本发明专利技术涉及电-光距离测量装置，该电-光距离测量装置包括：针对用于发射激光脉冲的激光二极管（3）的激光驱动器（10），所述激光驱动器具有用于提供低于所述激光二极管的激光阈值电压的电压的激光二极管电压源（31），处于所述激光二极管的电源路径中的电感性组件（12），以及电子开关部件（13），该电子开关部件按交互式方式设置，即，在开关部件的第一开关位置可以产生通过所述电感性组件的电流，并且在所述开关部件的第二开关位置，该电流可以通过所述激光二极管传导。作为从所述第一开关位置切换至所述第二开关位置的结果，可以发射所述激光脉冲中的一个，而且在静态第一开关位置或者静态第二开关位置下，不能够发射激光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及电-光距离测量装置，该电-光距离测量装置包括：针对用于发射激光脉冲的激光二极管（3）的激光驱动器（10），所述激光驱动器具有用于提供低于所述激光二极管的激光阈值电压的电压的激光二极管电压源（31），处于所述激光二极管的电源路径中的电感性组件（12），以及电子开关部件（13），该电子开关部件按交互式方式设置，即，在开关部件的第一开关位置可以产生通过所述电感性组件的电流，并且在所述开关部件的第二开关位置，该电流可以通过所述激光二极管传导。作为从所述第一开关位置切换至所述第二开关位置的结果，可以发射所述激光脉冲中的一个，而且在静态第一开关位置或者静态第二开关位置下，不能够发射激光。【专利说明】电-光距离测量装置本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的包括安全激光驱动器的电-光距离测量装置，和用于电-光距离测量装置中的半导体激光器的致动方法，具体来说，根据权利要求10的前序部分所述的用于生成激光脉冲的方法。关于激光安全性的一般准则(例如，根据EN60825、ANSI Z136或者对应于“International Commission on Non-1onizing Radiation Protection，，)要求激光源仅可以按其不导致任何危险的方式来操作。在这种情况下，根据所发射的波长，需要遵守针对热功率密度或能量密度的限值。眼睛安全性在激光装置方面具有第一位的重要性，因为眼睛由于其功能，而最敏感地对电磁辐射起反应，而且作为直接、间接或散射激光束的结果，可能发生对视网膜或角膜的损害。这涉及，具体来说，因为研究已经表明，即使在可见光的情况下，也通常不能假定眼睑合拢反射来保护眼睛。激光装置需要与这些规范对应地分类并且要对应地标识，其还可以包括安全性测试和证明。对于大量激光装置的情况来说，例如，电-光距离测量装置(如激光距离测量装置或激光水准仪、激光投影仪、激光扫描仪等)，出于功能性理由，从装置的外壳露出激光是绝对必需的。出于功能性理由，还通常需要最小光学能量，而如果要按连续波操作模式发射，则这种最小光学能量将超过无危险限值。因此，这种装置中的激光器通常按脉冲化方式操作。为了保证眼睛安全性，激光源需要配备有对应保护性措施，以遵守相关标准和规范。这不仅涉及常规操作情况，而且处于所谓的“单一故障情况”下，其全部覆盖任何故障情况，其中，单一故障发生在其本身上(例如，单一组件部件失效、短路、导体迹线断路等)。在这种情况下，例如，即使任何组件故障，也必需确保尽管出现这种单一故障，激光功率也在几分之一秒内发生降落至低于对应激光类别的功率上限，以排除对眼睛的伤害。在脉冲化操作期间，应当慎重，利用专门措施，来确保在故障情况下，也可以排除全部具有超过该限值的峰值脉冲值的连续发射。这种单一故障测试需要通过激光装置的制造商对应地执行并验证。依赖于激光类别和应用情况，还可以继续要求双故障或多故障系统安全性，其中，即使在同时出现超过一个故障的情况下，也需要给出针对所发射激光功率在任何情况下都不超出该限值，并由此可以排除针对用户的风险的影响的安全性的证据。在本说明书中描述的单一故障系统安全性还表示无论如何都需要在这些情况下满足的基本先决条件，该基本先决条件可以通过对应的进一步措施来发展。用于产生激光安全性的常规解决方案是借助于监测二极管来直接监测所发射激光功率。在这种情况下，将所发射激光中的一些引导到光敏部件(例如光电二极管或光电晶体管)上，光敏部件提供依赖于光强度的电信号。监测电路，例如，微控制器或分立电路(在安全相关电路部件的情况下，甚至可能是强制性电路)的形式，由此可以监测当前发射激光功率，并且可能在超出针对所发射激光的能量或激光功率的限值的情况下断开该激光。例如，文献EP0314390、US5287375、EP0780937、EP0664591 以及 EP0597644 公开了多种的激光驱动器电路，其都具有包括监测二极管的监测电路，激光二极管发射的光的一些被应用于监测电路，并且可以借助于该监测电路来确定激光二极管的当前输出功率。