(57)【要約】  本発明は、自動車内で照明機能を実行するマトリックス光源を備える自動車用照明装置を提案する。同じ光源がフォトダイオードとともに使用され、最初にマトリックス光源によって生成され、捕捉された光パルスの飛行時間を推定する。この目的専用の特定のパルス源を使用することなく、可視スペクトルの光を使用して物体やジェスチャを検出することが可能になる。
2021530708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエレクトロルミネッセンス半導体素子ベースの基本光源（１２０）を有し、かつ自動車の少なくとも１つの照明機能を実行することを目的とするマトリックス光源（１１０）を備える前記自動車用の照明装置（１００、２００）であって、
前記マトリックス光源（１１０）は、供給回路（１３０）によって電圧駆動され、複数のスイッチ素子（１１４）が組み込まれた基板（１１２）を備え、各スイッチ素子（１１４、２１４）は、前記供給回路（１３０）への少なくとも１つの基本光源（１２０）に選択的に接続することを目的とし、前記装置は、前記基本光源の１つによって放出され、物体（１０）から反射された光信号（１２２、２２２）を検出することを目的とした検出器（１４０）を備えることを特徴とし、
前記装置は、前記スイッチ素子（１１４、２１４）に動作可能に接続され、その状態を制御し、前記検出器（１４０）によって検出された信号（１４２）を処理することを目的とした処理ユニット（１５０、２５０）を備えることを特徴とし、
前記処理ユニット（２５０）は、前記マトリックス光源（１１０）によって放出されて前記物体（１０）によって反射される検出光信号（２４２）の持続時間Ｔだけ遅延される遅延コピー（２４２’）を生成することができ、飛行時間測定ユニット（２５４）は、前記物体（１０）までの距離を推定することができるように、前記物体と前記マトリックス光源との間の前記放出された光信号の飛行時間を計算するように構成されることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記検出器（１４０）が少なくとも１つのフォトダイオードを備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記処理ユニット（１５０、２５０）が、前記フォトダイオードによって検出された前記信号（１４２）を使用して、前記フォトダイオード（１４０）と前記物体との間の距離を推定するように構成されることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記処理ユニット（２５０）が、前記マトリックス光源によって放出され前記物体（１０）によって反射される検出光信号（２４２）の遅延コピー（２４２’）を生成し、かつ定率弁別回路（２５３）に関与する遅延線（２５２）と、前記定率弁別回路によって生成された信号に基づいて、放出された光信号の前記物体と前記マトリックス光源との間の飛行時間を測定するように構成された飛行時間測定ユニット（２５４）とを備えることを特徴とする、請求項２および３のいずれか一項に記載の装置（２００）。
【請求項５】
スイッチ素子（１１４、２１４）が基本光源（１２０）と直列に接続されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
スイッチ素子（１１４、２１４）が、ゲートに印加される信号によって状態が制御されるＮチャネルＭＯＳ金属酸化物ゲート電界効果トランジスタを備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記基板（１１２）の厚さが１００〜８００ミクロンの間であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記供給回路（１３０）が前記基板（１１２）に組み込まれることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記基本光源（１２０）のそれぞれの内部直列抵抗が同一であり、１〜１００オームの間であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記マトリックス光源（１１０）が、前記基本光源（１２０）の前記半導体層が共通の基板（１１２）上に配置されたモノリシック構成要素を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記ルミネッセンス半導体素子ベースの基本光源（１２０）が、４００〜４９０ｎｍの波長に対応する青色スペクトルで発光する光源を備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記光信号（１２２、２４２）が、２０ｎｓ未満の立上り時間を有するパルスを含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置（１００、２００）によって物体を検出するための方法であって、
