JP2020126946A - 光源装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子に供給される電流をより高精度に検出可能な光源装置および電子機器を提供する。【解決手段】所定の電位に接続される第1の抵抗体と、第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、所定の電位に接続される第2の抵抗体と、第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、を備える。第1の抵抗体と発光素子とが接続される第1の接続部から第1の電圧を取り出し、第2の抵抗体と第1の電流源とが接続される第2の接続部から第2の電圧を取り出す。【選択図】図4
Description
本発明は、光源装置および電子機器に関する。
レーザダイオードといった、電流に応じて発光する発光素子が知られている。このような発光素子に対し、電源系の不具合などにより例えば設計値を大きく上回る電流(過電流)が流れると、予期せぬ大光量での発光や、場合によっては発光素子自体の破壊などを引き起こすおそれがある。そのため、従来から、発光素子に流す電流のモニタを行う技術が提案されている。
発光素子に流れる電流をモニタするための方法の一つとして、発光素子に対して電流を供給する経路に検出抵抗を挿入し、この検出抵抗の両端の電圧を測定する方法がある。しかしながら、この電流経路に検出抵抗を挿入する方法において、検出抵抗をチップ内抵抗にて実現する場合、チップ内抵抗は抵抗値にばらつきが大きいので、モニタ結果の精度に問題が生じる可能性がある。
また、発光素子と同一の電源から供給される電流(レプリカ)をモニタすることで、当該発光素子に流れる電流をモニタしたと見做す方法もある。しかしながら、この方法では、発光素子自身に流れる電流の不具合を検出できない可能性がある。
本開示は、発光素子に供給される電流をより高精度に検出可能な光源装置および電子機器を提供することを目的とする。
本開示に係る光源装置は、所定の電位に接続される第1の抵抗体と、第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、所定の電位に接続される第2の抵抗体と、第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、を備え、第1の抵抗体と発光素子とが接続される第1の接続部から第1の電圧を取り出し、第2の抵抗体と第1の電流源とが接続される第2の接続部から第2の電圧を取り出す。
以下、本開示の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。
(各実施形態に共通の構成)
本開示は、レーザダイオードなどの、電流に応じて発光する発光素子の制御に関するものである。図1は、各実施形態に適用可能な光源装置の一例の構成を示すブロック図である。
本開示は、レーザダイオードなどの、電流に応じて発光する発光素子の制御に関するものである。図1は、各実施形態に適用可能な光源装置の一例の構成を示すブロック図である。
なお、以下では、発光素子がレーザダイオード(LD)であるものして説明を行う。レーザダイオードは、光の直進性や集光性に優れ、応答速度が高速であり、また、低消費電力であるなどの特性を活かして、測距、光伝送、電子写真方式のプリンタなど、様々な分野に用いられている。なお、本開示に適用可能な発光素子は、レーザダイオードに限られない。例えば、発光素子としてLED(Light Emitting Diode)を適用することもできる。
図1において、光源装置1は、ドライバ10と、レーザダイオード(LD)12と、を含む。コントローラ11を光源装置1に含めてもよい。ドライバ10は、コントローラ11の制御に従い、レーザダイオード12を駆動し、レーザダイオード12を発光させる。コントローラ11は、例えばCPU(Central Processing Unit)およびメモリを含み、CPUによりメモリに予め記憶されたプログラムに従い生成した制御信号40をドライバ10に供給し、ドライバ10を制御する。また、コントローラ11は、ドライバ10から出力される検出信号42に基づきレーザダイオード12に過電流が供給されているか否かを判定する。コントローラ11は、レーザダイオード12に過電流が供給されていると判定した場合、その旨を示す制御信号43を生成し、ドライバ10に供給する。
なお、過電流は、レーザダイオード12を所定の光量で発光させるための電流よりも大電流であって、その差が閾値以上である電流であるものとする。
ドライバ10は、駆動部20および検出部21を含む。駆動部20は、コントローラ11から供給される制御信号40に従いレーザダイオード12を発光させるための駆動電流を生成し、生成した駆動電流をレーザダイオード12に供給する。また、駆動部20は、コントローラ11から供給される制御信号43に応じて、レーザダイオード12の発光のオン/オフを制御することができる。さらに、駆動部20は、レーザダイオード12を駆動する駆動電流の電流値を示す信号41を検出部21に供給する。検出部21は、駆動部20から供給された信号41に基づく検出信号42を、コントローラ11に供給する。
なお、レーザダイオード12に過電流が供給されているか否かの判定を、検出部21において行うことも可能である。例えば、検出部21は、駆動部20から供給される信号41に基づきレーザダイオード12に過電流が供給されているか否かを判定する。検出部21は、その結果、レーザダイオード12に過電流が供給されていると判定した場合、その旨を示す信号を、駆動部20に供給する。駆動部20は、この信号に応じて、レーザダイオード12の発光を例えば停止させる。このように、レーザダイオード12に過電流が供給されている旨を示す信号を、検出部21から直接的に駆動部20に供給することで、応答速度をより高速化することができる。
(既存技術による構成例)
次に、本開示の説明に先立って、既存技術によるレーザダイオード12の駆動電流を検出するための構成例について、図2および図3を用いて説明する。図2は、既存技術によるドライバの一例の構成を示す図である。図2および図3において、ドライバ200aおよび200bは、それぞれ、上述した図1のドライバ10に対応する。また、ADC(Analog to Digital Converter)210は、図1のドライバ10における検出部21に対応する。
次に、本開示の説明に先立って、既存技術によるレーザダイオード12の駆動電流を検出するための構成例について、図2および図3を用いて説明する。図2は、既存技術によるドライバの一例の構成を示す図である。図2および図3において、ドライバ200aおよび200bは、それぞれ、上述した図1のドライバ10に対応する。また、ADC(Analog to Digital Converter)210は、図1のドライバ10における検出部21に対応する。
ドライバ200aは、抵抗RDと、PチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタであるトランジスタ203と、電流ILを供給する電流源204と、を含む。電流ILは、例えばレーザダイオード12を所定の光量で発光させるための電流である。
図2において、電圧VDDの電源に抵抗RDの一端が接続される。抵抗RDの他端がトランジスタ203のドレイン−ソースおよび結合部202aを介してレーザダイオード12のアノードに接続される。レーザダイオード12のカソードは、結合部202bを介して電流源204に接続される。
例えば駆動部20に含まれる図示されない駆動回路により、電流源204の動作を制御することで、レーザダイオード12の発光を制御できる。例えば、電流源204を所定のデューティの矩形波により制御することで、レーザダイオード12をデューティに応じた光量で発光させることができる。
なお、結合部202aおよび202bは、レーザダイオード12とドライバ200aとが異なる構成とされている場合に、これらを接続するために設けられている。
この構成において、抵抗RDとトランジスタ203とが接続される接続点において電圧が取り出され、ADC210に供給される。ADC210は、この供給された電圧の電圧値をデジタル信号に変換し、検出信号42としてコントローラ11に供給する。コントローラ11は、検出信号42に基づきレーザダイオード12に過電流が供給されているか否かを判定し、過電流が供給されていると判定した場合、例えばレーザダイオード12の発光のオン/オフを制御するための制御信号43を出力する。制御信号43は、ドライバ200aのトランジスタ203のゲートに入力され、トランジスタ203のオン(閉)/オフ(開)を制御する。コントローラ11は、例えば、検出信号42が、レーザダイオード12に正常駆動を判定する閾値を超えた電流IL+Δが供給されたことを示している場合に、レーザダイオード12に過電流が供給されていると判定する。
図2に示す、レーザダイオード12に電流を供給する経路に抵抗RDを直列に挿入する構成において、抵抗RDをチップ内抵抗で実現する場合、チップ内抵抗は抵抗値に±20%程度のばらつきがあるなど、精度が十分ではないおそれがある。また、レーザダイオード12を利用するアプリケーションによっては、例えばアンペアオーダーの電流をレーザダイオード12に供給する場合もある。この場合、抵抗RDに発生する電圧降下も無視できないものとなる。
図3は、既存技術による駆動部の別の例の構成を示す図である。図3において、駆動部200bは、レーザダイオード12に流れる電流ILを供給する経路(本線)の複製の経路(レプリカ経路と呼ぶ)を用い、このレプリカ経路の電流を、レーザダイオード12に流れる電流と見做すようにしている。
ドライバ200bは、それぞれPチャネルのMOSトランジスタであるトランジスタ220および221と、電流ILを供給する電流源204と、電流Icを供給する電流源205と、ADC210と、を含む。なお、トランジスタ220および221それぞれのオン抵抗RON-1およびRON-2は、略等しいものとする。
トランジスタ220および221は、それぞれソースが、電圧VDDの共通の電源に接続される。トランジスタ220のドレインは、結合部202aを介してレーザダイオード12のアノードに接続される。レーザダイオード12のカソードは、結合部202bを介して電流源204に接続される。一方、トランジスタ221は、ドレインが電流源205に接続される。トランジスタ221のドレインと、電流源205とが接続される接続点において電圧が取り出され、ADC210に供給される。
例えば、検出信号42が、電流ILに対して所定以上の電流IL+Δを示している場合に、レーザダイオード12に過電流が供給されていると見做すことができる。
しかしながら、この図3の構成では、本線すなわちレーザダイオード12に電流が供給される経路における不具合を検出できない可能性がある。これに対して、上述した図2に例示した構成では、本線の電流を直接的に測定可能である一方で、チップ内抵抗にて抵抗RDを実現する場合に、微細加工に適さないことになる。すなわち、過去にはバイポーラトランジスタや0.25μmプロセスが用いられていたが、近年では、例えばセンシング用途などにおいて複雑な制御の実現などを目的に微細プロセス化、それに伴う低電圧化が進み、耐圧制約の下で回路を設計する必要が生じている。抵抗RDに生じる電圧降下が大きいほど検出精度を上げることができる一方で、電圧降下が大きいほど、高い電圧VDDを必要とするため、図2に例示した構成は、この傾向にそぐわないことが考えられる。
[第1の実施形態]
次に、本開示の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、図3を用いて説明したレプリカの電圧を測定すると共に、レーザダイオード12が配される本線においても電圧を測定する。測定されたレプリカ経路および本線の各電圧と、レプリカに配される電流源による既知の電流Icと、に基づき、レーザダイオード12に供給される電流IL+Δを推測する。
次に、本開示の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、図3を用いて説明したレプリカの電圧を測定すると共に、レーザダイオード12が配される本線においても電圧を測定する。測定されたレプリカ経路および本線の各電圧と、レプリカに配される電流源による既知の電流Icと、に基づき、レーザダイオード12に供給される電流IL+Δを推測する。
図4は、第1の実施形態に係るドライバの一例の構成を示す図である。図4において、ドライバ10aは、それぞれPチャネルのMOSトランジスタであるトランジスタ101および102と、電流ILを供給する電流源103と、電流Icを供給する電流源104と、を含む。ドライバ10aに対してADC110およびセレクタ111をさらに含めてもよい。
また、図4において、結合部100aおよび100bは、レーザダイオード12とドライバ10aとが異なる構成とされている場合に、これらを接続するために設けられている。例えば、ドライバ10aは、1個の半導体チップ上に構成され、レーザダイオード12は、当該半導体チップとは別のユニット120として構成される。レーザダイオード12とドライバ10aは、結合部100aおよび100bにより電気的に接続される。
ここで、トランジスタ101および102は、オン抵抗(RON-1およびRON-2)が略等しくなるように構成される。例えば、トランジスタ101および102は、略同じサイズで形成される。さらに、トランジスタ101および102を熱的に近い位置に配置すると、より好ましい。
