JP2022016541A

JP2022016541A - 光源駆動装置

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Publication number: JP2022016541A
Application number: JP2021186823A
Authority: JP
Inventors: 淳一古川; Junichi Furukawa; 庄悟宮鍋; Shiyougo Miyanabe; 健一花田; Kenichi Hanada; 武浩松田; Takehiro Matsuda
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-01-21

Abstract

【課題】光源から出力されるパルスの間隔を短くすることが一例として挙げられる。【解決手段】光源駆動装置２０は、複数の容量素子２２、電源２１、および放電制御部２３を備える。複数の容量素子２２は互いに並列であり、かつ、それぞれが放電時に発光素子１０に電力を供給する。電源２１は、複数の容量素子２２を充電する。放電制御部２３は、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。発光素子１０はたとえば距離測定装置における光源である。【選択図】図１

Description

本発明は、光源駆動装置および距離測定装置に関する。

移動体から対象物体までの距離を測定する装置に、レーザパルスを利用する装置がある。具体的には、パルス光を出力し、物体に反射された反射光を受光する。そして、出力から受光までの時間をもとに、装置から物体までの距離を求める。この様な測定を繰り返し行うためには発光素子を点滅させる必要がある。

特許文献１には、インダクタに蓄積される磁気エネルギーによりコンデンサを充電し、そのコンデンサの放電電流により、レーザダイオードからレーザ光を発生させるレーザ光生成回路が記載されている。

特開２０１０－１３９２９５号公報

しかし、コンデンサの放電電流でレーザダイオードを駆動する場合には、光のパルスの間隔を、コンデンサの充電に必要な時間より短くすることができない。しかし、たとえば上記のような移動体から対象物体までの距離を測定する装置では、パルスの間隔をさらに短くすることが望まれている。

本発明が解決しようとする課題としては、光源から出力されるパルスの間隔を短くすることが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
互いに並列であり、かつ、それぞれが放電時に発光素子に電力を供給する複数の容量素子と、
前記複数の容量素子を充電する電源と、
前記複数の容量素子が放電するタイミングを個別に制御する放電制御部と、を備える光源駆動装置である。

第１の実施形態に係る光源駆動装置の機能構成および使用環境を例示する図である。第１の実施形態に係る距離測定装置の機能構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る距離測定装置の機能構成を例示する図である。第２の実施形態の係る距離測定装置の変形例を示す図である。実施例１に係る光源駆動装置および発光素子の回路構成を例示する図である。集積回路のハードウエア構成を示す図である。実施例１に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎのタイミングチャートの一例である。実施例２に係る光源駆動装置および発光素子の回路構成を例示する図である。実施例３に係る光源駆動装置および発光素子の回路構成を例示する図である。実施例４の第１例に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔ４のタイミングチャートの一例である。実施例４の第２例に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔ４のタイミングチャートの一例である。実施例４の第３例に係る光源駆動装置および発光素子の回路構成を例示する図である。実施例５に係る距離測定装置の機能構成を例示するブロック図である。第１の処理例を説明するための図である。第１の処理例を行う光源駆動装置の機能構成を例示する図である。第３の処理例に係る光源駆動装置およびその使用環境を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

以下に示す説明において、距離測定装置１および光源駆動装置２０の各構成要素は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。距離測定装置１の処理部８０および制御部７０、光源駆動装置２０の放電制御部２３および取得部２４は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光源駆動装置２０の機能構成および使用環境を例示する図である。本実施形態に係る光源駆動装置２０は、複数の容量素子２２、電源２１、および放電制御部２３を備える。複数の容量素子２２は互いに並列であり、かつ、それぞれが放電時に発光素子１０に電力を供給する。電源２１は、複数の容量素子２２を充電する。放電制御部２３は、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。以下に詳しく説明する。

発光素子１０はたとえば発光ダイオードであり、電流が流れることにより発光する。また、発光素子１０は、レーザ発振するレーザダイオードである。発光素子１０は容量素子２２の放電電流によりパルス発光する。なお、本図では光源駆動装置２０が５個の容量素子２２を備える例を示しているが、これに限定されない。光源駆動装置２０は、２個以上の容量素子２２を備えればよい。

従来のように一つの容量素子のみを用い、充電および放電を繰り返して発光素子を複数回発光させる場合には、一度放電した後、再び十分な電荷が充電されるまでの間、再度発光素子を発光させることができない。そして、充電時間を短縮するためには充電の時定数を小さく設定すると共に、電流容量の大きな電源を用いなければならず、コストが増大する。

これに対し、本実施形態において、複数の容量素子２２は互いに並列に接続されている。したがって、複数の容量素子２２を同時に充電できる。そして、本実施形態の放電制御部２３は、複数の容量素子２２の放電タイミングを個別に、すなわち互いに独立に制御する。そうすることにより、たとえば一つの容量素子２２を放電後、充電をしている間に他の容量素子２２を放電させることができる。すなわち、容量素子２２の充電時間にかかわらず、連続して複数の容量素子２２を放電させ、発光素子１０を短いパルス間隔で、発光させることができる。

また、従来のように一つの容量素子のみを用い、充電および放電を繰り返して発光素子を複数回発光させる場合、発光素子の発光強度を変化させるためにはたとえば容量素子に充電される電荷の量を制御する必要があった。このような制御は、特に短い間隔でパルス発光を繰り返す中では、精度良く行うのが難しい場合があった。

これに対し、本実施形態では、たとえば放電制御部２３が複数の容量素子２２をそれぞれ単独で、または複数同時に放電させて発光素子１０を発光させることにより、発光素子１０の発光強度を容易に変化させることができる。

本実施形態に係る光源駆動装置２０は、たとえば距離測定装置１に用いることができる。
図２は、第１の実施形態に係る距離測定装置１の機能構成を示すブロック図である。距離測定装置１は、光源駆動装置２０、発光素子１０、および処理部８０を備える。処理部８０は、発光素子１０が光を出射してからその光の反射光を受光するまでの時間を用いて、その光の出射方向において光を反射した反射物までの距離を算出する。発光素子１０はたとえば距離測定装置１における光源である。

また、距離測定装置１は、反射光を受光する受光部５０をさらに備える。光源駆動装置２０から処理部８０に、容量素子２２の放電タイミング、すなわち発光素子１０の発光タイミングを示す信号が入力される。そして、処理部８０では、発光タイミングと受光部５０の受光タイミングに基づいて、距離が算出される。

以上、本実施形態によれば、光源駆動装置２０が複数の容量素子２２を備え、放電制御部２３が、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。したがって、光源から出力されるパルスの間隔や強度の制御の自由度を高めることができる。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る距離測定装置１の機能構成を例示する図である。本実施形態に係る距離測定装置１は、複数の発光素子１０を備える点を除いて第１の実施形態に係る距離測定装置１と同じである。本実施形態に係る距離測定装置１は、光源駆動装置２０、複数の発光素子１０、受光部５０、および処理部８０を備える。光源駆動装置２０は複数の発光素子１０の発光を制御する。処理部８０は、発光素子１０が光を出射してからその光の反射光を受光するまでの時間を用いて、その光の出射方向において光を反射した反射物までの距離を算出する。光源駆動装置２０の放電制御部２３から処理部８０に、容量素子２２の放電タイミング、すなわち発光素子１０の発光タイミングを示す信号が入力される。以下に詳しく説明する。

