特許ウォッチ

公開番号2024093081
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022209222
出願日2022-12-27
発明の名称レーザ発光装置および光測距装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類G01S 7/484 20060101AFI20240702BHJP(測定;試験)
要約【課題】レーザダイオードの異常発光を防止する技術を提供する。
【解決手段】レーザ発光装置10は、レーザダイオード110と、直流電源120と、前記直流電源の正極に接続された主配線136を介して、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧して前記レーザダイオードに供給する昇圧回路130と、前記主配線と前記直流電源の負極を結ぶ駆動配線144と、前記レーザダイオードの通電状態と非通電状態とを切り替えるスイッチ141を有し、前記レーザダイオードと前記スイッチの直列接続が前記駆動配線に配置されている駆動回路140と、前記主配線上を前記直流電源から前記レーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値を検出する電流検出部150と、前記電流値が正常か異常かを判定する判定部160と、前記判定部の判定結果に応じて前記直流電流の供給を遮断するリレー部170と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
レーザ発光装置（１０）であって、
レーザダイオード（１１０）と、
直流電源（１２０）と、
前記直流電源の正極に接続された主配線（１３６）を介して、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧して前記レーザダイオードに供給する昇圧回路（１３０）と、
前記主配線と前記直流電源の負極を結ぶ駆動配線（１４４）と、前記レーザダイオードの通電状態と非通電状態とを切り替えるスイッチ（１４１）を有し、前記レーザダイオードと前記スイッチの直列接続が前記駆動配線に配置されている駆動回路（１４０）と、
前記主配線上を前記直流電源から前記レーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値を検出する電流検出部（１５０）と、
前記電流値が正常か異常かを判定する判定部（１６０）と、
前記判定部の判定結果に応じて前記直流電流の供給を遮断するリレー部（１７０）と、
を備えるレーザ発光装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載のレーザ発光装置であって、
前記判定部は、予め設定された判定値（Ｉref）と前記電流値（Ia）とを比較し、前記判定値よりも前記電流値が大きい場合に前記電流値が異常であると判定するように構成されており、
前記判定値は、前記レーザダイオードの発振電流閾値（Ｉth）よりも小さく、且つ、前記スイッチが正常に動作している場合における前記直流電流のピーク電流値（Ｉpeak）よりも大きな値に設定されている、レーザ発光装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザ発光装置であって、
前記駆動回路は、前記レーザダイオード及び前記スイッチの前記直列接続と並列に接続された第２スイッチ（１４２）を含む、レーザ発光装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザ発光装置であって、更に、
前記リレー部により前記直流電流の供給を遮断した後に、前記リレー部の遮断状態を解消させるための復帰信号（Ｓrec）を前記判定部又は前記リレー部に送信する制御部（６０）を備える、レーザ発光装置。
【請求項５】
請求項１に記載のレーザ発光装置であって、
前記昇圧回路は、前記主配線に設けられた昇圧コイル（１３１）と、前記昇圧コイルの下流側に設置された順方向接続のダイオード（１３２）と、を含み、
前記リレー部は、前記主配線において前記昇圧コイルの下流側に接続されたリレースイッチ（１７２）と、前記昇圧コイルと前記リレースイッチの間の節点と前記負極との間に設置された逆方向接続のツェナーダイオード（１７３）と、を含む、レーザ発光装置。
【請求項６】
光測距装置（１００）であって、
レーザダイオード（１１０）を含むレーザ発光装置（１０）と、
前記レーザダイオードから発光されたレーザ光が対象物により反射された反射光を受光する受光部（３０）と、
前記レーザ光が発光されてから前記反射光が受光されるまでの時間を用いて前記対象物までの距離を算出する算出部（６２）と、
を備え、
前記レーザ発光装置は、
直流電源（１２０）と、
前記直流電源の正極に接続された主配線（１３６）を介して、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧して前記レーザダイオードに供給する昇圧回路（１３０）と、
前記主配線と前記直流電源の負極を結ぶ駆動配線（１４４）と、前記レーザダイオードの通電状態と非通電状態とを切り替えるスイッチ（１４１）を有し、前記レーザダイオードと前記スイッチの直列接続が前記駆動配線に配置されている駆動回路（１４０）と、
前記主配線上を前記直流電源から前記レーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値を検出する電流検出部（１５０）と、
前記電流値が正常か異常かを判定する判定部（１６０）と、
前記判定部の判定結果に応じて前記直流電流の供給を遮断するリレー部（１７０）と、