トランジスタ101および102は、それぞれソースが、電圧VDDの共通の電源に接続される。トランジスタ101のドレインは、結合部100aを介してレーザダイオード12のアノードに接続される。レーザダイオード12のカソードは、結合部100bを介して電流源103に接続される。一方、トランジスタ102は、ドレインが電流源104に接続される。トランジスタ101のソースとレーザダイオード12のアノードとが接続される接続点において電圧V1が取り出され、ADC110に供給される。また、トランジスタ102のドレインと電流源104とが接続される接続点において電圧V2が取り出され、ADC110に供給される。
ADC110は、セレクタ111により、電圧V1およびV2が順次に切り替えて入力される。ADC110は、入力された電圧V1およびV2それぞれの電圧値をデジタル信号としての電圧V1およびV2に変換して、コントローラ11に供給する。コントローラ11は、これら電圧V1およびV2と、電源の電圧VDDと、電流Icと、に基づき、レーザダイオード12に過電流が供給されているか否かを判定する。
より具体的に説明する。ここで、トランジスタ101のオン抵抗RON-1と、トランジスタ102のオン抵抗RON-2は、抵抗値が略等しく、且つ、未知であるものとする。また、電流源104が供給する電流Icは、電流値が既知であるものとする。
このような構成において、オン抵抗RON-2は、電圧V2と、電流Icとから、次式(1)および(2)により求められる。
V2=VDD−Ic×RON-2 …(1)
RON-2=(VDD−V2)/Ic …(2)
V2=VDD−Ic×RON-2 …(1)
RON-2=(VDD−V2)/Ic …(2)
また、電圧V1は、次式(3)にて求められる。この式(3)から、電流(IL+Δ)は、式(4)にて求められる。
V1=VDD−(IL+Δ)×RON-1 …(3)
IL+Δ=(VDD−V1)/RON-1 …(4)
V1=VDD−(IL+Δ)×RON-1 …(3)
IL+Δ=(VDD−V1)/RON-1 …(4)
オン抵抗RON-1とオン抵抗RON-2とが略等しいとすると、式(2)および式(4)から、レーザダイオード12に供給される電流(IL+Δ)は、次式(5)により表される。
IL+Δ={(VDD−V1)/(VDD−V2)×Ic …(5)
IL+Δ={(VDD−V1)/(VDD−V2)×Ic …(5)
コントローラ11は、式(5)にて電圧VDD、電圧V1およびV2、ならびに、電流Icに基づき求められた電流IL+Δと、既知の電流ILと、の差分の電流Δを求める。コントローラ11は、この差分の電流Δに基づき、レーザダイオード12に過電流が供給されているか否かを判定する。例えば、コントローラ11は、この差分の電流Δが閾値以上の場合に、レーザダイオード12に過電流が供給されていると判定する。
なお、式(5)によれば、電流Icの電流値は、既知の値であれば特に限定されないことが分かる。実際には、電流Icの電流値として、トランジスタ102が正常に動作し、且つ、所定の精度で電圧V2を検出可能な範囲内における任意の値を選択すると好ましい。
コントローラ11は、レーザダイオード12に過電流が供給されていると判定した場合、例えばその旨を示す制御信号43を出力する。この制御信号43は、例えばトランジスタ101および102のゲートに入力され、トランジスタ101および102をオフ状態に制御する。これに限らず、コントローラ11は、トランジスタ101および102のうち、少なくともトランジスタ101をオフ状態に制御することもできる。
レーザダイオード12に過電流が供給される原因としては、電流源103の不具合、電圧VDDを供給する電源の不具合、結合部100aおよび100bにおける結合の不具合、など様々が考えられる。
例えば、本開示に係る光源装置1を、レーザダイオード12により発光された光が対象物により反射した反射光を受光することで測距を行う測距装置に適用されたものとする。この場合、過電流により想定より強力なレーザ光がレーザダイオード12から射出されると、そのレーザ光が顔に照射された場合に、眼に影響を与えてしまうおそれがある。また、過電流により、レーザダイオード12の素子自身が破壊されてしまうことも起こり得る。
第1の実施形態に係る光源装置1を適用することで、レーザダイオード12に対する過電流をより高精度に検出することが可能となる。したがって、第1の実施形態に係る光源装置1を適用することで、レーザダイオード12に対する過電流の供給を抑制でき、測距装置に適用した場合の眼への影響や、レーザダイオード12自身の破壊などを防ぐことが可能である。
なお、図4では、レーザダイオード12が含まれる本線の経路において、電圧VDDの電源の供給側から見て、トランジスタ101、レーザダイオード12、電流源103の順に接続されているが、これはこの例に限定されない。
図5Aおよび図5Bは、第1の実施形態に適用可能な、本線の経路の接続の別の例を示す図である。例えば、図5Aに示されるように、電圧VDDの電源の供給側から見て、電流源103、レーザダイオード12、トランジスタ101’、の順に接続することができる。トランジスタ101’は、NチャネルのMOSトランジスタとなる。この場合、電圧V1は、レーザダイオード12とトランジスタ101’とが接続される接続点から取り出すことができる。また、レプリカ側は、電圧VDDの電源の供給側から見て、電流源104、NチャネルのMOSトランジスタであるトランジスタ、の順に接続し、電圧V2を電流源104と当該トランジスタとが接続される接続点から取り出すことが考えられる。
また例えば、図5Bに示されるように、電源電圧VDDの供給側から見て、トランジスタ101、電流源103、レーザダイオード12、の順に接続することもできる。この場合、電圧V1は、トランジスタ101と電流源103とが接続される接続点から取り出すことができる。また、レプリカ側は、電圧VDDの電源の供給側から見て、トランジスタ102、電流源104、の順に接続し、電圧V2を電流源104とトランジスタ102とが接続される接続点から取り出すことが考えられる。
(第1の実施形態の変形例)
次に、第1の実施形態の変形例について説明する。図6は、第1の実施形態の変形例に係るドライバの一例の構成を示す図である。図6において、ドライバ10bは、複数のレプリカ経路を持つ。コントローラ11は、複数のレプリカ経路それぞれから取り出された各電圧が所定の範囲内の電圧であるか否かを判定し、所定の範囲から外れた電圧が取り出されたレプリカ経路を信用しない。
次に、第1の実施形態の変形例について説明する。図6は、第1の実施形態の変形例に係るドライバの一例の構成を示す図である。図6において、ドライバ10bは、複数のレプリカ経路を持つ。コントローラ11は、複数のレプリカ経路それぞれから取り出された各電圧が所定の範囲内の電圧であるか否かを判定し、所定の範囲から外れた電圧が取り出されたレプリカ経路を信用しない。
図6において、電圧VDDの電源に対して、本線のトランジスタ101が接続されると共に、複数のレプリカ経路のトランジスタ1021、…、102pが接続される。複数のレプリカ経路において、各トランジスタ1021、…、102pは、それぞれオン抵抗RONー21、…、RON-2pを有し、各ドレインがそれぞれ電流Icを供給する電流源1041、…104pに一対一に接続される。また、各レプリカ経路において、各トランジスタ1021、…、102pと、各電流源1041、…、104pと、が一対一に接続される各接続点から、各電圧V21、…、V2pが取り出され、それぞれADC110に供給される。
ADC110は、セレクタ111bにより、各電圧V1、および、V21、…、V2pを順次選択してデジタル信号に変換し、検出信号42としてコントローラ11にそれぞれ供給する。
コントローラ11は、各レプリカ経路から取り出された電圧V21、…、V2pがそれぞれ所定の電圧範囲内であるか否かを判定する。コントローラ11は、電圧V21、…、V2pのうち所定の電圧範囲内ではないと判定された電圧が取り出されたレプリカ経路を、例えばオフ状態とする。より具体的な例として、コントローラ11は、例えば電圧V2pが所定の電圧範囲外の電圧であると判定した場合、トランジスタ102pのゲートに対して、当該トランジスタ102pをオフにする信号を固定的に入力する。
この第1の実施形態の変形例によれば、ドライバ10bが複数のレプリカ経路を含み、各レプリカ経路から取り出された電圧V21、…、V2pに基づき、各電圧V21、…、V2pのうち信頼できる値を選択している。そのため、第1の実施形態の変形例に係るドライバ10bは、レーザダイオード12に対する過電流の検出の信頼性を向上させることができる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、レプリカ経路および本線から取り出した電圧を低電圧にレベルシフトさせてADC110に供給する。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、レプリカ経路および本線から取り出した電圧を低電圧にレベルシフトさせてADC110に供給する。
図7は、第2の実施形態に係るドライバの一例の構成を示す図である。図7において、第2の実施形態に係るドライバ10cは、図4を用いて説明したドライバ10aの構成に対して、それぞれ電圧V1およびV2の電圧を変更するレベルシフタ1301および1302が追加されている。
レベルシフタ1301は、抵抗1311および1321を含み、これら抵抗1311および1321による抵抗分圧により電圧V1を降圧して電圧V3を生成する。同様に、レベルシフタ1302は、抵抗1312および1322を含み、これら抵抗1312および1322による抵抗分圧により電圧V2を降圧して電圧V4を生成する。これらレベルシフタ1301および1302により電圧V1およびV2が降圧されて生成された電圧V3およびV4が、電圧V1およびV2としてセレクタ111aに供給される。
このように、第2の実施形態では、電圧V1およびV2を降圧して低電圧にレベルシフトさせた電圧V3およびV4がADC110に供給される。これにより、例えば、微細プロセスなどによりADC110の入力に用いられるトランジスタのゲート耐圧が低い場合に、ADC110の入力回路を保護することが可能である。
すなわち、レーザダイオード12は、順電圧Vfが大きく、ADC110の入力回路におけるヘッドルーム制約から、レーザダイオード12に供給される電源の電圧(すなわち電圧V1)が、ADC110の入力部に用いられるMOSトランジスタのゲート酸化膜の耐圧を超える場合がある。第2の実施形態に係るドライバ10cでは、レベルシフタを用いて電圧V1を低電圧にレベルシフトさせて、ADC110に入力するようにしている。そのため、ADC110の入力回路の保護が可能となる。
なお、図7の例では、トランジスタ101のドレインと接地電位との間に接続されるキャパシタ140がさらに追加されている。キャパシタ140は、トランジスタ101を介して供給された電源の電圧VDDに応じた電荷を蓄積する。詳細は後述するが、例えば電流源103によるレーザダイオード12に対する電流の供給を、PWM駆動によりを行う場合に、このキャパシタ140に蓄積された電荷を用いて、レーザダイオード12に対する電流の供給を行う。
(第2の実施形態の第1の変形例)
次に、第2の実施形態の第1の変形例について説明する。上述した第2の実施形態では、電圧V1およびV2に対するレベルシフタを抵抗分圧により構成した。これに対して、第2の実施形態の第1の変形例では、電圧V1およびV2に対するレベルシフタを、ソースフォロワと抵抗とを用いて構成する例である。
次に、第2の実施形態の第1の変形例について説明する。上述した第2の実施形態では、電圧V1およびV2に対するレベルシフタを抵抗分圧により構成した。これに対して、第2の実施形態の第1の変形例では、電圧V1およびV2に対するレベルシフタを、ソースフォロワと抵抗とを用いて構成する例である。
図8Aおよび図8Bは、第2の実施形態の第1の変形例に係るドライバの一例の構成を示す図である。図8Aにおいて、第2の実施形態の第1の変形例に係るドライバ10dは、図7を用いて説明したドライバ10cの構成に対して、それぞれレベルシフタを構成するトランジスタ1501、抵抗1511および電流源1521と、トランジスタ1502、抵抗1512および電流源1522と、が追加されている。なお、図8Aの例では、トランジスタ1501および1502は、それぞれNチャネルのMOSトランジスタとされている。
図8Aにおいて、トランジスタ1501は、ゲートがトランジスタ101とレーザダイオード12とが接続される接続点に接続されて電圧V1が入力され、ドレインが電圧VDDの電源に接続され、ソースが抵抗1511の一端に接続される。抵抗1511の他端が電流Iaを供給する電流源1521に接続される。抵抗1511と電流源1521とが接続される接続点から電圧V3が取り出され、セレクタ111cに供給される。
同様に、トランジスタ1502は、ゲートがトランジスタ102と電流源104とが接続される接続点に接続されて電圧V2が入力され、ドレインが電圧VDDの電源に接続され、ソースが抵抗1512の一端に接続される。抵抗1512の他端が電流Iaを供給する電流源1522に接続される。抵抗1512と電流源1522とが接続される接続点から電圧V4が取り出され、セレクタ111cに供給される。
また、セレクタ111cに対して、図7を用いて説明した、抵抗1312および1322により電圧V2が降圧された電圧V2’が供給される。セレクタ111cは、例えば、電圧V2’、V3およびV4を順次選択してADC110に供給する。ADC110は、供給された電圧V2’、V3およびV4をAD変換し、その結果をコントローラ11に供給する。
