照明系统技术方案

一种照明系统包括支撑构件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明系统


[0001]本公开涉及一种照明系统，该照明系统特别地但不排他地用于诸如3D感测系统或光检测和测距(LIDAR)系统的感测系统中。本公开还涉及一种制造照明系统的方法和一种操作照明系统的方法。

技术介绍

[0002]已知使用光源和光束操纵装置(例如MEMS反射镜、光学相位阵列、液晶波导或压电旋转反射镜)来执行LIDAR，例如用于汽车应用。然而，对于一些应用来说，这样的LIDAR系统可能不够简单、紧凑或鲁棒。对于一些应用，这样的LIDAR系统可能不能提供足够的灵活性，可能不能提供足够大的视场，或者可能不能提供足够的空间分辨率。
[0003]最近，已经开发处没有移动部件的真正固态(TSS)LIDAR系统。例如，已经开发出包括VCSEL阵列的TSS LIDAR系统。例如，参考图1，示出了用于TSS LIDAR系统的总体上用2表示的现有技术照明系统，其中，照明系统2包括VCSEL阵列4和电驱动器6，电驱动器6被配置为用一个或更多个电信号驱动VCSEL阵列4。VCSEL阵列4安装在陶瓷子支架10的形式的对应的陶瓷散热器上，以便在VCSEL阵列4和陶瓷子支架10之间提供导热连接。类似地，电驱动器6安装在陶瓷子支架12形式的对应的陶瓷散热器上，以便在电驱动器6和陶瓷子支架12之间提供导热连接。陶瓷子支架10、12中的每一个都安装在印刷电路板(PCB)14上。
[0004]如本领域普通技术人员将理解的，VCSEL阵列4是顶部发射VCSEL阵列，即VCSEL阵列4包括多个发光表面区域(未示出)、一个或更多个发光层(未示出)和衬底(未示出)，其中，所述多个发光表面区域设置在所述一个或更多个发光层的与衬底相对的一侧。此外，VCSEL阵列4被布置为使得多个发光表面区域被限定在VCSEL阵列4的上表面20上。VCSEL阵列4的上表面20还包括多个电触点22。电驱动器6具有上表面30，该上表面30包括多个电触点32。照明系统2还包括在VCSEL阵列4和电驱动器6之间的多个引线接合件40形式的多个导电连接。VCSEL阵列4和电驱动器6的这种布置需要在VCSEL阵列4和电驱动器6之间的大量(例如数百)引线接合件，以驱动VCSEL阵列4的每个单独的段/行/列。
[0005]然而，大量的引线接合件导致VCSEL阵列4和电驱动器6之间的高寄生电感。寄生电感越高，对于给定的驱动电压，VCSEL阵列4的每个VCSEL生成的光脉冲就越长。实际上，这可能限制包括照明系统2的TSS LIDAR系统的范围。反之，寄生电感越高，VCSEL阵列4的给定调制速度和给定光脉冲宽度所需的驱动电压就越大。然而，使用更大的驱动电压会产生更多的热量，从而使照明系统2的温度升高。这可能降低VCSEL阵列4和/或电驱动器6的性能，甚至可能导致故障或损坏。处理热管理问题的已知尝试导致体积庞大的照明系统具有大的占地面积，其不适合并入较小的传感器系统，例如较小的LIDAR系统。此外，引线接合件是脆弱的，并且如果损坏，则照明系统2可能发生故障。
[0006]还应当理解的是，VCSEL阵列4和电驱动器6的布置，其中，VCSEL阵列4的电触点22和电驱动器6的电触点32布置在VCSEL阵列4和电驱动器6的相邻端处，可能还需要在VCSEL阵列4的上表面20上使用导电轨道和/或在电驱动器6的上表面30上使用导电轨道。在VCSEL
阵列4的上表面20上和/或在电驱动器6的上表面30上存在这样的导电轨道会进一步增加VCSEL阵列4和电驱动器6之间的寄生电感。对于给定的驱动电压，这会进一步增加由VCSEL阵列4的每个VCSEL生成的光脉冲宽度，从而进一步限制TSS LIDAR系统的范围。反之，这可以进一步增加VCSEL阵列4的给定调制速度和给定光脉冲宽度所需的驱动电压，产生更多的热量，并进一步使照明系统2的温度升高。
[0007]鉴于上述情况，已知的TSS LIDAR系统可能具有有限的调制速度，可能产生过多的热量，和/或对于一些应用可能不够紧凑或不够鲁棒。将安全特征集成到这种已知的TSS LIDAR系统中也可能是困难的。