−前記マトリックス光源（１１０）に電力を供給するステップと、
−制御ユニット（１５０、２５０）を使用して、各基本光源（１２０）の前記スイッチ素子（１１４、２１４）を順次制御し、前記基本光源のうちの１つの前記位置から一連の光信号（１２２、２２２）を放出するステップと、
−前記検出器（１４０）を使用して、前記物体（１０）によってそれぞれ反射された前記光信号（１４２、２４２）を順次検出するステップと、
−放出された光信号ごとに、前記対応する光信号によって照射された前記位置で前記物体（１０）が検出されたかどうかを示すデータ項目を記憶素子に記録するステップとを
含むことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記装置が請求項３から１２のいずれか一項に記載の装置であることを特徴とし、前記放出された光信号ごとに、前記処理ユニット（１５０、２５０）が前記対応する位置で検出された、または検出されなかった前記物体（１０）と前記検出器（１４０）との間の前記距離Ｄの推定値をさらに示すデータ項目を記録することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、自動車用のエレクトロルミネッセンス半導体素子ベースのマトリックス光源に関する。本発明は、特に、物体の存在を検出することができるそのような光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電流がＬＥＤを流れると発光できる電子部品である。ＬＥＤが発する光度は、一般に、ＬＥＤを流れる電流強度に依存する。とりわけ、ＬＥＤは電流強度のしきい値によって特徴付けられる。この順方向電流の強度のしきい値は、通常、温度が上昇するにつれて減少する。同様に、ＬＥＤが発光すると、その順方向電圧に等しい電圧降下が端子間で観察される。順方向電圧の値は、主に放出された光の波長に依存し、放出された光子のエネルギーをｅＶで定義する。一般的に言えば、λをｎｍで、Ｅを電子ボルトで表すと、λ＝１２４０／Ｅと推定することができる。したがって、青色光を発するＬＥＤの順方向電圧は、４６０ｎｍで少なくとも２．７Ｖ、または赤色光の場合、６５０ｎｍで１．９Ｖである。言い換えると、ソース電圧が電圧Ｅ＝１２４０／λに近い場合、これは、調整光源によって追加の電圧降下が追加されておらず、しかもアセンブリの効率は他の駆動システムがなくても単一のＬＥＤと同じであることを意味する。
【０００３】
自動車分野では、ＬＥＤ技術が多くの光信号伝達ソリューション用にますます使用されてきている。ＬＥＤは、日中走行用ライト、信号伝達ライトなどの照明機能を実行するために使用される。多数の基本的なエレクトロルミネッセンス光源を備えたＬＥＤマトリックスの有用性は、多くの応用分野、特に、自動車用の照明および信号伝達の分野においても有益である。ＬＥＤマトリックスを、例えば、ヘッドライトまたは日中走行用ライトなどの照明機能に有益な光ビームの形を作成するために使用してもよい。さらに、単一のマトリックスを使用して複数の異なる照明機能を生成し得るため、自動車ヘッドライトの限られたスペース内で物理的なかさばりを低減することができる。
【０００４】
さらにまた、この特許の執筆時点で、先進的運転支援システムが現在開発中である。このようなシステムには、物体やジェスチャを検出する機能が必要である。一方では、これらは運転機能、半自律的または完全自律的な運転機能、および交通安全を支援することができる。これらの側面には、潜在的な障害物を運転手に警告することによって、または衝突を回避するために車両を制御することによって事故を回避する能力が含まれるが、これに限定されない。他方、ジェスチャ検出システムは、自動車の客室内での人間／機械の相互作用を容易にする可能性がある。これらの機能を実行するために、例えば、ライダー（ＬｉＤＡＲ、「光による検出および測距」）やレーダーを実装する複数のセンサを使用するか、または画像処理システムに接続されたカメラを使用することが提案されている。
