JP4831151B2 - レーザアレイ駆動回路 - Google Patents
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請求項1に記載の発明では、複数のレーザ・ダイオード(17)と同数の逆流防止素子(23)が備えられ、駆動回路(22)は、レーザ・ダイオード(17)、チャージ用コンデンサ(14)、チャージ用スイッチング素子(20)、および逆流防止素子(23)によって構成され、チャージ用コンデンサ(14)に蓄えられた電荷に相当する電流がチャージ用コンデンサ(14)からレーザ・ダイオード(17)に流れるように、チャージ用コンデンサ(14)、逆流防止素子(23)、レーザ・ダイオード(17)によるループ回路が複数のレーザ・ダイオード(17)ごとにそれぞれ構成されており、各ループ回路は、共通の配線に接続されることで各々が電気的に接続され、さらに共通の配線を介してレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)にそれぞれ接続されており、逆流防止素子(23)は、該逆流防止素子(23)を含んだループ回路とは異なるループ回路から共通の配線を介してチャージ用コンデンサ(14)に流れようとする電流を阻止するように、レーザ・ダイオード(17)に接続されていることを特徴とする。
これによると、発光予定のレーザ・ダイオード(17)に対応したチャージ用コンデンサ(14)の充電中は、各ループ回路は共通の配線を介して各々が電気的に接続されていることから、発光を予定していないレーザ・ダイオード(17)に逆電圧が印加されることになる。これにより該レーザ・ダイオード(17)にリーク電流が流れようとする。しかしながら、発光を予定していないレーザ・ダイオード(17)を含んだループ回路では、逆流防止素子(23)によって、レーザ・ダイオード(17)からチャージ用コンデンサ(14)に流れようとするリーク電流を阻止することができる。したがって、発光を予定していないレーザ・ダイオード(17)に対応したチャージ用コンデンサ(14)がリーク電流によって充電されてしまうことを防止することができる。
以上により、発光を予定していないレーザ・ダイオード(17)が発光してしまうことを防止することができる。また、発光予定のレーザ・ダイオード(17)に逆電圧耐圧を超えた電圧を印加できるため、チャージ用コンデンサ(14)の充電量が制限されないようにすることができる。したがって、レーザ・ダイオード(17)の発光強度の限界をなくすことができる。さらに、リーク電流によって、発光を予定しないループ回路のコンデンサがチャージされないように、充電時間を短くしなくて済むようにすることができる。
また、請求項1に記載の発明では、板状の発光ボード(5)を備え、ループ回路の配線の長さがループ回路ごとにそれぞれ同じになるように、複数のレーザ・ダイオード(17)を備えたレーザ・ダイオード・アレイ(13)、複数のチャージ用コンデンサ(14)、複数の逆流防止素子(23)、およびレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)が発光ボード(5)に配置されていることを特徴とする。
これにより、各ループ回路において寄生抵抗や寄生インダクタンス等の配線インピーダンスを揃えることができる。したがって、各ループ回路の各レーザ・ダイオード(17)から波形や強度の揃った同様のパルス光を発することができる。
そして、請求項1に記載の発明では、発光ボード(5)は、一面(5a)および他面(5b)を有し、レーザ・ダイオード・アレイ(13)は発光ボード(5)の一面(5a)に配置され、レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)は発光ボード(5)の他面(5b)に配置されており、レーザ・ダイオード・アレイ(13)とレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)とが発光ボード(5)の一面(5a)に垂直な方向でオーバーラップしていることを特徴とする。
これにより、レーザ・ダイオード・アレイ(13)とレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)とを互いに近づけることができる。すなわち、レーザ・ダイオード・アレイ(13)に備えられた各レーザ・ダイオード(17)とレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)との間の配線インピーダンスを揃えると共に配線インピーダンスを小さくすることができる。
さらに、請求項1に記載の発明では、複数のチャージ用コンデンサ(14)は発光ボード(5)の他面(5b)に配置されると共に、レーザ・ダイオード・アレイ(13)の中心点とレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)の中心点との中間点を中心に円弧状に発光ボード(5)の他面(5b)に配置され、複数の逆流防止素子(23)は発光ボード(5)の一面(5a)に配置されると共に、レーザ・ダイオード・アレイ(13)の中心点とレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)の中心点との中間点を中心に円弧状に発光ボード(5)の一面(5a)に配置されていることを特徴とする。
これにより、レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)に対して、複数のチャージ用コンデンサ(14)や複数の逆流防止素子(23)を最小の配線長さでレイアウトすることができる。したがって、各ループ回路に生じる寄生抵抗や寄生インダクタンスを小さくすることができ、大出力短パルスの発光を行えるようにすることができる。
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態では、レーザアレイ駆動回路を距離検出装置に適用する場合について説明する。距離検出装置は、例えば車両に搭載され、車両前方の先行車等を検出する車載用レーザレーダとして用いられるものである。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第1実施形態で示された図4の回路では、発光させるLD17への充電電圧が、発光させないLD17に逆電圧としてかかり、その電圧に応じたリーク電流が発生する。さらに、LD17をより大きな出力で発光させるべく、発光予定のLD17に接続されたチャージ用コンデンサ14に大きな電圧を印加すると、該電圧がLD17の逆電圧耐圧を超える場合には発光させないLD17が破壊される。
図1および図2に示される距離検出装置の内部構造については、一例を示すものであって、他の構成であっても良い。また、上記各実施形態で示した距離検出装置は、レーザアレイ駆動回路を適用した一例を示したものであって、レーザアレイ駆動回路を距離検出装置以外の他の用途に用いることもできる。
5a 発光ボードの一面
5b 発光ボードの他面
13 レーザ・ダイオード・アレイ
14 チャージ用コンデンサ
16 レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子
17 レーザ・ダイオード
19 ロジックIC
20 チャージ用スイッチング素子
21 マイコン
22 駆動回路
23 ダイオード
Claims (10)
- 光を発する複数のレーザ・ダイオード(17)を備えた1チップのレーザ・ダイオード・アレイ(13)と、
