JP2023180193A - Light-emitting device - Google Patents

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茂巳 石間
Shigemi Ishima
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Abstract

To provide a light-emitting device capable of lighting multiple light sources with a simple configuration.SOLUTION: A light-emitting device includes n light sources (n≥2), n power supply circuits respectively provided for the n light sources, and a switch installed between a ground side node of each of the n light sources and the ground, and the power supply circuit generates a power supply voltage for a corresponding one of the n light sources on the basis of the first signal, stops generation of the power supply voltage on the basis of a second signal, and the switch is turned on on the basis of a turn-on instruction and turned off on the basis of a turn-off instruction while the power supply voltage for the one light source is being generated.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device.

レーザーダイオード等の発光素子から出射される光に基づいて、対象物までの距離を測定する測定装置には、一般的に発光素子を駆動する駆動回路が設けられている(例えば、特許文献1)。 Measuring devices that measure the distance to an object based on light emitted from a light emitting element such as a laser diode are generally provided with a drive circuit that drives the light emitting element (for example, Patent Document 1) .

特開2021-28924号公報JP2021-28924A

特許文献1に開示されている駆動回路には、レベルシフト回路が設けられているため、一般的に駆動回路の構成は複雑となる。 Since the drive circuit disclosed in Patent Document 1 is provided with a level shift circuit, the structure of the drive circuit is generally complicated.

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な構成で複数の光源を点灯させることができる発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and an object thereof is to provide a light emitting device that can light a plurality of light sources with a simple configuration.

本発明の一態様は、n個(n≧2)の光源と、前記n個の光源のそれぞれに設けられた前記n個の電源回路と、前記n個の光源のそれぞれの接地側のノードと、接地との間に設けられたスイッチと、を備え、前記電源回路は、第1信号に基づいて、前記n個の光源のうち対応する1つの光源に対する電源電圧を生成し、第2信号に基づいて、前記電源電圧の生成を停止し、前記スイッチは、前記1つの光源に対する前記電源電圧が生成されている際に、点灯指示に基づいてオンし、消灯指示に基づいてオフする、発光装置である。 One aspect of the present invention includes n light sources (n≧2), the n power supply circuits provided for each of the n light sources, and a ground-side node of each of the n light sources. , and a switch provided between ground and the power supply circuit, the power supply circuit generates a power supply voltage for a corresponding one of the n light sources based on the first signal, and generates a power supply voltage for a corresponding one of the n light sources based on the first signal, and the light emitting device, wherein the switch is turned on based on a turn-on instruction and turned off based on a turn-off instruction while the power supply voltage for the one light source is being generated; It is.

本発明によれば、簡易な構成で複数の光源を点灯させることができる発光装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light emitting device that can light up a plurality of light sources with a simple configuration.

測定装置10の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a measuring device 10. FIG. 発光装置20aの一例を示す図である。It is a figure showing an example of light emitting device 20a. 光源D0の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the composition of light source D0. 発光装置20bの一例を示す図である。It is a figure showing an example of light emitting device 20b. 信号S10~S19を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining signals S10 to S19. 発光装置20bの動作を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the light emitting device 20b. 発光装置20bの電流波形の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a current waveform of light emitting device 20b. 発光装置20cの一例を示す図である。It is a diagram showing an example of a light emitting device 20c. 発光装置20cの電流波形の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a current waveform of light emitting device 20c.

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。また、ここでは、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。 From the description of this specification and the attached drawings, at least the following matters will become clear. In addition, here, the same or equivalent components, members, etc. shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted as appropriate.

=====本実施形態=====
<<測定装置10の概要>>
測定装置10は、いわゆるLiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)としての機能を有し、対象物11までの距離を測定する装置である。具体的には、測定装置10は、測定光を出射するとともに、対象物11の表面で反射した反射光を検出するTOF方式(Time of flight)に基づいて、対象物11までの距離を測定する。また、測定装置10は、例えば図示しない車両に設置され、発光装置20、受光装置21、及び制御装置22を含んで構成される。
=====This embodiment =====
<<Overview of measuring device 10>>
The measuring device 10 has a function as so-called LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging), and is a device that measures the distance to the target object 11. Specifically, the measuring device 10 measures the distance to the object 11 based on the TOF method (Time of Flight), which emits measurement light and detects the reflected light reflected from the surface of the object 11. . Further, the measuring device 10 is installed, for example, in a vehicle (not shown), and includes a light emitting device 20, a light receiving device 21, and a control device 22.

対象物11は、例えば、測定装置10が設置された車両とは異なる車両、人、または街灯や建物等の構造物である。 The target object 11 is, for example, a vehicle different from the vehicle in which the measuring device 10 is installed, a person, or a structure such as a street light or a building.

発光装置20は、制御装置22(後述)からの制御に基づいて、対象物11に対して測定光を出射する。なお、発光装置20の詳細については後述する。 The light emitting device 20 emits measurement light to the object 11 based on control from a control device 22 (described later). Note that details of the light emitting device 20 will be described later.

受光装置21は、対象物11からの反射光を受光し、反射光に関する情報(例えば、タイミングやレベル)を制御装置22に出力する。 The light receiving device 21 receives reflected light from the object 11 and outputs information regarding the reflected light (for example, timing and level) to the control device 22 .

制御装置22は、測定装置10を統括制御する装置である。具体的には、制御装置22は、発光装置20からの測定光の出射を制御するとともに、受光装置21からの出力に基づいて、対象物11までの距離をTOF方式(Time of flight)で測定する。なお、ここでは図示は省略するが、制御装置22は、例えば、記憶装置、及び記憶装置に格納されたプログラムを実行する演算装置を含む。 The control device 22 is a device that centrally controls the measuring device 10. Specifically, the control device 22 controls the emission of measurement light from the light emitting device 20, and measures the distance to the object 11 based on the output from the light receiving device 21 using the TOF method (Time of Flight). do. Although not shown here, the control device 22 includes, for example, a storage device and an arithmetic device that executes a program stored in the storage device.

<<発光装置20aの詳細>>
図2は、一般的な発光装置20aの構成の一例を示す図である。発光装置20aは、光源D0~D9、コンデンサ40、電源回路50~59、及び制御回路60を含んで構成される。なお、図2では、便宜上、発光装置20aの一部の構成(光源D2~D8、電源回路52~58)を省略している。
<<Details of the light emitting device 20a>>
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a general light emitting device 20a. The light emitting device 20a includes light sources D0 to D9, a capacitor 40, power circuits 50 to 59, and a control circuit 60. Note that in FIG. 2, for convenience, some components of the light emitting device 20a (light sources D2 to D8 and power supply circuits 52 to 58) are omitted.

==光源について==
光源D0は、例えば赤外領域の測定光を出射することができる面発光レーザー(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を含む。具体的には、光源D0は、図3に例示するように、例えば16個のレーザーダイオード100~115と、レーザーダイオード100~115からの光の配光を調整する光学部材120と、を含んで構成される。
==About the light source==
The light source D0 includes, for example, a vertical cavity surface emitting laser that can emit measurement light in an infrared region. Specifically, the light source D0 includes, for example, 16 laser diodes 100 to 115 and an optical member 120 that adjusts the light distribution of the light from the laser diodes 100 to 115, as illustrated in FIG. configured.

レーザーダイオード100~115のそれぞれのカソードは共通であり、それぞれのアノードも共通である。このため、レーザーダイオード100~115のそれぞれから出射される光が、1つの光源D0からの測定光となる。なお、ここでは、光源D0は、16個のレーザーダイオード100~115を含むこととしたが、他の数(例えば、8個や32個)であっても良い。 The cathodes of each of the laser diodes 100-115 are common, and the anodes of each of them are also common. Therefore, the light emitted from each of the laser diodes 100 to 115 becomes measurement light from one light source D0. Here, the light source D0 includes 16 laser diodes 100 to 115, but the number may be other (for example, 8 or 32).

光学部材120は、例えば、光学拡散素子(LSD:Light Shaping Diffuser)であり、光源D0からの光の配光が所望となるよう、レーザーダイオード100~115のそれぞれから出射される光を拡散する(つまり、調整する)部材である。なお、ここでは、光学部材120としてLSDを用いることとしたが、光源D0からの光の配光を所望のパターンとできるであればどのような部材でも良い。 The optical member 120 is, for example, an optical diffusing element (LSD: Light Shaping Diffuser), and diffuses the light emitted from each of the laser diodes 100 to 115 so that the light distribution from the light source D0 becomes desired ( In other words, it is a member (to be adjusted). Although an LSD is used here as the optical member 120, any member may be used as long as it can distribute the light from the light source D0 in a desired pattern.

