CN107250841A

CN107250841A - 红外激光光照设备

Info

Publication number: CN107250841A
Application number: CN201680011142.5A
Authority: CN
Inventors: J.W.赫米格; P.霍伊文; R.范德克洛伊特; H.莫恩奇
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Tongkuai Optoelectronic Device Co ltd
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2036-02-04
Also published as: JP2018511785A; RU2672767C1; WO2016131658A1; CN107250841B; BR112017017536A2; EP3259612A1; JP6291632B1; US20180038944A1; EP3259612B1; US10416289B2

Abstract

本发明描述了一种用于以红外波长光谱照射三维布置（250）的光照设备（100）。该光照设备（100）包括：包含至少一个激光设备（105）的至少第一组激光设备（110）和包含至少一个激光设备（105）的至少第二组激光设备（120）。第一和第二组激光设备（110,120）适于相对于彼此独立操作。第一组激光设备（110）适于发射具有第一发射特性的激光，并且第二组激光设备（120）适于发射具有不同于第一发射特性的第二发射特性的激光。本发明进一步描述了一种包括这样的光照设备（100）的距离检测设备（150）和相机***（300）。不同的发射特性可以用来补偿或考虑三维布置（250）的深度。三维布置（250）的不同部分可以借助于第一和第二发射特性以不同方式被照射。

Description

红外激光光照设备

技术领域

本发明涉及一种用于以红外波长光谱照射三维布置的光照设备、一种包括这样的光照设备的距离检测设备以及相机***。本发明进一步涉及一种以红外波长光谱照射三维布置的方法。

背景技术

US2012/0038903A1公开了用于适应性地控制场景的光照的方法和***。特别地，场景被照射，并且从场景反射的光被检测。关于由对应于场景内的不同区域的多像素检测器的不同像素接收的光强度的水平的信息和/或关于场景内区域的范围的信息被接收。该信息然后被用作反馈信号以控制场景内的光照的水平。更特别地，场景的不同区域可以响应于反馈信号而被提供不同水平的光照。

用于光照的光源可以是激光器阵列。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的红外光照设备。该光照设备可以适合于相机***和基于飞行时间的距离检测设备。

根据第一方面，提出一种用于以红外波长光谱照射三维布置的光照设备。该光照设备包括：包含至少一个激光设备的至少第一组激光设备；以及包含至少一个激光设备的至少第二组激光设备。第一和第二组激光设备适于相对于彼此独立操作。第一组激光设备适于发射具有第一发射特性的激光。第二组激光设备适于发射具有不同于第一发射特性的第二发射特性的激光。第一和第二发射特性可以从组发散角度、偏振、发射脉冲长度、模式选择和强度中至少一个中选出。

第一和第二组激光器可以例如以某种方式进行修改以影响发射，例如通过可以在激光设备的发射表面上提供的浅表面光栅。浅表面光栅可以用于模式选择，该模式选择实现例如激光设备的激光腔中的环形激光模式或集中式激光模式。激光设备可以优选地为半导体激光二极管，如发射处于高于750nm直到3000nm的波长范围中的激光的垂直腔面发射激光器（VCSEL）或边发射激光二极管。

第一和第二组激光设备可以发射不同的偏振方向。偏振方向也可以借助于表面光栅或适当的光学反馈被固定。

光照设备可以包括包含至少一个激光设备的两组、三组、四组或更多组激光设备。不同的发射特性可以实现对三维布置的改进的光照。三维布置可以包括要被光照设备照射的场景。不同的发射特性可以用来补偿或考虑场景的深度。三维布置的不同部分可以借助于第一、第二、第三等发射特性被不同地照射。

不同组激光设备的独立控制可能在动态变化的情形中是特别有利的。而且，也许有可能借助于像电荷耦合设备等那样的光学检测器实现反馈，以便关于反射光适应性调节不同组激光设备的发射特性。在这种情况下，也许有可能适应性调节所发射的激光以适应三维布置的结构并且另外适应三维布置的元件的表面属性。

第一和第二发射特性可以例如被适应性调节，使得与三维布置的、接收第一和/或第二组激光设备所发射的激光的第二表面相比，三维布置的、与第一和/或第二组激光设备平行布置的第一表面接收第一和/或第二组激光设备所发射的较少的激光。第二表面以相对于第一和第二组激光设备的倾斜角度被布置。接收的激光通过考虑倾斜角度来确定。