【０００５】
ＬｉＤＡＲは、光パルスの飛行時間を推定する原理に基づいている。光パルスがその行程を進むのにかかる時間の測定が行われ、該行程は２つの部分で構成される。行程の第１の部分は、光源とパルスが反射される物体との間の距離に対応する。行程の第２の部分は、問題の物体からセンサまでの帰路に対応する。光源とセンサが実質的に同じ位置に配置されている場合、光源／センサと問題の物体との間の距離Ｄは、式Ｄ＝ｃ・２ｔを使用して推定され、ここで、ｔはパルスが行程を遂行するのにかかる時間、ｃは光速、即ち、３・１０８ｍ／ｓを表す。３ｍの距離を測定できるようにするためには、２０ｎｓの飛行時間をある程度の精度で測定できる必要がある。同様に、３０ｍの距離を測定できるようにするには、２００ｎｓの測定が必要である。白色光を放出し、既知の駆動手段によって電流が供給される既知の発光ダイオードは、通常、オンになるとき、１μｓから１ｍｓのオーダーのパルス立上り時間を有する。これらのＬＥＤには、今説明したようなＬｉＤＡＲシステムで使用される機能がないことは明らかである。これが、ＬｉＤＡＲでは、通常、専用の赤色または赤外線レーザーダイオードが使用される理由である。
【０００６】
ただし、ＬｉＤＡＲ機能専用のこれらの高速光パルス源（レーザーダイオード）は、問題の自動車にかなりの製造コストを追加させ、かつ自動車内で必要な他の照明機能には使用できず、その上、車両のヘッドライトを取り付けるために利用できるがすでに制限されているボリューム内で追加のスペースを占有もする。
【０００７】
また、赤色光／赤外線は水を透過できないため、大雨を伴う気象条件では、赤色光や赤外線では障害物を検出できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、従来技術によって提起された問題の少なくとも１つを克服することである。より正確には、本発明は、光パルスの飛行時間を推定する原理を使用する物体検出システムを実装するために、自動車内で使用される光源を使用して照明機能を実行することができる照明装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、提案されるのは自動車用の照明装置である。この装置は、複数のエレクトロルミネッセンス半導体素子ベースの基本光源を有するマトリックス光源を備え、マトリックス光源は、自動車の少なくとも１つの照明機能を実行することを目的とする。この装置は、マトリックス光源が供給回路によって電圧駆動され、複数のスイッチ素子が組み込まれた基板を備え、各スイッチ素子は少なくとも１つの基本光源を供給手段に選択的に接続することを目的としているという点で注目に値する。さらにまた、この装置は、基本光源の１つによって放出され、物体から反射された光信号を検出できる検出器と、スイッチ素子に動作可能に接続され、その状態を制御し、検出器によって検出された信号を処理することを目的とした処理ユニットとを備える。
【００１０】
マトリックス光源によって実行される照明機能は、好ましくは、日中走行用ライトなどの外部信号伝達機能、ヘッドライトなどの照明機能、または自動車の客室を照明するための機能であってもよい。
【００１１】
検出器は、好ましくは、少なくとも１つのフォトダイオードを備えてもよい。検出器は、好ましくは、単一のフォトダイオードを備えてもよい。
【００１２】
処理ユニットは、好ましくは、フォトダイオードによって検出された信号を使用して、前記フォトダイオードと前記物体との間の距離を推定するように構成されてもよい。
【００１３】
好ましくは、処理ユニットは、マトリックス光源によって放出され前記物体によって反射される検出光信号の遅延コピーを生成し、かつ定率弁別回路に関与する遅延線と、該定率弁別回路によって生成された信号に基づいて、放出された光信号の物体とマトリックス光源との間の飛行時間を測定するように構成された飛行時間測定ユニットとを備えてもよい。
【００１４】
スイッチ素子は、好ましくは、基本光源と直列に接続されてもよい。
【００１５】
スイッチ素子は、好ましくは、そのゲートに印加される信号によって状態が制御されるＮチャネルＭＯＳ金属酸化物ゲート電界効果トランジスタを備えてもよい。信号は、好ましくは、処理手段に到達してもよい。
【００１６】
基板の厚さは、好ましくは、１００〜８００ミクロンの間であってもよい。
【００１７】
供給回路は、好ましくは、前記基板に組み込まれてもよい。