本実施形態に係る光源駆動装置２０は、第１の実施形態に係る光源駆動装置２０と同様の構成を有する。ただし、複数の容量素子２２は互いに異なる発光素子１０に放電電流を供給する。光源駆動装置２０は、複数の発光素子１０を駆動する。光源駆動装置２０は、複数の容量素子２２、電源２１、および放電制御部２３を備える。複数の容量素子２２はそれぞれ、放電時に複数の発光素子１０のいずれかに電力を供給する。たとえば、第１の容量素子２２ａは第１の発光素子１０ａに電力を供給し、第２の容量素子２２ｂは第２の発光素子１０ｂに電力を供給する。ここで、第２の容量素子２２ｂ、は第１の容量素子２２ａとは異なる容量素子２２であり、第２の発光素子１０ｂは、第１の発光素子１０ａとは異なる発光素子１０である。ただし、第１の容量素子２２ａの特性と第２の容量素子２２ｂの特性は同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。第１の発光素子１０ａの特性と、第２の発光素子１０ｂの特性は同じであっても良いし、互いに異なっていてもよい。また、電源２１は複数の容量素子２２を充電する。放電制御部２３は、複数の容量素子２２が放電するタイミングを制御する。なお、光源駆動装置２０は物理的に一体化された装置であってもよいし、複数のユニットからなっていても良い。

図４は、第２の実施形態の距離測定装置１の変形例を示す図である。本変形例に係る光源駆動装置２０は、複数の電源２１を備える点を除いて第２の実施形態の光源駆動装置２０と同じである。本実施形態に係る光源駆動装置２０は、複数の容量素子２２、複数の電源２１、および放電制御部２３を備える。複数の容量素子２２はそれぞれ、放電時に複数の発光素子１０のいずれかに電力を供給する。たとえば、第１の容量素子２２ａは第１の発光素子１０ａに電力を供給し、第２の容量素子２２ｂは第２の発光素子１０ｂに電力を供給する。また、複数の電源２１はそれぞれ、複数の容量素子２２のいずれかを充電する。たとえば、第１の電源２１ａは第１の容量素子２２ａを充電し、第２の電源２１ｂは第２の容量素子２２ｂを充電する。ここで、第２の電源２１ｂは第１の電源２１ａとは別の電源２１である。ただし、第１の電源２１ａの特性と第２の電源２１ｂの特性は同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。放電制御部２３は、複数の容量素子２２が放電するタイミングを制御する。

図３および図４では距離測定装置１が二個の発光素子１０を備え、光源駆動装置２０が二個の容量素子２２を備える例を示しているが、これに限定されない。距離測定装置１が三個以上の発光素子１０を備え、光源駆動装置２０が３個以上の容量素子２２を備えてもよい。

本実施形態の放電制御部２３は、複数の容量素子２２の放電タイミングを互いに独立に制御する。そうすることにより、たとえば一つの容量素子２２を放電後、充電をしている間に他の容量素子２２を放電させることができる。すなわち、容量素子２２の充電時間にかかわらず、連続して複数の容量素子２２を放電させ、複数の発光素子１０を順に、短いパルス間隔で発光させることができる。

また、本実施形態では、たとえば放電制御部２３が複数の容量素子２２をそれぞれ単独で、または複数同時に放電させて発光素子１０を発光させることにより、発光素子１０の発光強度を容易に変化させることができる。

以上、本実施形態によれば、距離測定装置１が複数の発光素子１０を備え、放電制御部２３が、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。したがって、光源から出力されるパルスの間隔や強度の制御の自由度を高めることができる。

（実施例１）
図５は、実施例１に係る光源駆動装置２０および発光素子１０の回路構成を例示する図である。本実施例に係る光源駆動装置２０は、第１の実施形態で説明した構成を有している。本実施例に係る光源駆動装置２０は、本図に示すような回路および後述する集積回路１００を用いて実現される。

光源駆動装置２０は、ｎ個（ｎは自然数）の容量素子２２（容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎ）と、ＦＥＴからなるスイッチＭ_１～Ｍ_ｎと、抵抗Ｒ_ｌｉｍ１～Ｒ_ｌｉｍｎと、抵抗Ｒ_ｃｈｇ１～Ｒ_ｃｈｇｎと、ダイオードＤ_ｃｌｐと、抵抗Ｒ_ｍと、容量素子Ｃ_ｐと、電源２１とを備える。容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが複数の容量素子２２に相当し、レーザダイオードＬＤが発光素子１０に相当し、電圧Ｖ_ｈが電源２１の出力電圧に相当する。また、放電制御部２３は、スイッチＭ_１～Ｍ_ｎおよび集積回路１００等により実現される。本図では、光源駆動装置２０が五つの容量素子２２を備える例（ｎ＝５の例）を示しているが、これに限定されない。

光源駆動装置２０では、電源２１から出力される高電圧Ｖ_ｈが容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに印加され、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが充電される。そして、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに充電された電荷を、それぞれスイッチＭ_１～Ｍ_ｎを通じて瞬間的に放電して、レーザダイオードＬＤに流すことにより、パルスレーザ光を出力する。一例として、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎはそれぞれ数十から百数十ボルトまで充電され、その後に数十アンペアで放電される。

以下、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数）を例に容量素子２２の放充電について、詳細に説明する。なお、以下において、各素子の第１の端子と第２の端子とは互いに異なる端子である。容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第１の端子には抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第１の端子が接続され、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第２の端子には抵抗Ｒ_ｃｈｇｋを介して電源２１が接続されている。さらに容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第２の端子と接地端子との間には、スイッチＭ_ｋが接続されている。スイッチＭ_ｋのゲートには後述する制御部２３０の出力端子が接続されている。また、抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第２の端子には、ダイオードＤ_ｃｌｐのアノードが接続されている。ダイオードＤ_ｃｌｐのカソードは接地端子に接続されている。

抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第２の端子には、レーザダイオードＬＤのカソードが接続されている。そして、レーザダイオードＬＤのアノードは、接地端子に接続されている。また、抵抗Ｒ_ｍと容量素子Ｃ_ｐとを直列接続したものに対し、レーザダイオードＬＤが並列接続されている。