を備える光測距装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ発光装置および光測距装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ光を対象物に向けて照射して、対象物からの反射光を受光し、照射から受光までの時間を計測することによって、対象物までの距離を測定する測距装置が知られている。測距性能を向上させるためには、高出力のレーザ光を照射することが求められる。そして、高出力のレーザ光を照射させるためには、レーザ光を発光するレーザダイオードに高い電圧を印加する必要がある。レーザダイオードに高い電圧を印加するために、昇圧回路を用いる方法が知られている。特許文献１には、インダクタとトランジスタとダイオードと抵抗とを用いて昇圧する昇圧回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第９３６８９３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術では、昇圧回路のトランジスタがショート故障すると、直流電源からレーザダイオードに意図せぬ大電流が流れてしまい、過度に強い光が発生してしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の形態によれば、レーザ発光装置（１０）が提供される。このレーザ発光装置は、レーザダイオード（１１０）と、直流電源（１２０）と、前記直流電源の正極に接続された主配線（１３６）を介して、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧して前記レーザダイオードに供給する昇圧回路（１３０）と、前記主配線と前記直流電源の負極を結ぶ駆動配線（１４４）と、前記レーザダイオードの通電状態と非通電状態とを切り替えるスイッチ（１４１）を有し、前記レーザダイオードと前記スイッチの直列接続が前記駆動配線に配置されている駆動回路（１４０）と、前記主配線上を前記直流電源から前記レーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値を検出する電流検出部（１５０）と、前記電流値が正常か異常かを判定する判定部（１６０）と、前記判定部の判定結果に応じて前記直流電流の供給を遮断するリレー部（１７０）と、を備える。
【０００６】
このレーザ発光装置によれば、直流電源からレーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値が異常なときにリレー部で直流電流を遮断するので、レーザダイオードの異常発光を防止できる。
【０００７】
本開示の第２の形態によれば、光測距装置（１００）が提供される。この光測距装置は、レーザダイオード（１１０）を含むレーザ発光装置（１０）と、前記レーザダイオードから発光されたレーザ光が対象物により反射された反射光を受光する受光部（３０）と、前記レーザ光が発光されてから前記反射光が受光されるまでの時間を用いて前記対象物までの距離を算出する算出部（６２）と、を備える。前記レーザ発光装置は、直流電源（１２０）と、前記直流電源の正極に接続された主配線（１３６）を介して、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧して前記レーザダイオードに供給する昇圧回路（１３０）と、前記主配線と前記直流電源の負極を結ぶ駆動配線（１４４）と、前記レーザダイオードの通電状態と非通電状態とを切り替えるスイッチ（１４１）を有し、前記レーザダイオードと前記スイッチの直列接続が前記駆動配線に配置されている駆動回路（１４０）と、前記主配線上を前記直流電源から前記レーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値を検出する電流検出部（１５０）と、前記電流値が正常か異常かを判定する判定部（１６０）と、前記判定部の判定結果に応じて前記直流電流の供給を遮断するリレー部（１７０）と、を備える。
【０００８】
この光測距装置によれば、直流電源からレーザダイオードに向かう方向に流れる直流電流の電流値が異常なときにリレー部で直流電流を遮断するので、レーザダイオードの異常発光を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
光測距装置の構成を示す図。
第１実施形態におけるレーザ発光装置の構成を示す回路図。
電流検出部と判定部とリレー部の具体例を示す回路図。
第１実施形態における発光処理のタイミングチャート。
復帰処理のタイミングチャート。
第２実施形態におけるレーザ発光装置の構成を示す回路図。
第２実施形態における発光処理のタイミングチャート。
第３実施形態におけるレーザ発光装置の構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．第１実施形態：
図１に示す光測距装置１００は、レーザ光ＩＬを発光し、対象物ＯＢによって反射された反射光ＲＬを受光することによって、対象物ＯＢまでの距離を検出する。光測距装置１００は、例えば、車両に搭載されて、車両の周囲に存在する物体の距離を測定するために使用される。本実施形態において、光測距装置１００は、LiDAR（Light Detection And Ranging）である。光測距装置１００は、レーザ発光装置１０と、走査部２０と、受光部３０と、制御部６０とを備える。レーザ発光装置１０は、測距のためのレーザ光ＩＬを発光する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許