接收的激光的强度因而可以借助于对第一和第二或更多发射特性的独立控制而被适应性调节以适应三维布置的元件的表面的相对位置。

与处于较大角度的部分相比，不同组的激光设备可以例如不同地照射三维布置的中心部分，目的在于使眼睛安全设备在所有角度下可见，但在所有方向上具有充足的功率。在许多情况下，眼睛安全极限在向前的方向上设置上边界（峰值发射），其将功率限制于相对低水平并且在外面的部分以不足的光水平结束。外面的部分因此可以接收可能例如主要借助于不同组激光设备提供的更多激光，如中心部分接收的激光。

光照设备可以包括第一光学设备，其适于修改第一发射特性，以使得第一组激光设备的激光设备发射具有第一发散角度的激光。第二组激光设备的激光设备适于发射具有不同于第一发散角度的第二发射角度的激光。

光照设备可以进一步包括第二光学设备，其适于修改第二发射特性，以使得第二组激光设备的激光设备发射具有第二发散角度的激光。第一和/或第二光学设备可以包括微透镜的阵列。

发散角度被定义为激光设备的发射锥形的两个相对点之间的角度，在该角度处激光设备所发射的激光的强度达到激光设备所发射的最大强度的1/e²（e为欧拉数）。

第一和第二组激光设备的激光设备可以被选择成使得第一和第二组激光设备的激光设备的发散角度是不同的。这可以例如借助于激光腔的不同直径（例如在VCSEL的情况下，台面（mesa）的直径）来完成。光学设备可以被用作独立的措施，以便依照光照设备的应用适应性调节发散角度。

可能例如有利的是，使用具有宽发散角度的第一发射特性来照射所限定的对象必须在其处被照射的区域。具有较小发散角度的第二和可选地第三发射特性可以用来照射对象周围的区域。对与不同发散角度结合的不同组激光设备的独立控制可以用来提供对前景中的对象和三维布置的背景中的周围对象的充足光照。这可能例如在监控应用的情况下是有利的，在监控应用中高反射性的前景对象可以引起差对比度并且甚至抑制背景对象的辨识。

第一组激光设备和第二组激光设备优选地布置在一个公共的芯片布置上。激光设备优选地可以是垂直腔面发射激光器（VCSEL）。该公共芯片布置可以包括用于装配具有不同激光设备的两个芯片的安装结构。第一组激光设备可以由布置在安装结构上的第一激光设备阵列芯片所包括，并且第二组激光设备可以由布置在安装结构上的第二激光设备阵列芯片所包括。就阈值、孔等而言，第一和第二激光设备的激光设备或更特别地VCSEL可以是不同的。因此，允许有可能借助于激光设备（VCSEL）的设置适应性调节第一和第二组激光设备的发射特性。

光照设备的第一组激光设备和第二组激光设备可以交替地布置在公共芯片上，其中第一组激光设备和第二组激光设备共享一个公共的接触层，并且其中第一组激光设备电连接到第一电接触并且第二组激光设备电连接到第二电接触。这样的集成布置可以实现光照设备的简单而廉价的生产。公共芯片可以包括三组、四组或更多组具有对应的电接触的激光设备。激光设备组中的每一个可以借助于第一、第二、第三等电接触而被独立控制。激光设备组中的一个或多个可以与像微透镜、镜等的阵列那样的光学设备组合，以便适应性调节相应的发射特性。

第一组激光设备的激光设备可以以第一几何布置来布置，以便发射第一发射特性的激光，并且第二组激光设备的激光设备可以以不同于第一几何布置的第二几何布置来布置，以便发射第二发射特性的激光。几何布置可以包括第一和第二激光设备阵列芯片相对于彼此的相对布置。

一组激光设备的激光设备可以例如以圆形布置来布置，其中另一组激光设备的激光设备可以以矩形布置来布置。激光设备之间的距离可以是不同的。第一组激光设备的激光设备可以以矩形阵列图案布置，并且第二组激光设备的激光器阵列可以以六边形阵列图案布置。

