoren. Aus dem oben angegebenen Stand der Technik ist die Verwendung von Fotodetektoren zur Abstandsmessung zu Objekten außerhalb des Lidar-Systems bekannt. Hierzu wird insbesondere auf die technische Lehre der deutschen Patentanmeldungen DE 10 2020 114 782.1 , DE 10 2020 124 564.5 und DE 10 2020 111 075.8 sowie der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2021/050199 verwiesen, auf deren weitere Erläuterung wir daher hier verzichten.
  • Die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift schlägt nun vor, dass das Lidar-System zumindest einen Fotodetektor umfasst, der mit einem oder mehreren Lasern des LIDAR-Systems optisch und in bekannter Weise gekoppelt ist. Bevorzugt weist jedes Laser-Modul zumindest einen Fotodetektor auf, der mit einem oder mehreren Lasern der n*m Laser des Laser-Moduls optisch und in bekannter Weise gekoppelt ist. Noch bevorzugter weist jedes Laser-Untermodul zumindest einen Fotodetektor auf, der mit einem oder mehreren Lasern der n Laser des Laser-Untermoduls optisch und in bekannter Weise gekoppelt ist. Noch bevorzugter weist jedes Laser-Untermodul zumindest n Fotodetektoren auf, die jeweils mit genau einem oder mehreren Lasern der n Laser des Laser-Untermoduls optisch und in bekannter Weise gekoppelt sind, sodass bevorzugt jedem Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls bevorzugt genau ein Fotodetektor von n Fotodetektoren des Laser-Untermoduls zugeordnet ist.
  • In einem ersten Extremfall weist ein Laser-Modul also n*m solche Fotodetektoren auf. Dies ist der Fall des maximalen Raummultiplexes. In einem zweiten Extremfall weist ein Laser-Modul nur genau einen solchen Fotodetektor auf. Dies ist der Fall des maximalen Zeitmultiplexes. Zwischenformen sind wie oben erläutert möglich. Im Sinne einer knappen Beschreibung beschränken wir uns hier auf diese beiden Extremfälle in der Beschreibung. Die anderen Zwischenmöglichkeiten sind aber ausdrücklich beansprucht, sofern die beiden Extremfälle in der Beanspruchung der Ansprüche liegen.
  • Wir beginnen mit dem ersten Extremfall.
  • Zur Vereinfachung nehmen wir beispielhaft an, dass nur beispielhaft genau eine Ladeschaltung beispielhaft genau eines Laser-Untermoduls des Laser-Moduls den ihr zugeordneten, genau einen Kondensator auflädt. Alle anderen Kondensatoren des Laser-Moduls bleiben ungeladen. Mit dem Startzeitpunkt des Empfangs eines Startsignals durch die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls erzeugt die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls bevorzugt für jeden Laser der n Laser des Laser-Untermoduls, zumindest aber für den Laser des Laser-Untermoduls, dessen Kondensator aufgeladen ist, ein um eine bevorzugt einstellbare und für diesen Laser bevorzugt spezifische Verzögerungszeit verzögertes Startsignal, das dadurch spezifisch für diesen Laser des Laser-Untermoduls ist. Ein oder mehrere Verzögerungszeiten können dabei auch 0s sein. Für den betreffenden Laser signalisiert sein verzögertes Startsignal zu einem verzögerten und für diesen Laser spezifischen Startzeitpunkt, dass die Ansteuerschaltung den Ansteuerschalter des genau einen Laser-Untermoduls des Laser-Moduls zu diesem Startzeitpunkt schließen soll. Sind die Kondensatoren mehrerer Laser aufgeladen, so funktioniert dies nicht mehr korrekt, wenn die Laser-spezifischen Verzögerungszeiten der Laser mit aufgeladenen Kondensatoren voneinander abweichen. Als Verzögerungszeit kann die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls dann beispielsweise den Mittelwert der Verzögerungszeiten der Laser des Laser-Untermoduls verwenden, deren Kondensatoren aufgeladen sind. Bevorzugt wird daher nur ein Kondensator eines Lasers eines Laser-Untermoduls aufgeladen, um die Verzögerungszeit genau einem Laser des Laser-Untermoduls zuordnen zu können. Durch das Schließen des Ansteuerschalters des Laser-Untermoduls entlädt sich der genau eine, zuvor aufgeladene Kondensator des Laser-Untermoduls über den an diesen beispielhaft genau einen Kondensator angeschlossenen, beispielhaft genau einen Laser des Laser-Untermoduls. Dieser Kondensator speist dann einen Entladestrom in diesen, ihm zugeordneten Laser des Laser-Untermoduls ein. Beispielhaft genau dieser eine Laser des Laser-Untermoduls emittiert aufgrund des Entladestroms einen Laserpuls. Eine Streuoptik leitet einen bevorzugt möglichst kleinen, für den technischen Zweck aber ausreichenden Anteil des Lichts des Laserpulses auf einen bevorzugt diesem Laser des Laser-Untermoduls zugeordneten, beispielhaft genau einen Fotodetektor des Laser-Untermoduls. Dieser Fotodetektor des Laser-Untermoduls empfängt einen Lichtpulsanteil des Lichtpulses und erzeugt ein Empfangssignal dieses genau einen Fotodetektors, dessen zeitlicher Werteverlauf von dem zeitlichen Werteverlauf des empfangenen Lichtpulsanteils abhängt.
  • Eine Auswertevorrichtung des Laser-Untermoduls, die bevorzugt Teil der Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls ist, erfasst wesentliche Parameter des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals dieses Fotodetektors, der hier beispielhaft dem genau einen Laser des Laser-Untermoduls zugeordnet ist.
  • Bei einem Parameter dieser durch die Auswertevorrichtung des Laser-Untermoduls erfassten Parameter kann es sich beispielsweise um die zeitliche Verschiebung zwischen einer Startflanke des Startsignals und der korrespondierenden Flanke des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals handeln. Bei einem anderen Parameter dieser durch die Auswertevorrichtung des Laser-Untermoduls erfassten Parameter kann es sich beispielsweise um die maximale Amplitude im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals beispielsweise innerhalb eines typischerweise vorgegebenen Zeitraums nach dem Startsignal handeln. Bei einem weiteren möglichen Parameter dieser durch die Auswertevorrichtung des Laser-Untermoduls erfassten Parameter kann es sich beispielsweise um das zeitliche Integral oder einen funktionsäquivalenten Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals beispielsweise innerhalb eines typischerweise vorgegebenen Zeitraums nach dem Startsignal handeln. Auch kann es sich bei einem möglichen Parameter dieser durch die Auswertevorrichtung des Laser-Untermoduls erfassten Parameter beispielsweise um einen Abtastwert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals beispielsweise zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Startsignal handeln.
  • Aufgrund dieser Parameter kann die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls Form und Lage des Laserpulses nachregeln.
  • Zum Ersten kann die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls die Verzögerungszeit, die diesem Laser des Laser-Untermoduls zugeordnet ist, in Abhängigkeit von einem Parameter des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals verändern. Beispielsweise kann konkreter die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls die Verzögerungszeit, die diesem Laser des Laser-Untermoduls zugeordnet ist, in Abhängigkeit von dem Wert der erfassten zeitlichen Verschiebung zwischen der Startflanke des Startsignals und der korrespondierenden Flanke des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals verändern. Bevorzugt erfolgt diese Rückkopplung über einen Filter. Bevorzugt hat der Filter integrierende Eigenschaften. Bevorzugt handelt es sich bei dem sich ergebenden Regler um einen PI- oder PID-Regler. Bevorzugt regelt die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls die Verzögerungszeit auf einen Verzögerungszeitzielwert ein.
  • Der Verzögerungszeitzielwert kann zum Ersten durch einen Zahlenwert vorgegeben werden. In dem Fall regelt die Ansteuerschaltung die Verzögerungszeit so aus, dass der Wert der erfassten zeitlichen Verschiebung zwischen der Startflanke des Startsignals und der korrespondierenden Flanke des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals diesem Verzögerungszeitzielwert entspricht.
  • Der Verzögerungszeitzielwert kann beispielsweise auch durch ein Synchronisationssignal angegeben werden, das einen Synchronisationszeitpunkt der Ansteuerschaltung signalisiert. Die Ansteuerschaltung kann beispielsweise einen Phasendetektor umfassen, der je nachdem, ob die zu der Startflanke des Startsignals korrespondierende Flanke des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals vor oder nach dem Eintreffen des Synchronisationssignals bei der Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eintrifft die Verzögerungszeit für diesen Laser des Laser-Untermoduls erhöht oder erniedrigt.
  • D.h., das Startsignal ist dann nicht mehr für die zeitliche Position des Laserpulses maßgeblich, sondern die zeitliche Lage der Signalisierung des Synchronisationszeitpunkts durch das Synchronisationssignal. Das Synchronisationssignal kann diese Signalisierung beispielsweise mittels der steigenden oder fallenden Flanke eines Synchronisationspulses vornehmen.
  • Sollen mehrere Laser-Untermodule jeweils einen Laser des betreffenden Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls abfeuern, so kann das Lidar-System auf diese Weise beispielsweise sicherstellen, dass nach Ausregelung der verschiedenen Verzögerungszeiten der betreffenden Laser der verschiedenen Laser-Untermodule des Laser-Moduls die Laser der Laser-Untermodule synchron zum gleichen Synchronisationszeitpunkt jeweils ihren Laserpuls aussenden. Hierdurch wird die Flankensteilheit des Gesamtlaserpulses der sich überlagernden Laserpulse der feuernden Laser der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls erhöht. Dies erhöht die Reichweite eines solchen Gesamtlaserpulses und damit des Lidar-Systems.
  • Die Erfassung amplitudenabhängiger Werte des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals eines Fotodetektors, der einem Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule eines Laser-Moduls zugeordnet ist, ermöglicht eine Amplitudennachregelung auf einen Amplitudenvorgabewert. Die Ansteuerschaltung vergleicht dazu den betreffenden amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals eines Fotodetektors mit einem Amplitudenvorgabewert.
  • Ist der betreffenden amplitudenabhängige Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors kleiner als der Amplitudenvorgabewert, so erhöht die Ansteuerschaltung die Energiemenge, die die Ladeschaltung des Kondensators dieses Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls dem betreffenden Laser für die Erzeugung des nächsten Laserpulses durch Aufladung des Kondensators dieses Lasers zur Verfügung stellt.
  • Zur Erhöhung der Energiemenge des Kondensators kann die Ansteuervorrichtung zum Ersten den Ladestrom, mit dem die Ladeschaltung den Kondensator des Lasers lädt, in Abhängigkeit von dem Wert der Abweichung zwischen dem amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors und dem Amplitudenvorgabewert erhöhen.
  • Zum Zweiten kann die Ansteuerschaltung zur Erhöhung der Energiemenge des Kondensators bei einer zeitgesteuerten Aufladung des Kondensators den Ladezeitvorgabewert beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert der Abweichung zwischen dem amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors und dem Amplitudenvorgabewert erhöhen.
  • Zum Dritten kann die Ansteuerschaltung zur Erhöhung der Energiemenge des Kondensators bei einer kondensatorspannungsgesteuerten Aufladung des Kondensators die Kondensatorzielspannung beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert der Abweichung zwischen dem amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors und dem Amplitudenvorgabewert erhöhen.
  • Ist der betreffenden amplitudenabhängige Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors größer als der Amplitudenvorgabewert, so verkleinert die Ansteuerschaltung die Energiemenge, die die Ladeschaltung des Kondensators dieses Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls dem betreffenden Laser für die Erzeugung des nächsten Laserpulses durch Aufladung des Kondensators dieses Lasers zur Verfügung stellt. Zur Erniedrigung der Energiemenge des Kondensators kann die Ansteuervorrichtung zum Ersten den Ladestrom, mit dem die Ladeschaltung den Kondensator des Lasers lädt, in Abhängigkeit von dem Wert der Abweichung zwischen dem amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors und dem Amplitudenvorgabewert erniedrigen. Zum Zweiten kann die Ansteuerschaltung zur Verringerung der Energiemenge des Kondensators bei einer zeitgesteuerten Aufladung des Kondensators den Ladezeitvorgabewert beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert der Abweichung zwischen dem amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors und dem Amplitudenvorgabewert erniedrigen. Zum Dritten kann die Ansteuerschaltung zur Verringerung der Energiemenge des Kondensators bei einer kondensatorspannungsgesteuerten Aufladung des Kondensators die Kondensatorzielspannung beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert der Abweichung zwischen dem amplitudenabhängigen Wert des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors und dem Amplitudenvorgabewert erniedrigen.
  • Unterschreitet die Kondensatorzielspannung eines Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls während der Regelung eine vorgegebene oder programmierte untere Kondensatorzielspannungsschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Kondensatorzielspannungsunterschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Unterschreitung der unteren Kondensatorzielspannungsschwelle durch die Kondensatorzielspannung. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Kondensatorzielspannungsunterschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Unterschreitung der unteren Kondensatorzielspannungsschwelle durch die Kondensatorzielspannung bei der Regelung der Ladung des betreffenden Kondensators des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Überschreitet die Kondensatorzielspannung eines Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls während der Regelung eine vorgegebene oder programmierte obere Kondensatorzielspannungsschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Kondensatorzielspannungsüberschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Überschreitung der oberen Kondensatorzielspannungsschwelle durch die Kondensatorzielspannung. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Kondensatorzielspannungsüberschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Überschreitung der oberen Kondensatorzielspannungsschwelle durch die Kondensatorzielspannung bei der Regelung der Ladung des betreffenden Kondensators des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Unterschreitet der Wert des Ladestroms des Kondensators eines Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls während der Regelung eine vorgegebene oder programmierte untere Ladestromzielschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Ladestromzielunterschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Unterschreitung der unteren Ladestromzielschwelle durch den Wert des Ladestroms. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Ladestromzielunterschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Unterschreitung der unteren Ladestromzielschwelle durch den Wert des Ladestroms bei der Regelung der Ladung des betreffenden Kondensators des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Überschreitet der Wert des Ladestroms des Kondensators eines Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls während der Regelung eine vorgegebene oder programmierte obere Ladestromzielschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Ladestromzielüberschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Überschreitung der oberen Ladestromzielschwelle durch den Wert des Ladestroms. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Ladestromzielüberschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Überschreitung der oberen Ladestromzielschwelle durch den Wert des Ladestroms bei der Regelung der Ladung des betreffenden Kondensators des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Unterschreitet der Ladezeitvorgabewert des Kondensators eines Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls während der Regelung eine vorgegebene oder programmierte untere Ladezeitzielschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Ladezeitzielunterschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Unterschreitung der unteren Ladezeitzielschwelle durch den Ladezeitvorgabewert. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Ladezeitzielunterschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Unterschreitung der unteren Ladezeitzielschwelle durch den Ladezeitvorgabewert bei der Regelung der Ladung des betreffenden Kondensators des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Überschreitet der Ladezeitvorgabewert des Kondensators eines Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls während der Regelung eine vorgegeben oder programmierte obere Ladezeitzielschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Ladezeitzielüberschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Unterschreitung der oberen Ladezeitzielschwelle durch den Ladezeitvorgabewert. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Ladezeitzielüberschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Überschreitung der oberen Ladezeitzielschwelle durch den Ladezeitvorgabewert bei der Regelung der Ladung des betreffenden Kondensators des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Unterschreitet der Wert der Verzögerungszeit, die einem Lasers der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls zugeordnet ist, während der Regelung des Werts dieser Verzögerungszeit eine vorgegebene oder programmierte untere Verzögerungszeitschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Verzögerungszeitunterschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Unterschreitung der unteren Verzögerungszeitschwelle durch den Wert der betreffende Verzögerungszeit. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Verzögerungszeitunterschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Unterschreitung der unteren Verzögerungszeitschwelle durch den Wert der betreffenden Verzögerungszeit bei der Regelung des Werts der betreffenden Verzögerungszeit des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Überschreitet der Wert der Verzögerungszeit, die einem Laser der n-Laser eines Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls zugeordnet ist, während der Regelung des Werts dieser Verzögerungszeit eine vorgegebene oder programmierte obere Verzögerungszeitschwelle, so signalisiert die Ansteuerschaltung mittels eines Verzögerungszeitüberschreitungssignals einer ggf. übergeordneten Einheit eine Überschreitung der oberen Verzögerungszeitschwelle durch den Wert der betreffenden Verzögerungszeit. Für jeden Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls müsste ein solches Verzögerungszeitüberschreitungssignal vorgesehen werden. In der Regel ist es das Beste, wenn die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls eine Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls aufweist. Bei einem solchen Fehler ändert die Ansteuerschaltung dann bevorzugt in einem Register der Datenschnittstelle des Laser-Untermoduls ein Flag von einem ersten logischen Wert zu einem zweiten logischen Wert. Bevorzugt ist der erste logische Wert der Rücksetzwert des Flags. Der zweite logische Wert signalisiert bei einem Auslesen des Registers über die Datenschnittstelle der auslesenden Einheit dann eine Überschreitung der oberen Verzögerungszeitschwelle durch den Wert der betreffenden Verzögerungszeit bei der Regelung des Werts der betreffenden Verzögerungszeit des betreffenden Lasers der n Laser des Laser-Untermoduls. Diese Signalisierung kann mit einer zusätzlichen Signalisierung verbunden werden, die beispielsweise mittels einer Interrupt-Leitung einer übergeordneten Recheneinheit die Existenz eines Fehlers signalisiert ohne diesen zu spezifizieren.