在故障的情况下，例如，在激光二极管致动的输出级中的功率晶体管短路的情况下，可以借助于对应设计的安全电路基于该信息来减少或抑制向激光二极管提供的电能。由于激光安全性规定的一般性质甚或由于激光二极管的、通常根据应用需求的输出功率，因而大量商业可获激光二极管组件已经配备有对应的监测二极管。激光二极管还通常具有显著的制造公差、温度依赖性或老化效应，其可以通过确定实际光输出功率来补偿。用于这种监测的电路的复杂性实际上很高并对应地成本密集。评估光敏监测部件(通常以光电二极管形式)的模拟的且通常易受干扰信号的复杂性由此依然存在。通常来说，还需要按安全且可证明、由对应证据支持的方式来实现这种安全电路，这会另外增加电路方面的复杂性，具体来说，因为安全相关电路部件的实现通常关联到严格的条件和文献规范。另外，在激光二极管的脉冲化操作期间，在该期间，仅发射具有高峰值功率的非常短的光脉冲，由于在电子电路和高峰值电流中的处理中出现的陡切换边缘，因而，预料到对应的电磁干扰信号(串扰等)，其打乱对监测二极管的测量信号的评估(其通常发生在高电阻下)，从而可能使其复杂化。所发射光和对应监测信号的短脉冲持续时间还可以使得更难于监测实际发射的平均光能量。在这种情况下，激光脉冲按脉冲群(所谓的“突发”)成倍地发射，例如，如在EP01957668中描述的。在快速接连的许多个短激光脉冲的群之后，存在不发生激光发射的停滞时间，并且停滞时间显著长于脉冲群内的脉冲之间的间隔。JP7079042公开了使用脉冲整形网，以便提供对激光二极管没有任何干扰的电流脉冲。JP2008227408描述了 DC电压的能量效率增加，其借助于升压转换器来向包括多个发光二极管的串联电路供电，这些发光二极管具有大于该DC电压的正向电压。由此，本专利技术的一个目的在于改进激光二极管的致动，具体来说，在遵守安全规范的同时。一个目的还在于提供用于脉冲化或突发操作的安全激光驱动器，其可以较容易地且以较低成本实现，而且例如在组件和评估方面具有减小的复杂性。在这种情况下，附加目的是，还提供可以按高度集成形式生产的激光驱动器，即，除了常规印刷电路板设计以外，例如还利用厚层技术、薄层技术或ASIC。另一目的在于，利用其中在安全电路中使用不评估光敏部件的模拟监测信号的电路来实现激光安全性，具体来说，不需要模拟至数字转换(ADC)。附加目的还在于根据安全标准来致动激光二极管，其具有比配备有监测二极管的激光二极管少的电气连接，具体来说，具有SMD设计的双极激光二极管。开发具有不需要监测二极管来管理的单一故障失效安全性的激光驱动器电路也是本专利技术的一目的。将激光驱动器设置为ASIC，具体来说，具有去往外部的纯数字接口，也是本专利技术的一个目的。而且，描述了一种根据本专利技术的安全激光驱动器，其针对用于发射激光脉冲的电-光距离测量装置的激光二极管，该电-光距离测量装置具有用于提供低于该激光二极管的激光阈值电压的电压的激光二极管电压源。结果，在该激光二极管的电压的稳态施加期间不能够发射激光。该激光驱动器还具有处于该激光二极管的电源路径中的电感性组件，具体来说，电连接至该激光二极管，并且该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电‑光距离测量装置，该电‑光距离测量装置包括针对用于发射激光脉冲（18）的激光二极管（3）的激光驱动器（10），该激光驱动器（10）包括：·激光二极管电压源（11、31），该激光二极管电压源（11、31）用于提供低于所述激光二极管（3）的激光阈值电压的电压，·电感性组件（12），该电感性组件（12）处于所述激光二极管（3）的电源路径中，具体来说连接至所述激光二极管（3），尤其是处于所述电压源（11、31）与所述激光二极管（3）之间的电路中，以及·电子开关部件（13），该电子开关部件（13）具体来说与所述激光二极管（3）并联，其中该电子开关部件（13）按以下方式交互地设置：□在所述开关部件（13）的第一开关位置，能够产生通过所述电感性组件（12）的电流（19），以及□在所述开关部件（13）的第二开关位置，所述电流（19）能够通过所述激光二极管（3）传导，其中，通过从所述第一开关位置改变至所述第二开关位置，能够发射所述激光脉冲（18）中的一个，而在稳态第一开关位置和稳态第二开关位置不能够发射激光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·梅茨勒，B·菲格尔，K·吉热，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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