第一组激光设备的激光设备可以具有第一孔特性，并且第二组激光设备的激光设备可以具有不同于第一孔特性的第二孔特性。孔特性可以包括例如孔的直径和形状。

光照设备可以包括驱动电路。驱动电路适于以第一驱动电流驱动第一组激光设备并且以不同于第一驱动电流的第二驱动电流驱动第二组激光设备。驱动电路可以与上文所描述的光照设备的任何实施例组合。驱动电路可以实现所述两组或更多组激光设备的独立控制。驱动电路可以与光学传感器组合以便基于在借助于光照设备对场景的光照期间由光学传感器提供的测量数据实现反馈回路。

根据本发明的第二方面，提供一种距离检测设备。该距离检测设备包括如上文所描述的至少一个光照设备、适于接收第一和第二组激光设备所发射的反射的激光的至少一个光检测器。该距离检测设备进一步包括评估器。该评估器适于识别反射的激光，并且该评估器进一步适于确定反射的激光的接收时间与激光的发射的时间之间的飞行时间。

驱动电路被适应性调节成使得至少一组激光设备发射具有小于100ns、优选地小于50ns、更优选地小于20ns的脉冲长度的短激光脉冲。激光脉冲的重复率进一步被适应性调节成使得相应的激光脉冲的识别被实现。后者取决于预期的距离。在相移法中可以使用脉冲串，脉冲串中的重复率为大约10-100MHz且对于不同的脉冲串重复率为大约若干Hz至kHz。用于飞行时间测量的激光脉冲组可以发射具有诸如限定的偏振之类的特定发射特性的激光，以便简化激光脉冲的识别并改进飞行时间的评估。除了飞行时间测量之外，一组或多组激光设备可以用于光照目的。光照设备的一组、两组、三组或更多组激光设备可以以双模式使用，使得短激光脉冲可以在第一时间段中用于距离检测，并且不同的、特别地较长的激光脉冲可以在第二时间段中用于光照，以便提供具有要求的发射特性的激光。距离测量的结果可以用来改进可以借助于由距离检测设备所包括的光照设备发射的光制成的图片。背景对象的亮度可以例如借助于距离测量的结果来适应性调节。

根据第三方面，提供一种包括根据上文所描述的任何实施例的光照设备的相机***。该相机***包括相机设备和光学传感器，其中光学传感器适于提供光学传感器数据以用于控制光照设备，使得在被驱动电路驱动时第一组激光设备发射具有第一发射特性的激光并且第二组激光设备发射具有第二发射特性的激光。

相机***可以包括反馈回路，使得光照设备所发射的激光可以借助于经由光学传感器提供的光学传感器数据来进行适应性调节。光学传感器可以是相机设备的集成部分（例如电荷耦合设备或相机芯片）或者单独的光学传感器（例如两个或更多光电二极管）。反馈回路可以用来关于均匀光照优化图片质量。如果背景太暗，则照射场景的背景的激光设备组的发射特性可以例如适于发射更多激光。

相机***可以可替换地或另外包括如上文所描述的距离检测设备，其可以用来借助于距离测量结果改进图片质量。

根据另外一个方面，提供一种以红外波长光谱照射三维布置的方法。该方法包括步骤：

- 利用包括至少一个激光设备的至少第一组激光设备照射三维布置的至少第一部分，其中第一组激光设备所发射的激光由第一发射特性表征；

- 利用包括至少一个激光设备的至少第二组激光设备独立照射三维布置的至少第二部分，其中第二组激光设备所发射的激光由不同于第一发射特性的第二发射特性表征。

三维布置的第一部分和第二部分可以重叠或者甚至完全相同。第一部分可以是第二部分的子集，或者反之亦然。第一和/或第二组激光设备被控制成使得第一和/或第二部分被独立照射。当第二组激光设备所发射的激光的强度保持恒定时，第一组激光设备所发射的激光的强度可以例如被改变。

根据另外一个方面，提供一种测量距离的方法。该方法包括步骤：

- 利用包括至少一个激光设备的至少第二组激光设备独立照射三维布置的至少第二部分，其中第二组激光设备所发射的激光由不同于第一发射特性的第二发射特性表征；

- 控制第一和/或第二组激光设备，使得到第一和/或第二部分的距离可以借助于确定经由第一和/或第二组激光设备发射激光与接收所发射的激光的反射的激光之间的时间来确定；