技术实现思路

[0008]根据本公开的一个方面，提供了一种照明系统，其包括：
[0009]支撑构件；
[0010]安装在所述支撑构件上的光学发射装置；
[0011]安装在所述支撑构件上的电驱动器；以及
[0012]在所述电驱动器和所述光学发射装置之间的一个或更多个导电连接，
[0013]其中，所述电驱动器被配置为经由所述一个或更多个导电连接将电信号提供给所述光学发射装置，并且
[0014]其中，所述支撑构件包括导热陶瓷材料。
[0015]将光学发射装置和电驱动器安装在同一支撑构件上可以允许光学发射装置与电驱动器更紧密地设置在一起，从而相对于已知的照明系统的连接电驱动器和光学发射装置的一个或更多个导电连接的长度减小连接电驱动器和光学发射装置的一个或更多个导电连接的长度，在已知的照明系统中，光学发射装置和电驱动器安装在不同的支撑构件上。减小电驱动器和光学发射装置之间一个或更多个导电连接的长度可以相对于已知的照明系统的电驱动器和光学发射装置之间的电感，减小电驱动器与光学发射装置之间的电感。
[0016]减小电驱动器和光学发射装置之间的电感可以减小由光学发射装置针对给定的驱动电压电平生成的光脉冲宽度。实际上，与已知的TSS LIDAR系统相比，这可以增加包括照明系统的TSS LIDAR系统的范围。
[0017]反之，相对于已知的照明系统，减小电驱动器和光学发射装置之间的电感可以减小光学发射装置的给定调制速度和给定光脉冲宽度所需的驱动电压电平。相对于已知的照明系统，减小所需的驱动电压电平可以减少由照明系统产生或耗散的热量。减少由照明系统产生或耗散的热量可以相对于已知照明系统简化冷却要求和/或可以相对于已知的照明系统提高照明系统的可靠性。
[0018]反之，相对于已知的照明系统，减小电驱动器和光学发射装置之间的电感可以允许对于给定的驱动电压电平更快速地调制光学发射装置。
[0019]此外，将光学发射装置和电驱动器安装在导热陶瓷支撑构件上是有利的，因为支撑构件能够用作散热器和/或可以将热量从光学发射装置和电驱动器传导出去。这可能会相对于已知的照明系统进一步简化冷却要求和/或可以相对于已知照明系统进一步提高照明系统的可靠性。
[0020]与已知的照明系统的光学发射装置和电驱动器之间设置一个或更多个导电连接
所需的引线接合件的数量相比，将光学发射装置和电驱动器安装在同一支撑构件上也可以减少在光学发射装置和电驱动器之间设置一个或更多个导电连接所需的引线接合件的数量。这不仅可以简化照明系统的制造，而且还可以提高照明系统的鲁棒性和可靠性。
[0021]导热陶瓷材料可以包括化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、碳化钨(WC)、高温共烧陶瓷(HTCC)材料和低温共烧陶瓷(LTCC)材料中的一种或更多种或由氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明系统，包括：支撑构件；安装在所述支撑构件上的光学发射装置；安装在所述支撑构件上的电驱动器；以及在所述电驱动器和所述光学发射装置之间的一个或更多个导电连接，其中，所述电驱动器被配置为经由所述一个或更多个导电连接将电信号提供给所述光学发射装置，并且其中，所述支撑构件包括导热陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述导热陶瓷材料包括氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、碳化钨(WC)、高温共烧陶瓷(HTCC)材料和低温共烧陶瓷(LTCC)材料中的一种或更多种或由氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、碳化钨(WC)、高温共烧陶瓷(HTCC)材料和低温共烧陶瓷(LTCC)材料中的一种或更多种形成；所述光学发射装置和/或所述电驱动器具有与所述支撑构件的导热连接；所述照明系统包括设置在所述支撑构件和所述光学发射装置之间的导热粘合剂、胶或填充材料，用于提供或增强所述支撑构件和所述光学发射装置之间的导热连接；所述照明系统包括设置在所述支撑构件和所述电驱动器之间的导热粘合剂、胶或填充材料，用于提供或增强所述支撑构件和所述电驱动器之间的导热连接。