【００１８】
各基本光源の内部直列抵抗は、好ましくは、同一であり、１〜１００オームの間であってもよい。内部直列抵抗は、好ましくは、１０オームに等しくてもよい。
【００１９】
マトリックス光源は、好ましくは、基本光源の半導体層が共通の基板上に配置されたモノリシック構成要素を備えてもよい。別の方法として、基本光源は、「ピックアンドプレース」プロセスを使用して同じ順序で再現されるように、共通の基板が切断プロセスによって分離された個別の光源を備えてもよい。
【００２０】
ルミネッセンス半導体素子ベースの基本光源は、好ましくは、４００〜４９０ｎｍの波長に対応する青色スペクトルで発光する光源を備えてもよい。基本光源は、好ましくは、４５０〜４６０ｎｍに実質的に等しい波長を有する光を放出してもよい。
【００２１】
青色光の前記光信号は、好ましくは、１〜２０ｎｓのオーダーの立上り時間を有するパルスを含んでもよい。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、提案されるのは、本発明の第１の態様による装置によって物体を検出するための方法である。本方法は、
−マトリックス光源に電力を供給するステップと、
−制御ユニットを使用して、各基本光源のスイッチ素子を順次制御し、基本光源のうちの１つの位置から一連の光信号を放出するようにするステップと、
−検出器を使用して、物体によってそれぞれ反射された光信号を順次検出するステップと、
−放出された光信号ごとに、対応する光信号によって照射された位置で物体が検出されたかどうかを示すデータ項目を記憶素子に記録するステップとを
含むという点で注目に値する。
【００２３】
好ましくは、放出された光信号ごとに、検出器は、対応する位置で検出されたまたは検出されなかった物体と検出器との間の距離の推定値をさらに示すデータ項目を記録することができる。
【００２４】
提案された手段を使用することにより、例えば、自動車の内部または外部の照明機能を実行するために使用される自動車のマトリックス光源を、マトリックス光源の少なくとも１つの基本光源が放出する光パルスの飛行時間を推定する原理を用いた物体検出システムにおいて使用することが可能になる。使用されるマトリックス光源は電圧駆動である。マトリックスの基本光源（例えば、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ）を制御するためのスイッチ素子をマトリックス光源の基板自体に統合すると、発光ダイオード（ＬＥＤ）基本光源のターンオン応答時間が大幅に短縮される。したがって、２ｎｓオーダーの立上り時間を有する光パルスを実現することができるため、マトリックス光源は、放出され物体から反射された光パルスの飛行時間を推定する原理を使用する物体検出システムによく適合している。したがって、０．３〜３００メートルの距離を推定することができ、それにより、例えば、物体検出機能またはジェスチャ検出機能を実行することが可能になる。フォトダイオードと決定／検出ロジックのみが自動車内ですでに使用できるマトリックス光源に追加されるため、この目的のための専用パルス光源を使用する既知のＬｉＤＡＲソリューションと比較して、提案されたシステムのバルクコストと製造コストの両方が削減される。検出ロジックを較正することにより、検出物体の様々な点の光源に対する深さを推定することも可能である。これにより、例えば、提案されたシステムをヒューマン／マシンインタフェースに適用する際の複雑な手動ジェスチャを検出することが可能になる。
【００２５】
本発明の他の特徴および利点は、実施例および図面の説明の助けを借りてよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態による装置の概略図を示す。
【図２】本発明の１つの好ましい実施形態による装置の詳細の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
別段の指定がない限り、ある所与の実施形態について詳細に説明される技術的特徴は、限定されることなく、例として説明される他の実施形態の文脈で説明される技術的特徴と組み合わせることができる。同様の参照数字を使用して、本発明の様々な実施形態にわたる同様の概念を説明する。例えば、参照数字１００および２００は、本発明による装置の２つの実施形態を示す。
【００２８】