- 借助于经由第一和/或第二组激光设备发射激光与接收所发射的激光的反射的激光之间的时间确定到第一和/或第二部分的距离。

至少一组激光设备可以发射具有小于100ns、优选地小于50ns、更优选地小于20ns的脉冲长度的短激光脉冲。激光脉冲的重复率进一步被适应性调节成使得相应激光脉冲的识别被实现，以便实现接收的激光的明确识别。用于飞行时间测量的激光脉冲组可以发射具有诸如偏振之类的特定发射特性的激光，以便简化激光脉冲的识别并改进飞行时间的评估。除了飞行时间测量之外，一组或多组激光设备可以用于光照目的。光照设备的一组、两组、三组或更多组激光设备可以以双模式使用，使得短激光脉冲在第一时间段中用于距离检测，并且不同的、特别地较长的激光脉冲在第二时间段中用于光照，以便提供具有要求的发射特性的激光。

根据另外一个方面，提供一种驱动如上文所描述的相机***的方法。该方法包括步骤：

- 使用由第一和/或第二组激光设备发射的反射的激光接收三维布置的图片；

- 分析图片的质量；

- 基于图片的质量控制第一和/或第二组激光设备。

相机***可以包括反馈回路，使得光照设备所发射的激光可以借助于可以借助光学传感器提供的光学传感器数据来进行适应性调节。光学传感器可以是用于接收图片的相机设备的集成部分（例如电荷耦合设备或相机芯片），或者单独的光学传感器（例如两个或更多光电二极管）。反馈回路可以用来关于均匀光照优化图片质量。如果前景与背景元件之间的对比度差，则照射场景的激光设备组的发射特性可以例如被适应性调节。

该方法可以另外包括步骤：确定到如上文所描述的三维布置中的一个或多个对象的距离。关于距离的信息可以用来借助于对由所述两组或更多组激光设备发射的光的适应性调节改进图片质量。关于到对象的距离的信息可以可替换地或另外用来借助于软件工具自动修改图片。

应当理解，权利要求1-12的光照设备和权利要求15的方法具有相似和/或完全相同的实施例，特别地如从属权利要求中所限定。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任意组合。

下面限定另外的有利实施例。

附图说明

本发明的这些和其他方面根据下文描述的实施例将是明显的并且参照这些实施例进行阐述。

现在将基于参照附图的实施例、通过示例方式描述本发明。

在附图中：

图1示出光照设备的第一实施例的顶视图的主要略图。

图2示出光照设备的第二实施例的顶视图的主要略图。

图3示出光照设备的第三实施例的顶视图的主要略图。

图4示出光照设备的第四实施例的顶视图的主要略图。

图5示出光照设备的第五实施例的侧视图的主要略图。

图6示出光照设备的第六实施例的侧视图的主要略图。

图7示出光照设备的第七实施例的侧视图的主要略图。

图8示出距离检测设备的一个实施例的主要略图。

图9示出不同的照明和距离测量序列的一个实施例的主要略图。

图10示出相机***的一个实施例的主要略图。

图11示出用于驱动光照设备的驱动方案的一个实施例的主要略图。

图12示出照射三维布置的方法的一个实施例的主要略图。

在图中，同样的数字自始至终指代同样的对象。图中的对象不一定按照比例绘制。

具体实施方式

现在将借助于附图来描述本发明的各种实施例。

图1示出光照设备100的第一实施例的顶视图的主要略图。光照设备100包括具有激光设备105的第一组激光设备110和具有激光设备105的第二组激光设备120。第一和第二组激光设备110、120被布置在公共芯片上。第一组激光设备110可以经由公共电极（未示出）和第一电接触115而电气接触。第二组激光设备120可以经由公共电极和第二电接触125而电气接触。第一和第二组激光设备110、120可以借助于第一和第二电接触115、125而被单独控制。第一组激光设备110的激光设备105为带有具有第一直径的孔的VCSEL。第二组激光设备120的激光设备105为带有具有小于第一直径的第二直径的孔的VCSEL。由于孔的不同直径，第一组激光设备110的第一发射特性和第二组激光设备120的第二发射特性例如关于发散角度是不同的。第一和第二发射特性可以进一步借助于经由第一和第二电接触115、125以及公共电极提供的不同驱动电流（幅度、脉冲形状、脉冲长度等）而进行修改。