  • Sendet der betreffende Laser der n Laser eines Laser-Untermoduls wider Erwarten keinen Laserpuls aus, so kann beispielsweise die Ansteuerschaltung des Laser-Untermoduls durch Auswertung eines amplitudenabhängigen Werts des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals des Fotodetektors das Nichtaussenden des Laser-Pulses erfassen und mittels eines Flags in der zuvor beschriebenen Art und/oder einer Signalleitung signalisieren.
  • Im Falle der zuvor beschriebenen Fehler kann das übergeordnete System den oder die Fehler bewerten und die Daten in ihrer Nutzbarkeit einschränken oder verwerfen. Hierdurch ist sichergestellt, dass beispielsweise ein Ausfall eines einzelnen Lasers das übergeordnete System nicht zu der fehlerhaften Annahme des Nichtvorhandenseins von Objekten im Fahrweg des Kfz verleitet.
  • Es ist besonders vorteilhaft, das weiter oben beschriebene Laser-Modul in einem zuvor beschriebenen LIDAR-System einzusetzen.
  • Der Vorschlag umfasst des Weiteren ein Laser-Modul mit m Laser-Untermodulen (mit m als ganzer positiver Zahl). Jedes Laser-Untermodul umfasst bevorzugt ein lineares Laser-Array aus n Lasern, mit n als ganzer positiver Zahl. Die n-Laser eines Laser-Untermoduls sind bevorzugt auf einem Modulträger und/oder einem Treiber-IC des Laser-Untermoduls montiert. Jeder Laser-Strahl jedes Lasers weist eine Laser-Strahlachse (SA1 bis SAn) auf. Alle Laser-Strahlachsen (SA1 bis SAn) und/oder mindestens zwei Laserstrahlachsen (SA1, SA2) der Laser eines Laser-Untermoduls schneiden sich bevorzugt in einem Punkt. Darauf aufbauend kann eine Zusammenstellung von m Laser-Untermodulen, mit m als ganzer positiver Zahl, definiert werden, bei der jedes Laser-Untermodul das besagte lineare Laser-Array aus n Lasern aufweist, mit n als ganzer positiver Zahl. Die Laser eines jeden Laser-Untermoduls können bevorzugt in gleicher Weise durchnummeriert werden. Bevorzugt jeder Laser-Strahl jedes Lasers weist eine Laser-Strahlachse auf. Bevorzugt schneiden sich alle jeweiligen Laser-Strahlachsen (SA1 bis SAn) jeweils aller n Laser aller m Laser-Untermodule des Laser-Moduls in einem Punkt. Zumindest sollten sich die Laser-Strahlachsen von mindestens zwei Lasern der jeweils n Laser der m Laser-Untermodule des Laser-Moduls in einem Punkt schneiden. Besser ist jedoch, wenn sich alle m*n Laser-Strahlachsen aller n*m Laser aller m Laser-Untermodule des Laser-Moduls in einem Punkt schneiden. Alternativ können sich zumindest zwei Laser-Strahlachsen von mindestens zwei Lasern der n*m Laser aller m Laser-Untermodule des Laser-Moduls in einem Punkt schneiden. Das jeweilige Treiber-IC eines Laser-Untermoduls ist bevorzugt eine jeweilige integrierte Schaltung. Ein solches Treiber-IC hat bevorzugt eine rechteckige Form. Das Treiber-IC des jeweiligen Laser-Untermoduls weist dann bevorzugt zwei Schmalseiten und zwei Langseiten als Kanten auf. Das Treiber-IC des jeweiligen Laser-Untermoduls weist bevorzugt an einer ersten Kante des Rechtecks seiner Form, die eine Schmalseite ist, Kontakte oder einen Kontakt (DISC) auf, die dazu bestimmt und geeignet sind einen oder mehrere Rückseitenkontakte von Lasern zu kontaktieren. Das Treiber-IC des jeweiligen Laser-Untermoduls weist an seiner zweiten Kante des Rechtecks seiner Form, die eine Schmalseite ist, Kontakte (VDDA, GNDA, VDDD, GNDD, VDDP, GNDP, VDDH, GND) auf, die der Energieversorgung des Treiber-ICs und/oder der besagen Laser (D1 bis Dn) und/oder der zugehörigen Energiespeicher (C1 bis Cn) dienen. Die erste Kante liegt dabei der zweiten Kante bevorzugt gegenüber.
  • Das Treiber-IC des jeweiligen Laser-Untermoduls weist bevorzugt an einer dritten Kante des Treiber-ICs, die eine Langseite ist, mindestens einen Transfer-Kontakt für ein Signal auf, das an andere Treiber-ICs anderer Laser-Untermodule weitergegeben werden kann. Das Treiber-IC weist an einer vierten Kante des Treiber-ICs, die eine Langseite ist, einen weiteren Transfer-Kontakt auf, der elektrisch mit dem Transferkontakt verbunden ist.
  • Bevorzugt ist einer der Transferkontakte ein Kontakt für ein Rücksetzsignal (RST), das das Treiber-IC des jeweiligen Laser-Untermoduls in einen definierten Zustand versetzt. Bevorzugt ist ein Transferkontakt ein Kontakt für ein Trigger-Signal (TRIG), das das Treiber-IC des jeweiligen Laser-Untermoduls in einem vorbestimmten Signalzustand dazu veranlasst, seine Laser (D1 bis Dn) abzufeuern, sofern dies aufgrund des Systemzustands vorgesehen ist.
  • Bevorzugt sind ein oder mehrere Transfer-Kontakte zur Kontaktierung von Signalen eines Datenbusses bestimmt. Der eine oder die mehreren Transfer-Kontakte an der einen Kante des Treiber-ICs des jeweiligen Laser-Untermoduls, die eine Langseite ist, sind bevorzugt mit einem oder mehreren korrespondieren Transfer-Kontakten an der gegenüberliegenden Kante des Treiber-ICs des jeweiligen Laser-Untermoduls, die die gegenüberliegende Langseite ist, direkt elektrisch verbunden. Es ist aber auch denkbar, dass ein linearer Datenbus (z.B. ein LIN-Bus) zumindest zeitweise durch die Treiber-ICs der jeweiligen Laser-Untermodule als Busknoten unterbrochen wird und interne Vorrichtungsteile der Treiber-ICs der jeweiligen Laser-Untermodule die Daten auf der einen Seite des jeweiligen Treiber-ICs in Empfang nehmen und auf der anderen Seite dieses Treiber-ICs ggf. auch modifiziert weitersenden kann. In dem Fall werden die Signale des einen oder der mehreren Transfer-Kontakte an der einen Kante des jeweiligen Treiber-ICs des jeweiligen Laser-Untermoduls, die eine Langseite ist, vor der Weiterleitung an einen oder mehrere korrespondiere Transfer-Kontakte an der gegenüberliegenden Kante dieses Treiber-ICs, die die gegenüberliegende Langseite ist, in einer Teilvorrichtung des Treiber-ICs, insbesondere in einer Datenbusschnittstelle, verarbeitet.
  • Des Weiteren umfasst diese Schrift die Offenlegung einer Zusammenstellung von Laser-UnterModulen zu Laser-Modulen, insbesondere innerhalb eines LIDAR-Systems,
    mit mehreren, mindestens aber zwei Laser-Untermodulen, einem ersten Laser-Untermodul und einem zweiten Laser-Untermodul, wobei die Laser-Untermodule eine rechteckige Form mit zwei Schmalseiten und zwei Langseiten haben und wobei die Laser-Untermodule mit Ihren Langseiten nebeneinander angeordnet sind.
  • Die Laser-Untermodule weisen jeweils ein anreihbares Treiber-IC, wie zuvor beschrieben, auf.
  • Die Treiber-ICs der Laser- Untermodule sind typischerweise hinsichtlich der genutzten Transfer-Kontakte ihrer Treiber-ICs baugleich. Jeweils ein Transfer-Kontakt des Treiber-ICs des ersten Laser-Untermoduls ist dann bevorzugt mit dem korrespondierenden Transfer-Kontakt des Treiber-ICs des zweiten Laser-Untermoduls mittels eines einzigen Bonddraht pro solch einem Transfer-Kontakt-Paar elektrisch verbunden. Dies hat den Vorteil, dass nur geringe Verluste entstehen. Die ist insbesondere für eine schnelle synchrone Übertragung des Trigger-Signals (TRIG) vorteilhaft, da alle Laser zeitgerecht zünden sollen und damit ihr Strahlungspaket aussenden sollen.
  • Der Vorschlag umfasst auch ein spezielles Kondensator-Array für ein Laser-Untermodul und/oder für eine Zusammenstellung von Laser-Untermodulen zu einem Laser-Modul und/oder für die Verwendung zusammen mit einem Treiber-IC, wie zuvor beschrieben. Das Kondensator-Array ist rechteckig und weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Das Kondensator-Array weist n Kontakte (K1' bis Kn') aufgereiht längs einer ersten Kante des Rechtecks auf der Oberfläche des Kondensator-Arrays auf. Das Kondensator-Array weist einen weiteren Kontakt (KG') auf, der sich längs einer zweiten Seite des Rechtecks auf der Oberseite des Kondensator-Arrays erstreckt. Die zweite Seite des Rechtecks liegt der ersten Seite des Rechtecks gegenüber. Die Erstreckung des weiteren Kontakts (KG') längs der dritten und vierten Seite ist kürzer als die Erstreckung der dritten Kante des Rechtecks des am nächsten liegenden Kontakts der n Kontakte (K1' bis Kn') längs der dritten Kante des Rechtecks. Die Erstreckung des weiteren Kontakts (KG') längs der dritten und vierten Seite ist kürzer als die Erstreckung der vierten Kante des Rechtecks des am nächsten liegenden Kontakts der n Kontakte (K1' bis Kn') längs der vierten Kante des Rechtecks. Das Kondensator-Array weist einen Rückseitenkontakt (KR) auf, der die Unterseite des Kondensator-Arrays bedeckt. Jeder der n Kontakte (K1' bis Kn') bildet mit dem Rückseitenkontakt (KR) eine Kapazität (C1 bis Cn), wobei der weitere Kontakt (KG') mit dem Rückseitenkontakt (KR) eine weitere Kapazität (CVDD) bildet und wobei die Kondensatoren (C1 bis Cn und CVDD) bevorzugt ein gemeinsames Dielektrikum aufweisen, das sich zwischen den n Kontakten (K1' bis Kn') und dem weiteren Kontakt (KG') einerseits und dem Rückseitenkontakt (KR) erstreckt.
  • Die vorgestellten Vorrichtungen können als LIDAR-Vorrichtung oder als Teil einer solchen LIDAR-Vorrichtung in einer mobilen Vorrichtung verwendet werden. Dabei kann beispielsweise die angesprochene mobile Vorrichtung insbesondere ein Roboter oder ein Flugkörper oder ein Raumflugkörper oder ein Schiffskörper oder ein Wasserfahrzeug oder ein Fahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder Flugzeug oder ein Raumfahrzeug sein.
  • Die vorgestellten Vorrichtungen können als LIDAR-Vorrichtung oder als Teil einer solchen LIDAR-Vorrichtung in der Automatisierungstechnik eingesetzt werden. Sie können beispielsweise in einer Vorrichtung zur Erfassung der Form eines Gegenstands oder eines Gebäudes oder in einer Vorrichtung zur Automatisierung von Prozessen oder in einer Vorrichtung zum dreidimensionalen Erfassen der Form dreidimensionaler Körper eingesetzt werden. Die vorgestellten Vorrichtungen können auch in medizinischen Vorrichtungen oder anderen Vorrichtungen zur biometrischen Vermessung von Organismen verwendet werden. Die vorgestellten Vorrichtungen können aber auch ganz allgemein als 3D-Scanner eingesetzt werden.
  • Der Vorschlag betrifft also zunächst ein Laser-Untermodul. Das Laser-Untermodul umfasst bevorzugt ein lineares Laser-Array aus n Lasern (D1 bis Dn), n Kondensatoren (C1 bis Cn), einen Ansteuerschalter (Tdis), n Ladeschaltkreise (B1 bis Bn) und einen Steuerschaltkreis (CTR).
  • Dabei soll n eine ganze positive Zahl größer 2 ein. Jeder Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Jeder Ladeschaltkreis der n Ladeschaltkreise (B1 bis Bn) kann selektiv jeweils einen Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) laden. Der Text des folgenden Abschnitts bezeichnet diesen Kondensator als den diesem Ladeschaltkreis „zugeordneten Kondensator“. Der Steuerschaltkreis (CTR) steuert die Ladeschaltungen (B1 bis Bn). Die Verschaltung ordnet somit jedem Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) jeweils bevorzugt genau einen Laser der n Laser (D1 bis Dn) als den diesem Kondensator „zugeordneten Laser“ zu. Der Steuerschaltkreis (CTR) steuert den Ansteuerschalter (Tdis). Der Ansteuerschalter (Tdis) entlädt auf ein Signal der Steuerschaltung (CTR) denjenigen Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn), der geladen ist, über den diesem Kondensator zugeordneten Laser. Der zugeordnete Kondensator versorgt also nach dem Schließen des Ansteuerschalters (Tdis) durch die Steuerschaltung (CTR) den Laser mit elektrischer Energie, die der diesem Kondensator zugeordnete Ladeschaltkreis zuvor im gekoppelten Kondensator gespeichert hat. Dieser dem Kondensator zugeordnete Laser sendet jeweils nur dann einen Laserpuls aus, wenn der dem Kondensator zugeordnete Ladeschaltkreis den diesem Laser zugeordneten Kondensator zuvor geladen hatte und wenn zum Zeitpunkt der Aussendung des Laserpulses der Ansteuerschalter (Tdis) den Laser und damit den Kondensator über den Laser mit einem Bezugspotenzial verbindet, sodass ein Entladestrom des zugeordneten Kondensators durch den betreffenden Laser fließen kann. Die technische Lehre dieser Schrift schlägt nun vor, dass das Laser-Untermodul mindestens einen Fotodetektor (PD1), insbesondere n Fotodetektoren (PD1 bis PDn), aufweist. Bevorzugt ist der dem zu entladenden Kondensator zugeordnete Laser mit zumindest einem Fotodetektor über einen optischen Pfad (oP1 bis oPn) optisch direkt gekoppelt. Es befindet sich also ausdrücklich kein Diffusor oder ähnliches bevorzugt in dem Strahlengang, der den Strahlengang umlenkt. Dieser mindestens eine Fotodetektor erzeugt nun ein Empfangssignal mit einem zeitlichen Wertverlauf in Abhängigkeit von dem zeitlichen Amplitudenverlauf der Lichtpulserzeugung des mit diesem Fotodetektor optisch, beispielsweise über den besagten optischen Pfad, gekoppelten Lasers. Der Steuerschaltkreis (CTR) ermittelt einen Parameter des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals aus dem zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals des dem Laser zugeordneten Fotodetektors. Die technische Lehre dieser Schrift schlägt vor, dass der Steuerschaltkreis (CTR) die Erzeugung eines Lichtpulses des dem Kondensator zugeordneten Lasers in Abhängigkeit von diesem Parameter zum Ersten steuert und bevorzugt zum Zweiten mittels des zugeordneten Fotodetektors und des zugeordneten Empfangssignals überwacht.
