JP2023065273A - 電磁波放射装置、測距装置、及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】二重放射の可能性を低減させる。【解決手段】電磁波放射装置１０は複数の電磁波放射回路１５と放射スイッチング素子１６と制御部１７とを有する。電磁波放射回路１５は電磁波放射素子１８とコンデンサ１９と放電スイッチング素子２０とを有する。放射スイッチング素子１６は複数の電磁波放射回路１５に含まれる複数の電磁波放射素子１８のカソード側に接続される。放射スイッチング素子１６は複数の電磁波放射素子１８を通電させうる。制御部１７は複数の電磁波放射回路１５の中の任意の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８を放射スイッチング素子に放射させた後に他の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８の発光前に任意の電磁波放射回路１５におけるコンデンサ１９を放電させる。【選択図】図３

Description

本発明は、電磁波放射装置、測距装置、及び移動体に関するものである。

測距対象物に光を照射し、その反射散乱光を受光するまでの時間を光速で割ることにより測距対象物までの距離を測定する測距装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１６－０５３５５２号公報

測距装置に用いられる電磁波放射装置に、アイセーフティ、測定範囲の拡大等の観点から複数の電磁波放射素子を用いることが検討されている。複数の電磁波放射素子を半導体基板上に実装する構成では、複数の電磁波放射素子それぞれに電力を供給する複数のコンデンサと、複数の電磁波放射素子を通電させる共通のスイッチング素子とが電磁波放射装置に設けられる。このような構成の電磁波放射装置は、複数のコンデンサへの充電時点をずらしながらスイッチング素子に通電させることにより、複数の電磁波放射素子を別々の時点において発光させ得る。しかし、任意の電磁波放射素子の発光後にコンデンサに残る電荷により、他の電磁波放射素子の発光の時点で当該任意の電磁波放射素子も発光する二重発光が生じる可能性がある。

かかる点に鑑みてなされた本開示の目的は、複数の電磁波放射素子及び共有の通電用のスイッチング素子を有する電磁波放射装置において、二重放射の可能性を低減する電磁波放射装置を提供することである。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電磁波放射装置は、
電磁波放射素子、前記電磁波放射素子に電流を供給するコンデンサ、及び前記コンデンサを放電させる放電スイッチング素子をそれぞれ含む複数の電磁波放射回路と、
前記複数の電磁波放射回路に含まれる複数の電磁波放射素子のカソード側に接続され、該複数の電磁波放射素子を通電させうる放射スイッチング素子と、
前記複数の電磁波放射回路の中の任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子を発光させた後、他の電磁波放射回路における電磁波放射素子の発光前に、該任意の電磁波放射回路におけるコンデンサを放電させる制御部と、を備える。

また、第２の観点による測距装置は、
電磁波放射素子、前記電磁波放射素子に電流を供給するコンデンサ、及び前記コンデンサを放電させる放電スイッチング素子をそれぞれ含む複数の電磁波放射回路と、前記複数の電磁波放射回路に含まれる複数の電磁波放射素子のカソード側に接続され、該複数の電磁波放射素子を通電させうる放射スイッチング素子と、前記複数の電磁波放射回路の中の任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子を発光させた後、他の電磁波放射回路における電磁波放射素子の発光前に、該任意の電磁波放射回路におけるコンデンサを放電させる制御部と、を有し、前記電磁波放射回路は前記コンデンサに充電を行わせる充電スイッチング素子を含み、前記制御部は充電時間より放電時間が長くなるように前記充電スイッチング素子及び前記放電スイッチング素子を制御する電磁波放射装置を備え、前記電磁波放射装置の放射される電磁波を用いて対象との距離を測定する測距装置であって、前記制御部は、前記任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子の発光後から、所定の測距時間後に、該任意の電磁波放射回路における放電スイッチング素子によるコンデンサの放電を開始させる。

