(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路であって、
増幅器であって、前記増幅器の入力ノードにおいて基準電圧を受け取るように構成される、前記増幅器と、
リフレッシュスイッチを介して前記増幅器に結合されるデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）であって、
１つ又は複数の電流要素であって、前記１つ又は複数の電流要素の各電流要素がクロックを受け取るように構成される、前記１つ又は複数の電流要素と、
前記１つ又は複数の電流要素に対応する１つ又は複数のスイッチと、
前記１つ又は複数のスイッチと前記増幅器のフィードバックノードとの間に結合されるフィードバックスイッチと、
を含み、
前記ＤＡＣが前記増幅器の前記フィードバックノードにおいてフィードバック電圧を提供するように構成され、前記１つ又は複数の電流要素の１つのセットの電流要素がＤＡＣ入力と前記クロックとに基づいて活性化され、前記１つ又は複数のスイッチの１つのセットのスイッチが前記ＤＡＣ入力に基づいて活性化され、前記増幅器のフィードバックノードにおける前記フィードバック電圧が前記１つのセットの電流要素の各電流要素における抵抗器を介する電流により測定される、前記ＤＡＣと、
を含む、回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路であって、
一次電源と前記ＤＡＣとの間に結合されるＬＥＤ（発光ダイオード）を更に含む、回路。
【請求項３】
請求項１に記載の回路であって、
前記ＤＡＣが前記ＤＡＣ入力を受け取り、前記ＤＡＣ入力が前記１つ又は複数の電流要素に対応する１つ又は複数のイネーブル信号を含み、前記１つ又は複数の電流要素の或る電流要素が当該電流要素により受信される対応するイネーブル信号が論理高であるときに活性化される、回路。
【請求項４】
請求項１に記載の回路であって、
前記ＤＡＣが前記ＤＡＣ入力を受け取り、前記ＤＡＣ入力が前記１つ又は複数の電流要素に対応する１つ又は複数のイネーブル信号を含み、
前記１つ又は複数の電流要素の各電流要素が、
前記クロックと前記１つ又は複数のイネーブル信号の或るイネーブル信号とに応答して制御信号を生成するように構成されるＡＮＤゲートと、
前記制御信号を受け取るように構成される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタと前記リフレッシュスイッチとに結合される第２のトランジスタと、
を含み、
前記抵抗器が一次ノードにおいて前記第２のトランジスタに結合され、前記抵抗器の一端が二次電源に結合される、回路。
【請求項５】
請求項４に記載の回路であって、
前記１つ又は複数のイネーブル信号が前記１つ又は複数のスイッチを活性化するように構成される、回路。
【請求項６】
請求項４に記載の回路であって、
前記１つ又は複数のスイッチの各スイッチが前記一次ノードと前記フィードバックスイッチとの間に結合される、回路。
【請求項７】
請求項６に記載の回路であって、
前記１つ又は複数のスイッチの第１のスイッチが前記１つ又は複数の電流要素の第１の電流要素が活性化されるときに活性化され、前記第１のスイッチが前記第１の電流要素に対応する、回路。
【請求項８】
請求項１に記載の回路であって、
前記回路がフィードバックモードとリフレッシュモードとで動作し、前記フィードバックモードにおいて、
前記フィードバックスイッチが活性化され、
前記リフレッシュスイッチが非活性化され、
前記クロックが論理高であり、
前記１つ又は複数の電流要素の１つのセットの電流要素が前記ＤＡＣ入力に基づいて活性化され、
前記１つ又は複数のスイッチの対応するセットのスイッチが前記活性化されたセットの電流要素に基づいて活性化される、回路。
【請求項９】
請求項１に記載の回路であって、
前記回路がフィードバックモードとリフレッシュモードとで動作し、前記リフレッシュモードにおいて、
前記フィードバックスイッチが非活性化され、
前記リフレッシュスイッチが活性化され、
前記クロックが論理低であり、
前記増幅器が前記フィードバック電圧と前記基準電圧とからエラー電圧を生成するように構成され、前記エラー電圧が前記１つ又は複数の電流要素の各電流要素において第２のトランジスタに提供される、回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の回路であって、
前記エラー電圧が、後続のフィードバックモードにおいて前記１つ又は複数の電流要素の各電流要素を介する電流を変えるように構成される、回路。
【請求項１１】
方法であって、
クロックが論理高であるときにＤＡＣ入力に基づいて１つ又は複数の電流要素の１つセットの電流要素を活性化することと、