  • Bevorzugt ist der Parameter der Wert der realen zeitlichen Verzögerung zwischen dem Eintreffen eines zeitlichen Merkmals eines Trigger-Signals (TRIG) als Startsignal für die Aussendung eines Laserpulses durch den zugeordneten Laser an der Steuerschaltung (CTR) und dem Auftreten eines zeitlichen Merkmals für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals.
  • Die hier vorgelegte technische Lehre definiert den Begriff einer Verzögerungszeit. Diese Verzögerungszeit beginnt mit dem Eintreffen des zeitlichen Merkmals eines Trigger-Signals (TRIG) als Startsignal für die Aussendung eines Laserpulses durch den zugeordneten Laser an der Steuerschaltung (CTR) als Startzeitpunkt. Bevorzugt veranlasst die Steuerschaltung (CTR) den Ansteuerschalter (Tdis) nach Ablauf einer vorgegebenen und/oder berechneten und/oder einstellbaren und/oder programmierbaren Verzögerungszeit, den zugeordneten Laser mit dem Bezugspotenzial zu verbinden.
  • Bevorzugt regelt die Steuerschaltung (CTR) die Verzögerungszeit in Abhängigkeit von dem Parameter.
  • Dabei regelt bevorzugt die Steuerschaltung (CTR) die Verzögerungszeit auf einen Soll-Wert, den diese Schrift auch mit dem Begriff Verzögerungszeitzielwert benennt.
  • Bevorzugt regelt die Steuerschaltung (CTR) die Verzögerungszeit in der Art, dass der Zeitpunkt des Auftretens des zeitlichen Merkmals für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals synchron mit einer ggf. festen zeitlichen Verschiebung zu einem zeitlichen Merkmal im zeitlichen Werteverlauf eines Synchronsignals ist. Bei dem zeitlichen Merkmal für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals kann es sich beispielsweise um eine steigende oder fallende Flanke im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals handeln. Bei dem zeitlichen Merkmal für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals kann es sich beispielsweise um den Zeitpunkt des Überschreitens eines Schwellwerts durch den zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals handeln. Bei dem zeitlichen Merkmal für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals kann es sich beispielsweise um den Zeitpunkt des Auftretend eines Maximalwerts im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals handeln.
  • In einer anderen Ausprägung kann der Parameter ein Wert, der von der Auswirkung des zeitlichen Amplitudenverlaufs des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals abhängig ist, sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Schwellwert handeln, der im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals über bzw. unterschritten werden muss.
  • Die Steuerschaltung (CTR) veranlasst zu einem Zeitpunkt, der zeitlich vor dem Schließen des Ansteuerschalters (Tdis) liegt, den dem Laser zugehörigen Ladeschaltkreis, den dem Laser zugehörigen Kondensator mit einem Ladestrom zu laden. Bevorzugt kann dabei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator laden kann, steuern.
  • Bevorzugt regelt dabei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator laden kann, in Abhängigkeit von dem Parameter.
  • Die hier vorgestellt technische Lehre beschreibt auch Laser-Untermodul mit einer Ladezeit gesteuerten Aufladung des betreffenden Kondensators mit der beabsichtigten Energiemenge.
  • Die Steuerschaltung (CTR) veranlasst bei einer Zeitsteuerung der Energiemenge bevorzugt die Ladeschaltung, während der Dauer einer Ladezeit den Kondensator mit einem Ladestrom, der einen Ladestromwert aufweist, auf eine Kondensatorspannung zu laden. Die Dauer dieser Ladezeit ist typischerweise durch einen Ladezeitvorgabewert begrenzt. Die Steuerschaltung (CTR) regelt die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator während der Dauer der Ladezeit lädt, in Abhängigkeit von dem Parameter dadurch,
    dass die Steuerschaltung (CTR) bei einer Zeitsteuerung der Energiemenge den Ladezeitvorgabewert nach Aussendung eines Laserpulses durch den Laser in Abhängigkeit von dem Parameter für die nächste zeitlich folgende Ladung des Kondensators zur Vorbereitung der nächsten Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser in Abhängigkeit von dem Parameter ändert.
  • Bevorzugt regelt die Steuerschaltung (CTR) bei einer Zeitsteuerung der Energiemenge den Ladezeitvorgabewert so aus, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  • Bevorzugt vergleicht die Steuerschaltung (CTR) oder eine andere Teilvorrichtung des Laser-Untermoduls bei einer Zeitsteuerung der Energiemenge den Ladezeitvorgabewert mit einem Erwartungswertintervall des Ladezeitvorgabewerts, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Wert des Ladezeitvorgabewerts gegeben sein kann.
  • Typischerweise signalisiert bei einer Zeitsteuerung der Energiemenge die Steuerschaltung (CTR) einen Fehler oder erzeugt die Information über einen Fehler und/oder hält diese bereit, wenn der Wert des Ladezeitvorgabewerts außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Werts des Ladezeitvorgabewerts liegt.
  • Die hier vorgestellt technische Lehre beschreibt auch Laser-Untermodule mit einer Kondensatorspannung gesteuerten Aufladung des betreffenden Kondensators mit der beabsichtigten Energiemenge. Die Steuerschaltung (CTR) veranlasst die Ladeschaltung, während der Dauer einer Ladezeit den Kondensator mit einem Ladestrom, der einen Ladestromwert aufweist, auf eine Kondensatorspannung zu laden. Die Steuerschaltung (CTR) erfasst während der Dauer der Ladezeit des Kondensators die Kondensatorspannung. Die Steuerschaltung (CTR) veranlasst die Ladeschaltung, die Ladung des Kondensators mit dem Ladestrom zu beenden, wenn der Wert der Kondensatorspannung den Wert einer Kondensatorzielspannung erreicht oder diesen Wert der Kondensatorzielspannung überschreitet. Die Steuerschaltung (CTR) regelt beispielsweise die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator während der Dauer der Ladezeit lädt, in Abhängigkeit von dem Parameter bevorzugt dadurch, dass die Steuerschaltung (CTR) den Wert der Kondensatorzielspannung nach Aussendung eines Laserpulses durch den Laser in Abhängigkeit von dem besagten Parameter für die nächste zeitlich folgende Ladung des Kondensators zur Vorbereitung der nächsten Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser in Abhängigkeit von dem Parameter ändert.
  • Die Steuerschaltung (CTR) regelt bevorzugt den Wert der Kondensatorzielspannung so aus, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  • Die Steuerschaltung (CTR) oder eine andere Teilvorrichtung des Laser-Untermoduls vergleicht den Wert der Kondensatorzielspannung mit einem Erwartungswertintervall der Kondensatorzielspannung. Das Erwartungswertintervall der Kondensatorzielspannung kann ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Wert der Kondensatorzielspannung gegeben sein. In dem Fall erstreckt sich das Erwartungswertintervall beispielsweise von dem Wert der Kondensatorspannung 0V bis zu dem Wert der Schwelle oder von dem Wert der Schwelle bis zum Wert unendlich. Die Steuerschaltung (CTR) signalisiert bevorzugt einen Fehler oder erzeugt die Information über einen Fehler und/oder hält die Information über einen Fehler bereit, wenn der Wert der Kondensatorzielspannung außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Werts der Kondensatorzielspannung liegt.
  • Die Steuerschaltung (CTR) veranlasst bevorzugt die Ladeschaltung, während der Dauer einer Ladezeit den Kondensator mit einem Ladestrom, der einen Ladestromwert aufweist, auf eine Kondensatorspannung zu laden. Die Steuerschaltung (CTR) regelt dabei bevorzugt die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator während der Dauer der Ladezeit lädt, in Abhängigkeit von dem Parameter dadurch, dass die Steuerschaltung (CTR) den Ladestromwert nach Aussendung eines Laserpulses durch den Laser in Abhängigkeit von dem Parameter für die nächste zeitlich folgende Ladung des Kondensators zur Vorbereitung der nächsten Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser in Abhängigkeit von dem Parameter ändert.
  • Bevorzugt regelt die Steuerschaltung (CTR) den Ladestromwert so aus, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  • Bevorzugt vergleicht die Steuerschaltung (CTR) oder eine andere Teilvorrichtung des Laser-Untermoduls den Ladestromwert mit einem Erwartungswertintervall des Ladestromwerts, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Wert des Ladestromwerts gegeben sein kann. Die Steuerschaltung (CTR) signalisiert typischerweise einen Fehler oder erzeugt die Information über einen Fehler und/oder hält die Information über einen Fehler bereit, wenn der Ladestromwert außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Ladestromwerts liegt.
  • Die hier vorgestellt technische Lehre beschreibt auch ein Laser-Untermodul wie zuvor beschrieben, wobei die Steuerschaltung (CRT) oder eine andere Teilvorrichtung den Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals mit einem Erwartungswertintervall vergleicht, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Parameter gegeben sein kann. Die Steuerschaltung signalisiert einen Fehler oder erzeugt die Information über einen Fehler und/oder hält die Information über einen Fehler bereit, wenn der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Werts des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals liegt.
  • Die hier vorgestellt technische Lehre beschreibt auch ein Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mehrere Laser-Untermodule wie zuvor beschrieben aufweist. Dabei weist das Laser-Modul zumindest ein erstes Laser-Untermodul wie zuvor beschrieben als ein solches Laser-Untermodul auf. Dabei weist das Laser-Modul zumindest ein zweites Laser-Untermodul wie zuvor beschrieben als ein solches Laser-Untermodul auf. Die Steuerschaltungen (CTR) des ersten Laser-Untermoduls und des zweiten Laser-Untermoduls regeln die Amplitude der Laserpulse der Laser ihrer jeweiligen Laser-Untermodule auf den im Wesentlichen gleichen Amplitudenspitzenwert und/oder auf den im Wesentlichen gleichen Wert des zeitlichen Integrals des Amplitudenverlaufs der Laserpulse der Laser ihres jeweiligen Laser-Untermoduls aus. Hierbei bedeutet der Begriff „gleich“ hier, dass sich die Amplitudenspitzenwerte und/oder die Werte der zeitlichen Integrale der Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des ersten Laser-Untermoduls um nicht mehr als 10% und/oder nicht mehr als 5% und/oder nicht mehr als 2% von den Amplitudenspitzenwerten und/oder den Werten der zeitlichen Integrale der Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des zweiten Laser-Untermoduls unterscheiden.
  • Die hier vorgestellt technische Lehre beschreibt auch ein Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mehrere Laser-Untermodule wie zuvor beschrieben aufweist. Dabei weist das Laser-Modul zumindest ein erstes Laser-Untermodul wie zuvor beschrieben als ein solches Laser-Untermodul auf. Dabei weist das Laser-Modul zumindest ein zweites Laser-Untermodul wie zuvor beschrieben als ein solches Laser-Untermodul auf. Das Laser-Modul umfasst bevorzugt ein Synchronisationssignal (Sync) und ein Trigger-Signal (TRIG). Das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) stehen bevorzugt in einem festen zeitlichen Phasenverhältnis. Bevorzugt ist das Synchronisationssignal (Sync) um eine feste Phasenverschiebungszeit gegenüber dem Trigger-Signal (TRIG) verzögert. Das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) werden entweder von einer speziellen Teilvorrichtung des Lasermoduls oder einem der Laser-Untermodule erzeugt. Im letzteren Fall erzeugt bevorzugt der Steuerschaltkreis (CTR) des betreffenden Laser-Untermoduls das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) für bevorzugt alle Laser-Untermodule des ganzen Laser-Moduls. Dieser Text bezeichnet das Laser-Untermodul, das das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) erzeugt, im Folgenden als Master-Laser-Untermodul und die übrigen Laser-Untermodule des Laser-Moduls als Slave-Laser-Untermodule. Der hier vorgelegte Vorschlag offenbart somit ein Laser-Modul mit einem Master-Laser-Untermodul und mindestens einem Slave-Laser-Untermodul, wobei das Master-Laser-Untermodul das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) für die Slave-Laser-Untermodule des Laser-Moduls erzeugt. Das erste Laser-Untermodul ist also somit mit dem Synchronisationssignal (Sync) und mit dem Trigger-Signal (TRIG) verbunden. Das zweite Laser-Untermodul ist mit dem Synchronisationssignal (Sync) und mit dem Trigger-Signal (TRIG) verbunden. Die Steuerschaltung (CTR) des ersten Laser-Untermoduls regelt die zeitliche Verzögerung zwischen dem Auftreten eines zeitlichen Merkmals im zeitlichen Werteverlauf des Trigger-Signals (TRIG) und der Aussendung des Laserpulses durch die Laser des ersten Laser-Untermoduls so aus, dass ein zeitliches Merkmal der zeitlichen Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des ersten Laser-Untermoduls im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt wie ein zeitliches Merkmal eines Synchronisationssignals (Sync) auftritt. Die Steuerschaltung (CTR) des zweiten Laser-Untermoduls regelt die zeitliche Verzögerung zwischen dem Auftreten eines zeitlichen Merkmals im zeitlichen Werteverlauf des Trigger-Signals (TRIG) und der Aussendung der Laserpulse durch die Laser des zweiten Laser-Untermoduls so aus, dass ein zeitliches Merkmal der zeitlichen Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des zweiten Laser-Untermoduls im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt wie das zeitliche Merkmal des Synchronisationssignals (Sync) auftritt. Hierdurch senden die Laser der beiden Laser-Untermodule stets synchron zum Synchronisationssignal (Sync), sodass keine Verfälschung des gemessenen Werts der Lichtlaufzeit in Abhängigkeit von Laserpulsen verschiedener Laser verschiedener Laser-Untermodule auftritt.
  • Die hier vorgestellte technische Lehre beschreibt auch ein Laser-Untermodul oder Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mindestens ein Laser-Untermodul, mit m=1, und/oder mindestens zwei Laser-Untermodule, mit m=2, und/oder m Laser-Untermodule umfasst. Der folgende Abschnitt bezeichnet diese vereinfacht als Laser-Modul. Das Laser-Modul umfasst eine Mehrzahl von m*n Lasern (D1 bis Dn) und mindestens einen Fotodetektor (PD1 bis PDn). Das Laser-Modul umfasst mindestens eine Steuerschaltung (CTR). Die m*n Laser können jeweils einen Laserpuls abgeben. Zumindest ein Laser der m*n Laser (D1 bis Dn) ist bevorzugt über einen optischen Pfad (oP1 bis oPn) mit dem mindestens einen Fotodetektor der Fotodetektoren (PD1 bis PDn) gekoppelt. Der mindestens eine Fotodetektor (PD1 bis PDn) erzeugt bevorzugt ein genau diesem Fotodetektor zugehöriges Empfangssignal (es1 bis esn) mit einem zeitlichen Werteverlauf dieses Empfangssignals. Der zeitliche Werteverlauf des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) hängt bevorzugt von dem zeitlichen Amplitudenwerteverlauf eines von dem mindestens einen Laser der m*n Laser (D1 bis Dn) ausgesendeten Laserpulses ab. Das Laser-Modul verfügt bevorzugt über Mittel (PD1 bis PDn, es1 bis esn), um die Tatsache der Aussendung eines Lichtpulses durch den mindestens einen Laser mit Hilfe des Werteverlaufs des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) zu überprüfen. Das Laser-Modul erzeugt dann mittels einer Steuerschaltung (CTR) eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal oder hält eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal zum Abruf bereit, wenn ein Laserpuls, den der mindestens eine Laser der m*n Laser (D1 bis Dn) aussenden sollte, keinen zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) hervorruft, das einen Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereichs aufweist.
