JP2023034439A - レーザ発光装置および光測距装置 - Google Patents
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Abstract
Description
A1.光測距装置の構成:
図1に示す光測距装置100は、レーザ光ILを発光し、対象物OBによって反射された反射光RLを受光することによって、対象物OBまでの距離を検出する。光測距装置100は、例えば、車両に搭載されて用いられる。本実施形態において、光測距装置100は、LiDAR(Light Detection And Ranging)である。光測距装置100は、レーザ発光装置10と、走査部20と、受光部30と、制御部60とを備える。レーザ発光装置10は、測距のためのレーザ光ILを発光する。
図2に示すように、レーザ発光装置10は、直流電源V1と、第1直列接続体DC1と、第2直列接続体DC2と、コンデンサC1と、第2スイッチQ2と、駆動部61とを有する。第1直列接続体DC1は、コイルL1と、直流電源V1に対して順方向接続のダイオードD1とが直列に接続されて構成されている。コイルL1のインダクタンスは、10μH以上100μH以下程度である。第1直列接続体DC1の一端は、直流電源V1の正極と接続されている。本実施形態では、コイルL1およびダイオードD1は、直流電源V1の正極から負極に向かって、コイルL1、ダイオードD1の順に接続されている。第2直列接続体DC2は、直流電源V1に対して順方向接続のレーザダイオードLDと、第1スイッチQ1とが直列に接続されて構成されている。第2直列接続体DC2の一端は、第1直列接続体DC1の他端に接続されており、第2直列接続体DC2の他端は、直流電源V1の負極に接続されている。本実施形態では、第1スイッチQ1およびレーザダイオードLDは、直流電源V1の正極から負極に向かって、第1スイッチQ1、レーザダイオードLDの順に接続されている。コンデンサC1は、第2直列接続体DC2に並列接続されている。コンデンサC1の容量は、数1000pF程度である。第2スイッチQ2は、第2直列接続体DC2に並列接続されている。本実施形態において、第1スイッチQ1および第2スイッチQ2は、NチャネルIGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor)である。駆動部61は、電子回路により構成されている。第1スイッチQ1のゲートには、駆動部61から出力される第1ゲート信号SG1が入力される。第2スイッチQ2のゲートには、駆動部61から出力される第2ゲート信号SG2が入力される。直流電源V1の負極は、グランドに接続されている。
駆動部61は、制御部60が行う対象物OBまでの距離を測定する測距処理に合わせて、図3に示す発光処理を行う。駆動部61は、第1ステップS1にて、第1スイッチQ1に、駆動オフ信号SDFを出力している期間に、第2スイッチQ2に第1昇圧オン信号SBN1を出力した後、第2スイッチQ2に第1昇圧オフ信号SBF1を出力する。
(B1)上記実施形態では、発光処理が開始されると、第1ステップS1~第3ステップS3が繰り返し実行される。他の実施形態として、図5に示すように、発光処理が開始された後、初期ステップSIが行われた後に、第1ステップS1~第3ステップS3が繰り返し実行されてもよい。図5に示す第1ステップS1~第3ステップS3のそれぞれは、上記実施形態に係る第1ステップS1~第3ステップS3のそれぞれと同じ処理ステップである。本実施形態に係る発光処理では、まず、初期ステップSIにて、第1スイッチQ1に初期駆動オン信号SDNIが出力されている期間に、第2スイッチQ2に初期昇圧オフ信号SBFIが出力された後、第2スイッチQ2に初期昇圧オン信号SBNIが出力される。具体的には、図6に示すように、時刻t1から時刻t3まで、第1スイッチQ1に初期駆動オン信号SDNIとしてのハイレベルHの第1ゲート信号SG1が入力される。また、時刻t1から時刻t2まで、第2スイッチQ2に初期昇圧オフ信号SBFIとしてのロウレベルLの第2ゲート信号SG2が出力された後、第2スイッチQ2に初期昇圧オン信号SBNIとしてのハイレベルHの第2ゲート信号SG2が出力される。これにより、前回行われた発光処理により、コンデンサC1が充電されていた場合には、第1スイッチQ1およびレーザダイオードLDを介して、コンデンサC1は放電される。その後、第1実施形態と同様に、第1ステップS1~第3ステップS3が繰り返えされる。
Claims (4)
- レーザ発光装置(10)であって、
コイル(L1)と、順方向接続のダイオード(D1)とが直列に接続される第1直列接続体(DC1)であって、一端が直流電源の正極に接続される第1直列接続体と、
順方向接続のレーザダイオード(LD)と、第1スイッチ(Q1)とが直列に接続される第2直列接続体(DC2)であって、一端が前記第1直列接続体の他端に接続され、他端が前記直流電源の負極に接続される第2直列接続体と、
前記第2直列接続体に並列接続されるコンデンサ(C1)と、
前記第2直列接続体に並列接続される第2スイッチ(Q1)と、を備える、レーザ発光装置。 - 請求項1に記載のレーザ発光装置であって、さらに、
前記レーザ発光装置の動作を制御する駆動部(61)を有し、
前記駆動部は、
前記コンデンサを充電するための第1ステップ(S1)であって、前記第1スイッチ(Q1)に駆動オフ信号(SDF)を出力している期間に、前記第2スイッチ(Q2)に第1昇圧オン信号(SBN1)を出力した後、第1昇圧オフ信号(SBF1)を出力する第1ステップと、
前記レーザダイオードを発光させるための第2ステップ(S2)であって、前記第2スイッチ(Q2)に第2昇圧オフ信号(SBF2)を出力している期間に、前記第1スイッチ(Q1)に第1駆動オン信号(SDN1)を出力する第2ステップと、を単位期間(UP)内に、それぞれ1回実行する、レーザ発光装置。 - 請求項2に記載のレーザ発光装置であって、
前記駆動部は、
前記単位期間毎に前記第1ステップと、前記第1ステップの後に実行する前記第2ステップとを繰り返し実行し、
前記単位期間において、前記第2ステップの後であって、次の前記単位期間における前記第1ステップの前に実行される第3ステップ(S3)であって、前記第2スイッチ(Q2)に第2昇圧オン信号(SBN2)を出力すると共に、前記第1スイッチ(Q1)に第2駆動オン信号(SDN2)を出力する第3ステップを実行する、レーザ発光装置。 - 光測距装置(100)であって、
コイル(L1)と、順方向接続のダイオード(D1)とが直列に接続される第1直列接続体(DC1)であって、一端が直流電源の正極に接続される第1直列接続体と、順方向接続のレーザダイオード(LD)と、第1スイッチ(Q1)とが直列に接続される第2直列接続体(DC2)であって、一端が前記第1直列接続体の他端に接続され、他端が前記直流電源の負極に接続される第2直列接続体と、前記第2直列接続体に並列接続されるコンデンサ(C1)と、前記第2直列接続体に並列接続される第2スイッチ(Q1)と、を備える、レーザ発光装置(10)と、
前記レーザダイオードから発光されたレーザ光(IL)が対象物(OB)により反射された反射光(RL)を受光する受光部(30)と、
前記レーザ光が発光されてから前記反射光が受光されるまでの時間を用いて前記対象物までの距離を算出する算出部(62)と、を備える、光測距装置。
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