光源D1~D9のそれぞれは、光源D0と同じ面発光レーザー(以下、単に「VCSEL」と称する)と、光学部材120とを含むため、ここでは詳細な説明は省略する。また、9個の光源D0~D9は、「n個(nは、2以上の整数)」の光源に相当する。また、以下、光源D0を、便宜上VCSELとして説明することがある。 Each of the light sources D1 to D9 includes the same surface-emitting laser (hereinafter simply referred to as "VCSEL") and an optical member 120 as the light source D0, so a detailed description thereof will be omitted here. Further, the nine light sources D0 to D9 correspond to "n (n is an integer of 2 or more)" light sources. Further, hereinafter, the light source D0 may be described as a VCSEL for convenience.

==コンデンサ40ついて==
コンデンサ40は、電源回路50~59へ供給される所定の電源電圧Vdd1(例えば、数十V)を安定化させるための素子である。コンデンサ40には、所定の電源電圧Vdd1が印加される。
==About capacitor 40==
The capacitor 40 is an element for stabilizing a predetermined power supply voltage Vdd1 (for example, several tens of V) supplied to the power supply circuits 50 to 59. A predetermined power supply voltage Vdd1 is applied to the capacitor 40.

==電源回路50の詳細==
電源回路50は、電源電圧Vdd1と、制御回路60からの信号S0とに基づいて、光源D0を点灯させるための電源電圧V0を生成する回路である。具体的には、電源回路50は、制御回路60から光源D0を点灯させるべく、ハイレベル(以下、「Hレベル」)の信号S0が入力されると、電源電圧V0を生成する。一方、電源回路50は、制御回路60から光源D0を消灯させるべく、ローレベル(以下、「Lレベル」)の信号S0が入力されると、電源電圧V0の生成を停止する。
==Details of power supply circuit 50==
The power supply circuit 50 is a circuit that generates a power supply voltage V0 for lighting the light source D0 based on the power supply voltage Vdd1 and the signal S0 from the control circuit 60. Specifically, the power supply circuit 50 generates the power supply voltage V0 when a high level (hereinafter referred to as "H level") signal S0 is input from the control circuit 60 to turn on the light source D0. On the other hand, when the power supply circuit 50 receives a low level (hereinafter referred to as "L level") signal S0 from the control circuit 60 to turn off the light source D0, it stops generating the power supply voltage V0.

電源回路50は、ダイオード200、コンデンサ201、バッファ210、トランス211、集積回路(IC)212、及び抵抗213を含んで構成される。 The power supply circuit 50 includes a diode 200, a capacitor 201, a buffer 210, a transformer 211, an integrated circuit (IC) 212, and a resistor 213.

ダイオード200は、コンデンサ201とともに、IC212(後述)を動作させるための電源電圧を生成する素子である。ダイオード200のアノードには、電源電圧Vdd2(例えば、5V)が印加され、ダイオード200のカソードは、コンデンサ201に接続されている。 The diode 200, together with the capacitor 201, is an element that generates a power supply voltage for operating an IC 212 (described later). A power supply voltage Vdd2 (eg, 5V) is applied to the anode of the diode 200, and the cathode of the diode 200 is connected to the capacitor 201.

コンデンサ201には、ダイオード200からの電流が充電されると、IC212を動作させるための電源電圧が発生する。 When the capacitor 201 is charged with the current from the diode 200, a power supply voltage for operating the IC 212 is generated.

バッファ210は、信号S0と同じ論理レベルの信号Sa0をトランス211に出力する。具体的には、バッファ210は、Hレベルの信号S0に基づいて、Hレベルの信号Sa0を出力し、Lレベルの信号S0に基づいて、Lレベルの信号Sa0を出力する。ここで、信号S0は、IC212の駆動用トランジスタ231(後述)のオン、オフを制御するための信号であり、信号S0のLレベルは、例えば0Vであり、Hレベルは、例えば3Vである。 Buffer 210 outputs signal Sa0 having the same logic level as signal S0 to transformer 211. Specifically, the buffer 210 outputs the H level signal Sa0 based on the H level signal S0, and outputs the L level signal Sa0 based on the L level signal S0. Here, the signal S0 is a signal for controlling on/off of a driving transistor 231 (described later) of the IC 212, and the L level of the signal S0 is, for example, 0V, and the H level is, for example, 3V.

トランス211は、入力される信号の振幅を維持しつつ、直流レベルを変換して出力する絶縁型のトランスであり、1次コイル220と、1次コイル220に電磁結合される2次コイル221とを含んで構成される。 The transformer 211 is an insulated transformer that converts and outputs the DC level while maintaining the amplitude of the input signal, and includes a primary coil 220 and a secondary coil 221 that is electromagnetically coupled to the primary coil 220. It consists of:

ここで、トランス211は、いわゆるレベルシフト回路として機能する。このため、トランス211は、接地電圧(0V)を基準として論理レベルが変化する信号Sa0を、電源電圧V0を基準として変化する信号Sb0に変換する。つまり、トランス211は、信号Sa0がHレベルの場合、2次コイル221に、Hレベルの信号Sb0を発生させ、信号Sa0がLレベルの場合、2次コイル221に、Lレベルの信号Sb0を発生させる。 Here, the transformer 211 functions as a so-called level shift circuit. Therefore, the transformer 211 converts the signal Sa0, whose logic level changes with respect to the ground voltage (0V), into the signal Sb0, which changes with the power supply voltage V0 as a reference. In other words, the transformer 211 causes the secondary coil 221 to generate the H level signal Sb0 when the signal Sa0 is at the H level, and causes the secondary coil 221 to generate the L level signal Sb0 when the signal Sa0 is at the L level. let

ここでは、いわゆるレベルシフト回路としてトランス211を用いたが、これに限られず、他の構成(例えば、フォトカプラ等を含む回路)を用いても良い。 Although the transformer 211 is used here as a so-called level shift circuit, the present invention is not limited to this, and other configurations (for example, a circuit including a photocoupler or the like) may be used.

IC212は、2次コイル221からの信号Sb0がHレベルの場合、光源D0への電源電圧V0を生成し、信号Sb0がLレベルの場合、電源電圧V0の生成を停止する。IC212は、バッファ230、及び駆動用トランジスタ231を含んで構成される。 The IC 212 generates the power supply voltage V0 to the light source D0 when the signal Sb0 from the secondary coil 221 is at the H level, and stops generating the power supply voltage V0 when the signal Sb0 is at the L level. The IC 212 includes a buffer 230 and a driving transistor 231.

バッファ230は、信号Sb0と同じ論理レベルの信号を、駆動用トランジスタ231に出力する。具体的には、2次コイル221からHレベルの信号Sb0が出力されると、バッファ230は、Hレベルの信号を駆動用トランジスタ231に出力する。この結果、駆動用トランジスタ231は、オンとなる。 The buffer 230 outputs a signal at the same logic level as the signal Sb0 to the driving transistor 231. Specifically, when the secondary coil 221 outputs the H level signal Sb0, the buffer 230 outputs the H level signal to the driving transistor 231. As a result, the driving transistor 231 is turned on.

一方、2次コイル221からLレベルの信号Sb0が出力されると、バッファ230は、Lレベルの信号を駆動用トランジスタ231に出力する。この結果、駆動用トランジスタ231は、オフとなる。 On the other hand, when the secondary coil 221 outputs the L level signal Sb0, the buffer 230 outputs the L level signal to the driving transistor 231. As a result, the driving transistor 231 is turned off.

ここで、駆動用トランジスタ231がオンとなると、光源D0のアノード側のラインL0の電源電圧V0は、ほぼ電源電圧Vdd1まで上昇する。高いレベルの電源電圧V0が光源D0のアノード側のラインL0に印加されるため、光源D0は点灯する(測定光を出射する)ことになる。 Here, when the driving transistor 231 is turned on, the power supply voltage V0 of the line L0 on the anode side of the light source D0 rises to approximately the power supply voltage Vdd1. Since the high level power supply voltage V0 is applied to the line L0 on the anode side of the light source D0, the light source D0 is turned on (emits measurement light).