また、第３の観点による移動体は、
電磁波放射素子、前記電磁波放射素子に電流を供給するコンデンサ、及び前記コンデンサを放電させる放電スイッチング素子をそれぞれ含む複数の電磁波放射回路と、前記複数の電磁波放射回路に含まれる複数の電磁波放射素子のカソード側に接続され、該複数の電磁波放射素子を通電させうる放射スイッチング素子と、前記複数の電磁波放射回路の中の任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子を発光させた後、他の電磁波放射回路における電磁波放射素子の発光前に、該任意の電磁波放射回路におけるコンデンサを放電させる制御部と、を含み、前記電磁波放射回路は前記コンデンサに充電を行わせる充電スイッチング素子を含み、前記制御部は充電時間より放電時間が長くなるように前記充電スイッチング素子及び前記放電スイッチング素子を制御する電磁波放射装置を備え、前記電磁波放射装置の放射される電磁波を用いて対象との距離を測定する測距装置であって、前記制御部は、前記任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子の発光後から、所定の測距時間後に、該任意の電磁波放射回路における放電スイッチング素子によるコンデンサの放電を開始させる測距装置を備える。

本開示によれば、二重放射の可能性が低減する

本実施形態に係る電磁波放射装置を含む測距装置の移動体における配置を示す配置図である。 図１の測距装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 図１の電磁波放射装置の回路構成を示す回路図である。 図３の制御部による放射スイッチング素子と各電磁波放射回路における充電スイッチング素子及び放電スイッチング素子との制御タイミングを示すタイミングチャートである。 図１の測距装置による測距の原理を説明するための電磁波の放射の時期と検出の時期とを示すタイミングチャートである。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の図面に示す構成要素において、同じ構成要素には同じ符号を付す。

図１に示すように、本開示の電磁波放射装置１０を含む測距装置１１は、例えば、移動体１２に設けられる。

移動体１２は、例えば、車両、船舶、航空機等を含んでよい。車両は、例えば、自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、滑走路を走行する固定翼機等を含んでよい。自動車は、例えば、乗用車、トラック、バス、二輪車、トロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば、農業及び建設向けの産業車両等を含んでよい。産業車両は、例えば、フォークリフト、ゴルフカート等を含んでよい。農業向けの産業車両は、例えば、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、芝刈り機等を含んでよい。建設向けの産業車両は、例えば、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、ロードローラ等を含んでよい。車両は、人力で走行するものを含んでよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよい。複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶は、例えば、マリンジェット、ボート、タンカー等を含んでよい。航空機は、例えば、固定翼機、回転翼機等を含んでよい。

測距装置１１は、移動体１２において測距が望まれる方向範囲を、測定方向範囲に含むように、設けられてよい。測距装置１１は、例えば、移動体１２の前方を中心とする方向範囲を測定方向範囲に含むように設けられる。測距装置１１は、移動体１２の内部又は外部に設けられてよい。測距装置１１は、移動体１２の内部においては、例えば、ウインドシールド近傍におけるルームミラーの前方又はダッシュボード上に配置されてよい。測距装置１１は、移動体１２のフロントバンパー、フェンダーグリル、サイドフェンダー、ライトモジュール及びボンネットのいずれかに固定されていてよい。

図２に示すように、測距装置１１は、電磁波放射装置１０、検出部１３、及び制御部１４を含んで構成されてよい。測距装置１１は、測定用の電磁波を空間へ放射する。測定用の電磁波は、例えば、測定光である。以後の説明においては、測定光を例として電磁波に関する説明を行う。測距装置１１は、空間内の対象ｏｂに照射される測定光の反射散乱光を検出する。測距装置１１は、反射散乱光に基づいて、測定光の放射方向に位置する物体の測距を行うことにより距離情報を生成してよい。

図３に示すように、電磁波放射装置１０は、複数の電磁波放射回路１５、放射スイッチング素子１６、及び制御部１７を含んで構成される。複数の電磁波放射回路１５は、並列に接続されていてよい。複数の電磁波放射回路１５及び放射スイッチング素子１６は、半導体回路基板に実装されていてよい。図３では、３以上の電磁波放射回路１５を有する電磁波放射装置１０が例示されているが、電磁波放射装置１０に含まれる電磁波放射回路１５は２つ以上であってよい。