ここで、放電制御部２３は、制御部２３０およびスイッチＭ_１～Ｍ_ｎを含んで構成される。

充電時においては、電源２１により容量素子Ｃ_ｃｈｇｋに高電圧Ｖ_ｈを印加すると共に、トリガ信号Ｖ_ＴｋによりスイッチＭ_ｋをオフ状態とする。これにより、本図中破線の充電経路２０１で容量素子Ｃ_ｃｈｇｋは高電圧Ｖ_ｈにより充電される。そして、放電時においては、トリガ信号Ｖ_Ｔｋにより、スイッチＭ_ｋをオン状態とする。これにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋに蓄えられた電荷が、本図中破線の放電経路２０２で瞬間的に放電され、レーザダイオードＬＤが発光する。ここで、電源２１としてはたとえばチャージポンプ等の高圧生成回路を用いることができる。容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎのそれぞれについてトリガ信号Ｖ_Ｔｋを設けることにより、独立に充放電を制御することができる。

図６は、集積回路１００のハードウエア構成を示す図である。制御部２３０は集積回路１００を用いて実現される。集積回路１００は、トリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎを出力する。出力されたトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎは、それぞれスイッチＭ_１～Ｍ_ｎに入力される。集積回路１００は、例えばＳｏＣ（System On Chip）である。

集積回路１００は、バス１０２、プロセッサ１０４、メモリ１０６、ストレージデバイス１０８、入出力インタフェース１１０、及びネットワークインタフェース１１２を有する。バス１０２は、プロセッサ１０４、メモリ１０６、ストレージデバイス１０８、入出力インタフェース１１０、及びネットワークインタフェース１１２が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ１０４などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。プロセッサ１０４は、マイクロプロセッサなどを用いて実現される演算処理装置である。メモリ１０６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを用いて実現されるメモリである。ストレージデバイス１０８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどを用いて実現されるストレージデバイスである。

入出力インタフェース１１０は、集積回路１００を周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。入出力インタフェース１１０から出力されたトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎは、それぞれスイッチＭ_１～Ｍ_ｎに入力される。

ネットワークインタフェース１１２は、集積回路１００を通信網に接続するためのインタフェースである。この通信網は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信網である。なお、ネットワークインタフェース１１２が通信網に接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。

ストレージデバイス１０８は、制御部２３０の機能を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ１０４は、このプログラムモジュールをメモリ１０６に読み出して実行することで、制御部２３０の機能を実現する。

集積回路１００のハードウエア構成は図６に示した構成に限定されない。例えば、プログラムモジュールはメモリ１０６に格納されてもよい。この場合、集積回路１００は、ストレージデバイス１０８を備えていなくてもよい。

図７は実施例１に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎのタイミングチャートの一例である。本例によれば、発光素子１０は、同じ間隔で繰り返し発光する。タイミングチャートを示す情報は、たとえば予め集積回路１００のストレージデバイス１０８等に記憶させておき、放電制御部２３（制御部２３０）がそれを読み出して実行することで出力できる。トリガ信号Ｖ_Ｔｋは容量素子Ｃ_ｃｈｇｋを放電させるためのトリガ信号である。トリガ信号Ｖ_Ｔｋがロー（Ｌｏｗ）レベルである間、スイッチＭ_ｋがオフとなり、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋは充電される。トリガ信号Ｖ_Ｔｋがローレベルからハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに変化したタイミングでスイッチＭ_ｋがオンとなり、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋが放電される。

本図は、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎを順に放電させる場合のタイミングチャートである。本図の例において放電制御部２３は、第１のタイミング（たとえばタイミングｔ_１）で第１の容量素子２２（たとえば容量素子Ｃ_ｃｈｇ１）を放電させ、第１のタイミングとは異なる第２のタイミング（たとえばタイミングｔ_２）で、第１の容量素子２２とは異なる第２の容量素子２２（たとえば容量素子Ｃ_ｃｈｇ２）を放電させる。こうすることにより、第１の容量素子２２が放電後に再び十分充電されるのを待つことなく、別の容量素子２２を放電させることができる。ひいては、発光素子１０のパルス発光の間隔を短くすることができる。第１のタイミングと第２のタイミングの間隔は特に限定されないが、容量素子２２に充電が完了するより短い間隔で発光素子１０をパルス発光させることができる。たとえば第１のタイミングと第２のタイミングの間隔は、第１の容量素子２２を充電し始めてから充電が完了するまでにかかる時間、および第２の容量素子２２を充電し始めてから充電が完了するまでにかかる時間の少なくとも一方よりも短い。なお、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋを充電し始めてから充電が完了するまでにかかる時間は、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの容量および抵抗Ｒ_ｌｉｍｋおよび抵抗Ｒ_ｃｈｇｋの抵抗値等に依存する。

本図の例において具体的には、トリガ信号Ｖ_Ｔ１が立ち上がったタイミング、すなわちローレベルからハイレベルに変化したタイミング（ｔ_１）から（ｋ－１）×ｔ_ｄ秒後にトリガ信号Ｖ_Ｔｋが立ち上がる。すなわち、トリガ信号Ｖ_Ｔｋが立ち上がるタイミングｔ_ｋは、ｔ_１を基準として（ｔ_１＝０）、ｔ_ｋ＝（ｋ－１）×ｔ_ｄ（ｋ≧２）で表される。各トリガ信号Ｖ_Ｔｋは、立ち上がってから時間ｔ_ｐｗが経過したタイミングでローレベルに戻る。そして、トリガ信号Ｖ_Ｔ１は一度立ち上がってからｎ×ｔ_ｄ秒後（ｎは自然数）に再度立ち上がる。こうして、トリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎは順に繰り返して立ち上がり、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎを順に放電させる。そうすることにより、発光素子１０は、いずれかの容量素子２２が放電される度にｔ_ｄ秒間隔でパルス発光する。本図の例において、第１のタイミングと第２のタイミングの間隔はｔ_ｄで表される。また、一つの容量素子２２が放電されてから、次に放電されるまでの間にトリガ信号Ｖ_Ｔｋがローレベルになっている時間は十分長くすることができる。したがって、一つの容量素子２２が放電されてから、次に放電されるまでの間に、各容量素子２２はフル充電されることができる。本図の例において容量素子２２の充電に用いることができる時間はｎ×ｔ_ｄで表される。

ただし、トリガ信号のタイミングチャートは上記の例に限らず、たとえば、複数の容量素子２２が放電される間隔は一定でなくてもよい。

なお、本実施例において、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎの容量（キャパシタンス）は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。抵抗Ｒ_ｌｉｍ１～Ｒ_ｌｉｍｎの抵抗値は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。また、抵抗Ｒ_ｃｈｇ１～Ｒ_ｃｈｇｎの抵抗値は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。

また、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに対してそれぞれ独立に電源２１が設けられ、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが互いに異なる電源２１により充電されても良い。

以上、本実施例においても第１の実施形態と同様に、光源駆動装置２０が複数の容量素子２２を備え、放電制御部２３が、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。したがって、光源から出力されるパルスの制御の自由度を高めることができる。

くわえて、本実施例の放電制御部２３は、第１のタイミングで第１の容量素子２２を放電させ、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで、第１の容量素子２２とは異なる第２の容量素子２２を放電させる。したがって、発光素子１０のパルス発光の間隔を短くすることができる。