なお、抵抗213は、光源D0に流れる電流を制限するための素子である。また、駆動用トランジスタ231がオンとなると、駆動用トランジスタ231のソース電極が接続されたラインL0の電圧は、ほぼ電源電圧Vdd1(例えば、数十V)まで上昇する。したがって、駆動用トランジスタ231のオン状態を維持するためには、駆動用トランジスタ231のゲート電極に、ラインL0の電圧から、駆動用トランジスタ231の閾値より高い電圧を印加し続ける必要がある。 Note that the resistor 213 is an element for limiting the current flowing to the light source D0. Further, when the driving transistor 231 is turned on, the voltage of the line L0 to which the source electrode of the driving transistor 231 is connected rises to approximately the power supply voltage Vdd1 (for example, several tens of V). Therefore, in order to maintain the on state of the driving transistor 231, it is necessary to continue applying a voltage higher than the threshold of the driving transistor 231 from the voltage of the line L0 to the gate electrode of the driving transistor 231.

図2の電源回路50では、トランス211は、信号Sa0の直流レベルをシフトし、信号Sb0として2次側に出力する。このため、トランス211の2次側の信号Sb0は、ラインL0の電圧を基準として、論理レベル(Hレベル、またはLレベル)が変化することになる。この結果、電源回路50では、接地電圧(0V)を基準として変化する信号S0に基づいて、駆動用トランジスタ231のオン、オフを制御することができる。 In the power supply circuit 50 of FIG. 2, the transformer 211 shifts the DC level of the signal Sa0 and outputs it to the secondary side as the signal Sb0. Therefore, the logic level (H level or L level) of the signal Sb0 on the secondary side of the transformer 211 changes with reference to the voltage of the line L0. As a result, in the power supply circuit 50, the driving transistor 231 can be turned on or off based on the signal S0 that changes with respect to the ground voltage (0V).

なお、信号S0がLレベルとなり、駆動用トランジスタ231がオフすると、電源回路50は電源電圧V0の生成を停止する。この結果、光源D0への電源電圧V0の供給も停止されるため、光源D0は消灯されることになる。 Note that when the signal S0 becomes L level and the driving transistor 231 is turned off, the power supply circuit 50 stops generating the power supply voltage V0. As a result, the supply of the power supply voltage V0 to the light source D0 is also stopped, so the light source D0 is turned off.

==電源回路51~59について==
電源回路51~59のそれぞれは、電源回路50と同様に、信号S1~S9に基づいて、光源D1~D9の電源電圧V1~V9を生成する。このため、ここでは、電源回路51~59の詳細な説明は省略する。
== Regarding power supply circuits 51 to 59 ==
Like the power supply circuit 50, each of the power supply circuits 51 to 59 generates power supply voltages V1 to V9 for the light sources D1 to D9 based on the signals S1 to S9. Therefore, detailed explanation of the power supply circuits 51 to 59 will be omitted here.

==制御回路60について==
制御回路60は、図1の制御装置22からの点灯開始指示に基づいて、光源D0~D9が順次点灯するよう、電源回路50~59のそれぞれを制御する。ここで、「光源D0~D9が順次点灯する」とは、10個の光源D0~D9のうち、例えば、光源D0,D1・・・D9の順番に、光源が1つずつ点灯することをいう。このため、光源D0~D9のうち、例えば、光源D0が点灯している際には、他の光源D1~D9は消灯しており、例えば、光源D1が点灯している際には、光源D0,D2~D9は消灯している。
==About the control circuit 60==
The control circuit 60 controls each of the power supply circuits 50 to 59 so that the light sources D0 to D9 are sequentially lit based on a lighting start instruction from the control device 22 of FIG. Here, "the light sources D0 to D9 are turned on in sequence" means that among the 10 light sources D0 to D9, for example, the light sources are turned on one by one in the order of light sources D0, D1...D9. . Therefore, among the light sources D0 to D9, for example, when the light source D0 is lit, the other light sources D1 to D9 are off, and for example, when the light source D1 is lit, the light source D0 is turned off. , D2 to D9 are off.

したがって、制御回路60は、信号S0~S9のうち、点灯させる光源に対応する1つの信号のレベルをHレベルとし、他の9つの信号のレベルをLレベルとする。このような信号S0~S9が出力されることにより、光源D0~D9は順次点灯されることになる。 Therefore, among the signals S0 to S9, the control circuit 60 sets the level of one signal corresponding to the light source to be turned on to the H level, and sets the levels of the other nine signals to the L level. By outputting such signals S0 to S9, the light sources D0 to D9 are sequentially turned on.

ところで、図2の発光装置20aの電源回路50~59のそれぞれは、トランス211やIC212等の多数の部品を含む。このため、一般的には、発光装置20aにおいて、電源回路50~59が占める実装スペースが広くなる。 Incidentally, each of the power supply circuits 50 to 59 of the light emitting device 20a in FIG. 2 includes a large number of components such as a transformer 211 and an IC 212. Therefore, in general, the mounting space occupied by the power supply circuits 50 to 59 becomes larger in the light emitting device 20a.

また、信号S0をレベルシフトするトランス211や、バッファ230の電源電圧を生成するコンデンサ201は、比較的大きい寄生インダクタや寄生容量を含むため、光源D0の電源電圧V0の精度が悪化することがある。そこで、本実施形態の測定装置10では、簡易な構成で動作する発光装置20bを用いている。 Furthermore, since the transformer 211 that level-shifts the signal S0 and the capacitor 201 that generates the power supply voltage of the buffer 230 include relatively large parasitic inductors and parasitic capacitances, the accuracy of the power supply voltage V0 of the light source D0 may deteriorate. . Therefore, the measuring device 10 of this embodiment uses a light emitting device 20b that operates with a simple configuration.

<<発光装置20bの詳細>>
図4に示す発光装置20bは、制御装置22からの点灯開始指示に基づいて、光源D0~D9を点灯させる装置であり、光源D0~D9、コンデンサ40、IC41、電源回路70~79、及び制御回路80を含んで構成される。なお、図4と、図2とで、同じ符号が付された構成は同じである。したがって、ここでは、IC41、電源回路70~79、及び制御回路80を中心に説明する。なお、図4では、便宜上、発光装置20bの一部の構成(光源D2~D8、電源回路72~78)を省略している。
<<Details of light emitting device 20b>>
The light emitting device 20b shown in FIG. 4 is a device that lights up the light sources D0 to D9 based on a lighting start instruction from the control device 22, and includes the light sources D0 to D9, the capacitor 40, the IC 41, the power supply circuits 70 to 79, and the control device 20b. It is configured to include a circuit 80. Note that the structures denoted by the same reference numerals in FIG. 4 and FIG. 2 are the same. Therefore, the IC 41, power supply circuits 70 to 79, and control circuit 80 will be mainly described here. Note that in FIG. 4, for convenience, some components of the light emitting device 20b (light sources D2 to D8 and power supply circuits 72 to 78) are omitted.

==IC41について==
IC41は、光源D0~D9のうち、電源電圧が印加されている光源を点灯させる回路である。本実施形態のIC41は、光源D0~D9のそれぞれの接地側のノードと、接地との間に設けられている。なお、「光源D0の接地側のノード」とは、例えば、光源D0を構成するレーザーダイオード100~115のカソードが接続されたノードである。
==About IC41==
The IC41 is a circuit that lights up the light source to which a power supply voltage is applied among the light sources D0 to D9. The IC 41 of this embodiment is provided between the ground and the ground side node of each of the light sources D0 to D9. Note that the "ground side node of the light source D0" is, for example, a node to which the cathodes of the laser diodes 100 to 115 constituting the light source D0 are connected.

IC41は、図2のIC212と同様の回路であり、バッファ300、及び駆動用トランジスタ301を含んで構成される。 The IC 41 is a circuit similar to the IC 212 in FIG. 2, and includes a buffer 300 and a driving transistor 301.

バッファ300は、バッファ230と同様に、入力される信号と同じ論理レベルの信号を駆動用トランジスタ301に出力する。本実施形態では、バッファ300には、制御回路80(後述)からの信号S20が入力される。このため、バッファ300は、Hレベルの信号S20に基づいて、駆動用トランジスタ301をオンし、Lレベルの信号S20に基づいて、駆動用トランジスタ301をオフする。 Like the buffer 230, the buffer 300 outputs a signal having the same logic level as the input signal to the driving transistor 301. In this embodiment, a signal S20 from a control circuit 80 (described later) is input to the buffer 300. Therefore, the buffer 300 turns on the driving transistor 301 based on the H level signal S20, and turns off the driving transistor 301 based on the L level signal S20.

なお、Hレベルの信号S20は、光源を点灯させるための「点灯指示」に相当し、Lレベルの信号S20は、光源を消灯させるための「消灯指示」に相当する。 Note that the H level signal S20 corresponds to a "lighting instruction" to turn on the light source, and the L level signal S20 corresponds to a "lighting out instruction" to turn off the light source.