説明は、本発明を理解するために必要とされる技術的素子に焦点を合わせている。自動車用照明装置の分野でよく知られており、しかも本発明に直接関連していない他の素子については、明確化のために省略される。例えば、照明装置は、一般に、光学システムと、様々な構成要素を所定の位置に維持するための支持体とを備えてり、このような詳細はこの説明で明示的に言及されていない。
【００２９】
図１の図は、本発明の１つの好ましい実施形態による自動車用の照明装置１００を概略的に示す。これは、例えば、日中走行用ライトやディップヘッドライトなど、自動車の外部照明機能を実行するために使用される装置である。別の方法として、これは、発光スクリーンまたは周囲照明装置など、自動車客室用の内部照明機能を実行するために使用される装置である。装置１００は、電圧駆動マトリックス光源１１０を備える。マトリックス光源１１０は、複数の基本光源１２０を備える。これらは、発光ダイオード（ＬＥＤ）エレクトロルミネッセンス半導体素子ベースの基本光源であり、好ましくは、波長４００〜４９０ｎｍで青色可視光スペクトルで放出する。各光源は、主方向に光１２０を放出してもよい。基本光源１２０を含むマトリックス光源１１０は、好ましくはモノリシック構成要素であり、その製造について以下に説明する。マトリックス光源は、好ましくは、少なくとも１６個の基本光源を含んでもよいが、例えば、数百以上の基本光源を含むより高い解像度を有するマトリックスを妨げるものは何もない。
【００３０】
マトリックス光源１１０は、少なくとも１つの基本光源１２０を供給回路１３０に選択的に接続するための一体型スイッチ素子１１４が存在する基板１１２を備える。スイッチ素子１１４は、好ましくは、対応する基本光源１２０の下に配置される。これらは、例えば、Ｎチャネル金属酸化物ゲート電界効果（Ｎ−ＭＯＳ）トランジスタであり、それぞれのゲートに印加される信号によって制御される。例として、基板１１２が約１００〜８００ミクロンの厚さを有する場合、基本光源１２０に近い深さの点で、最後の１０〜２０ミクロンはスイッチ素子の集積用として予約される。スイッチと基本光源１２０との間のこの近接性により、基本光源をオンにする際の応答時間を非常に短くすることができ、２ｎｓオーダーの必要な立上り時間を実現することが可能になる。
【００３１】
装置１００はまた、基本光源１２０の１つによって放出され、問題の光源によって照射された物体１０によって反射される光信号１２を検出するための検出手段１４０を備える。検出手段、または、同等の方法で検出器１４０は、例えば、少なくとも１つのフォトダイオードを備える。フォトダイオードを１つだけ使用することが好ましい。基本光源と被照射物体１０との間の距離が、フォトダイオードと同じ物体との間の距離と実質的に等しくなるように、フォトダイオードを基本光源１２０と実質的に同じ平面内に配置することが有利である。検出手段１４０は、検出手段１４０によって検出された信号１４２を処理するように構成された処理ユニット１５０に動作可能に接続される。処理ユニットは、例えば、この目的のためにプログラムされたマイクロコントローラ素子によって、または必要な機能を実行するアナログ回路によって形成される。ＬｉＤＡＲ機能を実行するために、処理ユニット１５０はまた、スイッチ素子１１４の状態を制御するように設計されている。対応するスイッチ１１４を作動させることによって基本光源が短い時間間隔でオンになると、ナノ秒またはピコ秒のタイマーが処理ユニットで起動される。このタイマーは、検出器１４０が信号１４２を検出するとすぐに停止される。したがって、タイマーは、こうして生成された光パルスの飛行時間の推定値を与え、したがって、マトリックス光源／フォトダイオードと光パルス１２２を反射した物体１０との間の距離Ｄの評価が可能になる。
【００３２】
青色光から照明機能用の白色光を作成するために、通常、黄リン層または量子ドット変換器を使用する。ただし、この白色光は通常２０ｎｓを超える遅延があるため、物体検出機能用としては適していない。したがって、検出システムは主に白色光に変換されていない青色光線を使用する。通常、光源からの光子の約１／３〜１／２は、リン層によって変換されないと推定される。
【００３３】
電圧源１３０は、例えば、自動車内部の電池によって供給される入力電圧Ｖｃｃを、マトリックス光源１１０に供給するのに適した電圧Ｖに変換する変換器回路によって生成される。このような変換器回路は当技術分野で知られており、本発明の文脈ではその動作について詳細に説明しない。
【００３４】