ここで、図8Aに示すドライバ10dは、レーザダイオード12をPWM(Pulse Width Modulation)信号によりパルス駆動する。図8Bは、レーザダイオード12を駆動するためのPWM信号の例を示す図である。図8Bの例では、信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの期間が100nsec、立ち上がりから次の立ち下がりまでの期間が2.5nsecとされ、ハイ(High)期間のデューティ(以下、Dutyと記述する)が「1/40」とされている。ドライバ10dにおいて、図示されない駆動回路により、電流源103による電流の供給のオン/オフをこのDutyに従って制御する。
キャパシタ140は、電流源103に対するPWM信号のDutyに従った電流が、電源電圧VDDの供給線からトランジスタ101を介して供給される。キャパシタ140は、供給された電流により充電される。ここで、キャパシタ140に供給される電流は、PWM信号によるパルスの平均的な電流値の電流と等価である。例えば、電流ILをPWMにより所定のDutyで変調した場合、変調された電流ILのDutyに従ったパルスによる電流の単位時間当たりの平均の電流値は、Ipls×Dutyとして求められる。キャパシタ140は、この平均的な電流値の電流により充電される。Duty=1/40であれば、キャパシタ140に供給される電流は、IL×(1/40)となる。
レーザダイオード12は、キャパシタ140に充電された電荷が、PWM信号により所定のDutyでパルス駆動される電流源103により読み出され、供給される。
一方、レプリカ経路における電流源104は、電流ILに対応する電流Icに対して、上述したPWM信号のDutyを加味した電流を供給する。例えば、電流源104は、電流Icの電流値をDuty倍した、電流Ic×Dutyを供給する。
このような構成において、電圧V3およびV4は、次式(6)および(7)にて求められる。なお、下記の式(6)および(7)などにおいて、「sqrt」は、直後の括弧内の値に対する平方根を示している。
V1’=VDD−(IL−Δ)×Duty×RON-1−{Vth+sqrt(2×Ia/β)}−R1×Ia …(6)
V2’=VDD−Ic×Duty×RON-2−{Vth+sqrt(2×Ia/β)}−R2×Ia …(7)
V1’=VDD−(IL−Δ)×Duty×RON-1−{Vth+sqrt(2×Ia/β)}−R1×Ia …(6)
V2’=VDD−Ic×Duty×RON-2−{Vth+sqrt(2×Ia/β)}−R2×Ia …(7)
なお、式(6)および(7)の後半の項において、値R1およびR2は、それぞれ抵抗1511および1512の抵抗値を示している。また、「Vth+sqrt(2×Ia/β)」は、トランジスタ1501および1502のゲート−ソース間電圧(電圧VGS)である。値Vthおよび値βは、それぞれ、各トランジスタ1501および1502の閾値電圧および利得係数を示すものであり、各トランジスタ1501および1502に固有の値である。ここで、トランジスタ1501および1502は、これら値Vthおよび値βが略等しい値となるように形成される。
また、電圧V2’は、次式(8)により求められる。なお、式(8)において、値kは、抵抗1312および1322による分圧比を示している。
V2’=(VDD−Ic×Duty×RON-2)/k …(8)
V2’=(VDD−Ic×Duty×RON-2)/k …(8)
上述の式(8)により、電圧VDD、電流IcおよびDutyが既知であれば、オン抵抗RON-2≒RON-1を求めることができる。このオン抵抗RON-2≒RON-1を用いて、式(6)および(7)により、上述した式(1)〜(5)と同様にして、電圧V3およびV4を求める。なお、式(6)および(7)において、後半の「{Vth+sqrt(2×Ia/β)}−R1×Ia」の項は、例えばコントローラ11において電圧V3およびV4の差分を求める際に消える項である。
この第2の実施形態の第1の変形例によれば、上述した第2の実施形態の例と比較して、レベルシフトを行った場合の精度を向上させることができる。すなわち、上述した第2の実施形態では、ADC110に入力する電圧V3およびV4を、抵抗分圧により電圧V1およびV2を降圧させて求めていた。そのため、例えば分圧比が1/2であれば、電圧V3と電圧V4との差分が分圧しない場合の1/2になってしまう。
これに対して、第2の実施形態の第1の変形例では、本線およびレプリカ経路において、それぞれ上述した式(6)および(7)の後半の項「{Vth+sqrt(2×Ia/β)}−R1×Ia」に示されるレベルシフトが行われる。この項は、式(6)と式(7)との差分を求める際に相殺されるため、ADC110に入力する電圧V3と電圧V4との差分は、レベルシフトを行わない場合の電圧V1と電圧V2と等しくなり、より高い精度でレーザダイオード12に対する過電流を検出できる。
なお、図8Aの例では、電圧V2を抵抗1312および1322による抵抗分圧で降圧させて電圧V2’を生成しているが、これはこの構成に限定されない。例えば、上述したトランジスタ1502、抵抗1512および電流源104によるソースフォロワと同様の構成を用いて電圧V2を降圧させることで、電圧V2’を生成してもよい。
(第2の実施形態の第2の変形例)
次に、第2の実施形態の第2の変形例について説明する。第2の実施形態の第2の変形例では、図8Aを用いて説明した第2の実施形態の第1の変形例に係るドライバ10dの構成に対し、さらに、電源の電圧VDDを測定する構成を加えたものである。
次に、第2の実施形態の第2の変形例について説明する。第2の実施形態の第2の変形例では、図8Aを用いて説明した第2の実施形態の第1の変形例に係るドライバ10dの構成に対し、さらに、電源の電圧VDDを測定する構成を加えたものである。
図9は、第2の実施形態の第2の変形例に係るドライバ10eの一例の構成を示す図である。図9において、ドライバ10eは、図8Aのドライバ10dに対して、電圧VDDの電源に接続される抵抗155および156が追加されている。すなわち、抵抗155は、一端が電圧VDDの電源に接続され、他端が抵抗156の一端に接続される。抵抗156の他端は、接地電位に接続される。抵抗155と抵抗156とが接続される接続点から、電圧VDDを抵抗分圧により降圧させた電圧V5が取り出され、セレクタ111dに供給される。また、一端がトランジスタ102と電流源104とが接続される接続点に接続され、他端が接地電位に接続される、直列接続された抵抗153と抵抗154とが接続される接続点から、電圧V2を抵抗分圧により降圧させた電圧V2’が取り出され、セレクタ111dに供給される。
セレクタ111dは、供給される電圧V2’、V3、V4およびV5を順次選択してADC110に供給する。ADC110は、供給された電圧V2’、V3、V4およびV5をAD変換し、その結果をコントローラ11に供給する。
ここで、電源の電圧VDDは、例えばドライバ10eが形成される半導体チップの外部から、ワイヤボンディングなどを介して、ドライバ10eに供給される。この場合、電源の電圧VDDは、ドライバ10eが配置される半導体チップ内やパッケージ内、あるいは、チップ内の配線において低下したり、動作状態によって変動する事態が起こり得る。
そこで、第2の実施形態の第2の変形例では、電源の電圧VDDを降圧させた電圧V5をADC110に供給する。ADC110は、供給された電圧V5をAD変換し、その結果をコントローラ11に供給する。コントローラ11は、上述した式(6)〜式(8)における電源の電圧VDDとしてこの電圧V5を用いる。これにより、電源電圧VDDの変動に起因する電圧V3およびV4の変動を抑制することができ、より高精度にレーザダイオード12に対する過電流の検出を行うことができる。
なお、図9の例では、電圧V2を抵抗153および154による抵抗分圧で降圧させて電圧V2’を生成し、電圧VDDを抵抗155および156による抵抗分圧で降圧させて電圧V5を生成しているが、これはこの構成に限定されない。例えば、上述したトランジスタ1502、抵抗1512および電流源104によるソースフォロワと同様の構成を用いて電圧V2およびVDDを降圧させることで、電圧V2’およびV5を生成してもよい。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について説明する。上述した第1の実施形態および第2の実施形態、ならびに、それらの各変形例では、各ドライバが1個のレーザダイオード12を駆動するように説明した。これに対して、第3の実施形態に係るドライバは、複数のレーザダイオード12を駆動する。
次に、第3の実施形態について説明する。上述した第1の実施形態および第2の実施形態、ならびに、それらの各変形例では、各ドライバが1個のレーザダイオード12を駆動するように説明した。これに対して、第3の実施形態に係るドライバは、複数のレーザダイオード12を駆動する。
図10A、図10Bおよび図10Cは、第3の実施形態に係る、複数のレーザダイオード12を駆動する場合の構成の第1、第2および第3の例を示す図である。なお、図10A〜図10Cにおいて、トランジスタ102、電流源104、ADC110、ならびに、セレクタ111に係る構成は、上述した図4の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
図10A〜図10Cは、それぞれ、トランジスタ101のドレインに対して複数のレーザダイオード121、122、…、12nを含むLD(レーザダイオード)アレイ1200a、1200bおよび1200cが接続されている。LDアレイ1200a、1200bおよび1200cは、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)である。
各レーザダイオード121、122、…、12nそれぞれは、それぞれ独立して制御可能な電流源1031、1032、…、103nそれぞれが一対一で接続される。すなわち、図示されない駆動回路により、各電流源1031、1032、…、103nの例えばオン/オフをそれぞれ制御することで、各電流源1031、1032、…、103nに一対一に対応する各レーザダイオード121、122、…、12nの発光を、それぞれ独立して制御できる。
図10Aは、第3の実施形態に係る、複数のレーザダイオード12を駆動する場合の第1の例によるドライバ10f(a)の構成例を示す図である。図10Aにおいて、各レーザダイオード121、122、…、12nの各アノードおよび各カソードが独立しているLDアレイ1200aの例を示す。LDアレイ1200aにおいて、各レーザダイオード121、122、…、12nの各アノードが、結合部100a1、100a2、…、100anを介してトランジスタ101のドレインに接続される。ドライバ10f(a)において、この各結合部100a1、100a2、…、100anと、トランジスタ101のドレインとが接続される接続点から電圧V1が取り出され、セレクタ111aに供給される。
また、各レーザダイオード121、122、…、12nの各カソードが、結合部100b1、100b2、…、100bnと、を介して、各電流源1031、1032、…、103nに一対一で接続される。
図10Bは、第3の実施形態に係る、複数のレーザダイオード12を駆動する場合の第2の例によるドライバ10f(b)の構成例を示す図である。図10Bにおいて、各レーザダイオード121、122、…、12nの各アノードが共通に接続され、各カソードが独立しているLDアレイ1200bの例を示す。LDアレイ1200bにおいて、各レーザダイオード121、122、…、12nの各アノードが結合部100aに共通に接続され、結合部100aを介してトランジスタ101のドレインに接続される。ドライバ10f(b)において、この結合部100aと、トランジスタ101のドレインとが接続される接続点から電圧V1が取り出され、セレクタ111aに供給される。
また、各レーザダイオード121、122、…、12nの各カソードが、結合部100b1、100b2、…、100bn、を介して、各電流源1031、1032、…、103nに一対一で接続される。
また、図10Cは、第3の実施形態に係る、複数のレーザダイオード12を駆動する場合のドライバ10f(c)の第3の例の構成例を示す図である。図10Cにおいて、各レーザダイオード121、122、…、12nの各アノードが独立し、各カソードが共通に接続される例を示す。この図10Cの例では、上述した図5Aの例に対応し、各レーザダイオード121、122、…、12nの各カソードが結合部100bに共通に接続され、結合部100bを介してNチャネルのMOSトランジスタであるトランジスタ101’のドレインに接続される。ドライバ10f(c)において、この結合部100bとトランジスタ101’のドレインとが接続される接続点から、電圧V1が取り出され、セレクタ111aに供給される。図10Cの例では、トランジスタ101’のソースは、接地電位に接続されている。
また、図10Cにおいて、各レーザダイオード121、122、…、12nの各アノードが、結合部100a1、100a2、…、100anを介して、各電流源1031、1032、…、103nに一対一で接続される。図10Cの例では、各電流源1031、1032、…、103nの結合部100a1、100a2、…、100an に接続されない端は、電圧VDDの電源に接続される。
なお、図10Cにおいて、レプリカ経路のトランジスタ102’は、トランジスタ101’と同様にNチャネルのMOSトランジスタであって、ドレインが電流源104に接続され、ソースが接地電位に接続される。トランジスタ102’のドレインと、電流源104とが接続される接続点から電圧V2が取り出され、セレクタ111aに供給される。