各電磁波放射回路１５は、電磁波放射素子１８、コンデンサ１９、及び放電スイッチング素子２０を有する。各電磁波放射回路１５は、充電スイッチング素子２１を含んでよい。

電磁波放射素子１８は、測定光を放射する。電磁波放射素子１８は、赤外線、可視光線、紫外線等の測定光を放射してよい。電磁波放射素子１８は、幅の細い、例えば０．５°のビーム状の測定光を放射してよい。電磁波放射素子１８は、例えば、レーザダイオードである。電磁波放射素子１８は、通電することにより発光し、測定光を放射する。

コンデンサ１９は、電磁波放射素子１８に並列に接続されてよい。コンデンサ１９は、電磁波放射素子１８に電流を供給する。コンデンサ１９は、充電スイッチング素子２１を介して、複数の電磁波放射回路１５で共用する電源２２に接続されてよい。より具体的には、コンデンサ１９は、電磁波放射素子１８のアノード側に接続される端子において電源２２に接続されてよい。

コンデンサ１９及び充電スイッチング素子２１の間には、第１の抵抗２３が設けられてよい。第１の抵抗２３の抵抗値は、充電及び放電にかかる時間を適正に、例えば数μｓ～数百μｓとなるように、設定されてよい。充電及び放電時間を適正化することにより、発光間隔がレーザー安全規格の定める発光間隔に律速される。なお、５μｓ以下の間隔で発光した場合には同一パルスの扱いになるため、同一のレーザー素子の発光間隔を５μｓ以上に設定することが望まれている。

なお、充電電流を制限するために、第１の抵抗２３の代わりに適切な値のインダクタが実装されてよい。インダクタが実装された構成において、コンデンサ１９への充電電圧が昇圧される。更に、当該構成においては、コンデンサ１９が放電された状態で充電することにより高い電圧に昇圧される。

充電スイッチング素子２１は、通電させることによりコンデンサ１９に充電を行わせる。充電スイッチング素子２１の通電及び遮断は、制御部１７により制御される。充電スイッチング素子２１は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

放電スイッチング素子２０は、コンデンサ１９に並列に接続されてよい。コンデンサ１９及び放電スイッチング素子２０の間には、第２の抵抗２４が設けられてよい。第２の抵抗２４の抵抗値は、充電及び放電にかかる時間を適正になるように、設定されてよい。放電スイッチング素子２０は、通電させることによりコンデンサ１９を放電させる。放電スイッチング素子２０の通電及び遮断は、制御部１７により制御される。放電スイッチング素子２０は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。放電スイッチング素子２０のゲート電荷容量は、充電スイッチング素子２１のゲート電荷容量より大きくてよい。

放射スイッチング素子１６は、複数の電磁波放射回路１５に含まれる複数の電磁波放射素子１８のカソードに接続されてよい。放射スイッチング素子１６は、例えば、間に抵抗を設け、複数の電磁波放射回路１５に含まれる複数の電磁波放射素子１８のカソード側に接続されてよい。複数の電磁波放射素子１８及び放射スイッチング素子１６の間には、インダクタ２５が設けられてよい。放射スイッチング素子１６は、通電させることにより複数の電磁波放射素子１８に通電させ、発光させうる。放射スイッチング素子１６の通電及び遮断は、制御部１７により制御される。放射スイッチング素子１６は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。

制御部１７は、１以上のプロセッサ及びメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくともいずれかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御部１７は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）、及びＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）の少なくともいずれかを含んでもよい。

制御部１７は、測距装置１１の制御部１４の指令に基づいて、少なくとも放射スイッチング素子１６及び放電スイッチング素子２０の通電及び遮断を切替える。制御部１７は、更に、充電スイッチング素子２１の通電及び遮断を切替えてよい。放射スイッチング素子１６、放電スイッチング素子２０、及び充電スイッチング素子２１の通電及び遮断の制御について、以下に説明する。

制御部１７は、複数の電磁波放射回路１５を順次選択して、以下に説明するように、選択された電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８に測定光を放射させてよい。制御部１７は、選択された電磁波放射回路１５における充電スイッチング素子２１を通電させることにより、当該電磁波放射回路１５におけるコンデンサ１９を充電してよい。次に、制御部１７は、放射スイッチング素子１６を通電させることにより、充電されたコンデンサ１９から同じ電磁波放射回路１５の電磁波放射素子１８を通電させて、測定光を放射させてよい。制御部１７は、当該電磁波放射回路１５における放電スイッチング素子２０を通電させることにより、同じ電磁波放射回路１５におけるコンデンサ１９を放電させてよい。