  • Die hier vorgestellte technische Lehre beschreibt auch ein Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mindestens zwei Laser-Untermodule, mit m=2, und/oder m Laser-Untermodule mit m>0 umfasst. Bevorzugt weist jedes der m Laser-Untermodule eine Mehrzahl von nj Lasern (D1 bis Dnj) mit 1≤j≤m auf. Die Anzahl nj der Laser eines Laser-Untermoduls kann dabei von Laser-Untermodul zu Laser-Untermodul verschieden sein. Das Laser-Modul weist bevorzugt mindestens einen Fotodetektor und/oder eine Mehrzahl von Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) je Laser-Untermodul auf. Bevorzugt umfasst jedes Laser-Untermodul mindestens eine Steuerschaltung (CTR) des betreffenden Laser-Untermoduls. Die nj Laser jedes Laser Untermoduls der m Laser-Untermodule können typischerweise jeweils einen Laserpuls abgeben. Für jedes Laser-Untermodul der m Laser-Untermodule, im Folgenden dieses Abschnitts mit „dieses Laser-Modul“ bezeichnet, ist bevorzugt zumindest ein Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls über einen optischen Pfad (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit dem mindestens einen Fotodetektor der Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls gekoppelt. Dieser mindestens eine Fotodetektor (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls erzeugt bevorzugt ein genau diesem Fotodetektor zugehöriges Empfangssignal (es1 bis esn) dieses Laser-Untermoduls mit einem zeitlichen Werteverlauf dieses Empfangssignals dieses Laser-Untermoduls. Der zeitliche Werteverlauf des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls hängt typischerweise von dem zeitlichen Amplitudenwerteverlauf eines von dem mindestens einen Laser der nj Laser (D1 bis Dn) dieses Laser-Untermoduls ausgesendeten Laserpulses ab. Dieses Laser-Untermodul verfügt bevorzugt über Mittel (PD1 bis PDn, es1 bis esn), um die Tatsache der Aussendung eines Lichtpulses durch den mindestens einen Laser dieses Laser-Untermoduls mit Hilfe des zeitlichen Werteverlaufs des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls zu überprüfen. Dieses Laser-Untermodul erzeugt mittels einer Steuerschaltung (CTR) dieses Laser-Untermoduls eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal oder hält eine solche Fehlermeldung oder ein solches Fehlersignal zum Abruf bereit, wenn ein Laserpuls, den der mindestens eine Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls aussenden sollte keinen zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls hervorruft, das einen Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereichs aufweist.
  • Die hier vorgestellte technische Lehre beschreibt auch ein Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mindestens ein Laser-Untermodul, mit m=1, und/oder zwei Laser-Untermodule, mit m=2, und/oder m Laser-Untermodule mit m>0 umfasst. Bevorzugt weist jedes der m Laser-Untermodule eine Mehrzahl von nj Lasern (D1 bis Dnj) mit 1≤j≤m auf. Dabei kann die ganze, positive Anzahl nj der Laser eines Laser-Untermoduls von Laser-Untermodul zu Laser-Untermodul verschieden sein. Das Laser-Modul umfasst bevorzugt mindestens nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) je Laser-Untermodul. Bevorzugt umfasst jedes Laser-Untermodul mindestens jeweils eine Steuerschaltung (CTR) des betreffenden Laser-Untermoduls. Die nj Laser jedes Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule können bevorzugt jeweils einen Laserpuls abgeben. Innerhalb jedes Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule, im Folgenden dieses Anspruchs mit „dieses Laser-Modul“ bezeichnet, ist bevorzugt zumindest jeder Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls über genau einen dominierenden optischen Pfad von zumindest nj optischen Pfaden (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit genau einem Fotodetektor der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls am stärksten gekoppelt. Bevorzugt erzeugt jeder dieser nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls genau jeweils ein genau diesem Fotodetektor der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls zugehöriges Empfangssignal von nj Empfangssignalen (es1 bis esnj) dieses Laser Untermoduls mit einem jeweiligen zeitlichen Werteverlauf dieses jeweiligen Empfangssignals von nj Empfangssignalen (es1 bis esnj) dieses jeweiligen Laser-Untermoduls. Der zeitliche Werteverlauf des jeweiligen Empfangssignals (es1 bis esnj) jedes Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls hängt typischerweise von dem zeitlichen Amplitudenwerteverlauf eines von demjenigen Laser der nj Laser (D1 bis Dn) dieses Laser-Untermoduls ausgesendeten Laserpulses ab, der über den genau einen dominierenden optischen Pfad der nj optischen Pfade (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit genau diesem Fotodetektor der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls am stärksten gekoppelt ist. Dieses Laser-Untermodul verfügt typischerweise über Mittel (PD1 bis PDnj, es1 bis esnj), um für jeden Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) die Tatsache der Aussendung eines Lichtpulses durch genau diesen Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls mit Hilfe des zeitlichen Werteverlaufs des mit diesem Laser gekoppelten Empfangssignals der nj Empfangssignale (es1 bis esnj) des mit diesem Laser am stärksten gekoppelten Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls, der über den genau einen dominierenden optischen Pfad der besagten nj optischen Pfade (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit genau diesem Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls am stärksten gekoppelt ist, zu überprüfen. Dieses Laser-Untermodul erzeugt mittels einer Steuerschaltung (CTR) dieses Laser-Untermoduls eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal oder hält eine solche Fehlermeldung oder ein solches Fehlersignal zum Abruf bereit, wenn ein Laserpuls, den ein Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls aussenden sollte, keinen zeitlichen Werteverlauf des mit diesem Laser gekoppelten Empfangssignals der nj Empfangssignale (es1 bis esnj) des mindestens einen Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls hervorruft, das einen Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlauf des mit diesem Laser gekoppelten Empfangssignals der nj Empfangssignale (es1 bis esnj) des zugehörigen Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls außerhalb eines vorbestimmten und ggf. Laser spezifischen Parameterwertebereichs aufweist.
  • Vorteil
  • Das vorgeschlagene Laser-Modul ermöglicht die Erzeugung synchronisierter im Wesentlichen gleich intensiver kurzer Lichtimpulse und eine Fehlerüberwachung der Lichtpulsaussendung der Laser für das vorgeschlagene LIDAR-System, das keine beweglichen Teile erfordert. Die Vorteile sind darauf nicht beschränkt.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine beispielhafte Verschaltung für das vorgeschlagene LIDAR-System.
    • 2 zeigt einen vorgeschlagenen Aufbau eines Laser-Moduls für das LIDAR-System der 1.
    • 3 zeigt eine Anordnung mit mehreren Laser-Modulen der 2.
    • 4 zeigt die Struktur eines vorgeschlagenen Treiber-ICs in der Aufsicht.
    • 5 zeigt die Anreihung der Laser-Module auf Treiber-IC-Ebene.
    • 6 zeigt die Ausrichtung der Laser-Module der 5 längs einer gebogenen Linie.
    • 7 zeigt einen vorgeschlagenen Aufbau eines Laser-Moduls für das LIDAR-System der 1 und entspricht der Figur , wobei nun die optischen Pfade einzeichnet sind.
  • Beschreibung der Figuren
  • Figur 1
  • 1 zeigt eine beispielhafte Verschaltung für das vorgeschlagene Laser-Untermodul. Eine Steuerschaltung (CTR) veranlasst eine Ladeschaltung der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) über eine dieser Ladeschaltung zugeordnete Ladeleitung der n Ladeleitungen (K1 bis Kn) einen Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) mit einem jeweiligen Ladestrom zu laden. Es ist denkbar, dass mehrere Ladeschaltungen der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) über jeweils eine der jeweiligen Ladeschaltung zugeordnete Ladeleitung der n Ladeleitungen (K1 bis Kn) jeweils einen Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) mit einem jeweiligen Ladestrom laden. Bevorzugt ist der jeweilige Ladestrom, der einem der Kondensatoren zugeordnet ist, für die Dauer des jeweiligen Ladevorgangs des betreffenden Kondensators der n Kondensatoren (C1 bis Cn) auf einem konstanten Ladestromwert.
  • Die Schaltung der 1 umfasst n Fotodetektoren (PD1 bis PDn). Jeder der Fotodetektoren (PD1 bis PDn) ist genau einem Laser der n Laser (D1 bis Dn) zugeordnet. Es ist ausdrücklich denkbar, weniger Fotodetektoren pro Laser-Untermodul vorzusehen. Im Extremfall kann ein Laser-Untermodul auch nur einen Fotodetektor aufweisen. In einem noch extremeren Fall kann das Laser-Modul als Ganzes nur einen Fotodetektor aufweisen. Die Ermittlung der Ist-Werte für die Regelung der Laser kann dann statt im Raummultiplex beispielsweise im Zeitmultiplex erfolgen. Hier behandeln wir zur Vereinfachung einen maximalen Raummultiplex in dem jedem Laser der n Laser (D1 bis Dn) eines Laser-Untermoduls genau ein Fotodetektor von n Fotodetektoren (PD1 bis PDn) zugeordnet ist.
  • Wenn ein Laser der n Laser (D1 bis Dn) einen Laserpuls erzeugt, wird ein im Wesentlichen feststehender Anteil des Lichts des Laserpulses beispielsweise mittels einer Streuvorrichtung über einen diesem Laser zugehörigen optischen Pfad von n optischen Pfaden (oP1 bis oPn) auf den zugehörigen Fotodetektor der n Fotodetektoren (PD1 bis PDn) des beispielhaften Laser-Untermoduls geleitet.
  • Der diesem Laser der n Laser (D1 bis Dn) zugeordnete Fotodetektor der n Fotodetektoren (PD1 bis PDn) erfasst diesen Anteil des Lichts des Laserpulses des zugehörigen Lasers und wandelt ihn in einen zeitlichen Werteverlauf eines diesem Laser zugeordneten Empfangssignals dieses diesem Laser zugeordneten Fotodetektors. Dieses Empfangssignal ist somit genau eines von n Empfangssignalen (es1 bis esn) der n Fotodetektoren (PD1 bis PDn). Jedem Laser der n Laser (D1 bis Dn) ist somit genau ein Empfangssignal der n Empfangssignale (es1 bis esn) in diesem Szenario eines vollständigen Raummultiplex zugeordnet.
  • Wie oben beschrieben kann der Zeitpunkt der Aussendung des Laserpulses eines Lasers des Laser-Untermoduls auch in Abhängigkeit von der durch die Fotodetektoren (PD1 bis PDn) erfassten Verzögerungszeit zwischen dem Startsignal und dem von dem diesem Laser zugehörigen Fotodetektor erfassten Laserpuls dieses Lasers erfolgen. Besonders vorteilhaft ist eine Erfassung der Verzögerungszeit zwischen der Startflanke des Startsignals, beispielsweise des Trigger-Signals (TRIG), und der entsprechenden Flanke im zeitlichen Verlauf des zugehörigen Empfangssignals. Für die Regelung des Zeitpunkts der Aussendung des Laserpulses eines Lasers des Laser-Untermoduls auch in Abhängigkeit von der der durch die Fotodetektoren erfassten Verzögerungszeit zwischen dem Startsignal und dem von dem diesem Laser zugehörigen Fotodetektor erfassten Laserpuls erfasst die Steuerschaltung einen ausgezeichneten Zeitpunkt im Werteverlauf des Startsignals und einen ausgezeichneten Startpunkt im zeitlichen Werteverlauf des zugehörigen Empfangssignals und bestimmt aus dem Wert der zeitlichen Differenz einen Wert für die erfasste Verzögerungszeit.
  • Zum Ersten kann die Steuerschaltung (CTR) nun den Zeitpunkt der Aussendung des Laserpulses eines Lasers des Laser-Untermoduls so ausregeln, dass der ausgezeichnete Startpunkt im zeitlichen Werteverlauf des zugehörigen Empfangssignals nach erfolgter Ausregelung synchron zu einem Zielzeitpunkt in einem vorgebbaren zeitlichen Zielabstand zu dem ausgezeichneten Zeitpunkt im Werteverlauf des Startsignals liegt.
  • Zum Zweiten kann die Steuerschaltung (CTR) nun den Zeitpunkt der Aussendung des Laserpulses eines Lasers des Laser-Untermoduls so ausregeln, dass der ausgezeichnete Startpunkt im zeitlichen Werteverlauf des zugehörigen Empfangssignals nach erfolgter Ausregelung synchron zu einem Zielzeitpunkt, der ein ausgezeichneter Zeitpunkt im Werteverlauf eines Synchronisationssignals (Sync) ist, liegt. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Flanke im Synchronisationssignal (Sync) handeln.
  • Im Falle einer Verzögerungszeitsteuerung des Zeitpunkts der Aussendung des Laserpulses eines Lasers des Laser-Untermoduls wertet die Steuerschaltung (CTR) den zeitlichen Werteverlauf des diesem Laser zugeordneten Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) in Antwort auf die Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser aus. Das Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) ist dabei genau diesem Laser in diesem Szenario des vollständigen Raummultiplexes zugeordnet. Die Steuerschaltung (CTR) kann den Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals erfassen, der von der Verzögerung des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses gegenüber dem Startsignal, beispielsweise dem Trigger-Signal (TRIG) abhängig ist. In diesem Falle einer Verzögerungszeitsteuerung und eines vollständigen Raummultiplexes ermittelt die Steuerschaltung (CTR) eine neue Verzögerungszeit für die Verzögerung des Pulsvorsignals (PL) vor der nächsten Aussendung des nächsten Laserpulses durch diesen Laser. Die Steuerschaltung (CTR) legt diese Verzögerungszeit zur Einstellung der Verzögerung des Pulsvorsignals (PL) gegenüber dem Startsignal, also beispielsweise dem Trigger-Signal (TRIG), nach erfolgter Aufladung des diesem Lasers zugehörigen Kondensators und in der Vorbereitung der Aussendung dieses nächsten Laser-Pulses durch diesen Laser zugrunde. Die Regelung der Verzögerungszeit durch die Steuerschaltung (CTR) erfolgt dabei bevorzugt durch eine Filterung, die bevorzugt einen integrierenden Charakter aufweist, sodass die Regelung im Wesentlichen in erster Näherung einem PI-Regler entspricht.
  • Jedem Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) ist somit im Übrigen ebenfalls genau ein Empfangssignal der n Empfangssignale (es1 bis esn) in diesem Szenario eines vollständigen Raummultiplex zugeordnet. Jeder Ladeschaltung der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) ist somit ebenfalls genau ein Empfangssignal der n Empfangssignale (es1 bis esn) in diesem Szenario eines vollständigen Raummultiplex zugeordnet.
  • Im Falle einer Zeitsteuerung des Kondensatorladevorgangs veranlasst die Steuerschaltung (CTR) die betreffende Ladeschaltung der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) den zugehörigen Kondensator der n Kondensatoren (K1 bis Kn) für die zeitliche Dauer einer Ladezeit entsprechend einem Ladezeitvorgabewert für diesen betreffenden Kondensator dieses Lasers mit dem Ladestrom entsprechend einem Ladestromwert zu laden. Die Steuerschaltung (CTR) wertet den zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) in Antwort auf die Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser aus. Das Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) ist dabei genau diesem Laser in diesem Szenario des vollständigen Raummultiplexes zugeordnet. Die Steuerschaltung (CTR) kann den Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals erfassen, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist. In diesem Falle einer Zeitsteuerung und eines vollständigen Raummultiplexes ermittelt die Steuerschaltung (CTR) einen neuen Ladezeitvorgabewert für die Aussendung des nächsten Laserpulses durch diesen Laser. Die Steuerschaltung (CTR) legt diesen Ladezeitvorgabewert bei der Steuerung der Ladung des betreffenden Kondensators, der diesem Laser zugeordnet ist, durch die betreffende Ladeschaltung zur Einstellung der Ladezeit in der Vorbereitung der Aussendung dieses nächsten Laser-Pulses durch diesen Laser zugrunde. Die Regelung des Ladezeitvorgabewerts durch die Steuerschaltung (CTR) erfolgt dabei bevorzugt durch eine Filterung, die bevorzugt einen integrierenden Charakter aufweist, sodass die Regelung im Wesentlichen in erster Näherung einem PI-Regler entspricht. Die Steuerschaltung (CTR) regelt bevorzugt den Ladezeitvorgabewert so ein, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  • Wie oben beschrieben kann die Ladung des einem Laser des Laser-Untermoduls zugeordneten Kondensators auch in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung dieses Kondensators der n Kondensatoren (C1 bis Cn) erfolgen.