図10A、図10Bおよび図10Cの何れの例においても、本線において取り出される電圧V1は、各レーザダイオード121、122、…、12nを流れる電流の総和に対応する電圧となる。すなわち、上述した式(1)〜(5)を適用して算出される電流は、この総和の電流となる。したがって、レプリカ経路における電流源104も、この総和の電流に対応する電流Icを供給する必要がある。
これに限らず、例えば、各電流源1031、1032、…、103nを個別に制御して、過電流をレーザダイオード121、122、…、12n毎に検出することも可能である。
このように、複数のレーザダイオード121、122、…、12nが接続される場合であっても、レーザダイオード121、122、…、12nに対する過電流の検出が可能である。
(第3の実施形態の第1の変形例)
次に、第3の実施形態の第1の変形例について説明する。第3の実施形態の第1の変形例は、複数のレーザダイオード12が接続される本線と、レプリカ経路とで、異なる電流を流す例である。
次に、第3の実施形態の第1の変形例について説明する。第3の実施形態の第1の変形例は、複数のレーザダイオード12が接続される本線と、レプリカ経路とで、異なる電流を流す例である。
図11は、第3の実施形態の第1の変形例に係る制御を説明するための図である。図11は、上述した図10Bに対応するもので、図10Bに示したドライバ10f(b)と同様に、本線に、トランジスタ101と、N個のレーザダイオード121〜12Nを含むLDアレイ1200bと、各レーザダイオード121〜12Nと、各電流源1031〜103Nと、は、それぞれ結合部100b1、…、100bM、100bM+1、…、100bNとを介して接続される。また、レプリカ経路に、トランジスタ102および電流源104を含む。
例えば、図11に示されるように、LDアレイ1200bに含まれるN個のレーザダイオード121〜12Nのうち、M個のレーザダイオード121〜12Mが発光し、他の(N−M)個のレーザダイオード12M+1〜12Nが発光しないように制御される場合について考える。第3の実施形態の第1の変形例では、この場合に、発光させるレーザダイオード121〜12Mの個数Mに応じて、レプリカ経路の電流源104が供給する電流Icを変更する。図11の例では、電流源104は、電流Ic/Mを供給するようにしている。
例えば、図示されない駆動回路により、発光させるレーザダイオード121〜12Mに一対一で対応するM個の電流源1031〜103Mをオン状態とする。また、発光させないレーザダイオード12M+1〜12Nに一対一で対応する(N−M)個の電流源103M+1〜103Nをオフ状態とする。当該駆動回路は、このオン状態とした電流源1031〜103Mの個数に応じて、電流源104が供給する電流を、電流Ic/Mに変更する。
すなわち、それぞれ電流ILにより所定の光量で発光するM個のレーザダイオード121〜12Mを同時に発光させるためには、LDアレイ1200bに対して、電流IL×Mを供給する必要がある。
ここで、過電流を含んでM個のレーザダイオード121〜12Mに供給される電流ILの総和(電流IL×M)を上述した式(5)に適用すると、式(5)は、次式(9)として表される。
(IL+Δ)×M={(VDD−V1)/(VDD−V2)}×Ic …(9)
(IL+Δ)×M={(VDD−V1)/(VDD−V2)}×Ic …(9)
上述した、電流源104が供給する電流の電流Ic/Mへの変更は、この式(9)の両辺に1/Mを乗ずることと等価である。すなわち、式(9)の左辺は、電流(IL+Δ)/M=IL+Δとなる。この電流IL+Δは、LDアレイ1200bにおいて発光されるM個のレーザダイオード121〜12Mに供給される電流の平均値である。この平均値の電流IL+Δから既知の電流ILを減ずることで、LDアレイ1200bにおける平均の、過電流分の電流Δを求めることができる。
このように、レプリカ経路における電流源104が供給する電流Icを、LDアレイ1200bにおいて発光されるレーザダイオード121〜12Mの個数に応じて変更することで、レプリカ経路における消費電力を削減することが可能である。
(第3の実施形態の第2の変形例)
次に、第3の実施形態の第2の変形例について説明する。第3の実施形態の第2の変形例は、本線のトランジスタ101と、レプリカ経路のトランジスタ102と、をそれぞれ複数のトランジスタを並列接続して構成する場合の例である。
次に、第3の実施形態の第2の変形例について説明する。第3の実施形態の第2の変形例は、本線のトランジスタ101と、レプリカ経路のトランジスタ102と、をそれぞれ複数のトランジスタを並列接続して構成する場合の例である。
第3の実施形態の第2の変形例では、この場合において、上述の第3の実施形態の第1の変形例の場合と同様に、LDアレイ1200bに含まれるN個のレーザダイオード121〜12NのうちM個のレーザダイオード121〜12Mを発光させる。そして、本線のトランジスタ101に含まれる複数のトランジスタのうち、発光させるレーザダイオード121〜12Mの数に応じた数だけオン状態とする。同様に、レプリカ経路のトランジスタ102に含まれる複数のトランジスタのうち、発光させるレーザダイオード121〜12Mの数に応じた数だけオン状態とする。
図12は、第3の実施形態の第2の変形例に係る制御を説明するための図である。図12は、上述した図10Bに対応するもので、ドライバ10f(b)’は、本線に、並列接続される例えばN個のトランジスタ1011〜101Nと、N個のレーザダイオード121〜12Nを含むLDアレイ1200bと、各レーザダイオード121〜12Nに一対一で対応するN個の電流源1031〜103Nと、を含む。各レーザダイオード121〜12Nと、各電流源1031〜103Nと、は、それぞれ結合部100b1、…、100bM、100bM+1、…、100bNとを介して接続される。
図12において、並列接続されるN個のトランジスタ1011〜101Nの各ゲートは、例えば図示されない駆動回路から、それぞれオン(ON)/オフ(OFF)を制御する制御信号が供給される。各トランジスタ1011〜101Nのうちオン状態に制御される1以上のトランジスタが全体として、例えば図11に示した1個のトランジスタ101と対応する機能を実現する。
各トランジスタ1011〜101Nのドレインは、結合部100aに共通に接続され、結合部100aを介して、LDアレイ1200bに含まれる各レーザダイオード121〜12Nのアノードに接続される。この、各トランジスタ1011〜101Nのドレインと、LDアレイ1200bと、が接続される接続点から電圧V1が取り出され、セレクタ111aに供給される。
また、レプリカ経路に、並列接続される例えばN個のトランジスタ1021〜102Nと、1個の電流源104と、を含む。各トランジスタ1021〜102Nのゲートは、例えば図示されない駆動回路から、それぞれオン/オフを制御する制御信号が供給される。各トランジスタ1021〜102Nのうちオン状態に制御される1以上のトランジスタが全体として、例えば図11に示した1個のトランジスタ102と対応する機能を実現する。
各トランジスタ1021〜102Nのドレインは、電流源104に対して共通に接続される。この、各トランジスタ1021〜102Nのドレインと、電流源104と、が接続される接続点から電圧V2が取り出され、セレクタ111aに供給される。
このような構成において、LDアレイ1200bに含まれるN個のレーザダイオード121〜12Nのうち、M個のレーザダイオード121〜12Mが発光し、他の(N−M)個のレーザダイオード12M+1〜12Nが発光しないように制御される場合について考える。
この場合、第3の実施形態の第2の変形例では、図示されない駆動回路により、トランジスタ1011〜101NのうちM個のトランジスタ1011〜101Mをオン状態に制御し、他のトランジスタ101M+1〜101Nをオフ状態に制御する。同様に、図示されない駆動回路により、トランジスタ1021〜102NのうちM個のトランジスタ1021〜102Mをオン状態に制御し、他のトランジスタ102M+1〜102Nをオフ状態に制御する。
このように各トランジスタ1011〜101Nを発光するレーザダイオード121〜12Mの数Mに応じて制御することで、トランジスタ1011〜101Nの全体としてのオン抵抗RON-1の抵抗値を高くすることができる。同様に、各トランジスタ1021〜102Nを発光するレーザダイオード121〜12Mの数Mに応じて制御することで、トランジスタ1021〜102Nの全体としてのオン抵抗RON-2の抵抗値を高くすることができる。これにより、電圧V1およびV2の検出精度を向上させることが可能である。
さらに、上述した第3の実施形態の第1の変形例と同様に、発光させるレーザダイオード121〜12Mの個数Mに応じて、レプリカ経路の電流源104が供給する電流Icを変更することができる。図12の例では、電流源104は、電流Ic/Mを供給するようにしている。これにより、レプリカ経路における消費電力を削減することが可能である。
なお、ここでは、第3の実施形態の第1の変形例および第2の変形例が、図10Bを用いて説明した、複数のレーザダイオード12を駆動する場合の第2の例による構成を用いて説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、第3の実施形態の第1の変形例および第2の変形例は、図10Aおよび図10Cを用いて説明した、複数のレーザダイオード12を駆動する場合の第1の例および第3の例にも適用可能である。さらに、第3の実施形態およびその各変形例に係る構成は、上述した第1の実施形態および第2の実施形態、ならびに、それらの各変形例にも適用可能である。
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は、上述した第3の実施形態およびその各変形例に係るドライバ10f(a)、10f(b)、10f(b)’および10f(c)、ならびに、LDアレイ1200a〜1200cの実装に関するものである。
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は、上述した第3の実施形態およびその各変形例に係るドライバ10f(a)、10f(b)、10f(b)’および10f(c)、ならびに、LDアレイ1200a〜1200cの実装に関するものである。
以下では、図10Bを用いて説明したドライバ10f(b)と、各レーザダイオード121〜12Nのアノードが共通とされたLDアレイ1200bと、を例として、説明を行う。この場合において、図12に示したように、トランジスタ101は、並列接続された複数のトランジスタ1011〜101Nを含み、トランジスタ102は、同様に並列接続された複数のトランジスタ1011〜101Nを含むものとする。
図13A〜図13Cは、第4の実施形態に係るドライバ10f(b)およびLDアレイ1200bの実装例を概略的に示す図である。第4の実施形態では、LDアレイ1200bと、ドライバ10f(b)に含まれる他の構成とを、別の基板上に形成する。
図13Aは、第4の実施形態に適用可能な、ドライバ10f(b)に含まれる各要素が配置されるLDD(レーザダイオードドライバ)チップ1000上にLDアレイ1200bが配置される様子を模式的に示す図である。図13Aは、LDDチップ1000およびLDアレイ1200bを、LDアレイ1200bに含まれる各レーザダイオード12の発光部が配置される面(上面とする)から見た様子を示している。なお、この図13Aおよび後述する図13Bにおいて、LDアレイ1200bは、LDDチップ1000と接続される側(裏面)を、レーザダイオード12の発光部が配置される上面側から透視した状態で示されている。
LDDチップ1000は、1つの半導体チップであって、周辺部に配置される複数のパッド1001に対するワイヤボンディングにより、外部の回路と接続される。例えば、LDDチップ1000に対して、パッド1001を介して外部から電圧VDDの電源が供給される。また、図10Bにおける電圧V1およびV2は、LDDチップ1000の外部に設けられるADC110に対して、パッド1001を介して供給される。
なお、セレクタ111aは、LDDチップ1000の内部に設けることができる。これに限らず、セレクタ111aをLDDチップ1000の外部に設けるようにしてもよい。この場合、電圧V1およびV2がパッド1001を介してセレクタ111aに供給され、セレクタ111aの出力が、同様にLDDチップ1000の外部に設けられるADC110に供給される。
図13Bは、第4の実施形態に適用可能なLDアレイ1200bの構成を模式的に示す図である。図13Bに示すように、LDアレイ1200bの裏面に対し、LDアレイ1200bに含まれる複数のレーザダイオード12それぞれのカソード端子1201と、当該複数のレーザダイオード12に共通するアノード端子1202とが整列して配置される。
図13Bの例では、図の横方向を行、縦方向を列とするとき、カソード端子1201は、C行×L列の格子状の配列により、LDアレイ1200bの中央部に配置されている。すなわち、この例では、LDアレイ1200bに対して、(C×L)個のレーザダイオード12が配置されることになる。また、アノード端子1202は、LDアレイ1200bの左端側にC行×A1列、右端側にC行×A2列の各格子状の配列により配置されている。
ここで、各カソード端子1201は、例えば図10Bにおける結合部100b1、100b2、…、100bnに対応する。また、各アノード端子1202は、纏めて、例えば図10Bにおける結合部100aに対応する。各レーザダイオード12のアノードが共通して接続される結合部100aを複数のアノード端子1202により複数形成することで、当該各アノードをLDDチップ1000に接続する際の接続抵抗を低く抑えることが可能となる。