本開示において、より詳細には、制御部１７は、複数の電磁波放射回路１５の中の任意の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８を通電するように放射スイッチング素子１６を制御する。制御部１７は、当該電磁波放射素子１８の通電による発光後、当該任意の単一の電磁波放射回路１５の他の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８の通電による発光前に、当該電磁波放射回路１５における放電スイッチング素子２０によりコンデンサ１９を放電させる。更に、制御部１７は、当該他の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８の通電前に、当該他の電磁波放射回路１５以外の全電磁波放射回路１５における放電スイッチング素子２０によりコンデンサ１９を放電させてよい。

制御部１７は、当該任意の単一の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８の通電による発光後から、測距を行う所定の測距時間の経過後に、当該任意の電磁波放射回路１５における放電スイッチング素子２０によるコンデンサ１９の放電を開始させてよい。所定の測距時間は、対象で反射した電磁波の反射波を受光して対象との距離を測定するための時間である。より具体的には、所定の測距時間は、測距装置１１の設計上の測定最大距離の半分の距離を、光速で除した時間である。制御部１７は、測距中にコンデンサ１９の充電及び放電が行われないように、充電スイッチング素子２１及び放電スイッチング素子２０を制御する。制御部１７は、測距前にコンデンサ１９の充電及び放電を行うように、充電スイッチング素子２１及び前記放電スイッチング素子２０を制御する。測距装置１１は、制御部１７によって、測距中にコンデンサ１９の充電及び放電を行わないように制御されるため、検出部１３の検出信号にノイズを混入させる可能性を低減し得る。

制御部１７は、コンデンサ１９の充電時間より放電時間が長くなるように、充電スイッチング素子２１及び放電スイッチング素子２０を制御してよい。又は、制御部１７は、コンデンサ１９の充電時間と放電時間とが等しくなるように、充電スイッチング素子２１及び放電スイッチング素子２０を制御してよい。又は、制御部１７は、コンデンサ１９の放電時間より充電時間が長くなるように、充電スイッチング素子２１及び放電スイッチング素子２０を制御してよい。

以下に、制御部１７による、複数の電磁波放射回路１５における放射スイッチング素子１６、放電スイッチング素子２０、及び充電スイッチング素子２１の制御の具体例を説明する。以下の説明において、複数の電磁波放射回路１５を、それぞれ第１の電磁波放射回路１５１、第２の電磁波放射回路１５２、・・・、第ｎの電磁波放射回路１５ｎと呼ぶ。ｎは、３以上の自然数である。第１の電磁波放射回路１５１に含まれる電磁波放射素子１８、コンデンサ１９、及び放電スイッチング素子２０を、第１の電磁波放射素子１８１、第１のコンデンサ１９１、及び第１の放電スイッチング素子２０１と呼ぶ。第２の電磁波放射回路１５２に含まれる電磁波放射素子１８、コンデンサ１９、及び放電スイッチング素子２０を、第２の電磁波放射素子１８２、第２のコンデンサ１９２、及び第２の放電スイッチング素子２０２と呼ぶ。第ｎの電磁波放射回路１５ｎに含まれる電磁波放射素子１８、コンデンサ１９、及び放電スイッチング素子２０を、第ｎの電磁波放射素子１８ｎ、第ｎのコンデンサ１９ｎ、及び第ｎの放電スイッチング素子２０ｎと呼ぶ。

図４に示すように、制御部１７は、タイミングｔ１において、第１の充電スイッチング素子２１１の通電を開始させることにより、第１のコンデンサ１９１の充電を開始する（「第１の充電スイッチング素子」欄参照）。制御部１７は、タイミングｔ１から所定の充電時間の経過後のタイミングｔ２において、第１の充電スイッチング素子２１１を遮断することにより（「第１の充電スイッチング素子」欄参照）、第１のコンデンサ１９１の充電を終了させる（「第１の電磁波放射回路」欄参照）。