图2示出光照设备100的第二实施例的顶视图的主要略图。根据第二实施例的光照设备的配置非常类似于第一实施例。第一组激光设备110由布置在安装结构200上的第一激光设备阵列芯片210所包括。第一组激光设备120由布置在相同安装结构200上的第二激光设备阵列芯片220所包括。公共安装结构200可以实现非常不同的激光设备组110、120与非常不同的发射特性的组合。例如，也许有可能的是，布置具有VCSEL的第一组激光设备110和具有侧发射器的第二组激光设备120。而且，也许有可能的是，布置相对于彼此倾斜的第一和第二激光设备阵列芯片210、220，以使得发射表面不平行。可能为另外的选项的是，以不同的水平布置第一和第二激光设备阵列芯片210、220，以使得到对象的距离是不同的。

图3示出光照设备100的第三实施例的顶视图的主要略图。光照设备100包括具有激光设备105的第一组激光设备110和具有激光设备105的第二组激光设备120，它们布置在激光设备105的交替行中。第二组激光设备120的三行激光设备105借助于第一组激光设备的两行激光设备105被分隔。第一和第二组激光设备110、120被布置在公共芯片上。第一组激光设备110可以经由公共电极（未示出）和第一电接触115而电气接触。第二组激光设备120可以经由公共电极和第二电接触125而电气接触。第一和第二组激光设备110、120可以借助于第一和第二电接触115、125而被单独控制。第一组激光设备110的激光设备105为VCSEL，其带有具有第一直径的孔和提供所发射的激光的第一偏振的表面光栅。第二组激光设备120的激光设备105为VCSEL，其带有具有大于第一直径的第二直径的孔和提供所发射的激光的、垂直于第一偏振的第二偏振的表面光栅。第一组激光设备110的第一发射特性和第二组激光设备120的第二发射特性是不同的，这归因于孔的不同直径和第一或第二组激光设备110、120所发射的激光的不同偏振。

图4示出光照设备100的第四实施例的顶视图的主要略图。光照设备100包括具有以六边形图案布置的7个激光设备105的第一组激光设备110，其中六个激光设备105环绕放置在六边形中间的一个激光设备。光照设备100进一步包括具有以方形（quadratic）图案布置的激光设备105的第二组激光设备120。第二组激光设备120的激光设备105进一步按列布置，列中激光设备105的数量朝向第二组激光设备120的中间逐步减少。第一组激光设备110的激光设备105被放置在第二组激光设备110的中间，以使得第一组激光设备110的激光设备105借助于第二组激光设备120的激光设备105而在左边、右边和顶部被加外框。第一和第二组激光设备110、120被布置在公共芯片上。第一组激光设备110可以经由公共电极（未示出）和第一电接触115而电气接触。第二组激光设备120可以经由公共电极和第二电接触125而电气接触。第一和第二组激光设备110、120可以借助于第一和第二电接触115、125而被单独控制。第一和第二组激光设备110的激光设备105为具有相同孔的VCSEL。第一组激光设备110的VCSEL包括提供所发射的激光的第一偏振的表面光栅。第一组激光设备110的第一发射特性和第二组激光设备120的第二发射特性是不同的，这归因于VCSEL的不同几何布置（VCSEL之间的距离和方形对六边形图案）以及第一组激光设备110所发射的激光的第一偏振。

图5示出光照设备100的第五实施例的顶视图的主要略图。光照设备100包括具有激光设备105的第一组激光设备110、具有激光设备105的第二组激光设备120以及具有激光设备105的第三组激光设备120。第一、第二和第三组激光设备110、120、130被布置在公共芯片上。第一、第二和第三组激光设备110、120、130的激光设备105为具有不同台面直径的VCSEL。第一、第二和第三组激光设备110、120、130的激光设备105被布置成使得相应组激光设备110、120、130的邻近激光设备105具有相对于彼此不同的距离（节距）。第一、第二和第三组激光设备110、120、130的发射特性是不同的，这归因于台面的不同直径、不同阈值电流和节距。第一、第二和第三组激光设备110、120、130的激光设备105发射具有不同发散角度的激光。第一组激光设备110的发散角度进一步借助于第一光学设备112而被修改，以使得激光设备105发射具有窄发散角度的激光。第二组激光设备120的发散角度借助于第二光学设备122而被修改，以使得激光设备105发射具有宽发散角度的激光。第一、第二和第三组激光设备110、120、130可以借助于单独的第一、第二和第三电接触（未示出）而被单独寻址。