図13Cは、第4の実施形態に適用可能な、LDDチップ1000およびLDアレイ1200bからなる構造を、図13Aの下端側から見た側面図である。このように、LDDチップ1000およびLDアレイ1200bは、LDDチップ1000に対してLDアレイ1200bが積層された構造とされる。各カソード端子1201および各アノード端子1202は、例えばマイクロバンプによりLDDチップ1000に接続される。
次に、ドライバ10f(b)に含まれる各要素のLDDチップ1000上への配置の例について、図14Aおよび図14Bを用いて説明する。
図14Aは、上述した図10Bと対応する図である。この図14Aの例では、ドライバ10f(b)は、図10Bのトランジスタ102のサイズを、トランジスタ101のサイズより小さくしている。例えば、1個のトランジスタ102に対し、並列接続され、それぞれ独立してオン/オフの制御が可能な複数のトランジスタ1011、…、101Nによりトランジスタ101を構成する。図14Aの例では、N個のトランジスタ1011〜101Nに対し、N/10個のトランジスタ102が用いられる。例えば、N=10個であれば、トランジスタ102の個数は、1個である。
これにより、トランジスタ102のオン抵抗RON-2を、トランジスタ1011〜101N全体によるオン抵抗RON-1に対して高くすることができる。また、レプリカ経路における電流源104の電流Icを、トランジスタ102のサイズ(個数)と、トランジスタ1011〜101Nの全体としてのサイズ(個数)と、の比率に基づき小さくすることができる。
図14Aの例では、電流源104が供給する電流を、図10Bの例の電流源104の電流Icに対し、1/10の電流Ic/10としている。上述した式(1)によれば、トランジスタ102のオン抵抗RON-2を10倍とし、電流Icを1/10としても、求められる電圧V2の値が変わらないことが分かる。このようにレプリカ経路の電流を減らすことができるため、LDDチップ1000における消費電力を削減することができる。なお、図14Aの例では、トランジスタ102のサイズを10倍とし、レプリカ経路の電流量を1/10としたが、同様の方法によりさらに消費電力を削減することもできる。
なお、図14Aでは、トランジスタ102が1個の素子として示されているが、トランジスタ102も、並列接続され、それぞれ独立してオン/オフの制御が可能な複数のトランジスタを用いて構成してもよい。
図14Bは、第4の実施形態に適用可能な、ドライバ10f(b)の各要素のLDDチップ1000上への配置の例を示す図である。図14Bにおける各領域1300、1301、1302および1303は、図14Aにおいて当該各領域1300、1301、1302および1303に対応させて点線枠で囲って示す各要素が配置される。
具体的には、図14Bの例では、領域1300は、電流源1031、1032、…、103nを含む。図14Bの例では、この領域1300に対応する領域1310にLDアレイ1200bが配置される。図14Bにおいて、領域1300の長辺側に領域1301と領域1302とが配置されている。領域1301は、トランジスタ1011〜101Nを含む。また、領域1302は、トランジスタ102を含む。図14Bの例では、領域1301は、トランジスタ1011〜101Nを2つのグループに分けたそれぞれが含まれる2つの領域1301が、領域1302の両側に配置されている。このように、トランジスタ1011〜101Nに対してトランジスタ102を近接させ、且つ、挟むように配置することで、トランジスタ1011〜101Nの特性と、トランジスタ102の特性と、を近付けることができる。
図14Bにおいて、さらに、領域1300の短辺側に、電流源104を含む領域1303が配置されている。
なお、図14Bでは、LDアレイ1200bが配置される領域1310に対して電流源1031〜103nが含まれる領域1300を配置しているが、この例に限定されない。例えば、領域1310に、電流源1031〜103nが含まれる領域1300に加えてさらに他の要素を配置してもよい。また、電流源1031〜103nが含まれる領域1300をLDDチップ1000の別の位置に配置してもよい。さらに、各電流源1031〜103nなどを駆動する図示されない駆動回路をLDDチップ1000上に配置してもよい。
(キャパシタを配置する場合の例)
次に、LDDチップ1000に対してキャパシタをさらに配置する場合の例について、図15A、図15Bおよび図15Cを用いて説明する。図15Aは、上述した図14Aの構成に対して、各トランジスタ1011〜101nのドレインに共通して接続されるキャパシタ140を追加した例を示す図である。
次に、LDDチップ1000に対してキャパシタをさらに配置する場合の例について、図15A、図15Bおよび図15Cを用いて説明する。図15Aは、上述した図14Aの構成に対して、各トランジスタ1011〜101nのドレインに共通して接続されるキャパシタ140を追加した例を示す図である。
図7および図8Aを用いて説明したように、キャパシタ140は、各トランジスタ1011〜101nを介して供給された電源の電圧VDDに応じた電荷を蓄積する。各電流源1031〜103nによる、LDアレイ1200bに含まれる各レーザダイオード121〜12nに対する電流の供給を、PWM駆動によりを行う場合に、このキャパシタ140に蓄積された電荷を用いて、各レーザダイオード121〜12nに対する電流の供給を行う。
すなわち、電源の電圧VDDは、LDDチップ1000の外部の基板からLDDチップ1000上のパッド1001に対して、ワイヤボンディングにより供給される。PWM駆動により急峻な電圧の変化が生じると、このワイヤボンディングに用いるワイヤのインダクタンスにより、大きな電圧降下が発生する。そのため、各レーザダイオード121〜12nに対して、キャパシタ140に蓄積された電荷に基づき電流ILを供給することで、この電圧降下の影響を回避することができる。
図15Bは、キャパシタ140を含む領域1304をLDDチップ1000上に配置した例を示す図である。キャパシタ140は、例えば各トランジスタ1011〜101n、トランジスタ102などと比較して、比較的大きなサイズを有する。そこで、図15Bの例では、キャパシタ140を含む領域1304を、LDアレイ1200bが配置される領域1310に対応する位置に配置している。このように、キャパシタ140を含む領域1304は、比較的サイズが大きいため、このような配置とすることで、LDDチップ1000におけるレイアウトの設計が容易となる。
また、図15Bの例では、各電流源1031〜103nを含む領域1300を2つに分けて、領域1304の両側の長辺の外側に配置している。
なお、図15Bの例では、キャパシタ140を含む領域1304の全体がLDアレイ1200bが配置される領域1310に含まれるように示しているが、これはこの例に限定されない。例えば、領域1304は、その一部が領域1310に含まれるように配置してもよい。また、領域1304のサイズが領域1310に対して小さい場合、領域1304と共に、他の要素を領域1310に対応する位置に配置してもよい。
図15Cは、図15Bに示したキャパシタ140を含む領域1304をLDDチップ1000上に配置した例において、各トランジスタ1011〜101nを含む領域1301を複数の領域1301に分割すると共に、トランジスタ102を含む領域も、複数の領域1302に分割した例を示す図である。なお、この場合、トランジスタ102も、各トランジスタ1011〜101nと同様に、並列接続され、それぞれ独立してオン/オフの制御が可能な複数のトランジスタを用いて構成されているものとする。
ここで、各トランジスタ1011〜101nの全体のサイズや、複数のトランジスタにより構成されるトランジスタ102のサイズが比較的大きな場合、各トランジスタに対して、製造時のプロセスなどに起因するばらつきが出る可能性がある。図15Cの例では、各トランジスタ1011〜101nが含まれる領域1301と、トランジスタ102を構成する複数のトランジスタが含まれる領域1302とをより細かい単位で分割し、さらに、分割された各領域1301および1302を交互に配置している。これにより、各トランジスタ1011〜101n、および、トランジスタ102を構成する複数のトランジスタのばらつきを抑えることが可能となる。
なお、上述した図14Aおよび図15Aは、上述の図4と対応する構成が適用され、本線とレプリカ経路とにおいてそれぞれ直接的に電圧V1およびV2を取り出すようにしているが、これはこの例に限定されない。すなわち、図14Aおよび図15Aの構成に対して、図6、図7、図8Aまたは図9を用いて説明した構成を適用することができる。
さらに、LDアレイ1200bの代わりに、図10Aで説明した、各レーザダイオード121〜12nが独立して接続されるLDアレイ1200aを用いてもよい。同様に、LDアレイ1200bの代わりに、図10Cで説明した、レーザダイオード121〜12nのアノードが共通に接続されるLDアレイ1200cを用いてもよい。
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、上述した各実施形態および各実施形態の各変形例による光源装置1を、レーザ光を用いて測距を行う測距装置に適用した場合の例である。
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、上述した各実施形態および各実施形態の各変形例による光源装置1を、レーザ光を用いて測距を行う測距装置に適用した場合の例である。
図16は、第5の実施形態に係る測距装置の一例の構成を示すブロック図である。なお、以下では、上述した各実施形態および各実施形態の各変形例によるドライバ10a〜10e、および、ドライバ10f(a)〜10f(c)をドライバ10で代表させて説明を行う。同様に、レーザダイオード12、レーザダイオード121〜12n、レーザダイオード121〜12Nなどを、レーザダイオード12で代表させて説明を行う。より好ましくは、図15Bまたは図15Cを用いて説明した構成を適用することが考えられる。
図16において、第5の実施形態に係る、電子機器としての測距装置70は、ドライバ10と、レーザダイオード12と、コントローラ11と、測距部51と、受光部302と、を含む。ドライバ10は、コントローラ11から供給される制御信号に応じて、レーザダイオード12をパルス状に発光させるように駆動する駆動信号(図8B参照)を生成し、生成した駆動信号に基づきレーザダイオード12を発光させる。ドライバ10は、レーザダイオード12を発光させたタイミングを示す信号を、測距部51に渡す。
コントローラ11は、ドライバ10から供給される検出信号42に基づき、レーザダイオード12に対して過電流が供給されているか否かを判定する。コントローラ11は、レーザダイオード12に対して過電流が供給されていると判定した場合、ドライバ10に対してレーザダイオード12の発光を停止させるための制御信号43を出力すると共に、過電流の供給を示すエラー信号を出力する。コントローラ11は、エラー信号を、例えば測距装置70の外部に出力することができる。
受光部302は、受光したレーザ光に基づく光電変換により受光信号を出力する受光素子を含む。受光素子としては、例えば単一フォトンアバランシェダイオードを適用することができる。単一フォトンアバランシェダイオードは、SPAD(Single Photon Avalanche Diode)とも呼ばれ、1フォトンの入射に応じて発生した電子がアバランシェ増倍を生じ、大電流が流れる特性を有する。SPADのこの特性を利用することで、1フォトンの入射を高感度で検知することができる。受光部302適用可能な受光素子は、SPADに限らず、アバランシェフォトダイオード(APD)や、通常のフォトダイオードを適用することも可能である。
測距部51は、レーザダイオード12からレーザ光が射出された時間t0と、受光部302に光が受光された時間t1とに基づき、対象物61との間の距離Dを算出する。
上述の構成において、レーザダイオード12から例えば時間t0のタイミングで射出されたレーザ光60は、例えば対象物61により反射され、反射光62として、時間t1のタイミングで受光部302に受光される。測距部51は、受光部302で反射光62が受光された時間t1と、レーザダイオード12にてレーザ光が射出された時間t0との差分に基づき、対象物61までの距離Dを求める。距離Dは、定数cを光速度(2.9979×108[m/sec])として次式(10)により計算される。
D=(c/2)×(t1−t0) …(10)
D=(c/2)×(t1−t0) …(10)
測距部51は、上述の処理を、複数回繰り返して実行する。受光部302が複数の受光素子を含み、各受光素子に反射光62が受光された各受光タイミングに基づき距離Dをそれぞれ算出してもよい。測距部51は、発光タイミングの時間t0から受光部302に光が受光された受光タイミングまでの時間tm(受光時間tmと呼ぶ)を階級(ビン(bins))に基づき分類し、ヒストグラムを生成する。
なお、受光部302が受光時間tmに受光した光は、レーザダイオード12が発光した光が被測定物により反射された反射光62に限られない。例えば、受光部302の周囲の環境光も、受光部302に受光される。
図17は、第5の実施形態に適用可能な、受光部302が受光した時刻に基づく一例のヒストグラムを示す図である。図17において、横軸はビン、縦軸は、ビン毎の頻度を示す。ビンは、受光時間tmを所定の単位時間d毎に分類したものである。具体的には、ビン#0が0≦tm<d、ビン#1がd≦tm<2×d、ビン#2が2×d≦tm<3×d、…、ビン#(N−2)が(N−2)×d≦tm<(N−1)×dとなる。受光部302の露光時間を時間tepとした場合、tep=N×dである。