制御部１７は、タイミングｔ２において、放射スイッチング素子１６を通電させることにより（「放射スイッチング素子」欄参照）、第１の電磁波放射素子１８１を発光させ、測定光を放射させる（「第１の電磁波放射回路」欄参照）。

制御部１７は、第１の電磁波放射素子１８１の発光終了から所定の測距時間の経過後であるタイミングｔ３において、第２の放電スイッチング素子２０２以外の全放電スイッチング素子２０を通電することにより（「第１の放電スイッチング素子」、「第ｎの放電スイッチング素子」欄参照）、第２のコンデンサ１９２以外の全コンデンサ１９を放電させる（「第１の電磁波放射回路」、「第ｎの電磁波放射回路」欄参照）。

制御部１７は、第２の放電スイッチング素子２０２以外の全放電スイッチング素子２０を通電した後のタイミングｔ４において、第２の充電スイッチング素子２１２の通電を開始させることにより、第２のコンデンサ１９２の充電を開始する（「第２の充電スイッチング素子」欄参照）。制御部１７は、タイミングｔ４から所定の充電時間の経過後のタイミングｔ５において、第２の放電スイッチング素子２０２以外の全放電スイッチング素子２０を遮断することにより（「第１の放電スイッチング素子」、「第ｎの放電スイッチング素子」欄参照）、第２のコンデンサ１９２以外の全コンデンサ１９の放電を終了させる（「第１の電磁波放射回路」、「第ｎの電磁波放射回路」欄参照）。又、制御部１７は、タイミングｔ５において、第２の充電スイッチング素子２１２を遮断することにより（「第２の充電スイッチング素子」欄参照）、第２のコンデンサ１９２の充電を終了させる（「第２の電磁波放射回路」欄参照）。制御部１７は、タイミングｔ５において第２のコンデンサ１９２の充電及び第２のコンデンサ１９２以外の全コンデンサ１９の放電を終了させるように、第２の充電スイッチング素子２１２及び第２の放電スイッチング素子２０２以外の全放電スイッチング素子２０を制御する。測距装置１１は、制御部１７によって、測距中にコンデンサ１９の充電及び放電を行わないように制御されるため、検出部１３の検出信号にノイズを混入させる可能性を低減し得る。

制御部１７は、タイミングｔ５において、放射スイッチング素子１６を通電させることにより（「放射スイッチング素子」欄参照）、第２の電磁波放射素子１８２を発光させ、測定光を放射させる（「第２の電磁波放射回路」欄参照）。

制御部１７は、第２の電磁波放射素子１８２の発光終了から所定の測距時間の経過後であるタイミングｔ６において、第２の電磁波放射素子１８２の次に発光させる電磁波放射素子１８以外の全電磁波放射素子１８それぞれの放電スイッチング素子２０を通電することにより（「第２の放電スイッチング素子」、「第ｎの放電スイッチング素子」欄参照）、当該次に発光させる電磁波放射素子１８以外の全コンデンサ１９を放電させる（「第１の電磁波放射回路」、「第２の電磁波放射回路」、「第ｎの電磁波放射回路」欄参照）。制御部１７は、第２の電磁波放射回路において放射及び測距が行われる、タイミングｔ５からタイミングｔ６まで間に、第２のコンデンサ１９２の充電及び第２のコンデンサ１９２以外の全コンデンサ１９の放電が行われないように、第２の充電スイッチング素子２１２及び第２の放電スイッチング素子２０２以外の全放電スイッチング素子２０を制御する。測距装置１１は、制御部１７によって、測距中にコンデンサ１９の充電及び放電を行わないように制御されるため、検出部１３の検出信号にノイズを混入させる可能性を低減し得る。

制御部１７は、以後、第１の電磁波放射回路１５１及び第２の電磁波放射回路１５２と類似した処理を行うことにより、各電磁波放射回路１５におけるコンデンサ１９の充電、電磁波放射素子１８の発光、及びコンデンサ１９の放電を行わせる。