駆動用トランジスタ301は、ドレイン電極が、光源D0~D9の接地側のノードに接続され、ソース電極が接地されている。このため、駆動用トランジスタ301がオンとなると、光源D0~D9のうち、電源電圧が印加されている光源に電流が流れ、点灯することになる。なお、駆動用トランジスタ301がオフとなると、光源D0~D9から接地への電流の経路が遮断されるため、光源D0~D9の全ては消灯することになる。 The driving transistor 301 has a drain electrode connected to a node on the ground side of the light sources D0 to D9, and a source electrode grounded. Therefore, when the driving transistor 301 is turned on, a current flows to the light source to which the power supply voltage is applied among the light sources D0 to D9, and the light source is turned on. Note that when the driving transistor 301 is turned off, the current path from the light sources D0 to D9 to the ground is cut off, so all of the light sources D0 to D9 are turned off.

本実施形態の駆動用トランジスタ301は、「スイッチ」に相当する。なお、本実施形態では、「スイッチ」として、駆動用トランジスタ301にGa(窒化ガリウム)のN型のFET(Field effect transistor)を用いるが、例えば、他の化合物トランジスタや、一般的なMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタを用いても良い。 The driving transistor 301 of this embodiment corresponds to a "switch". In this embodiment, a Ga (gallium nitride) N-type FET (Field effect transistor) is used as the drive transistor 301 as a "switch", but other compound transistors, general MOS transistors, A bipolar transistor may also be used.

==電源回路70の詳細==
電源回路70は、信号S10に基づいて、光源D0を点灯させるための電源電圧V10を生成する回路である。具体的には、電源回路70は、Hレベルの信号S10が入力されると、電源電圧V10を生成し、Lレベルの信号S10が入力されると、電源電圧V10の生成を停止する。
==Details of power supply circuit 70==
The power supply circuit 70 is a circuit that generates a power supply voltage V10 for lighting the light source D0 based on the signal S10. Specifically, the power supply circuit 70 generates the power supply voltage V10 when the H level signal S10 is input, and stops generating the power supply voltage V10 when the L level signal S10 is input.

電源回路70は、バッファ310、PMOSトランジスタ311、NMOSトランジスタ312、抵抗313、及びコンデンサ314を含んで構成される。 The power supply circuit 70 includes a buffer 310, a PMOS transistor 311, an NMOS transistor 312, a resistor 313, and a capacitor 314.

バッファ310は、信号S10の論理レベルを反転した信号Sc0を出力するインバータとして動作する。このため、バッファ310は、HレベルのS10に基づいて、Lレベルの信号Sc0を出力し、LレベルのS10に基づいて、Hレベルの信号Sc0を出力する。 Buffer 310 operates as an inverter that outputs signal Sc0, which is the logic level of signal S10 inverted. Therefore, the buffer 310 outputs the L level signal Sc0 based on the H level S10, and outputs the H level signal Sc0 based on the L level S10.

PMOSトランジスタ311のゲート電極と、NMOSトランジスタ312のゲート電極とは接続され、PMOSトランジスタ311のドレイン電極と、NMOSトランジスタ312のドレイン電極とは接続されている。このため、PMOSトランジスタ311、及びNMOSトランジスタ312は、いわゆるプッシュプル回路を構成する。 The gate electrode of the PMOS transistor 311 and the gate electrode of the NMOS transistor 312 are connected, and the drain electrode of the PMOS transistor 311 and the drain electrode of the NMOS transistor 312 are connected. Therefore, the PMOS transistor 311 and the NMOS transistor 312 constitute a so-called push-pull circuit.

本実施形態では、信号Sc0がLレベルとなると、PMOSトランジスタ311がオンし、NMOSトランジスタ312がオフする。この結果、コンデンサ314は充電され、ほぼ電源電圧Vdd1(例えば、数十V)まで上昇する。 In this embodiment, when the signal Sc0 becomes L level, the PMOS transistor 311 is turned on and the NMOS transistor 312 is turned off. As a result, the capacitor 314 is charged and rises to approximately the power supply voltage Vdd1 (for example, several tens of V).

また、信号Sc0がHレベルとなると、PMOSトランジスタ311がオフし、NMOSトランジスタ312がオンするため、コンデンサ314は放電される。なお、この際、コンデンサ314の充電電圧は、ほぼ0Vまで低下する。 Further, when the signal Sc0 becomes H level, the PMOS transistor 311 is turned off and the NMOS transistor 312 is turned on, so that the capacitor 314 is discharged. Note that at this time, the charging voltage of the capacitor 314 decreases to approximately 0V.

ここで、本実施形態ではコンデンサ314の一端は、ラインL10を介して光源D0のアノードに接続されている。このため、コンデンサ314の充電電圧が、電源回路70が生成する電源電圧V10となる。 Here, in this embodiment, one end of the capacitor 314 is connected to the anode of the light source D0 via the line L10. Therefore, the charging voltage of the capacitor 314 becomes the power supply voltage V10 generated by the power supply circuit 70.

このように、電源回路70は、信号S10の論理レベルに基づいて、光源D0を点灯させるための電源電圧V10の生成、または電源電圧V10の生成の停止を実行することができる。 In this way, the power supply circuit 70 can generate the power supply voltage V10 for lighting the light source D0 or stop generating the power supply voltage V10, based on the logic level of the signal S10.

なお、本実施形態では、バッファ310、PMOSトランジスタ311、及びNMOSトランジスタ312は、コンデンサ314を充放電する「充放電回路」に相当する。また、上述したプッシュプル回路と、コンデンサ314との間に設けられた抵抗313は、コンデンサ314を充放電する電流を制限する素子である。さらに、電源回路70は、光源D0~D9のうち、「対応する1つの光源D0」に対する電源電圧V10を生成する回路に相当する。また、コンデンサ314は、「第1コンデンサ」に相当する Note that in this embodiment, the buffer 310, the PMOS transistor 311, and the NMOS transistor 312 correspond to a "charging and discharging circuit" that charges and discharges the capacitor 314. Further, the resistor 313 provided between the push-pull circuit described above and the capacitor 314 is an element that limits the current that charges and discharges the capacitor 314. Further, the power supply circuit 70 corresponds to a circuit that generates a power supply voltage V10 for "one corresponding light source D0" among the light sources D0 to D9. Further, the capacitor 314 corresponds to a "first capacitor".

==電源回路71~79について==
電源回路71~79のそれぞれは、電源回路70と同様に、信号S11~S19に基づいて、光源D11~D19の電源電圧V11~V19を生成する。このため、ここでは、電源回路71~79の詳細な説明は省略する。なお、本実施形態では、電源回路70~79は、光源D0~D9のそれぞれに設けられている。
== Regarding power supply circuits 71 to 79 ==
Like the power supply circuit 70, each of the power supply circuits 71 to 79 generates power supply voltages V11 to V19 for the light sources D11 to D19 based on the signals S11 to S19. Therefore, detailed explanation of the power supply circuits 71 to 79 will be omitted here. Note that in this embodiment, the power supply circuits 70 to 79 are provided for each of the light sources D0 to D9.

==制御回路80について==
制御回路80は、図1の制御装置22からの点灯開始指示に基づいて、光源D0~D9が順次点灯できるよう、電源回路70~79のそれぞれを制御する。具体的には、制御回路80は、信号S10~S19のうち、点灯させる光源に対応する電源回路への信号のレベルをHレベルとし、他の9つの信号のレベルをLレベルとする。
==About the control circuit 80==
The control circuit 80 controls each of the power supply circuits 70 to 79 so that the light sources D0 to D9 can be sequentially turned on based on a lighting start instruction from the control device 22 of FIG. Specifically, among the signals S10 to S19, the control circuit 80 sets the level of the signal sent to the power supply circuit corresponding to the light source to be turned on to the H level, and sets the level of the other nine signals to the L level.

また、制御回路80は、点灯開始指示が入力されると、対象となる光源を点灯させるタイミングでHレベルの信号S20(点灯指示)を出力し、消灯させるタイミングでLレベルの信号S20(消灯指示)を出力する。 Further, when a lighting start instruction is input, the control circuit 80 outputs an H level signal S20 (lighting instruction) at the timing to turn on the target light source, and outputs an L level signal S20 (lighting out instruction) at the timing to turn off the target light source. ) is output.

