[发明专利]具有VCSEL二极管阵列的对象检测系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及对象检测系统。更具体地，本发明针对一种安装在车辆上的对象检测系统，所述对象检测系统利用激光器二极管作为发射器源。

背景技术

已经开发出对象检测系统，用以警告机动车辆操作员在被监视区域内有另外的移动车辆的存在，所述被监视区域在安装在侧面的车辆反光镜之后延伸。感兴趣的监视区域通常称为“盲点”。传统的侧面对象检测(SOD)系统使用光发送器以经过发送器透镜将检测光束发送至被监视区域，使用接收器以接收从被监视区域内的对象被反射后通过接收器透镜的检测光束，并且使用系统板，所述系统板包含通常用于控制该系统(包括对接收到的信号进行处理)的电子硬件和软件。所述系统板电耦合至车辆的电气总线。

在许多SOD系统中，将多条检测或者感测光束从使用多个边缘发射激光器二极管的光源发送至被监视区域。使用一个或更多光电检测器的目的在于，在被监视区域内使得所述光电检测器接收来自被监视区域内对象的任何检测光束反射。这样的系统通常在接收反射时使用三角测量(triangulation)或者相移来区分从被监视区域内对象反射的光和从被监视区域边界外散发的光。在美国专利No.5463384和No.6377167中公开了这种系统的实例，其所有内容包含在此以供参考。

对于许多SOD系统来讲，优选的是激光器型红外光源，尤其是边缘发射激光器二极管。然而，这些边缘发射激光器二极管产生了漫射的椭圆光束，很难对所述漫射的椭圆光束的反射进行检测和分析。因而，很难精确地限定对象检测区域，并且因此很难降低使用边缘发射激光器二极管的SOD系统中的错误检测。另外，边缘发射激光器二极管其自身比较昂贵且响应时间较慢。由于发射光束的方向问题，边缘发射器激光器二极管不能安装在标准表面安装封装体中，进一步增加了其在SOD系统的使用成本。边缘发射激光器二极管的高成本和低性能导致总成本较高且用于这些现有技术SOD系统的功能性减少，这已经大大限制了其SOD系统的市场畅销度。

因而，所需要的是具有激光器光源的安装在车辆上的对象检测系统，所述激光器光源比较廉价，提供了增加的准确度，并且可以使用传统表面安装电子部件的装配方法进行制造。

发明内容

本发明针对一种包括光发送器和光接收器的对象检测系统。系统板电耦合至光发送器和接收器。所述系统板包括逻辑功能，以使得发送器产生光信号，使得接收器接收从被检测对象反射时的光信号，并对所接收的光信号进行处理。所述光发送器包括具有发射器模块的发送器电路板，所述发射器模块包括多个垂直腔表面发射激光器(VCSEL)芯片。可选地，所述光发送器包括至少一个光导管，所述光导管定位在发射器模块上，使得所述光导管远离发送器电路板延伸，以将光信号引导至发送器透镜。

多个VCSEL芯片以预定的二维VCSEL芯片阵列形式定位在发送器电路板上。每个VCSEL芯片具有多个VCSEL二极管，所述多个VCSEL二极管安装在表面安装封装体中的衬底上，并且以预定的二维VCSEL二极管阵列形式定位在所述衬底上。优选地，VCSEL芯片阵列具有相应的(reciprocal)几何形状，使得通过旋转发送器板180度，发送器板可以用于右侧或者左侧车辆位置。表面安装封装体包括集成陶瓷散热元件。以小于1.5％的占空比为VCSEL二极管输送脉冲，以适应表面安装封装体的低功率耗散能力。

附图说明

图1为定位在多车道高速公路上的车辆的顶视图，另外示出了由根据本发明的SOD系统监视的从车辆的侧视镜延伸的区域；

图2示出了根据本发明的SOD系统的优选实施例的系统方框图；

图3(a)-3(c)每个包含VCSEL芯片的三个不同实施例的侧视图、边缘视图和顶视图，所述VCSEL芯片封装在根据本发明的表面安装封装体中；

图4(a)-4(e)为根据本发明的VCSEL二极管阵列的不同实施例的顶视图；

图5示出了根据本发明的多条检测光束的透视图，所述多条检测光束从SOD系统发送器发射，用以限定被监视区域；

图6(a)为SOD系统发射器模块的平面图，所述SOD系统发射器模块包含以相应的几何结构和功能布置的VCSEL阵列，以产生如图5所示的多条检测光束；

图6(b)为SOD系统接收器的平面图，所述SOD系统接收器包含以相应的几何结构和功能布置的光电检测器阵列，以接收从被监视区域中的对象反射的多条检测光束；