图6示出光照设备100的第六实施例的侧视图的主要略图。光照设备100包括具有激光设备105的第一组激光设备110和具有激光设备105的第二组激光设备120。第一和第二组激光设备110、120被布置在公共芯片上。第一和第二组激光设备110、120的激光设备105为具有不同台面直径的VCSEL。第一和第二组激光设备110、120的激光设备105被布置成使得相应组激光设备110、120的邻近激光设备105具有相对于彼此相同的距离（节距）。第一和第二组激光设备110、120的激光设备105发射具有不同发散角度的激光。第一组激光设备110的发散角度借助于第一光学设备112（微透镜的阵列）而被修改，以使得激光设备105发射具有窄发散角度的激光。第二组激光设备120的发散角度借助于第二光学设备122（微透镜的阵列）而被修改，以使得激光设备105发射具有宽发散角度的激光。第一和第二组激光设备110、120借助于布置在具有第一和第二组激光设备110、120的公共芯片的安装结构200上的驱动电路140而被单独供应第一和第二驱动电流。第一和第二驱动电流经由第一和第二组激光设备110、120的公共电极（未示出）和单独的第一和第二电接触（未示出）而被供应。

图7示出光照设备100的第七实施例的侧视图的主要略图。光照设备100包括具有激光设备105的第一组激光设备110和具有激光设备105的第二组激光设备120。第一和第二组激光设备110、120被布置在公共芯片上。第一和第二组激光设备110、120的激光设备105为具有不同台面直径的VCSEL。第一和第二组激光设备110、120的激光设备105被布置成使得相应组激光设备110、120的邻近激光设备105具有相对于彼此不同的距离（节距）。第一组激光设备110的激光设备105被布置在围绕第二组激光设备120的激光设备105的环中。第一和第二组激光设备110、120的激光设备105发射具有不同发散角度的激光。第一组激光设备110的发散角度借助于第一光学设备112（微透镜的阵列）而被修改，以使得激光设备105发射具有窄发散角度的激光。第二组激光设备120的发散角度借助于第二光学设备122（微透镜的阵列）而被修改，以使得激光设备105发射具有宽发散角度的激光。第一和第二组激光设备110、120借助于驱动电路（未示出）而被单独供应第一和第二驱动电流。第一和第二驱动电流经由第一和第二组激光设备110、120的公共电极（未示出）和单独的第一和第二电接触（未示出）而被供应。第一和第二发射特性被适应性调节成使得：与三维布置250的、接收由第一和第二组激光设备110、120发射的激光的第二表面254相比，平行于第一和第二组激光设备110、120布置的三维布置250的第一表面252接收特别地由第二组激光设备120发射的较少激光。第二表面以相对于第一和第二组激光设备110、120的倾斜角度256被布置。在第二表面254上接收的激光通过考虑倾斜角度256而被计算。倾斜角度256被用来计算第二表面254到基本平行于第一和第二组激光设备110、120的区域的投影。激光设备组110、120的不同发散角度和单独控制允许相对于彼此适应性调节第一和第二表面252、254的亮度。

图8示出距离检测设备150的一个实施例的主要略图。距离检测设备150包括一个光照设备100。光照设备100包括具有三种不同发射特性的三组激光设备。距离检测设备150进一步包括适于接收由所述激光设备组中的一个或多组发射的反射的激光的光检测器155。距离检测设备150进一步包括评估器160。评估器160与光照设备100和光检测器155耦合。评估器160适于识别反射的激光。评估器160进一步适于借助于从光照设备100（例如具有限定图案的脉冲的开始）和光检测器155（例如具有限定的图案的脉冲的接收的开始）接收的电信号确定反射的激光的接收时间与激光的发射时间之间的飞行时间。评估器160可以可替换地仅在时间t1得到来自光照设备100的发射图案并且在时间t2得到来自光检测器155的接收的图案。所述图案被比较，并且如果两个图案完全相同，t2与t1之间的时间差被认为是相应激光脉冲的时间。