==制御回路80の動作と発光装置20bの主要な波形==
図5は、信号S10~S19の波形の一例を示す図である。図6は、光源D0が点灯する際の発光装置20bの主要な波形の一例を示す図である。なお、図5では、便宜上、信号S10,S11,S19のみ図示している。
==Operation of control circuit 80 and main waveforms of light emitting device 20b==
FIG. 5 is a diagram showing an example of waveforms of signals S10 to S19. FIG. 6 is a diagram showing an example of main waveforms of the light emitting device 20b when the light source D0 is turned on. Note that in FIG. 5, only the signals S10, S11, and S19 are illustrated for convenience.

まず、図4の制御回路80は、時刻t0において、信号S10をLレベルから、Hレベルに変化させるため、電源回路70は、電源電圧V10の生成を開始する。この結果、図6に示すように、電源電圧V10は、0Vから、電源電圧Vdd1のレベルまで上昇する。なお、実際には、電源電圧V10は、信号S10の立ち上がり来民具t0から若干遅れて上昇するが、ここでは便宜上、遅れを省略している。 First, the control circuit 80 in FIG. 4 changes the signal S10 from the L level to the H level at time t0, so the power supply circuit 70 starts generating the power supply voltage V10. As a result, as shown in FIG. 6, power supply voltage V10 rises from 0V to the level of power supply voltage Vdd1. Note that, in reality, the power supply voltage V10 rises with a slight delay from the rising edge of the signal S10 to the commercial device t0, but the delay is omitted here for convenience.

また、制御回路80は、時刻t0において、信号S11~S19のそれぞれをLレベルとする。したがって、電源回路71~79の電源電圧V11~VB19の生成は停止されている。 Further, the control circuit 80 sets each of the signals S11 to S19 to the L level at time t0. Therefore, generation of power supply voltages V11 to VB19 of power supply circuits 71 to 79 is stopped.

時刻t0から所定期間Ta経過した時刻t1(図6参照)となると、制御回路80は、光源D0を点灯させるためにHレベルの信号S20を出力する。この結果、図4のIC41の駆動用トランジスタ301はオンとなる。したがって、光源D0に電流I0が流れ、光源D0は点灯することになる。 At time t1 (see FIG. 6), when a predetermined period Ta has elapsed from time t0, the control circuit 80 outputs an H-level signal S20 to turn on the light source D0. As a result, the driving transistor 301 of the IC 41 in FIG. 4 is turned on. Therefore, the current I0 flows through the light source D0, and the light source D0 is turned on.

なお、本実施形態では、所定期間Taは、電源電圧V10のレベルが0Vから、電源電圧Vdd1となるまでの期間より長い期間である。また、光源D0に電流I0が流れると、コンデンサ40は放電されるため、電源電圧V10は電源電圧Vdd1のレベルから低下する。 In this embodiment, the predetermined period Ta is longer than the period during which the level of the power supply voltage V10 changes from 0V to the power supply voltage Vdd1. Further, when the current I0 flows through the light source D0, the capacitor 40 is discharged, so that the power supply voltage V10 decreases from the level of the power supply voltage Vdd1.

そして、図6の時刻t2となると、制御回路80は、光源D0を消灯させるために信号S20をLレベルに変化させる。この結果、駆動用トランジスタ301はオフとなる。したがって、光源D0の電流I0は遮断されるため、光源D0は消灯する。なお、時刻t2において、電流I0が遮断され、コンデンサ40の放電が停止されるため、電源電圧V10は電源電圧Vdd1となるよう上昇する。 Then, at time t2 in FIG. 6, the control circuit 80 changes the signal S20 to L level in order to turn off the light source D0. As a result, the driving transistor 301 is turned off. Therefore, the current I0 of the light source D0 is cut off, so that the light source D0 is turned off. Note that at time t2, the current I0 is cut off and the discharge of the capacitor 40 is stopped, so the power supply voltage V10 rises to the power supply voltage Vdd1.

そして、時刻t3となると、制御回路80は、信号S20をHレベルに変化させるため光源D0が再度点灯する。なお、本実施形態では、時刻t3以降、時刻t1~t2までの動作が4回繰り返される。なお、電源電圧V10が生成されている際に、光源D0は5回点灯することとしたが、光源D0の点灯回数は一例である。 Then, at time t3, the control circuit 80 turns on the light source D0 again in order to change the signal S20 to H level. Note that in this embodiment, the operation from time t3 to time t1 to t2 is repeated four times. Note that while the light source D0 is turned on five times while the power supply voltage V10 is being generated, the number of times the light source D0 is turned on is merely an example.

また、時刻t11となると、制御回路80は、電源電圧V10の生成を停止すべく、信号S10をLレベルに変化させる。この結果、図4のコンデンサ314は、抵抗313及びNMOSトランジスタ312を介して放電されるため、電源電圧V10は徐々に低下する。なお、実際には、電源電圧V10は、信号S10の立ち下がりタイミングt11から若干遅れて低下するが、ここでは便宜上、遅れを省略している。 Furthermore, at time t11, the control circuit 80 changes the signal S10 to L level in order to stop generating the power supply voltage V10. As a result, the capacitor 314 in FIG. 4 is discharged via the resistor 313 and the NMOS transistor 312, so the power supply voltage V10 gradually decreases. Note that, in reality, the power supply voltage V10 drops with a slight delay from the fall timing t11 of the signal S10, but the delay is omitted here for convenience.

また、図5に示すように、時刻t11において、制御回路80は、電源電圧V11を生成させるべく、信号S11をHレベルに変化させている。この結果、電源回路71のコンデンサ314(不図示)が徐々に充電されるため、電源電圧V11は上昇する。 Further, as shown in FIG. 5, at time t11, the control circuit 80 changes the signal S11 to H level in order to generate the power supply voltage V11. As a result, the capacitor 314 (not shown) of the power supply circuit 71 is gradually charged, so that the power supply voltage V11 increases.

なお、本実施形態では、例えば図5の時刻t11に示すように、電源回路70のコンデンサ314の放電が開始されるタイミングと、電源回路71のコンデンサ314(不図示)の充電が開始されるタイミングとが同じである。つまり、本実施形態では、制御回路80は、電源回路70のコンデンサ314が放電されている際に、電源回路71のコンデンサ314(不図示)が充電されるよう、電源回路70,71を制御する。 In this embodiment, for example, as shown at time t11 in FIG. 5, the timing at which discharging of the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is started and the timing at which charging of the capacitor 314 (not shown) of the power supply circuit 71 is started is determined. are the same. That is, in this embodiment, the control circuit 80 controls the power supply circuits 70 and 71 so that the capacitor 314 (not shown) of the power supply circuit 71 is charged while the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is being discharged. .

ところで、電源回路70のコンデンサ314が放電され、電源電圧V10がほぼ0Vとなってから、電源回路71のコンデンサ314(不図示)の充電を開始することも可能である。しかしながら、このような場合、図5及び図6の時刻t12の後に、信号S11がHレベルとなることから、光源D1を点灯させるタイミングも遅れることになる。 Incidentally, it is also possible to start charging the capacitor 314 (not shown) of the power supply circuit 71 after the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is discharged and the power supply voltage V10 becomes approximately 0V. However, in such a case, since the signal S11 becomes H level after time t12 in FIGS. 5 and 6, the timing of turning on the light source D1 will also be delayed.

本実施形態では、電源回路70のコンデンサ314が放電されている際(つまり、電源電圧V10のレベルが低下し、0Vより高い期間)に、次に点灯させる電源回路71のコンデンサ314の充電が開始されている。このため、本実施形態では、より短い間隔で光源を点灯させることが可能となる。 In this embodiment, when the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is being discharged (that is, during the period when the level of the power supply voltage V10 is lowered and higher than 0V), charging of the capacitor 314 of the power supply circuit 71 to be turned on next starts. has been done. Therefore, in this embodiment, it is possible to turn on the light source at shorter intervals.

また、図5での図示は省略しているが、制御回路80は、時刻t11から上述した所定期間Ta経過すると、時刻t0から所定期間Ta経過した場合と同様に、Hレベルの信号S20を5回出力する(図6参照)。この結果、光源D1も、光源D0と同様のタイミングで、5回点灯することになる。ここでは、制御回路80が光源D0,D1を点灯する際の動作について説明したが、他の光源D2~D9についても同様である。 Although not shown in FIG. 5, when the above-mentioned predetermined period Ta has elapsed from time t11, the control circuit 80 transmits the H-level signal S20 to 5. times (see Figure 6). As a result, the light source D1 is also turned on five times at the same timing as the light source D0. Here, the operation when the control circuit 80 turns on the light sources D0 and D1 has been described, but the same applies to the other light sources D2 to D9.