（実施例２）
図８は、実施例２に係る光源駆動装置２０および発光素子１０の回路構成を例示する図である。本実施例に係る光源駆動装置２０は、第２の実施形態で説明した構成を有している。すなわち、光源駆動装置２０は複数の発光素子１０を駆動する。本実施例に係る光源駆動装置２０は、本図に示すような回路および実施例１で説明したような集積回路１００を用いて実現される。

光源駆動装置２０は、ｎ個（ｎは整数）の容量素子２２（容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎ）と、ＦＥＴからなるスイッチＭ_１～Ｍ_ｎと、抵抗Ｒ_ｌｉｍ１～Ｒ_ｌｉｍｎと、抵抗Ｒ_ｃｈｇ１～Ｒ_ｃｈｇｎと、ダイオードＤ_ｃｌｐ１～Ｄ_ｃｌｐｎと、抵抗Ｒ_ｍ１～Ｒ_ｍｎと、容量素子Ｃ_ｐ１～Ｃ_ｐｎと、電源２１とを備える。容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが複数の容量素子２２に相当し、レーザダイオードＬＤ_１～ＬＤ_ｎが複数の発光素子１０に相当し、電圧Ｖ_ｈが電源２１の出力電圧にそれぞれ相当する。また、放電制御部２３は、スイッチＭ_１～Ｍ_ｎおよび集積回路１００等により実現される。本図では、光源駆動装置２０が二つの容量素子２２を備える例（ｎ＝２の例）を示しているが、これに限定されない。

光源駆動装置２０では、電源２１から出力される高電圧Ｖ_ｈが容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに印加され、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが充電される。そして、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに充電された電荷を、それぞれスイッチＭ_１～Ｍ_ｎを通じて瞬間的に放電して、レーザダイオードＬＤ_１～ＬＤ_ｎに流すことにより、パルスレーザ光を出力する。一例として、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎはそれぞれ数十から百数十ボルトまで充電され、その後に数十アンペアで放電される。

以下、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数）を例に容量素子２２の放充電について、詳細に説明する。容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第１の端子には抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第１の端子が接続され、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第２の端子には抵抗Ｒ_ｃｈｇｋを介して電源２１が接続されている。さらに容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第２の端子と接地端子との間には、スイッチＭ_ｋが接続されている。スイッチＭ_ｋのゲートには制御部２３０の出力端子が接続されている。また、抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第２の端子には、ダイオードＤ_ｃｌｐｋのアノードが接続されている。ダイオードＤ_ｃｌｐｋのカソードは接地端子に接続されている。

抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第２の端子には、レーザダイオードＬＤ_ｋのカソードが接続されている。そして、レーザダイオードＬＤ_ｋのアノードは、接地端子に接続されている。また、抵抗Ｒ_ｍｋと容量素子Ｃ_ｐｋとを直列接続したものに対し、レーザダイオードＬＤ_ｋが並列接続されている。

充電時においては、電源２１により容量素子Ｃ_ｃｈｇｋに高電圧Ｖ_ｈを印加すると共に、トリガ信号Ｖ_ＴｋによりスイッチＭ_ｋをオフ状態とする。これにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋは高電圧Ｖ_ｈにより充電される。そして、放電時においては、トリガ信号Ｖ_Ｔｋにより、スイッチＭ_ｋをオン状態とする。これにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋに蓄えられた電荷が瞬間的に放電され、レーザダイオードＬＤ_ｋが発光する。ここで、電源２１としてはたとえばチャージポンプ等の高圧生成回路を用いることができる。容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎのそれぞれについてトリガ信号Ｖ_Ｔｋを設けることにより、独立に充放電を制御することができる。

本実施例に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔｎのタイミングチャートの一例は、図７と同様に示すことができる。

なお、本実施例において、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎの容量（キャパシタンス）は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。抵抗Ｒ_ｌｉｍ１～Ｒ_ｌｉｍｎの抵抗値は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。抵抗Ｒ_ｃｈｇ１～Ｒ_ｃｈｇｎの抵抗値は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。また、レーザダイオードＬＤ_１～ＬＤ_ｎの特性、抵抗Ｒ_ｍ１～Ｒ_ｍｎの特性、容量素子Ｃ_ｐ１～Ｃ_ｐｎの特性についても、互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。

以上、本実施例においても、第２の実施形態と同様に、距離測定装置１が複数の発光素子１０を備え、放電制御部２３が、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。したがって、光源から出力されるパルスの制御の自由度を高めることができる。

加えて、本実施例の放電制御部２３は、第１のタイミングで第１の容量素子２２を放電させて第１の発光素子１０を発光させ、第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで、第１の容量素子２２とは異なる第２の容量素子２２を放電させて第２の発光素子１０を発光させることができる。したがって、距離測定装置１全体として、出力されるパルス発光の間隔を短くすることができる。

（実施例３）
図９は、実施例３に係る光源駆動装置２０および発光素子１０の回路構成を例示する図である。本実施例に係る光源駆動装置２０は、以下に説明する点を除いて実施例２の光源駆動装置２０と同じである。本実施例に係る光源駆動装置２０は、第２の実施形態の変形例で説明した構成を有している。すなわち、一つの発光素子とその電源回路との組み合わせが複数構成されている。本実施例に係る光源駆動装置２０は、本図に示すような回路および実施例１で説明したような集積回路１００を用いて実現される。

光源駆動装置２０は、ｎ個（ｎは自然数）の容量素子２２（容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎ）と、ＦＥＴからなるスイッチＭ_１～Ｍ_ｎと、抵抗Ｒ_ｌｉｍ１～Ｒ_ｌｉｍｎと、抵抗Ｒ_ｃｈｇ１～Ｒ_ｃｈｇｎと、ダイオードＤ_ｃｌｐ１～Ｄ_ｃｌｐｎと、抵抗Ｒ_ｍ１～Ｒ_ｍｎと、容量素子Ｃ_ｐ１～Ｃ_ｐｎと、複数の電源２１とを備える。容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが複数の容量素子２２に相当し、レーザダイオードＬＤ_１～ＬＤ_ｎが複数の発光素子１０に相当し、電圧Ｖ_ｈ１～Ｖ_ｈｎが複数の電源２１の出力電圧にそれぞれ相当する。また、放電制御部２３は、スイッチＭ_１～Ｍ_ｎおよび集積回路１００等により実現される。本図では、光源駆動装置２０が二つの容量素子２２を備える例（ｎ＝２の例）を示しているが、これに限定されない。

光源駆動装置２０では、電源２１から出力される高電圧Ｖ_ｈ１～Ｖ_ｈｎが容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに印加され、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎが充電される。そして、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎに充電された電荷を、それぞれスイッチＭ_１～Ｍ_ｎを通じて瞬間的に放電して、レーザダイオードＬＤ_１～ＬＤ_ｎに流すことにより、パルスレーザ光を出力する。一例として、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎはそれぞれ数十から百数十ボルトまで充電され、その後に数十アンペアで放電される。

