JP7318718B2 - レーザダイオード駆動回路 - Google Patents
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Description
図1を参照して、実施の形態1におけるレーザダイオード駆動回路について説明する。図1は、実施の形態1におけるレーザダイオード駆動回路10を示す回路図である。レーザダイオード駆動回路10は、LiDAR(Light Detection and Ranging)など短パルスの光パルスを出力するシステムに採用され、レーザダイオードLD1,LD2を駆動する。なお、以下の実施の形態では、2つのレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路について説明するが、これに限られず、レーザダイオード駆動回路は、1つのレーザダイオード、または3つ以上のレーザダイオードを駆動する構成でもよい。
|Zld|<2πfld×L・・・(式1)
|Zld|<2πfld×L+R・・・(式2)
実施の形態2におけるレーザダイオード駆動回路について説明する。実施の形態1では、コンデンサCa1,Ca2の充電時に電流がレーザダイオードLD1,LD2に流れることを抑制するためにインダクタLa1,La2を備えていた。これに対し、実施の形態2では、コンデンサの充電時における電流の流れをスイッチング素子で制御する。なお、実施の形態1と同様の構成については同じ符号を付して、その説明は繰り返さない。
これまで説明したレーザダイオード駆動回路では、2つのレーザダイオードLD1,LD2を発光させる構成について説明したが、3つ以上のレーザダイオードを発光させる構成についても同様に適用することができる。例えば、n個のレーザダイオードLD1,LD2,・・・,LDnを駆動するレーザダイオード駆動回路では、各々の接続点A1,A2,・・・,Anと接続点B1,B2,・・・,Bnとの間にインダクタLa1,La2,・・・,Lanを接続する。そして、各々のインダクタのインダクタンスと、各々のレーザダイオードのインピーダンスとの関係は、以下の式3を満たす。ここで、各々のインダクタLa(i)のインダクタンスをL(i)と、各々のレーザダイオードLD(i)のインピーダンスをZld(i)と定義する。ただし、iは1からnまでの整数とする。
|Zld(i)|<2πfld×L(i)・・・(式3)
また、インダクタLa(i)のインダクタンスL(i)は、コンデンサCa(i)の充電時にレーザダイオードLD(i)に流れる電流がレーザダイオードLD(i)の発光に必要な電流量より小さくなるような値である。
|Zld(i)|<2πfld×L(i)+R(i)・・・(式4)
Claims (11)
- レーザダイオード駆動回路であって、
複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードの各々に対して設けられ、前記レーザダイオードのアノード側に対して直列に接続され、前記レーザダイオードに電流を供給するON状態と電流を供給しないOFF状態とを切り替える駆動用スイッチング素子と、
前記複数のレーザダイオードの各々に対して、または、前記複数のレーザダイオードに対して共通に設けられ、一端が前記駆動用スイッチング素子のドレイン電極に接続され、他端が前記レーザダイオードのカソード側と接続され、前記レーザダイオードに電流を供給する駆動用コンデンサと、
前記複数のレーザダイオードの各々に対して設けられ、一端が前記駆動用スイッチング素子のソース電極に接続され、他端が前記駆動用スイッチング素子のゲート電極に接続され、前記駆動用スイッチング素子を駆動するドライブ回路と、
前記複数のレーザダイオードの各々に対して設けられ、前記ドライブ回路に前記駆動用スイッチング素子の駆動に必要な電圧を供給するブートストラップ回路と、を備え、
前記駆動用スイッチング素子の前記ソース電極は、前記レーザダイオードのアノード側と接続され、
前記ブートストラップ回路は、
前記ドライブ回路に並列に接続され、所定の電荷を充電するコンデンサと、
前記ブートストラップ回路の前記コンデンサに直列に接続され、前記レーザダイオードに並列に接続され、前記ブートストラップ回路の前記コンデンサの充電時に、前記ブートストラップ回路の前記コンデンサに流れる電流が前記レーザダイオードに流れることを抑制する電流抑制素子と、を含む、レーザダイオード駆動回路。 - 前記電流抑制素子は、インダクタである、請求項1に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記レーザダイオードのインピーダンスの絶対値は、前記レーザダイオードに流れる電流の周波数での前記インダクタのインピーダンスの値より小さい、請求項2に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記レーザダイオードに流れる電流の周波数は、100MHz以上から1GHz以下の範囲で、前記ブートストラップ回路の前記コンデンサに流れる電流の周波数は、500kHz以下である、請求項2または請求項3に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記ブートストラップ回路は、前記ブートストラップ回路の前記コンデンサと前記インダクタとの間に直列に接続され、前記ドライブ回路と前記駆動用スイッチング素子との各々と直列に接続される抵抗素子をさらに備える、請求項2~請求項4のいずれか1項に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記レーザダイオードのインピーダンスの絶対値は、前記レーザダイオードに流れる電流の周波数での前記インダクタのインピーダンスと前記抵抗素子のインピーダンスの合算の値より小さい、請求項5に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記レーザダイオードに流れる電流の周波数は、100MHz以上から1GHz以下の範囲で、前記ブートストラップ回路の前記コンデンサに流れる電流の周波数は、500kHz以下である、請求項5または請求項6に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記電流抑制素子は、スイッチング素子である、請求項1に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記駆動用コンデンサは、前記複数のレーザダイオードのそれぞれに対して電流を供給する共通に設けたコンデンサである、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記駆動用コンデンサは、前記複数のレーザダイオードのそれぞれに対して電流を供給する個別に設けたコンデンサである、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のレーザダイオード駆動回路。