  • Im Falle einer Kondensatorspannungssteuerung des Kondensatorladevorgangs veranlasst die Steuerschaltung (CTR) die betreffende Ladeschaltung der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) den zugehörigen Kondensator der n Kondensatoren (K1 bis Kn) bis zum Erreichen einer Kondensatorzielspannung für diesen betreffenden Kondensator dieses Lasers mit dem Ladestrom entsprechend einem Ladestromwert zu laden. Die Steuerschaltung (CTR) wertet den zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) in Antwort auf die Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser aus. Das Empfangssignal der n Empfangssignale (es1 bis esn) ist dabei genau diesem Laser in diesem Szenario des vollständigen Raummultiplexes zugeordnet. Die Steuerschaltung (CTR) kann wieder den Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals erfassen, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist. In diesem Falle einer Kondensatorspannungssteuerung und eines vollständigen Raummultiplexes ermittelt die Steuerschaltung (CTR) eine neue Kondensatorzielspannung für die Aufladung des Kondensators vor der nächsten Aussendung des nächsten Laserpulses durch diesen Laser. Die Steuerschaltung (CTR) legt diese Kondensatorzielspannung bei der Steuerung der Ladung des betreffenden Kondensators dieses Lasers durch die betreffende Ladeschaltung zur Einstellung der Kondensatorspannung nach erfolgter Aufladung und in der Vorbereitung der Aussendung dieses nächsten Laser-Pulses durch diesen Laser zugrunde. Die Regelung der Kondensatorzielspannung durch die Steuerschaltung (CTR) erfolgt dabei bevorzugt durch eine Filterung, die bevorzugt einen integrierenden Charakter aufweist, sodass die Regelung im Wesentlichen in erster Näherung einem PI-Regler entspricht. Die Steuerschaltung (CTR) regelt bevorzugt die Kondensatorzielspannung so ein, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  • Wie oben beschrieben kann die Ladung des einemLaser des Laser-Untermoduls zugeordneten Kondensators auch durch Regelung des Ladestromwerts des Ladestroms der Ladeschaltung der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) erfolgen, der diesen Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) dieses Lasers der n Laser (D1 bis Dn) lädt.
  • Im Falle einer Ladestromsteuerung des Kondensatorladevorgangs veranlasst die Steuerschaltung (CTR) die betreffende Ladeschaltung der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) den zugehörigen Kondensator der n Kondensatoren (K1 bis Kn) für die zeitliche Dauer einer Ladezeit entsprechend einem Ladezeitvorgabewert für diesen betreffenden Kondensator dieses Lasers mit dem Ladestrom entsprechend einem Ladestromwert zu laden. Die Steuerschaltung (CTR) wertet den zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) in Antwort auf die Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser aus. Das Empfangssignals der n Empfangssignale (es1 bis esn) ist dabei genau diesem Laser in diesem Szenario des vollständigen Raummultiplexes zugeordnet. Die Steuerschaltung (CTR) kann den Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals erfassen, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist. In diesem Falle einer Ladestromsteuerung und eines vollständigen Raummultiplexes ermittelt die Steuerschaltung (CTR) einen Ladestromwert für die Aufladung des Kondensators vor der nächsten Aussendung des nächsten Laserpulses durch diesen Laser. Die Steuerschaltung (CTR) legt diesen Ladestromwert bei der Steuerung der Ladung des betreffenden Kondensators dieses Lasers durch die betreffende Ladeschaltung zur Einstellung der Kondensatorspannung nach erfolgter Aufladung und in der Vorbereitung der Aussendung dieses nächsten Laser-Pulses durch diesen Laser zugrunde. Die Regelung des Ladestromwerts durch die Steuerung (CTR) erfolgt dabei bevorzugt durch eine Filterung, die bevorzugt einen integrierenden Charakter aufweist, sodass die Regelung im Wesentlichen in erster Näherung einem PI-Regler entspricht. Die Steuerschaltung (CTR) regelt bevorzugt den Ladestromwert so ein, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  • Jede Ladeleitung der n Ladeleitungen (K1 bis Kn) weist typischerweise einen zugeordneten Widerstand (von n Widerständen RZ1 bis RZn) und eine Induktivität (von n Induktivitäten LZ1 bis LZn) auf. Jede der Ladeleitungen (K1 bis Kn) ist bevorzugt mit einem ersten Anschluss genau eines Kondensators von n Kondensatoren (C1 bis Cn) verbunden. Der zweite Anschluss jedes Kondensators der n Kondensatoren (C1 bis Cn) ist mit dem Bezugspotenzial (GND) über eine Leitung verbunden. Jede der Leitungen zwischen einem zweiten Anschluss eines Kondensators der n Kondensatoren (C1 bis Cn) und dem Bezugspotenzial umfasst einen Widerstand (von n Widerständen RC1 bis RCn) und eine Induktivität (von n Induktivitäten LC1 bis LCn). Die Anode bevorzugt genau eines Lasers der n Laser (D1 bis Dn) ist bevorzugt mit einem ersten Kontakt bevorzugt genau eines Kondensators der n Kondensatoren (C1 bis Cn) über bevorzugt genau eine Entladeleitung der n Entladeleitungen (K1' bis Kn') verbunden. Die Kathoden der n Laser (D1 bis Dn) sind zu einem gemeinsamen ersten Sternpunkt (DISC) zusammengeschaltet. Dieser gemeinsame Sternpunkt wird mit Eintreffen des Pulssignals (Gdis) durch den Ansteuerschalter (Tdis) mit dem Bezugspotenzial (GND) verbunden, das mit dem zweiten Kontakt der n Kondensatoren (C1 bis Cn) verbunden ist.
  • Ein beispielhafter Treiber (Buf) erzeugt aus dem Pulsvorsignal (PL) das Pulssignal (Gdis). Die Steuerschaltung (CTR) kann bevorzugt dieses Pulsvorsignal (PL) erzeugen, wenn der Ladevorgang für den zu ladenden Kondensator durch die zugehörige Ladeschaltung abgeschlossen ist und die Ladeschaltung neutral geschaltet ist.
  • Ein Stützkondensator (CVDD) ist bevorzugt Teil des Kondensatorarrays der n Kondensatoren (C1 bis Cn) Der Stützkondensator (CVDD) stabilisiert die Versorgungsspannung (VDD) oder eine andere systemrelevante Spannung. Er dient dazu, ein Übersprechen der Stromstöße bei Zündung der Laser zu verhindern.
  • Der Stützkondensator (CVDD) ist mit seinem ersten Kontakt über eine Leitungsinduktivität (LZV) in der Zuleitung zum Stützkondensator (CVDD) und über einen Leitungswiderstand (RZV) in der Zuleitung zum Stützkondensator (CVDD) mit der Versorgungsspannung (VDD) oder einer Leitung ähnlicher Funktion verbunden, die zu stabilisieren ist.
  • Der Stützkondensator (CVDD) ist mit seinem zweiten Kontakt über einen Leitungswiderstand (RZV) und über eine Leitungsinduktivität (LZV) mit dem Bezugspotenzial (GND) verbunden.
  • Figur 2
  • 2 zeigt einen vorgeschlagenen Aufbau eines Laser-Untermoduls eines Laser-Moduls für das LIDAR-System der 1. Basis des Untermoduls ist das Treiber-IC. Das Treiber-IC ist bevorzugt eine monolithisch integrierte Schaltung. Es umfasst bevorzugt die Steuerschaltung (CTR) und alle anderen CMOS-mikrointegrierbaren Schaltungsteile der 1. Dies wären beispielsweise, aber nicht nur, die Steuerschaltung (CTR), der Treiber (Buf), der Ansteuerschalter (Tdis), und die n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) und die Fotodetektoren (PD1 bis PD4). Des Weiteren kann eine Steuerschaltung (CTR) beispielsweise einen Mikrorechner mit Speicher, Schnittstellen und CPU umfassen. Diese bilden zusammen die Ansteuerschaltung. Die Ansteuerschaltung kann weitere Funktionskomponenten umfassen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Analog-zu-Digital-Wandler und einen analogen Multiplexer zur Erfassung der Kondensatorspannungen handeln, der mit dem besagten Mikrorechner zusammenwirken kann. Des Weiteren kann es sich beispielsweise um Komparatoren handeln, zur Detektion von analogen Schwellwertüber- bzw. -unterschreitungen handeln. Es kann sich um einen Digital-zu-Analog-Wandler und analoge Halteschaltungen handeln, die analoge Referenzwerte für solche Schwellwertvorgaben in analoger Form ermöglichen. Es kann sich um Zeitgeber handeln. Es kann sich um Filter handeln, die Pulsbeginnsignale aus dem zeitlichen Werteverlauf der Empfangssignale (es1 bis esn) erzeugen oder extrahieren. Es kann sich um Amplitudenschätzfilter handeln, die Werte ermitteln und dem Mikrorechner zur Verfügung stellen, die von der jeweiligen Amplitude des jeweiligen Laserpulses des jeweiligen Lasers abhängen. Es kann sich um Verzögerungsschätzfilter handeln, die Werte ermitteln und dem Mikrorechner zur Verfügung stellen, die von der jeweiligen Verzögerung des jeweiligen Laserpulses des jeweiligen Lasers relativ zum Startsignal, beispielsweise dem Trigger-Signal (TRIG) abhängen. Es kann sich um durch den Mikrorechner einstellbare Verzögerungsglieder handeln, die das Pulsvorsignal (PL) in Abhängigkeit von einem vorgebaren Wert der Verzögerungszeit verzögern. Der Mikrorechner kann diese Verzögerungszeit beispielsweise einstellen. Der Mikrorechner kann beispielsweise im Falle eines maximalen Raummultiplexes den Wert der Verzögerungszeit in Abhängigkeit vom zeitlichen Werteverlauf eines Empfangssignals der n Empfangssignals (es1 bis esn) des Laser-Untermoduls vor dem Aussenden des nächsten Laserpulses durch den diesem Empfangssignal zugeordneten Laser einstellen. Sofern nur ein Fotodetektor vorgesehen ist, kann der Mikrorechner entweder im Zeitmultiplex die einzustellenden Verzögerungszeiten beispielsweise durch Ausmessen der n Verzögerungszeiten der Laserpulsemission beispielsweise jedes einzelnen Lasers der n Laser ermitteln, oder alternativ dazu, weniger als n einzustellende Verzögerungszeiten für Gruppen von Lasern ermitteln. Dabei kann eine Gruppe von Lasern auch alle n Laser (D1 bis Dn) umfassen.
  • In dem Beispiel der 2 werden beispielhaft n=4 Laser (D1 bis D4) verwendet, die auf einem gemeinsamen Kristall gefertigt sind und ein lineares Laser-Array bilden. Die Unterseite dieses Kristalls bildet die gemeinsame Kathode, die als erster Sternpunkt (DISC) mit einem Ansteuerschalter elektrisch verbunden ist, der in dem Kristall des Treiber-ICs des Laser-Untermoduls der 2 gefertigt ist und an dessen aktiver Oberfläche liegt. Durch diese Flip-Chip-Montage ist es möglich, diese Verbindung mit nur geringen parasitären Induktivitäts- und Widerstandswerten zu realisieren, was die Flankensteilheit der jeweiligen Laserpulse erhöht. Die thermische Kühlung der n Laser erfolgt also über den Kristall des Treiber-ICs in dem Beispiel der 2. Die 4 Kondensatoren (C1 bis C4) sind ebenfalls als ein gemeinsames Plättchen ausgeführt. In dem Beispiel der 2 sind die zweiten Kontakte der 4 Kondensatoren (C1 bis C4) durch einen gemeinsamen Kontakt miteinander verbunden. Der erste Kontakt eines jeden Kondensators (C1 bis C4) ist mit dem ihm zugeordneten Laser der vier Laser (D1 bis D4) über eine entsprechende Entladeleitung der vier Entladeleitungen (K1' bis K4') verbunden. Die Entladeleitungen (K1' bis K4') sind durch die gewählte Anordnung besonders kurz. Die Mehrfachbondung der Entladeleitungen (K1' bis K4') führt zu einer weiteren Reduktion der parasitären Induktivität und damit zu einer weiteren Erhöhung der Flankensteilheit. Ebenso führen die kurzen Bonddrähte der Verbindung zwischen dem zweiten Sternpunkt und dem Bezugspotenzial (GND) zusammen mit der Mehrfachbondung zu einer Reduktion der parasitären Induktivität auf dieser Verbindung. Auch dies erhöht die Flankensteilheit des ausgesandten Lichtpulses.
  • Die relativ langen Bonddrähte der Ladeleitungen (K1 bis Kn) sind für die Flankensteilheit eher förderlich.
  • Ein Stützkondensator (CVDD) ist Teil des Kondensator-Arrays. Der Stützkondensator (CVDD) ist auf einer Unterseite mit einem zweiten Anschluss mit einem sehr kleinen Leitungswiderstand (RZV) und einer sehr kleinen Leitungsinduktivität (LZV) mit dem Bezugspotenzial (GND) verbunden. Der erste Anschluss des Stützkondensators (CVDD) ist mit dem virtuellen Knoten (KG') der Versorgungsspannung (VDD) verbunden. Der virtuelle Knoten (KG') der Versorgungsspannung (VDD) ist mit sehr kurzen Bond-Drähten mit der Versorgungsspannung (VDD) verbunden. Dadurch ist der virtuelle Knoten (KG') der Versorgungsspannung (VDD) mit einem sehr kleinen Leitungswiderstand (RZV) und einer sehr kleinen Leitungsinduktivität (LZV) mit der Versorgungsspannung (VDD) verbunden.
  • In dem Beispiel der 2 sind beispielhaft vier Fotodetektoren (PD1 bis PD4) eingezeichnet, die das Streulicht der vier Laser (D1 bis D4) erfassen und in jeweils ein Empfangssignal (es1 bis es4) wandeln. Jeder der Fotodetektoren ist einem Laser der Laser (D1 bis D4) zugeordnet, dem er am nächsten liegt. Bei den Fotodetektoren (PD1 bis PD4) kann es sich beispielsweise um PN-Dioden oder ähnliches handeln.
  • Figur 3
  • 3 zeigt eine Anordnung, ein beispielhaftes Laser-Modul mit mehreren Laser-Untermodulen der 2. Bevorzugt werden die Ansteuerlogik und die Steuerung dabei so gestaltet, dass immer nur ein Laser eines Laser-Moduls einen Lichtpuls erzeugt.
  • Figur 4
  • 4 zeigt die Struktur eines einzelnen vorgeschlagenen Treiber-ICs für ein Laser-Untermodul in der Aufsicht. Die Struktur ist grob vereinfacht und auf die wesentlichen Informationen zur Ermöglichung der Nacharbeit beschränkt.
  • Wie an anderen Stellen in dieser Schrift ist die Anzahl n der Laser (D1 bis Dn) des Moduls auf n=4 zur besseren Übersicht beispielhaft beschränkt. Die beispielhaften, vier Fotodetektoren (PD1 bis PDn) sind eingezeichnet. Für eine andere Anzahl n von Lasern können die Prinzipien dieser Schrift entsprechend angewendet werden. Hier wird n statt 4 verwendet, auch wenn die Figur n=4 zeigt. n soll in dieser Schrift stets eine ganz positive Zahl sein.
  • Oben befinden sich beispielhaft vier Kontaktflächen für die Rückseitenkontakte der beispielhaften vier Laser (D1 bis Dn) des später aufzusetzenden Laser-Moduls. Jede der vier Kontaktflächen ist mit dem ersten Sternpunkt (DISC) verbunden. Statt vier separaten Kontaktflächen ist natürlich auch eine einzelne Kontaktfläche denkbar.
  • Darunter befindet sich ein Kontakt (GND), der mit dem Bezugspotenzial (GND) verbunden ist. Auf diese Kontaktfläche wird das Kondensator-Array (C1 bis Cn und CVDD) aufgesetzt. Dies verbindet den Rückseitenkontakt (KR) des Kondensator-Arrays (C1 bis Cn und CVDD) mit dem Bezugspotenzial (GND).
  • Darunter befindet sich eine Kontaktfläche für die Bonddrähte, mit denen der erste Kontakt des Stützkondensators (CVDD) des Kondensator-Arrays (C1 bis Cn und CVDD), der der virtuelle Knoten (KG') der Versorgungsspannung (VDD) ist, mit der Versorgungsspannung (VDD) verbunden wird.
  • Darunter befinden sich die n Bondflächen (hier beispielhaft n=4) für die Ausgänge der Treiberschaltungen (B1 bis Bn) (hier n=4). Mittels langer Bonddrähte, die die Ladeleitungen (K1 bis Kn) (hier n=4) darstellen, werden von dort die Kondensatoren (C1 bis Cn) der Energiereserven der Laser (D1 bis Dn) (hier n=4) durch die Treiberschaltungen (B1 bis Bn) geladen.
  • In dem Beispiel der 4 benötigt das vorgeschlagene Treiber-IC des Laser-Untermoduls mehrere Versorgungsspannungen über mehrere Versorgungsspannungskontakte (VDDA, GNDA, VDDD, GNDD, VDDP, GNDP, VDDH, GNDH). Ergebnis der Ausarbeitung ist, dass es günstig ist, die Versorgungsspannungen niederohmig über die den Lasern gegenüberliegende Kante des Treiber-ICs dem Treiber-IC zu zuführen, da so jedes Treiber-IC seine eigene niederohmige Zuleitung besitzen kann.