制御部１７は、複数の電磁波放射回路１５の中で最後の順番に選択される第ｎの電磁波放射回路１５ｎにおける第ｎの放電スイッチング素子２０を通電した後のタイミングｔ７において、第１の充電スイッチング素子２１１の通電を開始させることにより、第１のコンデンサ１９１の充電を開始する（「第１の充電スイッチング素子」欄参照）。

制御部１７は、タイミングｔ７から所定の充電時間の経過後のタイミングｔ８において、第１の放電スイッチング素子２０１以外の全放電スイッチング素子２０を遮断することにより（「第２の放電スイッチング素子」、「第ｎの放電スイッチング素子」欄参照）、第１のコンデンサ１９１以外の全コンデンサ１９の放電を終了させる（「第２の電磁波放射回路」、「第ｎの電磁波放射回路」欄参照）。又、制御部１７は、タイミングｔ８において、第１の充電スイッチング素子２１１を遮断することにより（「第１の充電スイッチング素子」欄参照）、第１のコンデンサ１９１の充電を終了させる（「第１の電磁波放射回路」欄参照）。

制御部１７は、タイミングｔ８において、放射スイッチング素子１６を通電させることにより（「放射スイッチング素子」欄参照）、第１の電磁波放射素子１８１を発光させ、測定光を放射させる（「第１の電磁波放射回路」欄参照）。以後、制御部１７は、上記に類似した処理を繰返すことにより、第１の電磁波放射回路１５１、第２の電磁波放射回路１５２、・・・、第ｎの電磁波放射回路１５ｎからの発光を順番に繰返す。

電磁波放射装置１０から放射される測定光は、偏向角度を連続的に変化させるように偏向されてよい。測定光を連続的に偏向させながら対象ｏｂに照射することにより、測距装置１１は、走査型の測距センサとして機能してよい。

検出部１３は、測定光の波長帯域と少なくとも一部が重複する帯域の光を検出可能である。したがって、検出部１３は、前述のように、対象ｏｂに照射された測定光の反射散乱光を検出する。検出部１３は、反射散乱光を検出したことを示す検出情報を制御部１４に通知してよい。検出部１３は、例えば、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）及び測距イメージセンサ等の単一の素子である。又は、検出部１３は、電磁波放射装置１０による走査が行われない構成、言換えると広範囲に測定光が放射される構成においては、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、測距イメージングアレイ、及び測距イメージセンサ等の素子アレイであってよい。

制御部１４は、１以上のプロセッサ及びメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくともいずれかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。プロセッサは、ＰＬＤを含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡを含んでよい。制御部１４は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ、及びＳｉＰの少なくともいずれかを含んでもよい。

制御部１４は、検出部１３による反射散乱光の検出に基づき、電磁波放射装置１０が測定光を放射した空間における距離情報を生成する。制御部１４は、より具体的には、以下に説明するように、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、距離情報を生成してよい。

図５に示すように、制御部１４は、電磁波放射装置１０の制御部１７を介して放射スイッチング素子１６を通電させてよい（“放射スイッチング素子”欄参照）。充電されたコンデンサ１９と同じ電磁波放射回路１５に含まれる電磁波放射素子１８は、放射スイッチング素子１６の通電に基づいて測定光を放射してよい（“測定光放射量”欄参照）。電磁波放射素子１８が放射して対象ｏｂ上の任意の照射領域に照射された測定光は、当該照射領域において反射する。検出部１３は、当該照射領域において反射された反射散乱光を検出するとき（“反射散乱光検出量”欄参照）、前述のように、検出情報を制御部１７に通知する。

制御部１７は、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を有してよい。制御部１７は、電磁波放射素子１８に測定光を放射させた時期Ｔ１から、検出情報を取得（“検出情報取得”欄参照）した時期Ｔ２までの時間ΔＴを計測してよい。制御部１７は、当該時間ΔＴに、光速を乗算し、且つ２で除算することにより、照射位置までの距離を算出してよい。

測距装置１１は、上述のように、測定光を照射して、返ってくるまでの時間を直接測定するＤｉｒｅｃｔ ＴｏＦにより距離情報を作成する構成であるが、このような構成に限られない。