このように、図4の本実施形態の電源回路70は、図2の電源回路50に含まれるダイオード200、コンデンサ201、トランス211、及びIC212を含んでいない。さらに、発光装置20bは、光源D0~D9の接地側のノードと、接地との間に1個のIC41を設けることで、光源D0~D9の点灯、消灯を制御している。したがって、本実施形態では、簡易な構成で、複数の光源の点灯を制御することができる。 In this way, the power supply circuit 70 of this embodiment shown in FIG. 4 does not include the diode 200, capacitor 201, transformer 211, and IC 212 included in the power supply circuit 50 of FIG. Furthermore, the light emitting device 20b controls lighting and extinguishing of the light sources D0 to D9 by providing one IC 41 between the ground side nodes of the light sources D0 to D9 and the ground. Therefore, in this embodiment, lighting of a plurality of light sources can be controlled with a simple configuration.

なお、本実施形態のHレベルの信号S10~S19は、「第1信号」に相当し、Lレベルの信号S10~S19は、「第2信号」に相当する。また、例えば、電源回路70は、「第1電源回路」に相当し、電源回路71は、「第2電源回路」に相当する。 Note that the H level signals S10 to S19 of this embodiment correspond to "first signals", and the L level signals S10 to S19 correspond to "second signals". Further, for example, the power supply circuit 70 corresponds to a "first power supply circuit", and the power supply circuit 71 corresponds to a "second power supply circuit".

ところで、測定装置10が測定できる対象物11までの距離(以下、「測定距離」と称する)を長くするためには、光源D0から出射される光を強くする必要がある。また、光源D0から出射される光を強くするには、光源D0を点灯させる電流I0を大きくする必要がある。上述のように、図4の発光装置20bでは、電源回路70のコンデンサ314の放電電流が、光源D0を点灯させる電流I0となる。このため、コンデンサ314の容量を大きくすると、測定装置10の測定距離を長くすることができる。 By the way, in order to increase the distance to the object 11 that can be measured by the measuring device 10 (hereinafter referred to as "measurement distance"), it is necessary to increase the intensity of the light emitted from the light source D0. Furthermore, in order to increase the intensity of the light emitted from the light source D0, it is necessary to increase the current I0 that turns on the light source D0. As described above, in the light emitting device 20b of FIG. 4, the discharge current of the capacitor 314 of the power supply circuit 70 becomes the current I0 that lights up the light source D0. Therefore, by increasing the capacitance of the capacitor 314, the measuring distance of the measuring device 10 can be increased.

ただし、コンデンサ314の容量を大きくすると、電源回路70~79のそれぞれに含まれるコンデンサ314間のバラツキは一般的に大きくなる。図7は、電源回路70~72のそれぞれのコンデンサ314の容量を、2200pF,2000pF,1800pFとした場合の電流I0~I2の波形の一例を示す図である。 However, when the capacitance of the capacitor 314 is increased, the variation among the capacitors 314 included in each of the power supply circuits 70 to 79 generally increases. FIG. 7 is a diagram showing an example of the waveforms of the currents I0 to I2 when the capacitances of the capacitors 314 of the power supply circuits 70 to 72 are set to 2200 pF, 2000 pF, and 1800 pF, respectively.

なお、図7では、2200pFのコンデンサ314からの電流I0を、実線で示し、2000pFのコンデンサ314からの電流I1を、間隔の広い点線で示し、1800pFのコンデンサ314からの電流I2を、間隔の狭い点線で示している。 In FIG. 7, the current I0 from the 2200 pF capacitor 314 is shown by a solid line, the current I1 from the 2000 pF capacitor 314 is shown by a dotted line with wide intervals, and the current I2 from the 1800 pF capacitor 314 is shown by a narrow dotted line. Indicated by dotted lines.

また、図7では、電流I0~I2の波形を比較できるよう、電流I0~I2が発生する際の駆動用トランジスタ301のオンのタイミングを時刻t20に合わせて描いている。 Further, in FIG. 7, the timing at which the driving transistor 301 is turned on when the currents I0 to I2 are generated is shown to match time t20 so that the waveforms of the currents I0 to I2 can be compared.

ここで、電流I0を例に説明すると、時刻t20に駆動用トランジスタ301がオンするため、電流I0は増加する。そして、電源回路70のコンデンサ314が放電されると、電流I0はゼロまで減少する。その後、駆動用トランジスタ301は、所定のタイミングでオフされる。なお、ここでは、電流I0を例に説明したが、電流I1,I2も同様である。 Here, taking the current I0 as an example, the driving transistor 301 is turned on at time t20, so the current I0 increases. Then, when the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is discharged, the current I0 decreases to zero. Thereafter, the driving transistor 301 is turned off at a predetermined timing. Note that although the current I0 has been explained here as an example, the same applies to the currents I1 and I2.

本実施形態では、図7に示すよう、コンデンサ314の容量が2200pFと大きい場合、光源を点灯させる電流I0のピーク値(略18A)は、電流値I1,I2のそれぞれのピーク値(略17.5A,略17A)と比較して大きくなる。したがって、発光装置20bでは、電源回路70~79のそれぞれにおいて、バラツキの小さいコンデンサ314を用いる場合、精度良く光源D0~D9を点灯させることができる。なお、容量値の比較的小さいコンデンサ(例えば、1000pFより小さいコンデンサ)を、複数のコンデンサ314に対して用いることにより、複数のコンデンサ314間のバラツキを抑制できる。 In this embodiment, as shown in FIG. 7, when the capacitance of the capacitor 314 is as large as 2200 pF, the peak value (approximately 18 A) of the current I0 for lighting the light source is the peak value (approximately 17 A) of each of the current values I1 and I2. 5A, approximately 17A). Therefore, in the light emitting device 20b, when the capacitors 314 with small variations are used in each of the power supply circuits 70 to 79, the light sources D0 to D9 can be turned on with high accuracy. Note that by using capacitors with relatively small capacitance values (for example, capacitors smaller than 1000 pF) for the plurality of capacitors 314, variations among the plurality of capacitors 314 can be suppressed.

<<発光装置20cの詳細>>
図8に示す発光装置20cは、電流I0~I9のピーク値を増加させつつ、電流I0~I9のバラツキを抑制することが可能な装置である。発光装置20cは、光源D0~D9、コンデンサ40,400、IC41、電源回路70~79、制御回路80、及び抵抗401を含んで構成される。なお、図8と、図4とで、同じ符号が付された構成は同じである。したがって、ここでは、コンデンサ400、及び抵抗401と、電源回路70~79のそれぞれに含まれるコンデンサ314とを中心に説明する。
<<Details of the light emitting device 20c>>
The light emitting device 20c shown in FIG. 8 is a device that can suppress variations in the currents I0 to I9 while increasing the peak values of the currents I0 to I9. The light emitting device 20c includes light sources D0 to D9, capacitors 40 and 400, an IC 41, power supply circuits 70 to 79, a control circuit 80, and a resistor 401. Note that the configurations with the same reference numerals in FIG. 8 and FIG. 4 are the same. Therefore, here, the description will focus on capacitor 400, resistor 401, and capacitor 314 included in each of power supply circuits 70 to 79.

コンデンサ400は、光源D0~D9を点灯させる電流I0~I9の電流値(特に、ピーク値)を定めるための素子であり、光源D0~D9のそれぞれの接地側のノードと、駆動用トランジスタ301との間に設けられている。具体的には、コンデンサ400の一端は、光源D0~D9のそれぞれの接地側のノードに接続され、他端は、駆動用トランジスタ301のドレイン電極に接続されている。 The capacitor 400 is an element for determining the current value (in particular, the peak value) of the current I0 to I9 for lighting the light sources D0 to D9, and connects the ground side node of each of the light sources D0 to D9 and the driving transistor 301. is set between. Specifically, one end of the capacitor 400 is connected to the ground side node of each of the light sources D0 to D9, and the other end is connected to the drain electrode of the driving transistor 301.

抵抗401は、コンデンサ400の電荷を、放電する素子である。抵抗401は、一端は、光源D0~D9のそれぞれの接地側のノードに接続され、他端は、駆動用トランジスタ301のドレイン電極に接続されている。このため、抵抗401は、コンデンサ400に並列接続されることになる。なお、コンデンサ400は、「第2コンデンサ」に相当する。 The resistor 401 is an element that discharges the charge of the capacitor 400. The resistor 401 has one end connected to the ground side node of each of the light sources D0 to D9, and the other end connected to the drain electrode of the driving transistor 301. Therefore, the resistor 401 is connected in parallel to the capacitor 400. Note that the capacitor 400 corresponds to a "second capacitor".