電荷が蓄積されるチャージ用コンデンサ(14)と、
前記チャージ用コンデンサ(14)に電荷を蓄積するためのチャージ用スイッチング素子(20)と、
前記チャージ用コンデンサ(14)に蓄えられた電荷に相当する電流を、前記レーザ・ダイオード(17)に流すレーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)とを備えたレーザレーダ用のものに適用され、
前記チャージ用コンデンサ(14)および前記チャージ用スイッチング素子(20)が、前記複数のレーザ・ダイオード(17)と同数備えられ、前記レーザ・ダイオード(17)、前記チャージ用コンデンサ(14)、および前記チャージ用スイッチング素子(20)によって駆動回路(22)が構成され、
前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)は、前記複数のレーザ・ダイオード(17)に対して共通化されており、
前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)が前記複数のレーザ・ダイオード(17)に対して共通化されたものが複数備えられ、
前記複数のレーザ・ダイオード(17)のカソードは、前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)にそれぞれ接続されており、
前記複数のレーザ・ダイオード(17)と同数の逆流防止素子(23)が備えられ、
前記駆動回路(22)は、前記レーザ・ダイオード(17)、前記チャージ用コンデンサ(14)、前記チャージ用スイッチング素子(20)、および前記逆流防止素子(23)によって構成され、
前記チャージ用コンデンサ(14)に蓄えられた電荷に相当する電流が前記チャージ用コンデンサ(14)から前記レーザ・ダイオード(17)に流れるように、前記チャージ用コンデンサ(14)、前記逆流防止素子(23)、前記レーザ・ダイオード(17)によるループ回路が前記複数のレーザ・ダイオード(17)ごとにそれぞれ構成されており、
前記各ループ回路は、共通の配線に接続されることで各々が電気的に接続され、さらに前記共通の配線を介して前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)にそれぞれ接続されており、
前記逆流防止素子(23)は、該逆流防止素子(23)を含んだループ回路とは異なるループ回路から前記共通の配線を介して前記チャージ用コンデンサ(14)に流れようとする電流を阻止するように、前記レーザ・ダイオード(17)に接続されており、
板状の発光ボード(5)を備え、
前記ループ回路の配線の長さが前記ループ回路ごとにそれぞれ同じになるように、前記複数のレーザ・ダイオード(17)を備えた前記レーザ・ダイオード・アレイ(13)、前記複数のチャージ用コンデンサ(14)、前記複数の逆流防止素子(23)、および前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)が前記発光ボード(5)に配置されており、
さらに、前記発光ボード(5)は、一面(5a)および他面(5b)を有し、
前記レーザ・ダイオード・アレイ(13)は前記発光ボード(5)の前記一面(5a)に配置され、前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)は前記発光ボード(5)の前記他面(5b)に配置されており、
前記レーザ・ダイオード・アレイ(13)と前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)とが前記発光ボード(5)の前記一面(5a)に垂直な方向でオーバーラップしており、
前記複数のチャージ用コンデンサ(14)は前記発光ボード(5)の前記他面(5b)に配置されると共に、前記レーザ・ダイオード・アレイ(13)の中心点と前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)の中心点との中間点を中心に円弧状に前記発光ボード(5)の前記他面(5b)に配置され、
前記複数の逆流防止素子(23)は前記発光ボード(5)の前記一面(5a)に配置されると共に、前記レーザ・ダイオード・アレイ(13)の中心点と前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)の中心点との中間点を中心に円弧状に前記発光ボード(5)の前記一面(5a)に配置されており、
発光予定のレーザ・ダイオード(17)に対応したチャージ用コンデンサ(14)に順番に電荷を蓄積し、前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)のオン/オフを繰り返すことで、前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)が共通化されている前記複数のレーザ・ダイオード(17)を順番に発光させてパルス光(7)を発生させることを特徴とするレーザアレイ駆動回路。 - 前記チャージ用コンデンサ(14)に電荷が蓄積されたか否かを、前記チャージ用スイッチング素子(20)がオンしている時間で管理する手段(21)を備えていることを特徴とする請求項1に記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記逆流防止素子(23)は、前記発光ボード(5)において前記チャージ用コンデンサ(14)の反対側に位置していることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記逆流防止素子(23)は、ダイオードであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記逆流防止素子(23)は、レーザ・ダイオードであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記逆流防止素子(23)としてのレーザ・ダイオードは複数個多段に接続されていることを特徴とする請求項5に記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記複数のチャージ用スイッチング素子(20)および前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)としてMOSFETが用いられることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記複数のチャージ用スイッチング素子(20)は、前記レーザ・ダイオード駆動用スイッチング素子(16)よりもスイッチング速度が遅く、電流容量が小さく、オン抵抗が大きく、さらにサイズが小さいものであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記複数のチャージ用スイッチング素子(20)は、1つの機能を実現するためのロジックIC(19)に設けられていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載のレーザアレイ駆動回路。
- 前記複数のチャージ用スイッチング素子(20)は、1つの機能を実現するためのロジックIC(19)を複数含んだシーケンサに設けられていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載のレーザアレイ駆動回路。
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