以上のような構成の本実施形態の電磁波放射装置１０は、電磁波放射素子１８、コンデンサ１９、及び放電スイッチング素子２０をそれぞれ含む複数の電磁波放射回路１５と、複数の電磁波放射回路１５に含まれる複数の電磁波放射素子１８のカソード側に接続され、当該複数の電磁波放射素子１８を通電させうる放射スイッチング素子１６と、複数の電磁波放射回路１５の中の任意の単一の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８を放射させた後、他の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８の放射前に、当該任意の単一の電磁波放射回路１５におけるコンデンサ１９を放電させる制御部１７と、を備える。このような構成により、電磁波放射装置１０は、複数の電磁波放射素子１８のカソード側に接続される放射スイッチング素子１６を用いながらも、電磁波放射素子１８の放射後、当該電磁波放射素子１８に電力を供給したコンデンサ１９に残る電荷を放電し得る。したがって、電磁波放射装置１０は、二重発光の可能性を低減させ得る。

また、本実施形態の電磁波放射装置１０は、任意の単一の電磁波放射回路１５における電磁波放射素子１８の通電後から、所定の測距時間の経過後に、当該任意の単一の電磁波放射回路１５における放電スイッチング素子２０によるコンデンサ１９の放電を開始させる。コンデンサ１９の放電は、周囲の電子機器にノイズを生じさせることがある。したがって、例えば、検出部１３を電磁波放射装置１０の近傍に配置する構成におけるコンデンサ１９の放電は、検出部１３の検出信号にノイズを混入させる可能性がある。その結果、例えば、測距装置１１において測距精度が低下する可能性がある。一方で、上述の構成を有する電磁波放射装置１０では、測距を終了した後にコンデンサ１９を放電するので、ノイズの発生の影響を低減し得る。

また、本実施形態の電磁波放射装置１０は、充電時間より放電時間が長くなるように充電スイッチング素子２１及び放電スイッチング素子２０を制御する。このような構成により、電磁波放射装置１０は、コンデンサ１９に電荷が残る可能性を低減し得るので、二重発光の可能性を更に低減し得る。

また、本実施形態の電磁波放射装置１０では、放電スイッチング素子２０のゲート電荷容量が、充電スイッチング素子２１のゲート電荷容量より大きい。このような構成により、電磁波放射装置１０は、コンデンサ１９に電荷が残る可能性を低減し得るので、二重発光の可能性を更に低減し得る。

以上、電磁波放射装置１０の実施形態を説明してきたが、本開示の実施形態としては、装置を実施するための方法又はプログラムの他、プログラムが記録された記憶媒体（一例として、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、磁気テープ、ハードディスク、又はメモリカード等）としての実施態様をとることも可能である。

また、プログラムの実装形態としては、コンパイラによってコンパイルされるオブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード等のアプリケーションプログラムに限定されることはなく、オペレーティングシステムに組み込まれるプログラムモジュール等の形態であってもよい。さらに、プログラムは、制御基板上のＣＰＵにおいてのみ全ての処理が実施されるように構成されてもされなくてもよい。プログラムは、必要に応じて基板に付加された拡張ボード又は拡張ユニットに実装された別の処理ユニットによってその一部又は全部が実施されるように構成されてもよい。

本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、本実施形態において、制御部１７は、任意の放電スイッチング素子２０以外の全放電スイッチング素子２０を通電した後に、任意の放電スイッチング素子２０と同じ電磁波放射回路１５の充電スイッチング素子２１の通電を開始させるが、任意の放電スイッチング素子２０以外の全放電スイッチング素子２０及び任意の放電スイッチング素子２０と同じ電磁波放射回路１５の充電スイッチング素子２１の通電を同時に行ってよい。又は、任意の充電スイッチング素子２１の通電の開始後に当該任意の充電スイッチング素子２１と同じ電磁波放射回路１５以外の全電磁波放射回路１５の放電スイッチング素子２０を通電させてよい。同一の電磁波放射回路１５における充電と放電とが重ならず、任意の電磁波放射回路１５における発光前に、他の全電磁波放射回路１５のコンデンサ１９の放電が終了していれば、充電と放電の順番は任意であってよい。

