[发明专利]生成信号脉冲以用于操作发光二极管的驱动电路

说明书

一种生成信号脉冲以用于操作发光二极管(20)的驱动电路(10)包括将发光二极管(20)连接至该驱动电路(10)的外部端子(LEDK、LEDA)。在驱动电路(10)的第一操作状态/预充电状态中，第一可控开关电路(100)将电容器(300)的第一侧(301)连接至基准电位(Vref)，并且第二可控开关(200)将电容器(300)的第二侧(302)连接至供电和接地电位(VDD、VSS)之一。在驱动电路(10)的第二操作状态中，第一可控开关电路(100)将电容器(300)的第一侧(301)连接至所述供电和接地电位(VDD、VSS)之一，并且第二可控开关(200)将电容器(300)的第二侧(302)连接至外部端子(LEDK、LEDA)以提供信号脉冲用于操作发光二极管。

技术领域

本发明涉及一种生成信号脉冲以用于操作发光二极管、例如激光二极管的驱动电路。本发明进一步涉及一种提供光脉冲、特别是激光二极管的多个超短光脉冲的装置。

背景技术

发光二极管、特别是激光二极管的光脉冲的生成可以由驱动电路控制，所述驱动电路生成施加到发光二极管的驱动电流。如果驱动电流高于被驱动二极管的激光阈值，则发光二极管生成光信号。

对于飞行时间测量系统而言，可以使用必须发出非常短的高功率激光脉冲的激光二极管。脉冲长度越短，就能够越准确地确定发送和接收脉冲之间的时间。为了测量例如1cm的距离，大约57ps的定时精度是必要的。为了实现这种分辨率，必须要对多次测量的结果进行平均。如果激光二极管能够被控制以发出具有较短脉冲宽度的脉冲，则可以发出较少的脉冲并且在较短时间内得到所要求的准确度。功耗和总测量时间与激光脉冲的数量成比例，从而这二者也由于具有较短的脉冲宽度而减小。

使激光二极管具有较短脉冲的另一好处则涉及眼睛的安全。如果可以生成具有短宽度的激光脉冲，则可以允许在不对人眼造成任何伤害的情况下发送具有较高幅度的脉冲。关于飞行时间测量，具有高幅度的激光脉冲能够用来测量长的距离。幅度越高，能够测量的最大距离就越长。

期望提供一种生成信号脉冲或多个信号脉冲(例如电流/电压脉冲)以用于操作发光二极管的驱动电路，发光二极管使得能够由该发光二极管生成分别具有高幅度的超短光脉冲或者多个相继的超短光脉冲。进一步期望提供一种提供分别具有超短宽度和高幅度的光脉冲、特别是激光脉冲的装置。

发明内容

本申请公开了一种驱动电路，其生成信号脉冲以用于操作发光二极管、特别是激光二极管，使得激光二极管生成具有高幅度的超短光脉冲。

驱动电路包括将发光二极管连接至驱动电路的外部端子，施加供电和接地电位之一的第一内部节点，施加基准电位的第二内部节点，连接至外部端子的第三内部节点，以及施加供电和接地电位之一的第四内部节点。驱动电路进一步包括提供电荷以在外部端子处生成信号脉冲以用于操作发光二极管的电容器。驱动电路包括第一和第二可控开关电路。

电容器具有耦接至第一可控开关电路的第一侧以及耦接至第二可控开关电路的第二侧。第一可控开关电路被配置为将电容器的第一侧连接至第一内部节点和第二内部节点之一。第二可控开关电路被配置为将电容器的第二侧连接至第三内部节点和第四内部节点之一。

本申请描述了一种提供具有高幅度和超短宽度的光脉冲、特别是激光脉冲的装置的实施例。

装置包括发光二极管以及如上所描述的生成信号脉冲以用于操作发光二极管的驱动电路。发光二极管连接至驱动电路的外部端子。

驱动电路提供了一种用于驱动具有多于50mA的峰值输出电流的超短亚纳秒光/激光脉冲的全集成的单一大范围供电方案。驱动电路使用集成的开关电容器拓扑结构来自举(bootstrapping)发光二极管驱动器输出。