抵抗Ｒ_ｌｉｍｋの第２の端子には、レーザダイオードＬＤ_ｋのカソードが接続されている。そして、レーザダイオードＬＤ_ｋのアノードは接地端子に接続されている。また、抵抗Ｒ_ｍｋと容量素子Ｃ_ｐｋとを直列接続したものに対し、レーザダイオードＬＤ_ｋが並列接続されている。

充電時においては、電源２１により容量素子Ｃ_ｃｈｇｋに高電圧Ｖ_ｈｋを印加すると共に、トリガ信号Ｖ_ＴｋによりスイッチＭ_ｋをオフ状態とする。これにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋは高電圧Ｖ_ｈｋにより充電される。そして、放電時においては、トリガ信号Ｖ_Ｔｋにより、スイッチＭ_ｋをオン状態とする。これにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋに蓄えられた電荷が瞬間的に放電され、レーザダイオードＬＤ_ｋが発光する。ここで、電源２１としてはたとえばチャージポンプ等の高圧生成回路を用いることができる。容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇｎのそれぞれについてトリガ信号Ｖ_Ｔｋを設けることにより、独立に充放電を制御することができる。

なお、本実施例において、高電圧Ｖ_ｈ１～Ｖ_ｈｎの電圧値は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。

（実施例４）
本実施例に係る光源駆動装置２０は、実施例１～３の少なくともいずれかに係る光源駆動装置２０と同様の構成を有している。以下では、光源駆動装置２０が、実施例１で説明した構成を有する場合について説明する。

本実施例の放電制御部２３は、第３のタイミングｔ_Ｓ、および、第３のタイミングｔ_Ｓとは異なる第４のタイミングｔ_Ｌのそれぞれで、複数の容量素子２２のうち少なくともいずれかを放電させる。そして、第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電力を発光素子１０に供給する。以下に詳しく説明する。

第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電力を発光素子１０に供給する本実施例の構成には、たとえば以下の第１例～第３例がある。第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電力が発光素子１０に供給されることにより、第３のタイミングｔ_Ｓよりも第４のタイミングｔ_Ｌにおいてより大きな強度のパルス光が出力される。

図１０は、実施例４の第１例に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔ４のタイミングチャートの一例である。第１例において、複数の容量素子２２は、第３の容量素子２２と、第３の容量素子２２の容量よりも大きな容量を有する第４の容量素子２２とを含む。そして、放電制御部２３は、第３のタイミングｔ_Ｓで第３の容量素子を放電させ、第４のタイミングｔ_Ｌで第４の容量素子２２を放電させる。本図の例において、たとえば、光源駆動装置２０は少なくとも四つの容量素子２２（容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇ４）を備える。たとえば、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１の容量とＣ_ｃｈｇ２の容量は互いに同じであり、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３の容量とＣ_ｃｈｇ４の容量は互いに同じである。ここで、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１および容量素子Ｃ_ｃｈｇ２を第３の容量素子２２とし、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３および容量素子Ｃ_ｃｈｇ４を第４の容量素子２２とする。すなわち、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３の容量は容量素子Ｃ_ｃｈｇ１の容量よりも大きい。

そして、第３のタイミングｔ_Ｓでトリガ信号Ｖ_Ｔ１またはＶ_Ｔ２が立ち上がることにより容量素子Ｃ_ｃｈｇ１またはＣ_ｃｈｇ２が放電される。また、第４のタイミングｔ_Ｌでトリガ信号Ｖ_Ｔ３またはＶ_Ｔ４が立ち上がることにより容量素子Ｃ_ｃｈｇ３またはＣ_ｃｈｇ４が放電される。このように第４のタイミングｔ_Ｌでより大きな容量の容量素子２２が放電されることにより、第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電流が発光素子１０に流れ、大きな電力が発光素子１０に供給される。

また、第３のタイミングが連続する場合において、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１とＣ_ｃｈｇ２とを交互に放電させ、第４のタイミングが連続する場合において、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３とＣ_ｃｈｇ４とを交互に放電させることにより、短いパルス間隔で発光素子１０を発光させることができる。なお、光源駆動装置２０は三個以上の第３の容量素子２２および三個以上の第４の容量素子２２を備えていても良い。すなわち、第３のタイミングが連続する場合、および第４のタイミングが連続する場合において、光源駆動装置２０は三個以上の容量素子２２を順に放電させても良い。

図１１は、実施例４の第２例に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１～Ｖ_Ｔ４のタイミングチャートの一例である。本例において放電制御部２３は、第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも多くの容量素子２２を放電させる。本図の例において、たとえば、光源駆動装置２０は少なくとも四つの容量素子２２（容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇ４）を備える。たとえば、少なくとも容量素子Ｃ_ｃｈｇ１の容量とＣ_ｃｈｇ２の容量は互いに同じであり、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３の容量とＣ_ｃｈｇ４の容量は互いに同じである。そして、第３のタイミングｔ_Ｓではトリガ信号Ｖ_Ｔ１またはＶ_Ｔ２のみが立ち上がることにより容量素子Ｃ_ｃｈｇ１またはＣ_ｃｈｇ２のみが放電される。また、第４のタイミングｔ_Ｌでトリガ信号Ｖ_Ｔ１とＶ_Ｔ３とが同時に立ち上がることにより容量素子Ｃ_ｃｈｇ１とＣ_ｃｈｇ３とが同時に放電される。または、第４のタイミングｔ_Ｌでトリガ信号Ｖ_Ｔ２とＶ_Ｔ４とが同時に立ち上がることにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇ２とＣ_ｃｈｇ４とが同時に放電される。このように、第４のタイミングｔ_Ｌで第３のタイミングｔ_Ｓよりも多くの容量の容量素子２２が放電されることにより、第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電流が発光素子１０に流れ、大きな電力が発光素子１０に供給される。

また、本例においても、第３のタイミングが連続する場合、および第４のタイミングが連続する場合において、複数の容量素子２２を交互に放電させることにより、短いパルス間隔で発光素子１０を発光させることができる。なお、第３のタイミングが連続する場合、および第４のタイミングが連続する場合において、光源駆動装置２０は三個以上の容量素子２２を順に放電させても良い。また、同時に放電させる容量素子２２の数は特に限定されない。

なお、第２例において、同時に放電されうる複数の容量素子２２、すなわち容量素子Ｃ_ｃｈｇ１の容量とＣ_ｃｈｇ３の容量は互いに同じであっても良いし、少なくとも一つが異なっていても良い。複数の容量素子２２の容量が互いに異なる場合、たとえば二種の容量の組み合わせにより発光素子１０の発光強度を３段階に変化させることができる。具体的には、本図の例において、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３の容量およびＣ_ｃｈｇ４の容量が、容量素子Ｃ_ｃｈｇ１の容量および容量素子Ｃ_ｃｈｇ２の容量よりも大きい場合、弱い強度のパルス光を出力したいタイミングでは容量素子Ｃ_ｃｈｇ１またはＣ_ｃｈｇ２のみを放電させ、中程度の強度のパルス光を出力したいタイミングでは容量素子Ｃ_ｃｈｇ３またはＣ_ｃｈｇ４のみを放電させ、強い強度のパルス光を出力したいタイミングでは容量素子Ｃ_ｃｈｇ１とＣ_ｃｈｇ３、または、容量素子Ｃ_ｃｈｇ２とＣ_ｃｈｇ４を組み合わせて同時に放電させればよい。