  • Des Weiteren ergab die Ausarbeitung des Vorschlags, dass die Treiber-ICs Signale, die auch hochohmig an die Treiber-ICs gehen können, durch die ICs quer durchschleifen können. Ein solches, durchgeschleiftes Signal ist in dem Beispiel der folgenden 4 beispielsweise das Rücksetzsignal (RST). Das Rücksetzsignal (RST) ist bevorzugt horizontal mit einem entsprechenden Anschluss auf der gegenüberliegenden Seite des Treiber-ICs verbunden. Des Weiteren ist dies in dem Beispiel der 4 als Beispiel für einen Datenbus ein SPI-Datenbus. Der Eingang des SPI-Datenbusses (MOSI) und der Ausgang des SPI-Datenbusses (MISO) und der Takt des SPI-Datenbusses (SCK) haben Entsprechungen auf der gegenüberliegenden Seite des Treiber-ICs. Der vorgeschlagene Treiber-IC schleift in dem Beispiel der 4 auch ein Auswahlsignal (Englisch: Chip-Select (CS)) durch. Der Treiber-IC schleift bevorzugt auch das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) durch. Dieses Zündsignal (TRIG) zum Abfeuern des Laser-Pulses wird bevorzugt somit auch von einer Seite des Treiber-ICs zugeführt und zur anderen Seite unverändert durchgeschleift.
  • Mit der Flanke dieses Zündsignals (TRIG) werden die Laser der Laser-Untermodule eines Laser-Moduls somit im Wesentlichen gleichzeitig abgefeuert.
  • Der guten Form halber ist ein Beispiel für ein weiteres Synchronisationssignal (Sync), das an alle Treiber-ICs geht, aufgeführt, das ebenfalls durchgeschleift wird. Das Synchronisationssignal (Sync) kann den Treiber-ICs der Laser-Untermodule einen diesen Laser-Untermodulen gemeinsamen Referenzzeitpunkt signalisieren, auf den die Steuerschaltungen (CTR) aller Treiber-ICs aller Laser-Untermodule beispielsweise die steigende Flanke des real jeweils ausgesendeten Laserpulses eines Lasers mittels mehrerer Laserpuls-Aussendedurchgänge synchronisieren.
  • Figur 5
  • 5 zeigt die Anreihung mehrerer Laser-Untermodule, hier Laser-Untermodule der 4, zu einem Laser-Modul auf Treiber-IC-Ebene.
  • Die Kontakte an den Längsseiten zweier benachbarter Treiber-ICs sind durch Bonddrähte miteinander verbunden. Es wird deutlich, dass diese Konstruktion die niederohmige Versorgung aller Laser-Untermodule mit elektrischer Energie sicherstellt, da die Steuersignale durchgeschleift werden.
  • Figur 6
  • 6 zeigt die Ausrichtung der Laser-Untermodule der 6 längs einer gebogenen Linie (kL). Dies hat den Vorteil, dass die Erzeugung des Laser-Strahl-Fächers sich massiv vereinfacht. Zum Ersten können die Laser-Untermodule senkrecht zu dieser gekrümmten Linie (kL) ausgerichtet sein. Zum Zweiten können innerhalb eines Laser-Untermoduls die Laser längs dieser gekrümmten Linie (kL) ausgerichtet sein, sodass letztlich alle Laser aller Laser-Untermodule längs dieser gekrümmten Linie (kL) ausgerichtet sind. Die gekrümmte Linie (kL) kann konvex oder konkav sein. Der Laserstrahl jedes Lasers jedes Laser-Untermoduls weist eine Laser-Strahlachse auf. Sind nur die Laser-Untermodule längs der gekrümmten Linie (kL) ausgerichtet und ist diese gekrümmte Linie ein Kreissegment, so schneiden sich die Laser-Strahlachsen des ersten Lasers (D1) aller Laser-Untermodule in einem Punkt im Raum. Dieser kann auch hinter den Lasern liegen.
  • Sind die Laser (D1 bis Dn) eines Laser-Moduls längs einer gekrümmten Linie (kL) ausgerichtet, so schneiden sich die Laserstrahlachsen der Laser (D1 bis Dn) des Laser-Moduls in einem Punkt.
  • Sind die Laser (D1 bis Dn) aller Laser-Module längs einer gekrümmten Linie (kL) ausgerichtet, so schneiden sich die Laserstrahlachsen der Laser (D1 bis Dn) aller Laser-Module in einem Punkt.
  • Eine Ausrichtung nur eines Teils der Laser und/oder nur eines Teils der Laser-Untermodule längs der gekrümmten Linie (kL) ist ausdrücklich von der Beanspruchung mit umfasst.
  • Eine Ausrichtung der Laser eines Laser-Untermoduls längs der gekrümmten Linie (kL) innerhalb des Laser-Untermoduls ist ebenfalls denkbar.
  • Figur 7 und Figur 8
  • 7 und 7 zeigt einen vorgeschlagenen Aufbau eines Laser-Untermoduls eines Laser-Moduls für das LIDAR-System der 1. 7 und 8 entsprechen der 2, wobei nun die optischen Pfade (oP1 bis oP4) in der 7 und der optische Pfad (op4) der vierten Laser-Diode (D4) in 8 beispielhaft eingezeichnet sind.
  • In dem Beispiel der 7 sind beispielhaft vier Fotodetektoren (PD1 bis PD4) eingezeichnet, Die vier Fotodetektoren (PD1 bis PD4) erfassen das Streulicht der vier Laser (D1 bis D4) und wandeln es jeweils in jeweils ein Empfangssignal (es1 bis es4). Jeder der Fotodetektoren (P1 bis P4) ist einem Laser der Laser (D1 bis D4) zugeordnet, dem er am nächsten liegt. Bei den Fotodetektoren (PD1 bis PD4) kann es sich beispielsweise um PN-Dioden oder ähnliches handeln.
  • Die Laser (D1 bis D1 sind vorschlagsgemäß Kantenemitter. Der emittierte Strahl längs der jeweiligen Laser-Strahl-Achse (SA1 bis SAn) hat typischerweise einen elliptischen Querschnitt mit einer vertikalen Querschnittsachse der Ellipse und einer horizontalen Querschnittsachse der Ellipse. Typischerweise ist der Laserstrahl in der senkrechten weiter geöffnet als in der Waagerechten, da die Laser (D1 bis D2) das Licht nur aus einem sehr dünnen PN-Übergang emittieren, was in Folge der Heisenbergschen Unschärferelation zu einer Strahlaufweitung in senkrechter Richtung führt. Demgegenüber stammt die Emission der Laser (D1 bis Dn) aus einer Schicht mit einer gewissen Breite in der Horizontalen. Dadurch ist der Laser-Strahl jedes der Laser (D1 bis Dn) in der Horizontalen weniger stark aufgeweitet. Die Versuche im Rahmen der Ausarbeitung der technischen Lehre der hier vorgelegten technischen Lehre ergaben, dass der in der Vertikalen aufgeweitete Laser-Strahl eines Lasers der Laser (D1 bis Dn) so weit aufgeweitet ist, dass ein Ellipsensegment des Laser-Strahlquerschnitts dieses Laser-Strahls dieses Lasers im Bereich der dem Laser zugeordneten Fotodiode der Fotodioden (D1 bis Dn) durch die Oberfläche dieser Fotodiode angeschnitten wird. Das bedeutet, dass der betreffende Laser die ihm zugeordnete Fotodiode mit seiner Emissionsstrahlung seines Laser-Strahls bestrahlt. Dieser angeschnittene Laser-Strahl, der auf der Oberfläche auftrifft ist durch einen parabelförmigen Anschnitt gestrichelt auf der Oberfläche des Treiber-ICs in 7 und 8 dargestellt. 8 zeigt beispielhaft nur einen Laserstrahl, zur besseren Übersicht. Entscheiden ist, dass der jeweilige Laser, der ein Kantenemitter ist, direkt den ihm zugeordneten Fotodetektor (PD1 bis PDn), beispielsweise eine Fotodiode, mit Laser-Strahlung bestrahlen kann.
  • Dieser Gedanke ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
  • Der halbleitende Kristall des Treiber-ICs schneidet also mit seiner Kante (KT) (siehe 8) die jeweiligen Laserstrahlen der jeweiligen Laser der (D1 bis Dn) jeweils an, sodass ein ungestörtes oberes, erstes Ellipsensegment des Laserstrahls den eigentlichen Freiraum-Laserstrahl bildet, der für die LIDAR-Messung verwendet wird und der das Laser-Modul tatsächlich auch verlässt.
  • Demgegenüber schneidet der halbleitende Kristall des Treiber-ICs mit seiner Kante (KT) (siehe 8) die jeweiligen Laserstrahlen der jeweiligen Laser der (D1 bis Dn) jeweils so an, sodass ein gestörtes unteres, zweites Ellipsensegment des Laserstrahls sich auf der Oberfläche des Treiber-ICs abbildet und dort bevorzugt einen dem betreffenden Laser der Laser (D1 bis Dn) zugeordneten Fotodetektor der n Fotodetektoren (PD1 bis PDn) bestrahlt. Der zugeordnete Fotodetektor wandelt die empfangene Laser-Strahlung des zweiten Ellipsensegments des Laserstrahls in ein Empfangssignal der n Empfangssignals (es1 bis esn) dieses betreffenden Fotodetektors. Die Steuerschaltung (CTR) wertet das betreffende Empfangssignal des betreffenden Lasers aus. Dabei überprüft die Steuerschaltung (CTR) bevorzugt das betreffende Empfangssignal auf Plausibilität. In ersten Zeiträumen, wenn der Laser einen Laserpuls aussendet, muss der Wert des Empfangssignals in einem ersten Wertebereich liegen. In zweiten Zeiträumen, wenn der Laser keinen Laserpuls aussendet, muss der Wert des Empfangssignals in einem zweiten Wertebereich liegen. Liegt der Wert des Empfangssignals in den ersten Zeiträumen, wenn der Laser einen Laserpuls aussendet, nicht in dem ersten Wertebereich, so signalisiert die Steuerschaltung (CTR) bevorzugt an eine übergeordnete Einheit einen Fehler. Liegt der Wert des Empfangssignals in den ersten Zeiträumen, wenn der Laser keinen Laserpuls aussendet, nicht in dem zweiten Wertebereich, so signalisiert die Steuerschaltung (CTR) bevorzugt an eine übergeordnete Einheit einen Fehler.
  • Bezugszeichenliste
    • Atest
    zweites Teststeuersignal zum Aktivieren und Steuern eines Testzustands der Vorrichtung;
    B1
    erste Ladeschaltung für den ersten Kondensator (C1), der den ersten Laser (D1) ggf. mit elektrischer Energie im Falle einer Lichtpulserzeugung versorgt;
    B2
    zweite Ladeschaltung für den zweiten Kondensator (C2), der den zweiten Laser (D2) ggf. mit elektrischer Energie im Falle einer Lichtpulserzeugung versorgt;
    B3
    dritte Ladeschaltung für den dritten Kondensator (C3), der den dritten Laser (D3) ggf. mit elektrischer Energie im Falle einer Lichtpulserzeugung versorgt;
    Bn
    n-te Ladeschaltung für den n-ten Kondensator (Cn), der den n-ten Laser (Dn) ggf. mit elektrischer Energie im Falle einer Lichtpulserzeugung versorgt;
    Buf
    Treiber, der das Pulsvorsignal (PL) zum Pulssignal (Gdis) verstärkt;
    C1
    erster Kondensator, der die Energiereserve für den ersten Laser (D1) darstellt;
    C2
    zweiter Kondensator, der die Energiereserve für den zweiten Laser (D2) darstellt;
    C3
    dritter Kondensator, der die Energiereserve für den dritten Laser (D3) darstellt;
    C4
    vierter Kondensator, der die Energiereserve für den vierten Laser (D4) darstellt;
    Cn
    n-ter Kondensator, der die Energiereserve für den n-ten Laser (Dn) darstellt;
    CS
    Auswahlsignal;
    CTR
    Steuerschaltung, die die n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) steuert und das Pulsvorsignal (PL) erzeugt. Die Steuerschaltung veranlasst eine der n Ladeschaltungen, typischerweise einen der n Kondensatoren, vor der Erzeugung eines Lichtpulses durch einen der n Laser zu laden, schaltet dann bevorzugt alle Ladeschaltungen bevorzugt ab, bzw. die Ladeausgänge bevorzugt aller Ladeschaltungen hochohmig und schließt dann den Ansteuerschalter (Tdis), was die Lichtpulserzeugung initiiert. Die Steuerschaltung (CTR) wiederholt diesen Vorgang bevorzugt, bis alle n Laser (D1 bis Dn) bevorzugt genau einmal einen Lichtpuls abgegeben haben und beginnt dann bevorzugt wieder von vorne mit dem nächsten Durchgang;
    CVDD
    Stützkondensator zur Stabilisierung der Versorgungsspannung (VDD);
    D1
    erster Laser;
    D2
    zweiter Laser;
    D3
    dritter Laser;
    D4
    vierter Laser;
    DISC
    Erster Sternpunkt. Am ersten Sternpunkt sind bevorzugt die Kathoden der Laser (D1 bis Dn) angeschlossen. Der erste Sternpunkt (DISC) wird bei Eintreffen eines Pulssignals (Gdis) durch den Ansteuerschalter (Tdis) mit dem Bezugspotenzial (GND) verbunden. Sofern einer der Kondensatoren (C1 bis Cn) zuvor geladen wurde, erfolgt dann die Entladung dieses Kondensators über den entsprechenden Laser, der dann einen Lichtpuls abgibt;
    Dn
    n-ter Laser;
    es1
    erstes Empfangssignal;
    es2
    zweites Empfangssignal;
    es3
    drittes Empfangssignal;
    esn
    n-tes Empfangssignal;
    Gdis
    Pulssignal;
    GND
    Bezugspotenzial;
    GNDA
    analoges Bezugspotenzial;
    GNDD
    digitales Bezugspotenzial;
    GNDH
    Bezugspotenzial für die hohe Versorgungsspannung;
    GNDP
    Bezugspotenzial der Schnittstellen;
    GNDPB
    Bezugspotenzial des Stützkondensators (CVDD);
    K1
    erste Ladeleitung, über die die erste Ladeschaltung (B1) den ersten Kondensator (C1) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den ersten Laser (D1) lädt;
    K1'
    erste Entladeleitung, über die der erste Laser (D1) den ersten Kondensator (C1) entlädt, wenn der Ansteuerschalter (Tdis) durch das Pulssignal (Gdis) geschlossen ist;
    K2
    zweite Ladeleitung, über die die zweite Ladeschaltung (B2) den zweiten Kondensator (C2) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den zweiten Laser (D2) lädt;
    K2'
    zweite Entladeleitung, über die der zweite Laser (D2) den zweiten Kondensator (C2) entlädt, wenn der Ansteuerschalter (Tdis) durch das Pulssignal (Gdis) geschlossen ist;
    K3
    dritte Ladeleitung, über die die dritte Ladeschaltung (B3) den dritten Kondensator (C3) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den dritten Laser (D3) lädt;
    K3'
    dritte Entladeleitung, über die der dritte Laser (D3) den dritten Kondensator (C3) entlädt, wenn der Ansteuerschalter (Tdis) durch das Pulssignal (Gdis) geschlossen ist;
    K4'
    vierte Entladeleitung, über die der vierte Laser (D4) den vierten Kondensator (C4) entlädt, wenn der Ansteuerschalter (Tdis) durch das Pulssignal (Gdis) geschlossen ist;
    KG'
    virtueller Knoten der Versorgungsspannung (VDD);
    kL
    optionale gekrümmte Linie, längs derer die Lasermodule ausgerichtet werden.