图9示出不同的照明和距离测量序列的一个实施例的主要略图。上边的序列示出由在图8中所示的距离检测设备150的第一组激光设备发射的第一脉冲串412和第一照明序列414。短激光脉冲的第一脉冲串412被用于距离检测，并且其中第一照明序列414被用于照射三维布置的第一部分。中间的序列示出由在图8中所示的距离检测设备150的第二组激光设备发射的第二照明序列424。第二照明序列424被用于照射三维布置的第二部分。下边的序列示出由在图8中所示的距离检测设备150的第三组激光设备发射的第二脉冲串432和第三照明序列434。短激光脉冲的第二脉冲串432被用于距离检测，并且其中第三照明序列434被用于照射三维布置的第三部分。

图10示出相机***300的一个实施例的主要略图。相机***包括具有两组激光设备的光照设备100、相机设备340、光学传感器和相机控制器345。光学传感器350适于向相机控制器提供光学传感器数据，相机控制器与相机设备340和光照设备100耦合。光学传感器数据被用于控制光照设备100，以便适应性调节第一和第二组激光设备的第一和第二发射特性。相机控制器345实现了考虑到光照设备100的第一和第二照明特性和相机设备340的灵敏度的反馈回路。

图11示出用于驱动图10所示的相机***300的光照设备100的驱动方案的一个实施例的主要略图。第一和第二组激光设备在对应的驱动电路接收到起始脉冲456之后开始发射具有第一和第二发射特性452、454的激光。第一组激光设备在驱动电路接收到第一停止脉冲458之后停止激光的发射。第一发射特性452由发射激光的相对短时间表征。第二组激光设备在驱动电路接收到第二停止脉冲460之后停止激光的发射。第二发射特性454由发射激光的相对长时间表征。第一发射特性452可以例如用来在起始脉冲456与第一停止脉冲458之间的时间段期间照射经过场景的背景的对象。

图12示出照射三维布置的方法的一个实施例的主要略图。在步骤510中，利用包括至少一个激光设备105的至少第一组激光设备110照射三维布置250的至少第一部分，其中第一组激光设备110所发射的激光由第一发射特性表征。在步骤520中，利用包括至少一个激光设备105的至少第二组激光设备120独立照射三维布置250的至少第二部分，其中第二组激光设备120所发射的激光由不同于第一发射特性的第二发射特性表征。

本发明的一种基本思想是提供一种用于以在高于750nm的波长处的红外波长范围照射三维布置的灵活而简单的光照设备。至少两组激光设备，优选地VCSEL，被用来以至少两种不同的发射特性照射部分或甚至整个三维布置，以便提供对在到光照设备的不同距离处的三维布置的元件的均匀光照。

尽管已经在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是说明性的或示例性的，而非限制性的。

通过阅读本公开内容，其他修改对本领域技术人员而言将是明显的。这样的修改可以涉及本领域已知的且可以替代或附加于本文已描述的特征而使用的其他特征。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容和随附权利要求，可以理解并实现所公开的实施例的变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制其范围。

参考数字的列表：

100 光照设备

105 激光设备

110 第一组激光设备

112 第一光学设备

115 第一电接触

120 第二组激光设备

122 第二光学设备

125 第二电接触

130 第三组激光设备

140 驱动电路

150 距离检测设备

155 光检测器

160 评估器

200 安装结构

210 第一激光设备阵列芯片

220 第二激光设备阵列芯片

250 三维布置

252 第一表面

254 第二表面

256 倾斜角度

300 相机***

340 相机设备

345 相机控制器

350 光学传感器

412 第一脉冲串

414 第一照明序列

424 第二照明序列

432 第二脉冲串

434 第三照明序列

452 第一发射特性

454 第二发射特性

456 起始脉冲

458 第一停止脉冲

460 第二停止脉冲

510 借助于第一组激光设备照射的步骤

520 借助于第二组激光设备照射的步骤。

Claims

1.一种用于以红外波长光谱照射三维布置（250）的光照设备（100），该光照设备包括：包含至少一个激光设备（105）的至少第一组激光设备（110）和包含至少一个激光设备（105）的至少第二组激光设备（120），其中第一和第二组激光设备（110,120）适于相对于彼此独立操作，并且其中第一组激光设备（110）适于发射具有第一发射特性的激光，并且其中第二组激光设备（120）适于发射具有不同于第一发射特性的第二发射特性的激光，其特征在于：该光照设备（100）包括第一光学设备（112），其适于修改第一发射特性以使得第一组激光设备（110）的激光设备（105）发射具有第一发散角度的激光，并且第二组激光设备（120）的激光设备（105）适于发射具有不同于第一发散角度的第二发散角度的激光，其中第一和第二发射特性借助于第一和第二发散角度而被适应性调节以不同地照射三维布置（250）的不同部分。