図１２は、実施例４の第３例に係る光源駆動装置２０および発光素子１０の回路構成を例示する図である。第３例に係る回路構成は、複数の電源２１を備える点を除いて実施例１の回路構成と同様である。第３例に係るトリガ信号Ｖ_Ｔ１およびＶ_Ｔ２のタイミングチャートの一例は、図１０と同様に表すことができる。第３例において、複数の容量素子２２は、第３の容量素子２２と、第３の容量素子２２を充電する電圧よりも大きな電圧で充電される第４の容量素子２２とを含む。そして、放電制御部２３は、第３のタイミングｔ_Ｓで第３の容量素子２２を放電させ、第４のタイミングｔ_Ｌで第４の容量素子２２を放電させる。

図１２において、光源駆動装置２０は複数の電源２１を備える。そして、複数の電源２１の出力電圧は高電圧Ｖ_ｈ１～Ｖ_ｈｎで表される。容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第１の端子には抵抗Ｒ_ｌｉｍｋが接続され、容量素子Ｃ_ｃｈｇｋの第２の端子には抵抗Ｒ_ｃｈｇｋを介して電源２１が接続され、高電圧Ｖ_ｈｋが印加されている。

本例において、光源駆動装置２０は少なくとも四つの容量素子２２（容量素子Ｃ_ｃｈｇ１～Ｃ_ｃｈｇ４）および四つの電源２１を備えている。たとえば、高電圧Ｖ_ｈ１と高電圧Ｖ_ｈ２は互いに同じであり、高電圧Ｖ_ｈ３と高電圧Ｖ_ｈ４は互いに同じである。ここで、たとえば高電圧Ｖ_ｈ３は高電圧Ｖ_ｈ１より大きくなっている。そうすることにより、容量素子Ｃ_ｃｈｇ３および容量素子Ｃ_ｃｈｇ４は容量素子Ｃ_ｃｈｇ１および容量素子Ｃ_ｃｈｇ２よりも大きな電圧で充電され、より多くの電荷が蓄積される。そして、第３のタイミングｔ_Ｓでトリガ信号Ｖ_Ｔ１またはＶ_Ｔ２が立ち上がることにより容量素子Ｃ_ｃｈｇ１または容量素子Ｃ_ｃｈｇ２が放電される。また、第４のタイミングｔ_Ｌでトリガ信号Ｖ_Ｔ３またはＶ_Ｔ４が立ち上がることにより容量素子Ｃ_ｃｈｇ３または容量素子Ｃ_ｃｈｇ４が放電される。このように第４のタイミングｔ_Ｌで、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電荷が蓄積された容量素子２２が放電されることにより、第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電流が発光素子１０に流れ、大きな電力が発光素子１０に供給される。

また、本例においても、第３のタイミングｔ_Ｓが連続する場合、および第４のタイミングｔ_Ｌが連続する場合において、複数の容量素子２２を交互に放電させることにより、短いパルス間隔で発光素子１０を発光させることができる。なお、第３のタイミングが連続する場合、および第４のタイミングが連続する場合において、光源駆動装置２０は三個以上の容量素子２２を順に放電させても良い。

放電制御部２３は、大きな強度のパルス光を出力したいタイミングを第４のタイミングｔ_Ｌとし、それ以外のタイミングを第３のタイミングｔ_Ｓとするよう、第１例から第３例で説明したようなトリガ信号を出力する。具体的にはたとえば、光源駆動装置２０が距離測定装置１に含まれる場合、放電制御部２３は初期状態として第３のタイミングｔ_Ｓを予め定められた間隔で繰り返し設ける。そして、ユーザが距離測定の精度を上げる旨の操作を距離測定装置１に行ってから予め定められた時間が経過するまでの間、第４のタイミングｔ_Ｌを予め定められた間隔で繰り返し設ける。このようにすることでユーザが希望する場合に発光素子１０の出力強度を上げ、測定精度を向上させることができる。

なお、本実施例において、各容量素子２２の放電の間隔は、たとえば各容量素子２２がフル充電できる時間以上とすることができる。

また、上記の第１例から第３例では、第３のタイミングｔ_Ｓが連続する場合、および第４のタイミングｔ_Ｌが連続する場合において、複数の容量素子２２を交互に放電させる例を示したが、これに限定されない。第３のタイミングｔ_Ｓが連続する場合、および第４のタイミングｔ_Ｌが連続する場合において、同じ容量素子２２が続けて放電されても良い。この場合でも、上記したのと同様に発光強度を制御することができる。

また、第１例から第３例と同様の方法を実施例２の光源駆動装置２０および発光素子１０に適用しても良い。

以上、本実施例においても、光源駆動装置２０が複数の容量素子２２を備え、放電制御部２３が、複数の容量素子２２が放電するタイミングを個別に制御する。したがって、光源から出力されるパルスの制御の自由度を高めることができる。

加えて、本実施例によれば、第４のタイミングｔ_Ｌにおいて、第３のタイミングｔ_Ｓよりも大きな電力を発光素子１０に供給する。したがって、光源から出力されるパルス光の強度を制御することができる。

（実施例５）
図１３は、実施例５に係る距離測定装置１の機能構成を例示するブロック図である。本実施例に係る距離測定装置１は、発光素子１０、光源駆動装置２０、可動反射部３０、制御部７０、処理部８０、および受光部５０を備える。距離測定装置１はたとえばＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）装置である。

本実施例に係る光源駆動装置２０は、第１の実施形態、第２の実施形態、実施例１～４のうち少なくともいずれかの光源駆動装置２０と同様の構成を有する。また、上記した通り、発光素子１０はたとえば半導体レーザである。発光素子１０から出力される光の波長は特に限定されないが、たとえば７００ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下の近赤外光である。可動反射部３０は、たとえばＭＥＭＳミラーおよび駆動回路を含んで構成される。ＭＥＭＳミラーは反射面の角度は制御部７０により制御される。そして、可動反射部３０はその反射面で発光素子１０から発せられた光を反射することで所望の方向に向けて光を出力する。可動反射部３０はたとえば２軸駆動のＭＥＭＳミラーを含むことにより、光で対象物体を二次元に走査することができる。ただし、距離測定装置１において、光の出力方向が可変であれば距離測定装置１の構成は特に限定されない。たとえば、発光素子１０が可動ステージに固定され、制御部７０が発光素子１０の方向を制御することにより、光の出力方向を制御しても良い。

なお、光源駆動装置２０が第２の実施形態、実施例２および実施例３の少なくともいずれかに説明した構成を有する場合には、距離測定装置１は複数の発光素子１０を備えている。その場合、たとえば図示しない光学系を用いることにより、複数の発光素子１０からの光は同軸上に出力されるよう構成される。