    Kn
    n-te Ladeleitung, über die die n-te Ladeschaltung (Bn) den n-ten Kondensator (Cn) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den n-ten Laser (Dn) lädt;
    Kn'
    n-te Entladeleitung, über die der n-te Laser (Dn) den n-ten Kondensator (Cn) entlädt, wenn der Ansteuerschalter (Tdis) durch das Pulssignal (Gdis) geschlossen ist;
    KR
    Rückseitenkontakt;
    LC1
    Induktivität der Leitung, mit der der zweite Kontakt des ersten Kondensators (C1) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    LC2
    Induktivität der Leitung, mit der der zweite Kontakt des zweiten Kondensators (C2) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    LC3
    Induktivität der Leitung, mit der der zweite Kontakt des dritten Kondensators (C3) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    LCn
    Induktivität der Leitung, mit der der zweite Kontakt des n-ten Kondensators (Cn) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    LZV
    Leitungsinduktivität zwischen dem zweiten Anschluss des Stützkondensators (CVDD) und dem Bezugspotenzial (GND);
    LZ1
    Induktivität der ersten Ladeleitung (K1), über die die erste Ladeschaltung (B1) den ersten Kondensator (C1) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den ersten Laser (D1) lädt;
    LZ2
    Induktivität der zweiten Ladeleitung (K2), über die die zweite Ladeschaltung (B2) den zweiten Kondensator (C2) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den zweiten Laser (D2) lädt;
    LZ3
    Induktivität der dritten Ladeleitung (K3), über die die dritte Ladeschaltung (B3) den dritten Kondensator (C3) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den dritten Laser (D3) lädt;
    LZn
    Induktivität der n-ten Ladeleitung (Kn), über die die n-te Ladeschaltung (Bn) den n-ten Kondensator (Cn) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den n-ten Laser (Dn) lädt;
    LZV
    Leitungsinduktivität der Zuleitung zum Stützkondensator (CVDD);
    MOSI
    Eingang des SPI-Datenbusses;
    MISO
    Ausgang des SPI-Datenbusses;
    oP1
    erster optischer Pfad;
    oP2
    zweiter optischer Pfad;
    oP3
    dritter optischer Pfad;
    oPn
    n-ter optischer Pfad;
    PD1
    erster Fotodetektor;
    PD2
    zweiter Fotodetektor;
    PD3
    dritter Fotodetektor;
    PD4
    vierter Fotodetektor;
    PDn
    n-ter Fotodetektor;
    PL
    Pulsvorsignal;
    RC1
    Widerstand der Leitung, mit der der zweite Kontakt des ersten Kondensators (C1) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    RC2
    Widerstand der Leitung, mit der der zweite Kontakt des zweiten Kondensators (C2) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    RC3
    Widerstand der Leitung, mit der der zweite Kontakt des dritten Kondensators (C3) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    RCn
    Widerstand der Leitung, mit der der zweite Kontakt des n-ten Kondensators (Cn) an das Bezugspotenzial (GND) angeschlossen ist;
    RZV
    Leitungswiderstand zwischen dem zweiten Anschluss des Stützkondensators (CVDD) und dem Bezugspotenzial (GND);
    RST
    Rücksetzsignal;
    RZ1
    Widerstand der ersten Ladeleitung (K1), über die die erste Ladeschaltung (B1) den ersten Kondensator (C1) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den ersten Laser (D1) lädt;
    RZ2
    Widerstand der zweiten Ladeleitung (K2), über die die zweite Ladeschaltung (B2) den zweiten Kondensator (C2) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den zweiten Laser (D2) lädt;
    RZ3
    Widerstand der dritten Ladeleitung (K3), über die die dritte Ladeschaltung (B3) den dritten Kondensator (C3) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den dritten Laser (D3) lädt;
    RZV
    Leitungswiderstand der Zuleitung zum Stützkondensator (CVDD);
    RZn
    Widerstand der n-ten Ladeleitung (Kn), über die die n-te Ladeschaltung (Bn) den n-ten Kondensator (Cn) ggf. vor einer Lichtpulserzeugung durch den n-ten Laser (Dn) lädt;
    SCK
    Taktsignal des SPI-Datenbusses;
    Sync
    Synchronisationssignal, das an alle Laser-Untermodule geht;
    Tdis
    Ansteuerschalter. Der Ansteuerschalter (Tdis) ist bevorzugt ein Transistor;
    Test_Mode
    erstes Teststeuersignal zum Aktivieren und Steuern eines Testzustands der Vorrichtung;
    TRIG
    Trigger-Signal, das das Treiber-IC in einem vorbestimmten Signalzustand dazu veranlasst, seine Laser (D1 bis Dn) abzufeuern;
    VDD
    Versorgungsspannung;
    VDDA
    analoge Versorgungsspannung;
    VDDD
    digitale Versorgungsspannung;
    VDDH
    hohe Versorgungsspannung;
    VDDP
    Versorgungsspannung der Schnittstellen;
    VDDPB
    Versorgungsspannungsknoten des Stützkondensators (CVDD);
  • Liste der zitierten Schriften
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009060873 A1 [0003, 0166]
    • DE 102016116368 A1 [0004, 0005, 0166]
    • US 10193304 B2 [0006, 0166]
    • EP 2002519 A2 [0007, 0166]
    • EP 3301473 A1 [0008, 0166]
    • DE 102016116369 A1 [0009, 0166]
    • DE 102008021588 A1 [0010, 0166]
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    • DE 19914362 A1 [0012, 0166]
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    • DE 102014105482 A1 [0013, 0166]
    • DE 102017100879 A1 [0014, 0166]
    • DE 102018106860 A1 [0015]
    • DE 102016116875 A1 [0016, 0166]
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Claims (25)

  1. Laser-Untermodul mit einem linearen Laser-Array aus n Lasern (D1 bis Dn) und mit n Kondensatoren (C1 bis Cn) und mit einem Ansteuerschalter (Tdis) und mit n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) und mit einer Steuerschaltung (CTR), mit einem Treiber-IC, wobei n eine ganze positive Zahl größer 2 ist und wobei das Treiber-IC eine monolithisch integrierte Schaltung ist und wobei das Treiber-IC die Steuerschaltung (CTR) und den Ansteuerschalter (Tdis) und die n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) umfasst und wobei jeder Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist und wobei jede Ladeschaltung (B1) der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) selektiv jeweils einen Kondensator (C1) der n Kondensatoren (C1 bis Cn), im Folgenden der dieser Ladeschaltung zugeordnete Kondensator (C1) genannt, laden kann und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Ladeschaltungen (B1 bis Bn) steuert und wobei jedem Kondensator (C1) der n Kondensatoren (C1 bis Cn) jeweils ein Laser (D1) der n Laser (D1 bis Dn) als diesem Kondensator (C1) zugeordneter Laser (D1) zugeordnet ist und wobei die Steuerschaltung (CTR) den Ansteuerschalter (Tdis) steuert und wobei der Ansteuerschalter (Tdis) denjenigen Kondensator (C1) der n Kondensatoren (C1 bis Cn), der geladen ist, über den diesem Kondensator (C1) zugeordneten Laser (D1) entlädt und wobei die Anode dieses dieser zugeordneten Lasers (D1) mit dem zugeordneten Kondensator (C1) elektrisch verbunden ist und wobei dieser zugeordnete Laser (D1) dann jeweils nur dann einen Laserpuls in Form eines Laser-Strahls aussendet, wenn der diesem Laser (D1) zugeordnete Kondensator (C1) geladen war, und der Ansteuerschalter (Tdis) die Kathode des Lasers mit einem Bezugspotenzial (GND) verbindet und wobei der Laser-Strahl einen elliptischen Querschnitt der Intensitätsverteilung der Laserstrahlung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Laser-Strahls hat und wobei das Laser-Untermodul mindestens einen Fotodetektor (PD1), insbesondere n Fotodetektoren (PD1 bis PDn), aufweist und wobei das Treiber-IC den Fotodetektor (PD1), insbesondere die n Fotodetektoren (PD1 bis PDn), umfasst gekennzeichnet dadurch, dass der dem Kondensator (C1) zugeordnete Laser (D1) mit zumindest einem Fotodetektor über einen optischen Pfad (oP1 bis oPn) optisch direkt gekoppelt ist und dass die Laser (D1 bis D1 Kantenemitter sind und dass der halbleitende Kristall des Treiber-ICs mit einer seiner Kanten (KT) den Laser-Strahl des Lasers (D1) so anschneidet, - dass ein ungestörtes oberes, erstes Ellipsensegment des Laser-Strahls den eigentlichen Freiraum-Laser-Strahl bildet und - dass ein gestörtes unteres, zweites Ellipsensegment des Laserstrahls sich auf der Oberfläche des Treiber-ICs abbildet und - dass dieses gestörte untere, zweite Ellipsensegment auf der Oberfläche des Treiber-ICs den dem Laser (D1) zugeordneten mindestens einen Fotodetektor (PD1) bestrahlt und dass der mindestens eine Fotodetektor (PD1) ein Empfangssignal (es1) mit einem zeitlichen Wertverlauf in Abhängigkeit von dem zeitlichen Amplitudenverlauf der Lichtpulserzeugung des mit diesem Fotodetektor (PD1) optisch somit direkt gekoppelten Lasers (D1) erzeugt und dass die Steuerschaltung (CTR) einen Parameter des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals (es1) aus dem zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1) ermittelt und dass die Steuerschaltung (CTR) die Erzeugung eines Lichtpulses des dem Kondensator (C1) zugeordneten Lasers (D1) in Abhängigkeit von diesem Parameter steuert und/oder überwacht.
  2. Laser-Untermodul mit einem linearen Laser-Array aus n Lasern (D1 bis Dn) und mit n Kondensatoren (C1 bis Cn) und mit einem Ansteuerschalter (Tdis) und mit n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) und mit einer Steuerschaltung (CTR), mit einem Treiber-IC, wobei n eine ganze positive Zahl größer 2 ist und wobei das Treiber-IC eine monolithisch integrierte Schaltung ist und wobei das Treiber-IC die Steuerschaltung (CTR) und den Ansteuerschalter (Tdis) und die n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) umfasst und wobei jeder Kondensator der n Kondensatoren (C1 bis Cn) einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist und wobei jede Ladeschaltung (B1) der n Ladeschaltungen (B1 bis Bn) selektiv jeweils einen Kondensator (C1) der n Kondensatoren (C1 bis Cn), im Folgenden der dieser Ladeschaltung zugeordnete Kondensator (C1) genannt, laden kann und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Ladeschaltungen (B1 bis Bn) steuert und wobei jedem Kondensator (C1) der n Kondensatoren (C1 bis Cn) jeweils ein Laser (D1) der n Laser (D1 bis Dn) als diesem Kondensator (C1) zugeordneter Laser (D1) zugeordnet ist und wobei die Steuerschaltung (CTR) den Ansteuerschalter (Tdis) steuert und wobei der Ansteuerschalter (Tdis) denjenigen Kondensator (C1) der n Kondensatoren (C1 bis Cn), der geladen ist, über den diesem Kondensator (C1) zugeordneten Laser (D1) entlädt und wobei die Anode dieses dieser zugeordneten Lasers (D1) mit dem zugeordneten Kondensator (C1) elektrisch verbunden ist und wobei dieser zugeordnete Laser (D1) dann jeweils nur dann einen Laserpuls in Form eines Laser-Strahls aussendet, wenn der diesem Laser (D1) zugeordnete Kondensator (C1) geladen war, und der Ansteuerschalter (Tdis) die Kathode des Lasers mit einem Bezugspotenzial (GND) verbindet und wobei das Laser-Untermodul mindestens einen Fotodetektor (PD1), insbesondere n Fotodetektoren (PD1 bis PDn), aufweist und wobei das Treiber-IC den Fotodetektor (PD1), insbesondere die n Fotodetektoren (PD1 bis PDn), umfasst gekennzeichnet dadurch, dass die n Laser (D1 bis Dn) des linearen Laser-Arrays aus n Lasern (D1 bis Dn) auf einem gemeinsamen Kristall des Laser-Arrays gefertigt sind und dass die Unterseite dieses Kristalls des Laser-Arrays eine gemeinsame Kathode der n Laser (D1 bis Dn) bildet und dass diese gemeinsame Kathode des Laser-Arrays der n Laser (D1 bis Dn) direkt mittels eines Lots oder eines elektrisch leitenden Klebers als ein erster Sternpunkt (DISC) mit einem Anschluss des Ansteuerschalter (Tdis) elektrisch verbunden ist und dass der dem Kondensator (C1) zugeordnete Laser (D1) mit dem zumindest einen Fotodetektor (D1) über einen optischen Pfad (oP1 bis oPn) optisch direkt gekoppelt ist und dass ein Teil des Laser-Strahls des dem Kondensator (C1) zugeordneten Lasers (D1) direkt den zumindest einen Fotodetektor (D1) auf geradem Wege bestrahlt und dass der dem Kondensator (C1) zugeordnete Laser (D1) ein Kantenemitter ist und dass der mindestens eine Fotodetektor (PD1) ein Empfangssignal (es1) mit einem zeitlichen Wertverlauf in Abhängigkeit von dem zeitlichen Amplitudenverlauf der Lichtpulserzeugung des mit diesem Fotodetektor (PD1) somit optisch direkt gekoppelten Lasers (D1) erzeugt und dass die Steuerschaltung (CTR) einen Parameter des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals (es1) aus dem zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1) ermittelt und dass die Steuerschaltung (CTR) die Erzeugung eines Lichtpulses des dem Kondensator (C1) zugeordneten Lasers (D1) in Abhängigkeit von diesem Parameter steuert und/oder überwacht
  3. Laser-Untermodul nach Anspruch 1 oder 2 wobei der Parameter der Wert der realen zeitlichen Verzögerung zwischen dem Eintreffen eines zeitlichen Merkmals eines Startsignals (TRIG) für die Aussendung eines Laserpulses durch den zugeordneten Laser an der Steuerschaltung (CTR) und dem Auftreten eines zeitlichen Merkmals für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals ist.
  4. Laser-Untermodul nach Anspruch 2 wobei die Steuerschaltung (CTR) den Ansteuerschalter (Tdis) nach Ablauf einer Verzögerungszeit veranlasst, den zugeordneten Laser mit dem Bezugspotenzial zu verbinden und wobei die Verzögerungszeit mit dem Eintreffen des zeitlichen Merkmals eines Startsignals (TRIG) für die Aussendung eines Laserpulses durch den zugeordneten Laser an der Steuerschaltung (CTR) als Startzeitpunkt beginnt.
  5. Laser-Untermodul nach Anspruch 4 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Verzögerungszeit in Abhängigkeit von dem Parameter regelt.
  6. Laser-Untermodul nach Anspruch 5 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Verzögerungszeit auf einen Soll-Wert, einen Verzögerungszeitzielwert, regelt.
  7. Laser-Untermodul nach Anspruch 6 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Verzögerungszeit so regelt, dass der Zeitpunkt des Auftretens des zeitlichen Merkmals für die reale Aussendung des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals synchron mit einer ggf. festen zeitlichen Verschiebung zu einem zeitlichen Merkmal im zeitlichen Werteverlauf eines Synchronsignals ist.
  8. Laser-Untermodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 wobei der Parameter ein Wert ist, der von der Auswirkung des zeitlichen Amplitudenverlaufs des Laserpulses im zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals abhängig ist.
  9. Laser-Untermodul nach Anspruch 8 wobei die Steuerschaltung (CTR) zeitlich vor dem Schließen des Ansteuerschalters (Tdis) die dem Laser zugehörige Ladeschaltung veranlasst, den dem Laser zugehörigen Kondensator mit einem Ladestrom zu laden und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator laden kann, steuern kann.
  10. Laser-Untermodul nach Anspruch 9 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator laden kann, in Abhängigkeit von dem Parameter regelt.
  11. Laser-Untermodul nach Anspruch 10 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Ladeschaltung veranlasst, während der Dauer einer Ladezeit den Kondensator mit einem Ladestrom, der einen Ladestromwert aufweist, auf eine Kondensatorspannung zu laden, und wobei die Dauer dieser Ladezeit durch einen Ladezeitvorgabewert begrenzt ist und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator während der Dauer der Ladezeit lädt, in Abhängigkeit von dem Parameter dadurch regelt, dass die Steuerschaltung (CTR) den Ladezeitvorgabewert nach Aussendung eines Laserpulses durch den Laser in Abhängigkeit von dem Parameter für die nächste zeitlich folgende Ladung des Kondensators zur Vorbereitung der nächsten Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser in Abhängigkeit von dem Parameter ändert.