測距部51は、受光時間tmを取得した回数をビンに基づき計数してビン毎の頻度310を求め、ヒストグラムを生成する。ここで、受光部302は、レーザダイオード12から射出された光が反射された反射光以外の光も受光する。このような、対象となる反射光以外の光の例として、上述した環境光がある。ヒストグラムにおいて範囲311で示される部分は、環境光による環境光成分を含む。環境光は、受光部302にランダムに入射される光であって、対象となる反射光に対するノイズとなる。
一方、対象となる反射光は、特定の距離に応じて受光される光であって、ヒストグラムにおいてアクティブ光成分312として現れる。このアクティブ光成分312内のピークの頻度に対応するビンが、被測定物303の距離Dに対応するビンとなる。測距部51は、そのビンの代表時間(例えばビンの中央の時間)を上述した時間t1として取得することで、上述した式(10)に従い、被測定物303までの距離Dを算出することができる。このように、複数の受光結果を用いることで、ランダムなノイズに対して適切な測距を実行可能となる。
このように、本開示に係るドライバ10を、直接ToF方式により測距を行う測距装置70に適用することで、レーザダイオード12に対して過電流が供給されたか否かをより高精度に検出できる。この検出結果に基づきレーザダイオード12の発光を制御することで、例えば過電流により想定より強力なレーザ光がレーザダイオード12から射出された場合の、眼に対する影響を抑制することができる。また、過電流による、レーザダイオード12の素子自身の破壊を防ぐことができ、測距装置70の信頼性を向上できる。
[第6の実施形態]
次に、本開示の第6の実施形態として、本開示の第5の実施形態の適用例について説明する。図18は、第6の実施形態による、上述の第5の実施形態に係る測距装置70を使用する使用例を示す図である。
次に、本開示の第6の実施形態として、本開示の第5の実施形態の適用例について説明する。図18は、第6の実施形態による、上述の第5の実施形態に係る測距装置70を使用する使用例を示す図である。
上述した測距装置70は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置。
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置。
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置。
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置。
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置。
[本開示に係る技術のさらなる適用例]
(移動体への適用例)
本開示に係る技術は、さらに、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボットといった各種の移動体に搭載される装置に対して適用されてもよい。
(移動体への適用例)
本開示に係る技術は、さらに、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボットといった各種の移動体に搭載される装置に対して適用されてもよい。
図19は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図19に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、および統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、および車載ネットワークI/F(インタフェース)12053が図示されている。
駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、および、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット12030は、例えば、受信した画像に対して画像処理を施し、画像処理の結果に基づき物体検出処理や距離検出処理を行う。
撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図19の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062およびインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイおよびヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図20は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。図20では、車両12100は、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104および12105を有する。
撮像部12101、12102、12103、12104および12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドアおよび車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101および車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102、12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。撮像部12101および12105で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図20には、撮像部12101〜12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112および12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102および12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101〜12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部12101〜12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101〜12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101〜12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111〜12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101〜12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部12101〜12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101〜12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101〜12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101〜12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部12031に適用され得る。具体的には、上述した本開示の第5の実施形態に係る測距装置70を撮像部12031に適用することができる。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、走行する車両からの測距を行う測距装置70から射出されるレーザ光の、例えば対向車や歩行者などに対する、過電流による過大な照射を抑制することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
所定の電位に接続される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、
前記所定の電位に接続される第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、
を備え、
前記第1の抵抗体と前記発光素子とが接続される第1の接続部から第1の電圧を取り出し、前記第2の抵抗体と前記第1の電流源とが接続される第2の接続部から第2の電圧を取り出す
光源装置。
(2)
前記発光素子は、
それぞれ独立して発光する複数の素子が配列される素子アレイとして構成され、
前記第1の電流源は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた前記所定の電流を供給する
前記(1)に記載の光源装置。
(3)
前記第1の抵抗体は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた抵抗値を有する
前記(2)に記載の光源装置。
(4)
前記複数の素子それぞれを駆動する複数の駆動電流を該複数の素子それぞれに独立して供給する複数の第2の電流源をさらに備え、
前記第1の抵抗体と、前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、前記複数の第2の電流源と、が配置される第1の半導体チップと、
前記素子アレイを形成する、前記第1の半導体チップに積層される第2の半導体チップと、
を含み、
前記第2の半導体チップに配置される前記素子アレイに含まれる前記複数の素子と、前記第1の半導体チップに配置される前記複数の第2の電流源と、が一対一に接続される
前記(2)または(3)に記載の光源装置。
(5)
前記複数の第2の電流源は、
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に対応する領域に積層して配置される
前記(4)に記載の光源装置。
(6)
前記第1の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置される
前記(4)または(5)に記載の光源装置。
(7)
前記第1の抵抗体は、整列して配置される2のブロックに分割され、該2のブロックの間に前記第2の抵抗体が配置される
前記(6)に記載の光源装置。
(8)
前記第2の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置され、
前記第1の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックそれぞれと、前記第2の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックのそれぞれと、が交互に、整列して前記第1の半導体チップに配置される
前記(7)に記載の光源装置。
(9)
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、前記第1の抵抗体に接続されるキャパシタをさらに備え、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に積層して配置される
前記(4)乃至(8)の何れかに記載の光源装置。
(10)
前記第1の接続部の電圧を降圧した第3の電圧を前記第1の電圧として取り出す第1の降圧部と、
前記第2の接続部の電圧を降圧した第4の電圧を前記第2の電圧として取り出す第2の降圧部と、
をさらに備える
前記(1)乃至(9)の何れかに記載の光源装置。
(11)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、抵抗分圧により前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(10)に記載の光源装置。
(12)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、前記第1の接続部および前記第2の接続部の各電圧を入力とする各ソースフォロワの各出力を抵抗にて降圧させて前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(10)に記載の光源装置。
(13)
前記第2の降圧部は、
さらに、抵抗分圧により前記第4の電圧に対応する電圧を取り出す
前記(12)に記載の光源装置。
(14)
前記所定の電位を降圧して第5の電圧を取り出す第3の降圧部をさらに備える
前記(10)に記載の光源装置。
(15)
前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、をそれぞれ含む複数の組をさらに備え、
前記複数の組のそれぞれから前記第2の電圧を取り出す
前記(1)乃至(14)の何れかに記載の光源装置。
(16)
前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記発光素子を駆動するための駆動電流を検出する検出部をさらに備える
前記(1)乃至(15)の何れかに記載の光源装置。
(17)
前記検出部は、
前記第2の電圧と前記所定の電流と、に基づき前記第1の抵抗体の抵抗を検出し、該抵抗と前記第1の電圧と、に基づき前記駆動電流を検出する
前記(16)に記載の光源装置。
(18)
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体のうち少なくとも前記第1の抵抗体のオン状態およびオフ状態を制御する制御部をさらに備える
前記(16)または(17)に記載の光源装置。
(19)
前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体は、