制御部７０および処理部８０のハードウエア構成は図６と同様に例示することができる。制御部７０および処理部８０は上記した集積回路１００を用いて実装されている。本実施例において、入出力インタフェース１１０には光源駆動装置２０のスイッチＭ_１～Ｍ_ｎ、可動反射部３０の駆動回路、受光部５０が接続されている。

ストレージデバイス１０８は、制御部７０および処理部８０の機能を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ１０４は、このプログラムモジュールをメモリ１０６に読み出して実行することで、制御部７０および処理部８０の機能を実現する。

受光部５０は、たとえばフォトダイオードと検出回路とを含んで構成される。受光部５０では、フォトダイオードの受光面に入射した光が光電変換され、受光信号が生成される。

処理部８０は、発光素子１０が光を出射してからその光の反射光を受光部５０が受光するまでの時間を用いて、その光の出射方向において光を反射した物体までの距離を算出する。具体的には、処理部８０には光源駆動装置２０の放電制御部２３から、光の出力タイミングを示すトリガが入力される。また、処理部８０は、受光部５０から受光信号を取得する。なお、処理部８０は、受光信号に対し、必要に応じてノイズ除去等の処理を施しても良い。処理部８０は放電制御部２３からのトリガおよび受光部５０からの受光信号に基づいて、発光素子１０が光を出射してからその光の反射光を受光部５０が受光するまでの時間を算出する。さらに処理部８０は必要に応じて算出した時間を補正しても良い。処理部８０は、発光素子１０が光を出射してからその光の反射光を受光部５０が受光するまでの時間に、光の速度を乗じ、２分の１倍することで、距離測定装置１から物体までの距離を算出する。また、処理部８０は、制御部７０から光の出射方向を示す情報を取得することで、物体の方向と距離とを示す情報を生成することができる。

たとえば距離測定装置１が移動体に取り付けられている場合、距離測定装置１の周囲をパルス光が繰り返し出力しながら二次元に走査することで、周囲の物体の方向と距離を検出することができる。この場合、距離測定装置１がパルスを出力すべき基本のタイミングは予め定められている。通常は、距離測定装置１は一定の間隔でパルスを出力する。ただし、走査範囲の領域によって、パルスの間隔は異なっていても良い。実施例１に係る放電制御部２３はたとえば、このような基本のタイミングのうちいずれかを第１のタイミングとし、他のいずれかを第２のタイミングとして決定する。また、実施例３に係る放電制御部２３はたとえば、このような基本のタイミングのうちいずれかを第３のタイミングｔ_Ｓとし、他のいずれかを第４のタイミングｔ_Ｌとして決定する。

本実施例に係る光源駆動装置２０が実施例３の構成を有する場合、放電制御部２３が第３のタイミングｔ_Ｓおよび第４のタイミングｔ_Ｌを決めるための処理の例にはたとえば以下の第１の処理例～第３の処理例がある。

図１４は、第１の処理例を説明するための図である。また、図１５は、本処理例を行う光源駆動装置２０の機能構成を例示する図である。第１の処理例において、距離測定装置１は移動体９０に取り付けられている。すなわち、発光素子１０および光源駆動装置２０は、移動体９０に取り付けられている。光源駆動装置２０は、移動体９０の周囲の地図情報を取得する取得部２４をさらに備える。そして放電制御部２３は、地図情報に基づいて、第４のタイミングｔ_Ｌを決定する。以下に詳しく説明する。

移動体９０はたとえば車両である。道路上の移動体９０の移動を円滑に行わせるよう、移動体９０の位置を高い精度で特定したい場合がある。そのための一つの方法として、地図上の目印となるランドマーク９２の位置と、実際に距離測定装置１で特定されるランドマーク９２の位置とを照合して移動体９０の位置の特定精度を高める方法がある。その場合、ランドマーク９２が位置すると思われる方向ｄ_２に対して、その他の方向ｄ_１よりも高い強度のパルス光を出力し、移動体９０からみたランドマーク９２の方向およびランドマーク９２と移動体９０との距離を測定すると、Ｓ／Ｎ比が大きくなるため、移動体９０の位置の特定精度を高めることができる。ランドマーク９２はたとえば道路脇に並んでいるキロポスト、１００ｍポスト、デリニエータ、交通インフラ設備（たとえば標識、方面看板、信号）、電柱、街灯などの地物である。

本処理例において、移動体９０はたとえばＧＰＳおよび方位計等の内界センサ（不図示）を備える。そして、取得部２４は、移動体９０のおよその位置（たとえば緯度および経度）及び向きを示す事前情報を内界センサから取得する。また、取得部２４は事前情報が示す位置の周囲の地図情報を、通信ネットワークを介して、たとえば地図サービスのサーバから取得する。地図情報はランドマーク９２の位置を示す情報を含む。次いで、取得部２４は事前情報および地図情報に基づいて、ランドマーク９２が位置すると予想される方向および距離を算出する。

取得部２４は上記したような集積回路１００で実現される。ストレージデバイス１０８は、取得部２４の機能を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ１０４は、このプログラムモジュールをメモリ１０６に読み出して実行することで、取得部２４の機能を実現する。

本処理例において距離測定装置１は移動体９０の周囲をパルス光で走査している。そして、放電制御部２３は、ランドマーク９２が位置すると予想される方向に向けてパルス光を出力するタイミングを第４のタイミングｔ_Ｌとする。そして、その他のタイミングを第３のタイミングｔ_Ｓとする。そうすることにより、移動体９０からみたランドマーク９２の方向およびランドマーク９２と移動体９０との距離をより高精度で測定できる。処理部８０は、予想されたランドマーク９２の方向および距離と、距離測定装置１で測定されたランドマーク９２の方向および距離とのズレ量を算出し、そのズレ量を減らすように事前情報を補正して移動体９０の位置の特定精度を高める。

次に、第２の処理例について説明する。本処理例において、取得部２４は天候を示す天候情報を取得する。取得部２４はたとえば事前情報が示す位置の周囲の天候を示す情報を、通信ネットワークを介して、たとえば天候情報提供サービスのサーバから取得できる。そして、放電制御部２３は、天候情報に基づいて第４のタイミングｔ_Ｌを決定する。以下に詳しく説明する。

距離測定装置１から出射される光は、物体に反射され、受光されるまでの間にたとえば雨や霧等の粒子に反射、吸収されうる。その場合、受光強度が低下し、正確な距離測定が難しくなる場合がある。そこで、天候が雨、霧、雪等の場合には、高い強度のパルス光を出力し、測定精度を向上させることが好ましい。