  12. Laser-Untermodul nach Anspruch 11 wobei die Steuerschaltung (CTR) den Ladezeitvorgabewert so ausregelt, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  13. Laser-Untermodul nach Anspruch 11 oder 12 wobei die Steuerschaltung (CTR) oder eine andere Teilvorrichtung des Laser-Untermoduls den Ladezeitvorgabewert mit einem Erwartungswertintervall des Ladezeitvorgabewerts vergleicht, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Wert des Ladezeitvorgabewerts gegeben sein kann, und wobei die Steuerschaltung (CTR) einen Fehler signalisiert oder die Information über einen Fehler erzeugt und/oder bereithält, wenn der Wert des Ladezeitvorgabewerts außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Werts des Ladezeitvorgabewerts liegt.
  14. Laser-Untermodul nach Anspruch 10 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Ladeschaltung veranlasst, während der Dauer einer Ladezeit den Kondensator mit einem Ladestrom, der einen Ladestromwert aufweist, auf eine Kondensatorspannung zu laden, und wobei die Steuerschaltung (CTR) während der Dauer der Ladezeit des Kondensators die Kondensatorspannung erfasst und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Ladeschaltung veranlasst, die Ladung des Kondensators mit dem Ladestrom zu beenden, wenn der Wert der Kondensatorspannung den Wert einer Kondensatorzielspannung erreicht oder diesen Wert der Kondensatorzielspannung überschreitet, und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator während der Dauer der Ladezeit lädt, in Abhängigkeit von dem Parameter dadurch regelt, dass die Steuerschaltung (CTR) den Wert der Kondensatorzielspannung nach Aussendung eines Laserpulses durch den Laser in Abhängigkeit von dem Parameter für die nächste zeitlich folgende Ladung des Kondensators zur Vorbereitung der nächsten Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser in Abhängigkeit von dem Parameter ändert.
  15. Laser-Untermodul nach Anspruch 14 wobei die Steuerschaltung (CTR) den Wert der Kondensatorzielspannung so ausregelt, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  16. Laser-Untermodul nach Anspruch 14 oder 15 wobei die Steuerschaltung (CTR) oder eine andere Teilvorrichtung des Laser-Untermoduls den Wert der Kondensatorzielspannung mit einem Erwartungswertintervall der Kondensatorzielspannung vergleicht, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Wert der Kondensatorzielspannung gegeben sein kann, und wobei die Steuerschaltung (CTR) einen Fehler signalisiert oder die Information über einen Fehler erzeugt und/oder bereithält, wenn der Wert der Kondensatorzielspannung außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Werts der Kondensatorzielspannung liegt.
  17. Laser-Untermodul nach Anspruch 10 wobei die Steuerschaltung (CTR) die Ladeschaltung veranlasst, während der Dauer einer Ladezeit den Kondensator mit einem Ladestrom, der einen Ladestromwert aufweist, auf eine Kondensatorspannung zu laden, und wobei die Steuerschaltung (CTR) die Energiemenge, mit der die Ladeschaltung den Kondensator während der Dauer der Ladezeit lädt, in Abhängigkeit von dem Parameter dadurch regelt, dass die Steuerschaltung (CTR) den Ladestromwert nach Aussendung eines Laserpulses durch den Laser in Abhängigkeit von dem Parameter für die nächste zeitlich folgende Ladung des Kondensators zur Vorbereitung der nächsten Aussendung eines Laserpulses durch diesen Laser in Abhängigkeit von dem Parameter ändert.
  18. Laser-Untermodul nach Anspruch 17 wobei die Steuerschaltung (CTR) den Ladestromwert so ausregelt, dass der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs dieses Empfangssignals, der von der Amplitude des durch diesen Laser ausgesandten Laser-Pulses abhängig ist, einem bevorzugt einstellbaren oder programmierbaren Parametervorgabewert als Soll-Wert entspricht.
  19. Laser-Untermodul nach Anspruch 17 oder 18 wobei die Steuerschaltung (CTR) oder eine andere Teilvorrichtung des Laser-Untermoduls den Ladestromwert mit einem Erwartungswertintervall des Ladestromwerts vergleicht, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Wert des Ladestromwerts gegeben sein kann, und wobei die Steuerschaltung (CTR) einen Fehler signalisiert oder die Information über einen Fehler erzeugt und/oder bereithält, wenn der Ladestromwert außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Ladestromwerts liegt.
  20. Laser-Untermodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 wobei die Steuerschaltung (CRT) oder eine andere Teilvorrichtung den Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals mit einem Erwartungswertintervall vergleicht, das ggf. auch durch eine einzelne Schwelle für den Parameter gegeben sein kann, und wobei die Steuerschaltung (CRT) einen Fehler signalisiert oder die Information über einen Fehler erzeugt und/oder bereithält, wenn der Wert des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals außerhalb des Erwartungswertintervalls dieses Werts des Parameters des zeitlichen Werteverlaufs des Empfangssignals liegt.
  21. Laser-Modul wobei das Laser-Modul mehrere Laser-Untermodule nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 aufweist und wobei das Laser-Modul zumindest ein erstes Laser-Untermodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 als ein solches Laser-Untermodul aufweist und wobei das Laser-Modul zumindest ein zweites Laser-Untermodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 als ein solches Laser-Untermodul aufweist und wobei die Steuerschaltungen (CTR) des ersten Laser-Untermoduls und des zweiten Laser-Untermoduls die Amplitude der Laserpulse der Laser ihrer jeweiligen Laser-Untermodule auf den gleichen Amplitudenspitzenwert und/oder auf den gleichen Wert des zeitlichen Integrals des Amplitudenverlaufs der Laserpulse der Laser ihres jeweiligen Laser-Untermoduls ausregeln und wobei der Begriff „gleich“ hier bedeutet, dass sich die Amplitudenspitzenwerte und/oder die Werte der zeitlichen Integrale der Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des ersten Laser-Untermoduls um nicht mehr als 10% und/oder nicht mehr als 5% und/oder nicht mehr als 2% von den Amplitudenspitzenwerten und/oder den Werten der zeitlichen Integrale der Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des zweiten Laser-Untermoduls unterscheiden.
  22. Laser-Modul wobei das Laser-Modul mehrere Laser-Untermodule nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 aufweist und wobei das Laser-Modul zumindest ein erstes Laser-Untermodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 als ein solches Laser-Untermodul aufweist und wobei das Laser-Modul zumindest ein zweites Laser-Untermodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 als ein solches Laser-Untermodul aufweist und wobei das Laser-Modul ein Synchronisationssignal (Sync) aufweist und wobei das Laser-Modul ein Trigger-Signal (TRIG) aufweist und wobei das Synchronisationssignal (Sync) und das Trigger-Signal (TRIG) in einem festen zeitlichen Phasenverhältnis stehen und wobei das erste Laser-Untermodul mit dem Synchronisationssignal (Sync) verbunden ist und wobei das erste Laser-Untermodul mit dem Trigger-Signal (TRIG) verbunden ist und wobei das zweite Laser-Untermodul mit dem Synchronisationssignal (Sync) verbunden ist und wobei das zweite Laser-Untermodul mit dem Trigger-Signal (TRIG) verbunden ist und wobei die Steuerschaltung (CTR) des ersten Laser-Untermoduls die zeitliche Verzögerung zwischen dem Auftreten eines zeitlichen Merkmals im zeitlichen Werteverlauf des Trigger-Signals (TRIG) und der Aussendung des Laserpulses durch die Laser des ersten Laser-Untermoduls so ausregelt, dass ein zeitliches Merkmal der zeitlichen Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des ersten Laser-Untermoduls im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt wie ein zeitliches Merkmal eines Synchronisationssignals (Sync) auftritt, und wobei die Steuerschaltung (CTR) des zweiten Laser-Untermoduls die zeitliche Verzögerung zwischen dem Auftreten eines zeitlichen Merkmals im zeitlichen Werteverlauf des Trigger-Signals (TRIG) und der Aussendung der Laserpulse durch die Laser des zweiten Laser-Untermoduls so ausregelt, dass ein zeitliches Merkmal der zeitlichen Amplitudenverläufe der Laserpulse der Laser des zweiten Laser-Untermoduls im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt wie das zeitliche Merkmal des Synchronisationssignals (Sync) auftritt.
  23. Laser-Untermodul oder Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mindestens ein Laser-Untermodul, mit m=1, und/oder mindestens zwei Laser-Untermodule, mit m=2, und/oder m Laser-Untermodule umfasst, im Folgenden vereinfacht als Laser-Modul bezeichnet, mit einer Mehrzahl von m*n Lasern (D1 bis Dn) und mit mindestens einem Fotodetektor (PD1 bis PDn), wobei das Laser-Modul mindestens eine Steuerschaltung (CTR) umfasst und wobei die m*n Laser jeweils einen Laserpuls in Form eines Laser-Strahls abgeben können und wobei zumindest ein Laser der m*n Laser (D1 bis Dn) über einen direkten optischen Pfad (oP1 bis oPn) mit dem mindestens einen Fotodetektor der Fotodetektoren (PD1 bis PDn) gekoppelt ist und wobei ein Teil des Laser-Strahls direkt in diesen mindestens einen Fotodetektor einstrahlt und wobei der mindestens eine Fotodetektor (PD1 bis PDn) ein genau diesem mindestens einen Fotodetektor zugehöriges Empfangssignal der n Empfangssignale (es1 bis esn) mit einem zeitlichen Werteverlauf dieses Empfangssignal erzeugt und wobei der zeitliche Werteverlauf des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) von dem zeitlichen Amplitudenwerteverlauf eines von dem mindestens einen Laser der m*n Laser (D1 bis Dn) ausgesendeten Laserpulses abhängt und wobei das Laser-Modul über Mittel (PD1 bis PDn, es1 bis esn) verfügt, um die Tatsache der Aussendung eines Lichtpulses durch den mindestens einen Laser mit Hilfe des Werteverlaufs des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) zu überprüfen und wobei das Laser-Modul mittels einer Steuerelektronik (CTR) eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal erzeugt oder zum Abruf bereit hält, wenn ein Laserpuls, den der mindestens eine Laser der m*n Laser (D1 bis Dn) aussenden sollte keinen zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) hervorruft, das einen Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) außerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereichs aufweist.
  24. Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mindestens zwei Laser-Untermodule, mit m=2, und/oder m Laser-Untermodule mit m>0 umfasst und wobei jedes der m Laser-Untermodule eine Mehrzahl von nj Lasern (D1 bis Dnj) mit 1≤j≤m aufweist und wobei die Anzahl nj der Laser eines Laser-Untermoduls von Laser-Untermodul zu Laser-Untermodul verschieden sein kann und mit mindestens einem Fotodetektor und/oder einer Mehrzahl von Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) je Laser-Untermodul, wobei jedes Laser-Untermodul mindestens eine Steuerschaltung (CTR) des betreffenden Laser-Untermoduls umfasst und wobei die nj Laser jedes Laser Untermoduls der m Laser-Untermodule jeweils einen Laserpuls in Form eines jeweiligen Laser-Strahls abgeben können und wobei für jedes Laser Untermodul der m Laser-Untermodule, im Folgenden dieses Anspruchs mit „dieses Laser-Modul“ bezeichnet, zumindest ein Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls über einen direkten optischen Pfad (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit dem mindestens einen Fotodetektor der Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls gekoppelt ist und wobei ein Teil des Laser-Strahls direkt in diesen mindestens einen Fotodetektor einstrahlt und wobei dieser mindestens eine Fotodetektor (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls ein genau diesem Fotodetektor zugehöriges Empfangssignal (es1 bis esn) dieses Laser Untermoduls mit einem zeitlichen Werteverlauf dieses Empfangssignals dieses Laser-Untermoduls erzeugt und wobei der zeitliche Werteverlauf des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls von dem zeitlichen Amplitudenwerteverlauf eines von dem mindestens einen Laser der nj Laser (D1 bis Dn) dieses Laser-Untermoduls ausgesendeten Laserpulses abhängt und wobei dieses Laser-Untermodul über Mittel (PD1 bis PDn, es1 bis esn) verfügt, um die Tatsache der Aussendung eines Lichtpulses durch den mindestens einen Laser dieses Laser-Untermoduls mit Hilfe des zeitlichen Werteverlaufs des mindestens einen Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls zu überprüfen und wobei dieses Laser-Untermodul mittels einer Steuerschaltung (CTR) dieses Laser-Untermoduls eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal erzeugt oder zum Abruf bereithält, wenn ein Laserpuls, den der mindestens eine Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls aussenden sollte keinen zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls hervorruft, das einen Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlauf des Empfangssignals (es1 bis esn) des mindestens einen Fotodetektors (PD1 bis PDn) dieses Laser-Untermoduls außerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereichs aufweist.
  25. Laser-Modul, wobei das Laser-Modul mindestens ein Laser-Untermodul, mit m=1, und/oder zwei Laser-Untermodule, mit m=2, und/oder m Laser-Untermodule mit m>0 umfasst, wobei jedes der m Laser-Untermodule eine Mehrzahl von nj Lasern (D1 bis Dnj) mit 1≤j≤m aufweist und wobei die ganze, positive Anzahl nj der Laser eines Laser-Untermoduls von Laser-Untermodul zu Laser-Untermodul verschieden sein kann und mit mindestens nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) je Laser-Untermodul, wobei jedes Laser-Untermodul mindestens jeweils eine Steuerschaltung (CTR) des betreffenden Laser-Untermoduls umfasst und wobei die nj Laser jedes Laser-Untermoduls der m Laser-Untermodule jeweils einen Laserpuls in Form eines Laser-Strahls abgeben können und wobei für jedes Laser-Untermodul der m Laser-Untermodule, im Folgenden dieses Anspruchs mit „dieses Laser-Modul“ bezeichnet, zumindest jeder Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls über genau einen dominierenden optischen Pfad von zumindest nj optischen Pfaden (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit genau einem Fotodetektor der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls am stärksten direkt gekoppelt ist und wobei ein Teil des Laser-Strahls eines jeden Lasers direkt in denjenigen genau einen Fotodetektor einstrahlt mit dem genau dieser Laser über den genau einen dominierenden optischen Pfad direkt optisch gekoppelt ist und wobei jeder dieser nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls genau jeweils ein genau diesem Fotodetektor der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls zugehöriges Empfangssignal von nj Empfangssignalen (es1 bis esnj) dieses Laser-Untermoduls mit einem jeweiligen zeitlichen Werteverlauf dieses jeweiligen Empfangssignals von nj Empfangssignalen (es1 bis esnj) dieses jeweiligen Laser-Untermoduls erzeugt und wobei der zeitliche Werteverlauf des jeweiligen Empfangssignals (es1 bis esnj) jedes Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls von dem zeitlichen Amplitudenwerteverlauf eines von demjenigen Laser der nj Laser (D1 bis Dn) dieses Laser-Untermoduls ausgesendeten Laserpulses abhängt, der über den genau einen dominierenden optischen Pfad der nj optischen Pfade (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit genau diesem Fotodetektor der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls am stärksten gekoppelt ist, und wobei dieses Laser-Untermodul über Mittel (PD1 bis PDnj, es1 bis esnj) verfügt, um für jeden Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) die Tatsache der Aussendung eines Lichtpulses durch genau diesen Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls mit Hilfe des zeitlichen Werteverlaufs des mit diesem Laser gekoppelten Empfangssignals der nj Empfangssignale (es1 bis esnj) des mit diesem Laser am stärksten gekoppelten Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls, der über den genau einen dominierenden optischen Pfad der besagten nj optischen Pfade (oP1 bis oPnj) dieses Laser-Untermoduls mit genau diesem Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls am stärksten gekoppelt ist, zu überprüfen und wobei dieses Laser-Untermodul mittels einer Steuerschaltung (CTR) dieses Laser-Untermoduls eine Fehlermeldung oder ein Fehlersignal erzeugt oder zum Abruf bereithält, wenn ein Laserpuls, den ein Laser der nj Laser (D1 bis Dnj) dieses Laser-Untermoduls aussenden sollte keinen zeitlichen Werteverlauf des mit diesem Laser gekoppelten Empfangssignals der nj Empfangssignale (es1 bis esnj) des mindestens einen Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls hervorruft, das einen Wert eines Parameters des zeitlichen Werteverlauf des mit diesem Laser gekoppelten Empfangssignals der nj Empfangssignale (es1 bis esnj) des zugehörigen Fotodetektors der nj Fotodetektoren (PD1 bis PDnj) dieses Laser-Untermoduls außerhalb eines vorbestimmten und ggf. laserspezifischen Parameterwertebereichs aufweist.
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