マトリックス光源１１０は、好ましくは、基本光源１２０の半導体層が共通の基板１１２上に配置されたモノリシック構成要素である。マトリックス光源１１０は、好ましくは、複数の分岐の並列アセンブリを備え、各分岐は、エレクトロルミネッセンス半導体光源１２０を備える。
【００３５】
例として、限定されないが、マトリックス光源１１０は、基板の厚さ方向に沿って、かつ基本光源１０の位置の反対側の端部から始まる電気絶縁基板上に堆積された第１の導電層を備える。これに、厚さが０．１〜２μｍのｎドープ半導体層が続く。この厚さは、対応する層の厚さが１〜２μｍの既知の発光ダイオードの厚さよりもはるかに薄い。次の層は、厚さ約３０ｎｍの活性量子井戸層であり、続いて電子ブロッキング層、そして最後に、厚さ約３００ｎｍのｐドープ半導体層である。好ましくは、第１の層は（Ａｌ）ＧａＮ：Ｓｉ層であり、第２の層はｎ−ＧａＮ：Ｓｉ層であり、活性層は、ＧａＮで作られた障壁と交互になっているＩｎＧａＮで作られた量子井戸を含む。ブロッキング層は好ましくはＡｌＧａＮ：Ｍｇでできており、ｐドープ層は好ましくはｐ−ＧａＮ：Ｍｇでできている。ｎドープ窒化ガリウムの抵抗率は０．０００５オーム／ｃｍであるが、ｐドープ窒化ガリウムの抵抗率は１オーム／ｃｍである。提案された層の厚さにより、特に、基本光源の内部直列抵抗の増加が可能になると同時に、ｎドープ層は既知のＬＥＤと比較して厚さが薄く、かつ必要な成膜時間がより短いため、製造時間を大幅に短縮できる。例として、２μｍのｎ層を備えた標準構成ＬＥＤのＭＯＣＶＤ堆積には通常５時間の時間が必要であり、ｎ層の厚さを０．２μｍに減少させると、この時間は５０％短縮される可能性がある。
【００３６】
均質な厚さの半導体層を有する基本光源１２０を実現するために、モノリシック構成要素１１０は、好ましくは、基板の表面の少なくとも一部に均質かつ一様に層を堆積し、基板を覆うことによって製造される。層は、例えば、金属酸化物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）法を使用して堆積される。このような方法およびこれを実施するための反応器は、例えば、特許文書である国際公開第２０１０／０７２３８０号または国際公開第０１／４６４９８号から、基板上に半導体層を堆積するために知られている。したがって、それらの実施に関する詳細は、本発明の文脈では説明されない。次に、このように形成された層は、ピクセル化される。例として、限定されないが、層は、既知のリソグラフィー方法を使用して、そしてその後、基板上の基本光源１２０間の空間に対応する部位でエッチングすることによって除去される。個々のピクセルに対して１平方ミリメートルよりも小さい表面積を有し、２平方ミリメートルよりも大きい総表面積を有し、均質な厚さを有する半導体層を有し、したがって均質で高い内部直列抵抗を有する、数十または数百または数千の複数のピクセル１２０を、このようにして、マトリックス光源１１０の基板上に製造することができる。一般的に言えば、各ＬＥＤピクセルのサイズが小さくなるほど、その直列抵抗が大きくなり、このピクセルをより良好に電圧源駆動できるようになる。別の方法として、基板の表面の少なくとも一部を覆う堆積層を含む基板は、鋸で挽かれるか、または基本光源に分割され、各基本光源は、それらの内部直列抵抗に関して同様の特性を有する。
【００３７】
今説明した実施形態は限定的ではなく、本発明は、他の半導体層構成を含む半導体素子ベースの基本光源のタイプにも同じように関係する。特に、基板、層の半導体材料、層のレイアウト、層の厚さ、および層間の任意のビアは、半導体層の構造が、そこから生じる基本光源の内部直列抵抗が少なくとも１オーム、好ましくは少なくとも５または１０オーム、あるいは１〜１００オームの間であるような構造である限り、今説明した例とは異なる可能性がある。
【００３８】
好ましくは、モノリシック構成要素１１０が製造されるとき、スイッチ素子１１４だけでなく、供給回路１３０も基板１１２に組み込まれてもよい。
【００３９】
図２は、本発明の一実施形態による照明装置２００の詳細を概略的に示す。図示されていない構成要素は、図２に示されている実施形態の文脈で説明されている構成要素と同一である。この場合、第１にスイッチ素子２１４に接続され、第２に検出信号２４２を介して検出手段に接続された処理ユニット２５０の例示的な一実施形態の非限定的な説明が与えられる。処理手段２５０は、それに接続された基本光源が検出対象物体の方向に光パルス２２２を放出するように、スイッチ２１４のうちの１つの状態を制御するように構成される。