3.根据权利要求1或2所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述支撑构件在所述电驱动器和所述光学发射装置之间延伸；所述电驱动器安装在所述支撑构件的第一侧，并且所述光学发射装置安装在所述支撑构件的第二侧，其中，所述支撑构件的第二侧与所述支撑构件的第一侧相对；所述支撑构件在所述支撑构件的第一侧限定用于容纳所述电驱动器的空间或凹部；所述支撑构件在所述支撑构件的第二侧限定用于容纳所述光学发射装置的空间或凹部；当在垂直于所述光学发射装置的发光表面的方向上观察时，所述电驱动器和所述光学发射装置至少部分重叠；所述电驱动器和所述光学发射装置以堆叠配置的方式布置；以及所述电驱动器和所述光学发射装置是垂直集成的。4.根据权利要求1或2所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述光学发射装置和所述电驱动器安装在所述支撑构件的同一侧；所述支撑构件在所述支撑构件的一侧限定用于容纳所述光学发射装置和所述电驱动器两者的空间或凹部；所述支撑构件在所述支撑构件的一侧限定用于容纳所述电驱动器的第一空间或第一凹部，并且所述支撑构件在所述支撑构件的同一侧限定用于容纳所述光学发射装置的第二空间或第二凹部。5.根据权利要求1所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述支撑构件包括一个或更多个电导体，例如一个或更多个导电轨道和/或一个或更多个导电焊盘；
所述支撑构件的所述电导体中的一个或更多个被限定在所述支撑构件的外表面上；所述支撑构件的所述电导体中的一个或更多个延伸穿过所述支撑构件；所述支撑构件限定一个或更多个孔隙、一个或更多个通孔、一个或更多个过孔或一个或更多个通道，并且其中，所述支撑构件的所述电导体中的一个或更多个中的每一个延伸穿过对应的孔隙、对应的通孔、对应的过孔或对应的通道。6.根据权利要求5所述的照明系统，其中，所述电驱动器包括一个或更多个导电触点，并且所述支撑构件的所述电导体中的一个或更多个具有与所述电驱动器的所述导电触点中的一个或更多个的导电连接。7.根据权利要求6所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述电驱动器以倒装方式接合到所述支撑构件，使得所述电驱动器的所述导电触点中的一个或更多个具有与所述支撑构件的对应电导体的导电连接；所述照明系统包括位于所述电驱动器和所述支撑构件之间的电绝缘粘合剂、胶或填充材料。8.根据权利要求6或7所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述照明系统包括一个或更多个引线接合件，其中，每个引线接合件提供所述电驱动器的导电触点和所述支撑构件的对应电导体之间的导电连接；所述引线接合件中的一个或更多个中的每一个均由保护材料封装，所述保护材料例如为诸如环氧树脂的树脂。9.根据权利要求5所述的照明系统，其中，所述光学发射装置包括一个或更多个导电触点，并且其中，所述支撑构件的所述电导体中的一个或更多个具有与所述光学发射装置的所述导电触点中的一个或更多个的导电连接。10.根据权利要求9所述的照明系统，其中，以下项至少之一：所述光学发射装置以倒装方式接合到所述支撑构件，使得所述光学发射装置的所述导电触点中的一个或更多个具有与所述支撑构件的对应电导体的导电连接；所述照明系统包括位于所述光学发射装置和所述支撑构件之间的电绝缘粘合剂、胶或填充材料。11.根据权利要求9或10所述的照明系统，包括一个或更多个引线接合件，其中，每个引线接合件在所述光学发射装置的导电触点与所述支撑构件的对应电导体之间提供导电连接；所述引线接合件中的一个或更多个中的每一个均由保护材料封装，所述保护材料例如为诸如环氧树脂的树脂。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德，
申请(专利权)人：AMS，
类型：发明
国别省市：