==発光装置20cの電流波形について==
ここで、発光装置20cの光源に流れる電流の波形について説明する。本実施形態では、コンデンサ400の容量は、例えば2000pFであり、電源回路70~79のそれぞれのコンデンサ314には、2000pFより十分容量の大きいコンデンサ(例えば、0.1μF)が使用されている。
==About the current waveform of the light emitting device 20c==
Here, the waveform of the current flowing through the light source of the light emitting device 20c will be explained. In this embodiment, the capacitance of the capacitor 400 is, for example, 2000 pF, and each of the capacitors 314 of the power supply circuits 70 to 79 uses a capacitor having a capacitance sufficiently larger than 2000 pF (for example, 0.1 μF).

ただし、電源回路70~79のそれぞれのコンデンサ314はバラツキを有する。本実施形態では、電源回路70のコンデンサ314の容量は、例えば0.11μFであり、電源回路71のコンデンサ314の容量は、例えば0.1μFであり、電源回路72のコンデンサ314の容量は、例えば0.09μFであることとして説明する。 However, the capacitors 314 of each of the power supply circuits 70 to 79 have variations. In this embodiment, the capacitance of the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is, for example, 0.11 μF, the capacitance of the capacitor 314 of the power supply circuit 71 is, for example, 0.1 μF, and the capacitance of the capacitor 314 of the power supply circuit 72 is, for example, The explanation will be made assuming that it is 0.09 μF.

また、ここでは図9を参照しつつ、光源D0~D2に流れる電流I0~I2について説明する。なお、図9において、電流I0は、実線で示しており、電流I1は、間隔の広い点線で示しており、電流I2は、間隔の狭い点線で示している。詳細は後述するが、本実施形態では、電流I0~I2の波形は略同じとなるため、図9では3つの電流波形が重なっている。 Further, currents I0 to I2 flowing through the light sources D0 to D2 will be explained here with reference to FIG. In addition, in FIG. 9, the current I0 is shown as a solid line, the current I1 is shown as a dotted line with wide intervals, and the current I2 is shown as a dotted line with narrow intervals. Although details will be described later, in this embodiment, the waveforms of the currents I0 to I2 are approximately the same, so the three current waveforms overlap in FIG. 9.

図8の電源回路70が電源電圧V10を生成している状態(つまり、信号S10がHレベルの状態)において、例えば、図9の時刻t30に信号S20がHレベルとなると、駆動用トランジスタ301がオンとなる。 When the power supply circuit 70 in FIG. 8 is generating the power supply voltage V10 (that is, the signal S10 is at the H level), for example, when the signal S20 goes to the H level at time t30 in FIG. Turns on.

この結果、電源回路70のコンデンサ314が放電され、コンデンサ400を充電する充電電流が増加する。本実施形態では、コンデンサ400の充電電流が、光源D0を点灯させる電流I0となるため、電流I0が増加することになる。 As a result, capacitor 314 of power supply circuit 70 is discharged, and the charging current for charging capacitor 400 increases. In this embodiment, the charging current of the capacitor 400 becomes the current I0 that lights up the light source D0, so the current I0 increases.

その後、コンデンサ400が徐々に充電され、電流I0がピーク値に達すると、電流I0は減少する。そして、放電されたコンデンサ314が充電されるため、電流I0はほぼゼロまで低下する。その後、駆動用トランジスタ301は所定のタイミングでオフされる。なお、駆動用トランジスタ301がオフとなると、コンデンサ400は抵抗401を介して放電される。 Thereafter, capacitor 400 is gradually charged, and when current I0 reaches a peak value, current I0 decreases. Then, since the discharged capacitor 314 is charged, the current I0 decreases to almost zero. Thereafter, the driving transistor 301 is turned off at a predetermined timing. Note that when the driving transistor 301 is turned off, the capacitor 400 is discharged via the resistor 401.

ここでは、電源回路70が電源電圧V10を生成している際の電流I0について説明したが、図9に示すように、電源回路71,72のそれぞれが電源電圧V11,V12を生成している際の電流I1,I2の波形も、コンデンサ400の充電電流となる。したがって、図9に示すように、電流I0~I2のそれぞれは略同じ波形となる。 Here, we have explained the current I0 when the power supply circuit 70 is generating the power supply voltage V10, but as shown in FIG. The waveforms of the currents I1 and I2 also become the charging current of the capacitor 400. Therefore, as shown in FIG. 9, each of the currents I0 to I2 has substantially the same waveform.

このように、発光装置20cでは、電源回路70~79に含まれるコンデンサ314の容量が、コンデンサ400の容量より十分大きい場合、電流I0~I9の波形及びピーク値は、コンデンサ400の容量で定まることになる。したがって、発光装置20cでは、測定距離を長くする場合であっても、電流I0~I9のバラツキを抑制できる。 In this way, in the light emitting device 20c, if the capacitance of the capacitor 314 included in the power supply circuits 70 to 79 is sufficiently larger than the capacitance of the capacitor 400, the waveform and peak value of the currents I0 to I9 are determined by the capacitance of the capacitor 400. become. Therefore, in the light emitting device 20c, even when the measurement distance is increased, variations in the currents I0 to I9 can be suppressed.

なお、測定距離が比較的短い場合、図4の発光装置20bにおける電源回路70~79の複数のコンデンサ314のそれぞれの容量を小さくできる。このような場合、電源回路70~79の複数のコンデンサ314のバラツキも一般的に小さくなるため、光源D0~D9から出射される光の強度のバラツキも小さくなる。したがって、測定距離が比較的短い場合、発光装置20bを用いることができる。 Note that when the measurement distance is relatively short, the capacitance of each of the plurality of capacitors 314 in the power supply circuits 70 to 79 in the light emitting device 20b in FIG. 4 can be reduced. In such a case, variations in the plurality of capacitors 314 of the power supply circuits 70 to 79 are generally reduced, and therefore variations in the intensity of light emitted from the light sources D0 to D9 are also reduced. Therefore, when the measurement distance is relatively short, the light emitting device 20b can be used.

===他の実施形態===
本実施形態では、光源D0~D9のそれぞれに、VCSELを用いることとしたが、これに限られず、例えば発光ダイオードを用いても良い。光源D0~D9として、発光ダイオードを用いた場合であっても、本実施形態と同様に、簡易な構成で発光装置を実現できる。
===Other embodiments===
In this embodiment, a VCSEL is used for each of the light sources D0 to D9, but the present invention is not limited to this, and for example, a light emitting diode may be used. Even when light emitting diodes are used as the light sources D0 to D9, a light emitting device can be realized with a simple configuration, as in this embodiment.

===まとめ===
以上、本実施形態の測定装置10について説明した。発光装置20bでは、光源D0~D9の接地側のノードと、接地との間に駆動用トランジスタ301が設けられている。このため、発光対象となる光源に電源電圧が供給されている際に、駆動用トランジスタ301がオンすると、発光対象となる光源を点灯させることができる。このため、発光装置20bは、部品点数が少なく、簡易な構成で複数の光源を点灯させることができる。
===Summary===
The measuring device 10 of this embodiment has been described above. In the light emitting device 20b, a driving transistor 301 is provided between the ground side nodes of the light sources D0 to D9 and the ground. Therefore, when the driving transistor 301 is turned on while the power supply voltage is being supplied to the light source that is the target of light emission, the light source that is the target of light emission can be turned on. Therefore, the light emitting device 20b has a small number of parts and can light a plurality of light sources with a simple configuration.

また、発光装置20bにおいて、例えば、電源回路70が電源電圧V10を生成している際には、電源回路71~79は、それぞれの内部のコンデンサ314(不図示)を放電している。したがって、駆動用トランジスタ301がオンした際、複数の光源のうち、所望の光源のみ点灯させることができる。また、測定距離が比較的短い場合、電源回路71~79のそれぞれのコンデンサ314のバラツキは小さくなる。したがって、このような場合、発光装置20bを用いることができる。 Further, in the light emitting device 20b, for example, when the power supply circuit 70 is generating the power supply voltage V10, the power supply circuits 71 to 79 are discharging the capacitors 314 (not shown) inside each of them. Therefore, when the driving transistor 301 is turned on, only a desired light source among the plurality of light sources can be turned on. Furthermore, when the measurement distance is relatively short, variations in the capacitors 314 of the power supply circuits 71 to 79 are small. Therefore, in such a case, the light emitting device 20b can be used.