それぞれ、オン状態におけるMOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗である
前記(1)乃至(18)の何れかに記載の光源装置。
(20)
所定の電位に接続される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、
前記所定の電位に接続される第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、
前記発光素子を駆動する駆動電流を生成して前記発光素子の駆動制御を行う制御部と、
前記第1の抵抗体と前記発光素子とが接続される第1の接続部から取り出した第1の電圧と、前記第2の抵抗体と前記第1の電流源とが接続される第2の接続部から取り出した第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記駆動電流を検出する検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記発光素子に対して過電流が供給されているか否かを判定する
電子機器。
(21)
前記発光素子は、
それぞれ独立して発光する複数の素子が配列される素子アレイとして構成され、
前記第1の電流源は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた前記所定の電流を供給する
前記(20)に記載の電子機器。
(22)
前記第1の抵抗体は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた抵抗値を有する
前記(21)に記載の電子機器。
(23)
前記複数の素子それぞれを駆動する複数の駆動電流を該複数の素子それぞれに独立して供給する複数の第2の電流源をさらに備え、
前記第1の抵抗体と、前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、前記複数の第2の電流源と、が配置される第1の半導体チップと、
前記素子アレイを形成する、前記第1の半導体チップに積層される第2の半導体チップと、
を含み、
前記第2の半導体チップに配置される前記素子アレイに含まれる前記複数の素子と、前記第1の半導体チップに配置される前記複数の第2の電流源と、が一対一に接続される
前記(21)または(22)に記載の電子機器。
(24)
前記複数の第2の電流源は、
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に対応する領域に積層して配置される
前記(23)に記載の電子機器。
(25)
前記第1の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置される
前記(23)または(24)に記載の電子機器。
(26)
前記第1の抵抗体は、整列して配置される2のブロックに分割され、該2のブロックの間に前記第2の抵抗体が配置される
前記(25)に記載の電子機器。
(27)
前記第2の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置され、
前記第1の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックそれぞれと、前記第2の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックのそれぞれと、が交互に、整列して前記第1の半導体チップに配置される
前記(26)に記載の電子機器。
(28)
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、前記第1の抵抗体に接続されるキャパシタをさらに備え、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に積層して配置される
前記(23)乃至(27)の何れかに記載の電子機器。
(29)
前記第1の接続部の電圧を降圧した第3の電圧を前記第1の電圧として取り出す第1の降圧部と、
前記第2の接続部の電圧を降圧した第4の電圧を前記第2の電圧として取り出す第2の降圧部と、
をさらに備える
前記(20)乃至(28)の何れかに記載の電子機器。
(30)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、抵抗分圧により前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(29)に記載の電子機器。
(31)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、前記第1の接続部および前記第2の接続部の各電圧を入力とする各ソースフォロワの各出力を抵抗にて降圧させて前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(29)に記載の電子機器。
(32)
前記第2の降圧部は、
さらに、抵抗分圧により前記第4の電圧に対応する電圧を取り出す
前記(31)に記載の電子機器。
(33)
前記所定の電位を降圧して第5の電圧を取り出す第3の降圧部をさらに備える
前記(29)に記載の電子機器。
(34)
前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、をそれぞれ含む複数の組をさらに備え、
前記複数の組のそれぞれから前記第2の電圧を取り出す
前記(20)乃至(33)の何れかに記載の電子機器。
(35)
前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記発光素子を駆動するための駆動電流を検出する検出部をさらに備える
前記(20)乃至(34)の何れかに記載の電子機器。
(36)
前記検出部は、
前記第2の電圧と前記所定の電流と、に基づき前記第1の抵抗体の抵抗を検出し、該抵抗と前記第1の電圧と、に基づき前記駆動電流を検出する
前記(35)に記載の電子機器。
(37)
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体のうち少なくとも前記第1の抵抗体のオン状態およびオフ状態を制御する制御部をさらに備える
前記(35)または(36)に記載の電子機器。
(38)
前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体は、
それぞれ、オン状態におけるMOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗である
前記(20)乃至(37)の何れかに記載の電子機器。
(1)
所定の電位に接続される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、
前記所定の電位に接続される第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、
を備え、
前記第1の抵抗体と前記発光素子とが接続される第1の接続部から第1の電圧を取り出し、前記第2の抵抗体と前記第1の電流源とが接続される第2の接続部から第2の電圧を取り出す
光源装置。
(2)
前記発光素子は、
それぞれ独立して発光する複数の素子が配列される素子アレイとして構成され、
前記第1の電流源は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた前記所定の電流を供給する
前記(1)に記載の光源装置。
(3)
前記第1の抵抗体は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた抵抗値を有する
前記(2)に記載の光源装置。
(4)
前記複数の素子それぞれを駆動する複数の駆動電流を該複数の素子それぞれに独立して供給する複数の第2の電流源をさらに備え、
前記第1の抵抗体と、前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、前記複数の第2の電流源と、が配置される第1の半導体チップと、
前記素子アレイを形成する、前記第1の半導体チップに積層される第2の半導体チップと、
を含み、
前記第2の半導体チップに配置される前記素子アレイに含まれる前記複数の素子と、前記第1の半導体チップに配置される前記複数の第2の電流源と、が一対一に接続される
前記(2)または(3)に記載の光源装置。
(5)
前記複数の第2の電流源は、
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に対応する領域に積層して配置される
前記(4)に記載の光源装置。
(6)
前記第1の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置される
前記(4)または(5)に記載の光源装置。
(7)
前記第1の抵抗体は、整列して配置される2のブロックに分割され、該2のブロックの間に前記第2の抵抗体が配置される
前記(6)に記載の光源装置。
(8)
前記第2の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置され、
前記第1の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックそれぞれと、前記第2の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックのそれぞれと、が交互に、整列して前記第1の半導体チップに配置される
前記(7)に記載の光源装置。
(9)
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、前記第1の抵抗体に接続されるキャパシタをさらに備え、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に積層して配置される
前記(4)乃至(8)の何れかに記載の光源装置。
(10)
前記第1の接続部の電圧を降圧した第3の電圧を前記第1の電圧として取り出す第1の降圧部と、
前記第2の接続部の電圧を降圧した第4の電圧を前記第2の電圧として取り出す第2の降圧部と、
をさらに備える
前記(1)乃至(9)の何れかに記載の光源装置。
(11)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、抵抗分圧により前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(10)に記載の光源装置。
(12)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、前記第1の接続部および前記第2の接続部の各電圧を入力とする各ソースフォロワの各出力を抵抗にて降圧させて前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(10)に記載の光源装置。
(13)
前記第2の降圧部は、
さらに、抵抗分圧により前記第4の電圧に対応する電圧を取り出す
前記(12)に記載の光源装置。
(14)
前記所定の電位を降圧して第5の電圧を取り出す第3の降圧部をさらに備える
前記(10)に記載の光源装置。
(15)
前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、をそれぞれ含む複数の組をさらに備え、
前記複数の組のそれぞれから前記第2の電圧を取り出す
前記(1)乃至(14)の何れかに記載の光源装置。
(16)
前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記発光素子を駆動するための駆動電流を検出する検出部をさらに備える
前記(1)乃至(15)の何れかに記載の光源装置。
(17)
前記検出部は、
前記第2の電圧と前記所定の電流と、に基づき前記第1の抵抗体の抵抗を検出し、該抵抗と前記第1の電圧と、に基づき前記駆動電流を検出する
前記(16)に記載の光源装置。
(18)
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体のうち少なくとも前記第1の抵抗体のオン状態およびオフ状態を制御する制御部をさらに備える
前記(16)または(17)に記載の光源装置。
(19)
前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体は、
それぞれ、オン状態におけるMOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗である
前記(1)乃至(18)の何れかに記載の光源装置。
(20)
所定の電位に接続される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、
前記所定の電位に接続される第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、
前記発光素子を駆動する駆動電流を生成して前記発光素子の駆動制御を行う制御部と、
前記第1の抵抗体と前記発光素子とが接続される第1の接続部から取り出した第1の電圧と、前記第2の抵抗体と前記第1の電流源とが接続される第2の接続部から取り出した第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記駆動電流を検出する検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記発光素子に対して過電流が供給されているか否かを判定する
電子機器。
(21)
前記発光素子は、
それぞれ独立して発光する複数の素子が配列される素子アレイとして構成され、