取得部２４はたとえば、取得した天候情報が雨、霧、または雪を示す場合、走査における全ての出射タイミングを第４のタイミングｔ_Ｌとする。一方、天候情報が晴れ、または曇りを示す場合、走査における全ての出射タイミングを第３のタイミングｔ_Ｓとする。取得部２４は予め定められた所定の時間が経過するごとに天候情報を取得し、第３のタイミングｔ_Ｓまたは第４のタイミングｔ_Ｌを設定する。なお、放電制御部２３は、天候情報が示す雨、霧、または雪の程度に基づいて、三段階以上にパルス光の強度を切り替えるようにしても良い。三段階以上に強度を切り替える方法は、たとえば実施例４の第２例において説明した通りである。放電制御部２３は、雨、霧、または雪の程度が強いほど、大きな電力を発光素子１０に供給するよう一つ以上の容量素子２２を放電させればよい。

図１６は、第３の処理例に係る光源駆動装置２０およびその使用環境を示す図である。本処理例において、距離測定装置１は発光素子１０の発光強度をモニタするためのモニタ受光部１２を備える。モニタ受光部１２はたとえばフォトダイオードおよび検出回路を含んで構成される。本処理例の取得部２４は、発光素子１０から発せられた光の少なくとも一部を受光するモニタ受光部１２の検出結果を取得する。そして、放電制御部２３は、モニタ受光部１２の検出結果に基づいて第４のタイミングｔ_Ｌを決定する。以下に詳しく説明する。

発光素子１０の発光強度は、同じ入力電力であっても素子の劣化やその他の要因により変動しうる。そこで、モニタ受光部１２により発光素子１０の発光強度をモニタし、モニタされた発光強度に基づいて放電制御部２３が第３のタイミングｔ_Ｓと第４のタイミングｔ_Ｌとを決めることで、所望の発光強度を維持できる。

本処理例において、発光素子１０からの出力光はたとえばハーフミラー等により分岐され、一部がモニタ受光部１２の検出面に入射する。モニタ受光部１２では入射した光の強度を示す情報が生成され放電制御部２３がそれを取得する。なお、発光素子１０の光の分岐とモニタ受光部１２の検出は、距離測定装置１の通常の走査の間に常時行われていても良いし、予め定められた時間ごとに行われても良い。

たとえば放電制御部２３は、モニタ受光部１２が受光した光の強度が予め定められた基準より低くなった場合に、第４のタイミングｔ_Ｌを設ける。具体的には放電制御部２３は、モニタ受光部１２の検出結果が予め定められた基準よりも大きい場合にそれ以後の出射タイミングを第３のタイミングｔ_Ｓとし、検出結果が予め定められた基準よりも小さい場合にそれ以後の出射タイミングを第４のタイミングｔ_Ｌとする。検出結果に対する基準は予めストレージデバイス１０８等に記憶されており、放電制御部２３は、その基準を読み出して用いることができる。

なお、本処理例において、取得部２４は、モニタ受光部１２の代わりに受光部５０から光の検出結果を取得しても良い。そうすれば、距離測定装置１が受光する光が弱く、距離の測定が難しい場合に第４のタイミングｔ_Ｌが設けられ、充分な受光量を確保することができる。その場合、距離測定装置１はモニタ受光部１２を別途備えなくても良い。

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．互いに並列であり、かつ、それぞれが放電時に発光素子に電力を供給する複数の容量素子と、
前記複数の容量素子を充電する電源と、
前記複数の容量素子が放電するタイミングを個別に制御する放電制御部と、を備える光源駆動装置。
２．１．に記載の光源駆動装置において、
前記放電制御部は、第１のタイミングで第１の前記容量素子を放電させ、前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで、前記第１の容量素子とは異なる第２の前記容量素子を放電させる光源駆動装置。
３．２．に記載の光源駆動装置において、
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの間隔は、前記第１の容量素子を充電し始めてから充電が完了するまでにかかる時間、および前記第２の容量素子を充電し始めてから充電が完了するまでにかかる時間の少なくとも一方よりも短い光源駆動装置。
４．１．から３．のいずれか一つに記載の光源駆動装置において、
前記放電制御部は、第３のタイミング、および、前記第３のタイミングとは異なる第４のタイミングのそれぞれで、前記複数の容量素子のうち少なくともいずれかを放電させ、
前記第４のタイミングにおいて、前記第３のタイミングよりも大きな前記電力を前記発光素子に供給する光源駆動装置。
５．４．に記載の光源駆動装置において、
前記複数の容量素子は、第３の前記容量素子と、前記第３の容量素子の容量よりも大きな容量を有する第４の前記容量素子とを含み、
前記放電制御部は、前記第３のタイミングで前記第３の容量素子を放電させ、前記第４のタイミングで前記第４の容量素子を放電させる光源駆動装置。
６．４．に記載の光源駆動装置において、
前記複数の容量素子は、第３の前記容量素子と、前記第３の容量素子を充電する電圧よりも大きな電圧で充電される第４の前記容量素子とを含み、
前記放電制御部は、前記第３のタイミングで前記第３の容量素子を放電させ、前記第４のタイミングで前記第４の容量素子を放電させる光源駆動装置。
７．４．に記載の光源駆動装置において、
前記放電制御部は、前記第４のタイミングにおいて、前記第３のタイミングよりも多くの前記容量素子を放電させる光源駆動装置。
８．４．から７．のいずれか一つに記載の光源駆動装置において、
前記発光素子および当該光源駆動装置は、移動体に取り付けられており、
前記移動体の周囲の地図情報を取得する取得部をさらに備え、
前記放電制御部は、前記地図情報に基づいて、前記第４のタイミングを決定する光源駆動装置。
９．４．から７．のいずれか一つに記載の光源駆動装置において、
天候を示す天候情報を取得する取得部をさらに備え、
前記放電制御部は、前記天候情報に基づいて前記第４のタイミングを決定する光源駆動装置。
１０．４．から７．のいずれか一つに記載の光源駆動装置において、
前記発光素子から発せられた光の少なくとも一部を受光する受光部の検出結果を取得する取得部をさらに備え、
前記放電制御部は、前記検出結果に基づいて前記第４のタイミングを決定する光源駆動装置。
１１．１０．に記載の光源駆動装置において、
前記放電制御部は、前記受光部が受光した光の強度が予め定められた基準より低くなった場合に、前記第４のタイミングを設ける光源駆動装置。
１２．１．から１１．のいずれか一つに記載の光源駆動装置と、
前記発光素子と、
前記発光素子が光を出射してから当該光の反射光を受光するまでの時間を用いて、当該光の出射方向において当該光を反射した反射物までの距離を算出する処理部と、を備える距離測定装置。

１距離測定装置
１０発光素子
１２モニタ受光部
２０光源駆動装置
２１電源
２２容量素子
２３放電制御部
２４取得部
３０可動反射部
５０受光部
７０制御部
８０処理部
９０移動体
９２ランドマーク
１００集積回路
１０２バス
１０４プロセッサ
１０６メモリ
１０８ストレージデバイス
１１０入出力インタフェース
１１２ネットワークインタフェース
２０１充電経路
２０２放電経路

Claims

互いに並列であり、かつ、それぞれが放電時に発光素子に電力を供給する複数の容量素子と、
前記複数の容量素子を充電する電源と、
前記複数の容量素子が放電するタイミングを個別に制御する放電制御部と、を備える光源駆動装置。