本開示に記載された構成要件の全て、及び／又は、開示された全ての方法、又は、処理の全てのステップについては、これらの特徴が相互に排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。また、本開示に記載された特徴の各々は、明示的に否定されない限り、同一の目的、同等の目的、または類似する目的のために働く代替の特徴に置換することができる。したがって、明示的に否定されない限り、開示された特徴の各々は、包括的な一連の同一、又は、均等となる特徴の一例にすぎない。

さらに、本開示に係る実施形態は、上述した実施形態のいずれの具体的構成にも制限されるものではない。本開示に係る実施形態は、本開示に記載された全ての新規な特徴、又は、それらの組合せ、あるいは記載された全ての新規な方法、又は、処理のステップ、又は、それらの組合せに拡張することができる。

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１の電磁波放射回路は、第２の電磁波放射回路と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

１０ 電磁波放射装置
１１ 測距装置
１２ 移動体
１３ 検出部
１４ 制御部
１５ 電磁波放射回路
１５１ 第１の電磁波放射回路
１５２ 第２の電磁波放射回路
１５ｎ 第ｎの電磁波放射回路
１６ 放射スイッチング素子
１７ 制御部
１８ 電磁波放射素子
１８１ 第１の電磁波放射素子
１８２ 第２の電磁波放射素子
１８ｎ 第ｎの電磁波放射素子
１９ コンデンサ
１９１ 第１のコンデンサ
１９２ 第２のコンデンサ
１９ｎ 第ｎのコンデンサ
２０ 放電スイッチング素子
２０１ 第１の放電スイッチング素子
２０２ 第２の放電スイッチング素子
２０ｎ 第ｎの放電スイッチング素子
２１ 充電スイッチング素子
２１１ 第１の充電スイッチング素子
２１２ 第２の充電スイッチング素子
２１ｎ 第ｎの充電スイッチング素子
２２ 電源
２３ 第１の抵抗
２４ 第２の抵抗
２５ インダクタ

Claims (6)

1. 電磁波放射素子、前記電磁波放射素子に電流を供給するコンデンサ、及び前記コンデンサを放電させる放電スイッチング素子とをそれぞれ含む複数の電磁波放射回路と、
   前記複数の電磁波放射回路に含まれる複数の電磁波放射素子のカソード側に接続され、該複数の電磁波放射素子を通電させうる放射スイッチング素子と、
   前記複数の電磁波放射回路の中の任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子を放射させた後、他の電磁波放射回路における電磁波放射素子の放射前に、該任意の電磁波放射回路におけるコンデンサを放電させる制御部と、を備える
   電磁波放射装置。
2. 請求項１に記載の電磁波放射装置において、
   前記電磁波放射回路は、前記コンデンサに充電を行わせる充電スイッチング素子を含み、
   前記制御部は、充電時間より放電時間が長くなるように、前記充電スイッチング素子及び前記放電スイッチング素子を制御する
   電磁波放射装置。
3. 請求項２に記載の電磁波放射装置を備え、前記電磁波放射装置から放射される電磁波を用いて対象との距離を測定する測距装置であって、
   前記制御部は、前記任意の電磁波放射回路における電磁波放射素子の放射後から、前記対象で反射した前記電磁波の反射波を検出して前記対象との距離を測定する所定の測距時間後に、該任意の電磁波放射回路におけるコンデンサの放電を開始させる
   測距装置。
4. 請求項３に記載の測距装置において、
   前記制御部は、測距する前に前記任意の電磁波放射回路におけるコンデンサの充電及び前記任意の電磁波放射回路以外のコンデンサの放電を行うように、前記充電スイッチング素子及び前記放電スイッチング素子を制御する
   測距装置。
5. 請求項３または４に記載の測距装置において、
   前記制御部は、前記対象との距離を測定している間に、前記任意の電磁波放射回路におけるコンデンサの充電及び前記任意の電磁波放射回路以外のコンデンサの放電が行われないように、前記充電スイッチング素子及び前記放電スイッチング素子を制御する
   測距装置。
6. 請求項３から５のいずれか一項に記載の測距装置を備える
   移動体。
   

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