- 前記駆動用コンデンサは、前記複数のレーザダイオードの各々に対して設けられ、
前記複数のレーザダイオードの各々に対して設けられ、一端が前記駆動用コンデンサに接続され、他端が当該駆動用コンデンサに対応するレーザダイオードとは異なる他のレーザダイオードに接続されている配線に接続され、前記駆動用コンデンサに蓄えられている電流が当該駆動用コンデンサに対応する前記レーザダイオードに流れる時に、当該電流が前記他のレーザダイオードに流れることを防止する電流逆流防止素子をさらに備える、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のレーザダイオード駆動回路。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030016711A1 (en) | 2001-07-19 | 2003-01-23 | Crawford Ian D. | High-power pulsed laser diode driver |
JP2009170870A (ja) | 2007-12-20 | 2009-07-30 | Denso Corp | レーザアレイ駆動回路 |
JP2016127214A (ja) | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社リコー | 光源駆動装置、光源装置、距離測定装置、移動体装置、レーザ加工機及び光源駆動方法 |
JP2016152336A (ja) | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社豊田中央研究所 | レーザダイオード駆動回路及びレーザレーダ装置 |
JP2017028235A (ja) | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 株式会社トリマティス | 短パルスレーザ発光駆動回路 |
US20170085057A1 (en) | 2015-09-22 | 2017-03-23 | Analog Devices, Inc. | Pulsed laser diode driver |
JP2017139704A (ja) | 2016-02-05 | 2017-08-10 | パイオニア株式会社 | 発光部の駆動装置 |
JP2018004426A (ja) | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置及び移動体装置 |
JP2018054415A (ja) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社トプコン | 測距装置 |
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US20180323576A1 (en) | 2017-05-03 | 2018-11-08 | Ian D. Crawford | Pulsed laser diode drivers and methods |
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Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
JPH0445270Y2 (ja) * | 1985-08-15 | 1992-10-23 | ||
JP4123791B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2008-07-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光素子駆動装置および発光素子駆動システム |
JP5318063B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2013-10-16 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | レーザーダイオードの駆動回路及び半導体装置 |
JP2012209501A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Sony Corp | 補正回路、駆動回路、発光装置、および電流パルス波形の補正方法 |
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030016711A1 (en) | 2001-07-19 | 2003-01-23 | Crawford Ian D. | High-power pulsed laser diode driver |
JP2009170870A (ja) | 2007-12-20 | 2009-07-30 | Denso Corp | レーザアレイ駆動回路 |
JP2016127214A (ja) | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社リコー | 光源駆動装置、光源装置、距離測定装置、移動体装置、レーザ加工機及び光源駆動方法 |
JP2016152336A (ja) | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社豊田中央研究所 | レーザダイオード駆動回路及びレーザレーダ装置 |
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US20170085057A1 (en) | 2015-09-22 | 2017-03-23 | Analog Devices, Inc. | Pulsed laser diode driver |
JP2017139704A (ja) | 2016-02-05 | 2017-08-10 | パイオニア株式会社 | 発光部の駆動装置 |
JP2018004426A (ja) | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置及び移動体装置 |
JP2018054415A (ja) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社トプコン | 測距装置 |
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