前記第1の電流源は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた前記所定の電流を供給する
前記(20)に記載の電子機器。
(22)
前記第1の抵抗体は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた抵抗値を有する
前記(21)に記載の電子機器。
(23)
前記複数の素子それぞれを駆動する複数の駆動電流を該複数の素子それぞれに独立して供給する複数の第2の電流源をさらに備え、
前記第1の抵抗体と、前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、前記複数の第2の電流源と、が配置される第1の半導体チップと、
前記素子アレイを形成する、前記第1の半導体チップに積層される第2の半導体チップと、
を含み、
前記第2の半導体チップに配置される前記素子アレイに含まれる前記複数の素子と、前記第1の半導体チップに配置される前記複数の第2の電流源と、が一対一に接続される
前記(21)または(22)に記載の電子機器。
(24)
前記複数の第2の電流源は、
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に対応する領域に積層して配置される
前記(23)に記載の電子機器。
(25)
前記第1の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置される
前記(23)または(24)に記載の電子機器。
(26)
前記第1の抵抗体は、整列して配置される2のブロックに分割され、該2のブロックの間に前記第2の抵抗体が配置される
前記(25)に記載の電子機器。
(27)
前記第2の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置され、
前記第1の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックそれぞれと、前記第2の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックのそれぞれと、が交互に、整列して前記第1の半導体チップに配置される
前記(26)に記載の電子機器。
(28)
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、前記第1の抵抗体に接続されるキャパシタをさらに備え、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に積層して配置される
前記(23)乃至(27)の何れかに記載の電子機器。
(29)
前記第1の接続部の電圧を降圧した第3の電圧を前記第1の電圧として取り出す第1の降圧部と、
前記第2の接続部の電圧を降圧した第4の電圧を前記第2の電圧として取り出す第2の降圧部と、
をさらに備える
前記(20)乃至(28)の何れかに記載の電子機器。
(30)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、抵抗分圧により前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(29)に記載の電子機器。
(31)
前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、前記第1の接続部および前記第2の接続部の各電圧を入力とする各ソースフォロワの各出力を抵抗にて降圧させて前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
前記(29)に記載の電子機器。
(32)
前記第2の降圧部は、
さらに、抵抗分圧により前記第4の電圧に対応する電圧を取り出す
前記(31)に記載の電子機器。
(33)
前記所定の電位を降圧して第5の電圧を取り出す第3の降圧部をさらに備える
前記(29)に記載の電子機器。
(34)
前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、をそれぞれ含む複数の組をさらに備え、
前記複数の組のそれぞれから前記第2の電圧を取り出す
前記(20)乃至(33)の何れかに記載の電子機器。
(35)
前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記発光素子を駆動するための駆動電流を検出する検出部をさらに備える
前記(20)乃至(34)の何れかに記載の電子機器。
(36)
前記検出部は、
前記第2の電圧と前記所定の電流と、に基づき前記第1の抵抗体の抵抗を検出し、該抵抗と前記第1の電圧と、に基づき前記駆動電流を検出する
前記(35)に記載の電子機器。
(37)
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体のうち少なくとも前記第1の抵抗体のオン状態およびオフ状態を制御する制御部をさらに備える
前記(35)または(36)に記載の電子機器。
(38)
前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体は、
それぞれ、オン状態におけるMOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗である
前記(20)乃至(37)の何れかに記載の電子機器。
1 光源装置
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f(a),10f(b),10f(b)’,10f(c),200a,200b ドライバ
11 コントローラ
12,121,122,12n,12M,12M+1,12N レーザダイオード
42 検出信号
51 測距部
70 測距装置
101,101’,1011,101M,101M+1,101N,102,1021,102M,102M+1,102N,203,220,221 トランジスタ
103,1031,1032,103n,103M,103M+1,103N,104,1041,104p,1521,1522,204,205 電流源
1311,1312,1321,1322,1511,1512,153,154,155,156 抵抗
140 キャパシタ
302 受光部
1000 LDDチップ
1001 パッド
1200a,1200b,1200c LDアレイ
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f(a),10f(b),10f(b)’,10f(c),200a,200b ドライバ
11 コントローラ
12,121,122,12n,12M,12M+1,12N レーザダイオード
42 検出信号
51 測距部
70 測距装置
101,101’,1011,101M,101M+1,101N,102,1021,102M,102M+1,102N,203,220,221 トランジスタ
103,1031,1032,103n,103M,103M+1,103N,104,1041,104p,1521,1522,204,205 電流源
1311,1312,1321,1322,1511,1512,153,154,155,156 抵抗
140 キャパシタ
302 受光部
1000 LDDチップ
1001 パッド
1200a,1200b,1200c LDアレイ
Claims (20)
- 所定の電位に接続される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、
前記所定の電位に接続される第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、
を備え、
前記第1の抵抗体と前記発光素子とが接続される第1の接続部から第1の電圧を取り出し、前記第2の抵抗体と前記第1の電流源とが接続される第2の接続部から第2の電圧を取り出す
光源装置。 - 前記発光素子は、
それぞれ独立して発光する複数の素子が配列される素子アレイとして構成され、
前記第1の電流源は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた前記所定の電流を供給する
請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の抵抗体は、
前記素子アレイに含まれる前記複数の素子のうち発光させる素子の数に応じた抵抗値を有する
請求項2に記載の光源装置。 - 前記複数の素子それぞれを駆動する複数の駆動電流を該複数の素子それぞれに独立して供給する複数の第2の電流源をさらに備え、
前記第1の抵抗体と、前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、前記複数の第2の電流源と、が配置される第1の半導体チップと、
前記素子アレイを形成する、前記第1の半導体チップに積層される第2の半導体チップと、
を含み、
前記第2の半導体チップに配置される前記素子アレイに含まれる前記複数の素子と、前記第1の半導体チップに配置される前記複数の第2の電流源と、が一対一に接続される
請求項2に記載の光源装置。 - 前記複数の第2の電流源は、
前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に対応する領域に積層して配置される
請求項4に記載の光源装置。 - 前記第1の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置される
請求項4に記載の光源装置。 - 前記第1の抵抗体は、整列して配置される2のブロックに分割され、該2のブロックの間に前記第2の抵抗体が配置される
請求項6に記載の光源装置。 - 前記第2の抵抗体は、
並列接続される複数の抵抗体を含み、該複数の抵抗体が複数のブロックに分割されて前記第1の半導体チップに配置され、
前記第1の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックそれぞれと、前記第2の抵抗体に含まれる複数の抵抗体が分割された複数のブロックのそれぞれと、が交互に、整列して前記第1の半導体チップに配置される
請求項7に記載の光源装置。 - 前記第1の半導体チップ上の所定領域に配置され、前記第1の抵抗体に接続されるキャパシタをさらに備え、
前記素子アレイは、
前記第1の半導体チップ上の前記所定領域に積層して配置される
請求項4に記載の光源装置。 - 前記第1の接続部の電圧を降圧した第3の電圧を前記第1の電圧として取り出す第1の降圧部と、
前記第2の接続部の電圧を降圧した第4の電圧を前記第2の電圧として取り出す第2の降圧部と、
をさらに備える
請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、抵抗分圧により前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
請求項10に記載の光源装置。 - 前記第1の降圧部および前記第2の降圧部は、
それぞれ、前記第1の接続部および前記第2の接続部の各電圧を入力とする各ソースフォロワの各出力を抵抗にて降圧させて前記第3の電圧および前記第4の電圧を取り出す
請求項10に記載の光源装置。 - 前記第2の降圧部は、
さらに、抵抗分圧により前記第4の電圧に対応する電圧を取り出す
請求項12に記載の光源装置。 - 前記所定の電位を降圧して第5の電圧を取り出す第3の降圧部をさらに備える
請求項10に記載の光源装置。 - 前記第2の抵抗体と、前記第1の電流源と、をそれぞれ含む複数の組をさらに備え、
前記複数の組のそれぞれから前記第2の電圧を取り出す
請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記発光素子を駆動するための駆動電流を検出する検出部をさらに備える
請求項1に記載の光源装置。 - 前記検出部は、
前記第2の電圧と前記所定の電流と、に基づき前記第1の抵抗体の抵抗を検出し、該抵抗と前記第1の電圧と、に基づき前記駆動電流を検出する
請求項16に記載の光源装置。 - 前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体のうち少なくとも前記第1の抵抗体のオン状態およびオフ状態を制御する制御部をさらに備える
請求項16に記載の光源装置。 - 前記第1の抵抗体および前記第2の抵抗体は、
それぞれ、オン状態におけるMOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗である
請求項1に記載の光源装置。 - 所定の電位に接続される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体に直列に接続される発光素子と、
前記所定の電位に接続される第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体に直列に接続される、所定の範囲内における任意の電流を供給する第1の電流源と、
前記発光素子を駆動する駆動電流を生成して前記発光素子の駆動制御を行う制御部と、
前記第1の抵抗体と前記発光素子とが接続される第1の接続部から取り出した第1の電圧と、前記第2の抵抗体と前記第1の電流源とが接続される第2の接続部から取り出した第2の電圧と、前記所定の電流と、に基づき前記駆動電流を検出する検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記検出部で検出された前記駆動電流に基づき、前記発光素子に対して過電流が供給されているか否かを判定する
電子機器。
Priority Applications (5)
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