2.根据权利要求1的光照设备（100），其中第一和第二发射特性借助于第一和第二发散角度而被适应性调节以使得：与三维布置（250）的、接收由第一和/或第二组激光设备（110、120）发射的激光的第二表面（254）相比，平行于第一和第二组激光设备（110,120）布置的三维布置（250）的第一表面（252）接收由第一和/或第二组激光设备（110,120）发射的较少激光，其中第二表面以相对于第一和第二组激光设备（110,120）的倾斜角度（256）而布置，其中所述光照设备（100）包括驱动电路（140），该驱动电路（140）适于以第一驱动电流驱动第一组激光设备（110）并且适于以不同于第一驱动电流的第二驱动电流驱动第二组激光设备（120），并且其中由三位布置（250）反射的激光借助于由光照设备（100）包括的传感器而被确定，并且该驱动电路（140）适于借助于经由传感器基于传感器所确定的激光而生成的反馈信号来控制第一和第二发射特性。

3.根据权利要求1或2的光照设备（100），该光照设备（100）进一步包括第二光学设备（122），其适于修改第二发射特性以使得第二组激光设备（120）的激光设备（105）发射具有第二发散角度的激光。

4.根据权利要求1或2的光照设备（100），其中第一组激光设备（110）和第二组激光设备（120）被布置在一个公共芯片布置上。

5.根据权利要求4的光照设备（100），其中激光设备（105）是垂直腔面发射激光器。

6.根据权利要求5的光照设备（100），其中第一组激光设备（110）由布置在安装结构（200）上的第一激光设备阵列芯片（210）所包括，并且其中第二组激光设备（120）由布置在安装结构（200）上的第二激光设备阵列芯片（220）所包括。

7.根据权利要求5的光照设备（100），其中第一组激光设备（110）和第二组激光设备（120）被布置在公共芯片上，其中第一组激光设备（110）和第二组激光设备（120）共享一个公共接触层，并且其中第一组激光设备（110）电连接到第一电接触（115）并且第二组激光设备（120）电连接到第二电接触（125）。

8.根据权利要求6或7的光照设备（100），其中第一组激光设备（110）的激光设备（105）以第一几何布置来布置，并且第二组激光设备（120）的激光设备（105）以不同于第一几何布置的第二几何布置来布置。

9.根据权利要求6或7的光照设备（100），其中第一组激光设备（110）的激光设备（105）具有第一孔特性，并且第二组激光设备（120）的激光设备（105）具有不同于第一孔特性的第二孔特性。

10.一种距离检测设备（150），包括至少一个根据权利要求12的光照设备（100）、适于接收第一和/或第二组激光设备（110,120）所发射的反射的激光的至少一个光检测器（155），该距离检测设备进一步包括评估器（160），该评估器（160）适于识别所述反射的激光，并且该评估器（160）进一步适于确定反射的激光的接收时间与激光的发射时间之间的飞行时间。

11.一种包括根据权利要求10的光照设备（100）的相机***（300），该相机***（300）包括相机设备（340）和光学传感器（350），其中该光学传感器（350）适于提供光学传感器数据以用于控制光照设备（100），使得在被驱动电路（140）驱动时第一组激光设备（110）发射具有第一发射特性的激光并且第二组激光设备（120）发射具有第二发射特性的激光。

12.一种以红外波长光谱照射三维布置（250）的方法，该方法包括步骤：

- 利用包括至少一个激光设备（105）的至少第一组激光设备（110）照射三维布置（250）的至少第一部分，其中第一组激光设备（110）所发射的激光由第一发射特性表征；

- 借助于第一光学设备（112）修改第一发射特性，使得第一组激光设备（110）的激光设备（105）发射具有第一发散角度的激光；

- 利用包括至少一个激光设备（105）的至少第二组激光设备（120）独立照射三维布置（250）的至少第二部分，其中第二组激光设备（120）所发射的激光由不同于第一发射特性的第二发射特性表征，其中第二发射特性由不同于第一发散角度的第二发散角度表征；

- 借助于第一和第二发散角度适应性调节第一和第二发射特性，使得三维布置（250）的不同部分被不同地照射。