また、電源回路70において、PMOSトランジスタ311及びNMOSトランジスタ312で構成されるプッシュプル回路と、コンデンサ314との間には、抵抗313が設けられている。このため、コンデンサ314の充電電流、及び放電電流を適切な電流値に制限することができる。さらに、電源回路70を構成する部品には、電源回路50を構成する部品と比較して小電力型の部品を使用可能である Further, in the power supply circuit 70 , a resistor 313 is provided between a push-pull circuit composed of a PMOS transistor 311 and an NMOS transistor 312 and a capacitor 314 . Therefore, the charging current and discharging current of the capacitor 314 can be limited to appropriate current values. Furthermore, the components that make up the power supply circuit 70 can use low-power components compared to the components that make up the power supply circuit 50.

また、制御回路80は、例えば図4及び図5に示すように、電源回路70のコンデンサ314が放電されている際に、電源回路71のコンデンサ314(不図示)が充電されるよう、電源回路70,71を制御する。つまり、本実施形態では、電源電圧V10が0Vとなるより前に、電源電圧V11の生成を開始しているため、光源D0を消灯させた後にスムーズに光源D1を点灯させることができる。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, for example, the control circuit 80 controls the power supply circuit so that the capacitor 314 (not shown) of the power supply circuit 71 is charged when the capacitor 314 of the power supply circuit 70 is discharged. 70 and 71 are controlled. That is, in this embodiment, since the generation of the power supply voltage V11 is started before the power supply voltage V10 becomes 0V, the light source D1 can be turned on smoothly after the light source D0 is turned off.

また、発光装置20cでは、コンデンサ400及び抵抗401が、光源D0~D9と、駆動用トランジスタ301との間に設けられている。したがって、発光装置20cにおいて、コンデンサ400の充電電流が、電流I0~I9となるため、電流I0~I9のバラツキを抑制できる。 Further, in the light emitting device 20c, a capacitor 400 and a resistor 401 are provided between the light sources D0 to D9 and the driving transistor 301. Therefore, in the light emitting device 20c, the charging current of the capacitor 400 becomes the currents I0 to I9, so that variations in the currents I0 to I9 can be suppressed.

また、発光装置20cにおいて、電源回路70~79のそれぞれのコンデンサ314の容量は、コンデンサ400の容量より大きい。したがって、コンデンサ314は、コンデンサ400に対して十分な電流を供給できる。 Further, in the light emitting device 20c, the capacitance of each capacitor 314 of the power supply circuits 70 to 79 is larger than the capacitance of the capacitor 400. Therefore, capacitor 314 can supply sufficient current to capacitor 400.

また、例えば、発光装置20cでは、コンデンサ400の容量を、例えば1000pF以上としている。この結果、発光装置20cでは、電流I0~I9のピーク値を高くできるため、測定距離を延ばすことができる。 Further, for example, in the light emitting device 20c, the capacitance of the capacitor 400 is, for example, 1000 pF or more. As a result, in the light emitting device 20c, the peak values of the currents I0 to I9 can be increased, so that the measurement distance can be extended.

また、光源D0としては、VCSELを用いることができるが、例えば、VCSELと同様に、カソードと、アノードとを有する発光ダイオードを用いても良い。このような場合、光源D0は、発光ダイオードと、光学部材120とが含まれることになる。 Further, as the light source D0, a VCSEL can be used, but for example, like a VCSEL, a light emitting diode having a cathode and an anode may also be used. In such a case, the light source D0 will include a light emitting diode and an optical member 120.

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。 The above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to be interpreted as limiting the present invention. Further, the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof.

10 測定装置
11 対象物
20,20a,20b 発光装置
21 受光装置
22 制御装置
40,201,314,400 コンデンサ
41,212 IC
50~59 電源回路
60 制御回路
100~115 レーザーダイオード
120 光学部材
200 ダイオード
210,230,300,310 バッファ
211 トランス
213,313,401 抵抗
220 1次コイル
221 2次コイル
231,301 駆動用トランジスタ
312 NMOSトランジスタ
311 PMOSトランジスタ
D0~D9 光源
10 Measuring device 11 Target object 20, 20a, 20b Light emitting device 21 Light receiving device 22 Control device 40, 201, 314, 400 Capacitor 41, 212 IC
50-59 Power supply circuit 60 Control circuit 100-115 Laser diode 120 Optical member 200 Diode 210, 230, 300, 310 Buffer 211 Transformer 213, 313, 401 Resistor 220 Primary coil 221 Secondary coil 231, 301 Drive transistor 312 NMOS Transistor 311 PMOS transistor D0 to D9 Light source

Claims (8)

n個(n≧2)の光源と、
前記n個の光源のそれぞれに設けられた前記n個の電源回路と、
前記n個の光源のそれぞれの接地側のノードと、接地との間に設けられたスイッチと、
を備え、
前記電源回路は、第1信号に基づいて、前記n個の光源のうち対応する1つの光源に対する電源電圧を生成し、第2信号に基づいて、前記電源電圧の生成を停止し、
前記スイッチは、前記1つの光源に対する前記電源電圧が生成されている際に、点灯指示に基づいてオンし、消灯指示に基づいてオフする、
発光装置。
n light sources (n≧2);
the n power supply circuits provided for each of the n light sources;
a switch provided between a ground side node of each of the n light sources and the ground;
Equipped with
The power supply circuit generates a power supply voltage for a corresponding one of the n light sources based on a first signal, and stops generating the power supply voltage based on a second signal,
The switch is turned on based on a turn-on instruction and turned off based on a turn-off instruction when the power supply voltage for the one light source is generated.
Light emitting device.
請求項1に記載の発光装置であって、
前記電源回路は、
前記電源電圧が生成される第1コンデンサと、
前記第1信号に基づいて、前記第1コンデンサを充電し、前記第2信号に基づいて、前記第1コンデンサを放電する充放電回路と、
を含む発光装置。
The light emitting device according to claim 1,
The power supply circuit is
a first capacitor on which the power supply voltage is generated;
a charging/discharging circuit that charges the first capacitor based on the first signal and discharges the first capacitor based on the second signal;
A light-emitting device including.
請求項2に記載の発光装置であって、
前記充放電回路と、前記第1コンデンサとの間に設けられた抵抗を含む、
発光装置。
The light emitting device according to claim 2,
including a resistor provided between the charging/discharging circuit and the first capacitor;
Light emitting device.
請求項3に記載の発光装置であって、
前記n個の電源回路のそれぞれに対し前記第1及び第2信号を出力し、前記n個の電源回路のそれぞれを制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、
前記n個の電源回路のうち、第1電源回路の前記第1コンデンサが放電されている際に、前記第2電源回路の前記第1コンデンサが充電されるよう、前記第1及び第2電源回路を制御する、
発光装置。
The light emitting device according to claim 3,
a control circuit that outputs the first and second signals to each of the n power supply circuits and controls each of the n power supply circuits;
The control circuit includes:
Among the n power supply circuits, the first and second power supply circuits are configured such that when the first capacitor of the first power supply circuit is being discharged, the first capacitor of the second power supply circuit is charged. control,
Light emitting device.
請求項2に記載の発光装置であって、
前記n個の光源のそれぞれの接地側のノードと、前記スイッチとの間に設けられた第2コンデンサと、
前記第2コンデンサに並列接続された抵抗と、
を備える発光装置。
The light emitting device according to claim 2,
a second capacitor provided between a ground side node of each of the n light sources and the switch;
a resistor connected in parallel to the second capacitor;
A light emitting device comprising:
請求項5に記載の発光装置であって、
前記第1コンデンサの容量は、前記第2コンデンサの容量より大きい、
発光装置。
The light emitting device according to claim 5,
The capacitance of the first capacitor is larger than the capacitance of the second capacitor.
Light emitting device.
請求項6に記載の発光装置であって、
前記第2コンデンサの容量は、1000pF以上である、
発光装置。
7. The light emitting device according to claim 6,
The capacitance of the second capacitor is 1000 pF or more,
Light emitting device.
請求項1~7の何れか一項に記載の発光装置であって、
前記光源は、レーザーダイオードまたは発光ダイオードの何れかの素子と、前記何れかの素子からの光の配光を調整する光学部材と、を含む、
発光装置。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 7,
The light source includes either a laser diode or a light emitting diode, and an optical member that adjusts the distribution of light from either of the elements.
Light emitting device.
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