【００４０】
物体によって反射された光信号のプロファイル、例えば、１〜２０ｎｓのオーダーの立上り時間２４２を有するパルスは、処理手段に知られている。原則として、プロファイルは、マトリックス光源によって最初に放出されたパルスに類似している。ただし、検出パルスの振幅は、実際には放出パルスの振幅とは異なる。信号２４２の持続時間Ｔだけ遅延されたバージョンである信号２４２’が生成される。これは、例えば、遅延線２５２を介して実行される。対応する電子回路は当技術分野で知られており、本発明の文脈では説明されない。放出パルスの開始から計数された持続時間Ｔは、放出パルスの最大振幅の一部に対応する。Ｔは、例えば、パルスの最大振幅の５０％に相当する振幅値に対応するように選択される。他の選択も可能である。差動増幅器回路２５３は、入力において、検出器によって受信され、場合によっては、図示されていない回路によって減衰された信号２４２と、遅延信号２４２’とを使用する。差動増幅器は、信号のバイポーラ整形を実現することを可能にし、そのゼロ交差は、検出信号の振幅に依存しない。これにより、検出信号の振幅にタイミングが依存しない信号を得ることができる。このタイプの回路は、文献ではＣＦＤ「コンスタントフラクション弁別器（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒ）」として知られている。
【００４１】
ＣＦＤからの信号のゼロ交差に対応する時間に検出された信号の振幅により、光パルスの飛行時間を計算することができる。具体的には、この時点で、検出信号の振幅は、その最大振幅の持続時間Ｔ（例えば、５０％）によって決定される分率に対応する分率に達している。次に、反射信号の立上りエッジが正常に検出されたと結論付けてもよい。
【００４２】
ＴＡＣ（時間−振幅変換器）装置および／またはＴＤＣ（時間−デジタル変換器）装置を使用して、放出された光パルスの立上りエッジの開始と回路からの信号がゼロと交差する時刻の検出との間の飛行時間の測定により、光パルスを反射した物体とパルス源との間の距離Ｄを得ることが可能になる。これにより、距離Ｄに位置する物体を検出することが可能になる。ピクセル化された光源からの複数の信号を使用することにより、より細かい粒度での検出を実施することが可能であり、物体が位置する正確な距離を測定することが可能になる。例えば、飛行時間に対応する振幅をデジタル化することにより、物体が距離Ｄ１（持続時間Ｔ１だけ遅延された信号に対応する）と距離Ｄ２（Ｔ１よりわずかに長い持続時間Ｔ２だけ遅延された信号に対応する）との間に位置すると判断したり、または距離差が振幅／時間変換の分解能に対応していると判断することが可能になる。
【００４３】
処理ユニット２５０、遅延線２５２および検出回路の他の実施形態については、本発明の範囲から逸脱することなく、今説明した機能を実装することを可能にする限り、検討してもよい。
【００４４】
全ての実施形態において、図１に示される複数の基本光源１２０を、マトリックス光源１１０の照明の場を順次走査するために使用してもよい。各基本光源またはピクセルについて、順次、光パルスが生成され、対応する遅延信号が検出手段によって検出され、次に、図２に与えられる例の文脈で説明されるように処理される。次に、特定の所定の距離にある物体の検出または検出の欠如に関する情報は、データファイルまたは記憶素子に格納され、基本光源または対応するピクセルのそれぞれの位置と関連付けられる。この結果、検出物体のマトリックスベースまたはピクセル化された表現が得られ、この表現は、本発明のコンピュータシステム内に実装される安全システムまたはヒューマン／マシンインタフェースシステムに関与する可能性のある他の画像処理アルゴリズムの入力として使用してもよい。同様に、物体を繰り返しスキャンすることで、物体の動きを明らかにし、マトリックス光源から所定の距離で実行されたジェスチャを検出することができる。今提供された構造的および機能的な説明を使用して、当該分野の一般的な知識を有する者は、特に、追加の発明スキルを行使する必要なしに、スキャンおよび記憶機能を実行するコンピュータプログラムまたは制御ユニットを製造することができるであろう。
【００４５】
保護の範囲は、以下の請求項によって定義される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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