前記活性化されたセットの電流要素に基づいて１つ又は複数のスイッチの対応するセットのスイッチを活性化することと、
前記１つのセットの電流要素の各電流要素における抵抗器を介する電流からフィードバック電圧を測定することと、
エラー電圧を生成するために前記フィードバック電圧と基準電圧とを比較することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記クロックが論理低であるときに前記１つのセットの電流要素を非活性化することと、
前記エラー電圧を前記１つのセットの電流要素の各電流要素に提供することと、
前記クロックが論理高であるときに前記１つのセットの電流要素を活性化することと、
を更に含み、
前記エラー電圧が前記１つのセットの電流要素の各電流要素を介する電流を変えるように構成される、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、
一次電源から前記１つのセットの電流要素の各電流要素に電流を提供することを更に含む、方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、
前記１つのセットの電流要素を活性化することが、前記ＤＡＣ入力を受け取ることを含み、前記ＤＡＣ入力が前記１つ又は複数の電流要素に対応する１つ又は複数のイネーブル信号を含み、前記１つ又は複数のイネーブル信号が前記１つ又は複数のスイッチを活性化するように構成される、方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、
前記１つ又は複数の電流要素の各電流要素が、
前記クロックとイネーブル信号とに応答して制御信号を生成するように構成されるＡＮＤゲートと、
前記制御信号を受け取るように構成される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタに結合される第２のトランジスタと、
を含み、
前記抵抗器が一次ノードにおいて前記第２のトランジスタに結合され、前記抵抗器の一端が二次電源に結合される、方法。
【請求項１６】
回路を含むタイムオブフライト（ＴＯＦ）システムであって、前記回路が光パルスを送信するように構成され、前記回路が、
増幅器であって、前記増幅器の入力ノードにおいて基準電圧を受け取るように構成される、前記増幅器と、
リフレッシュスイッチを介して前記増幅器に結合されるデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）であって、
ＤＡＣ入力を受け取るように構成される１つ又は複数の電流要素であって、前記１つ又は複数の電流要素の各電流要素がクロックを受け取るように構成される、前記１つ又は複数の電流要素と、
前記１つ又は複数の電流要素に対応する１つ又は複数のスイッチと、
前記１つ又は複数のスイッチと前記増幅器のフィードバックノードとの間に結合されるフィードバックスイッチと、
を含み、
前記ＤＡＣが前記増幅器の前記フィードバックノードにおいてフィードバック電圧を提供するように構成され、前記１つ又は複数の電流要素の１つのセットの電流要素が前記ＤＡＣ入力と前記クロックとに基づいて活性化され、前記１つ又は複数のスイッチの１つのセットのスイッチが前記ＤＡＣ入力に基づいて活性化され、前記増幅器のフィードバックノードにおける前記フィードバック電圧が前記１つのセットの電流要素の各電流要素における抵抗器を介する電流から測定される、前記ＤＡＣと、
を含む、ＴＯＦシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のＴＯＦシステムであって、
反射光パルスを受け取るように構成される複数の画素を有する画素アレイであって、前記送信された光パルスがターゲットにより散乱されて前記反射光パルスを生成する、前記画素アレイと、
前記画素アレイに結合され、前記画素の各々からのアナログ信号をデジタル信号に変換するように構成される、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、
前記ＡＤＣに結合され、前記デジタル信号を処理するように構成されるプロセッサと、
を更に含む、ＴＯＦシステム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のＴＯＦシステムであって、
前記回路が、一次電源と前記ＤＡＣとの間に結合されるＬＥＤ（発光ダイオード）を更に含む、ＴＯＦシステム。
【請求項１９】
請求項１６に記載のＴＯＦシステムであって、
前記回路がフィードバックモードとリフレッシュモードとで動作し、前記フィードバックモードにおいて、
前記フィードバックスイッチが活性化され、前記リフレッシュスイッチが非活性化され、前記クロックが論理高であり、前記１つ又は複数の電流要素の１つのセットの電流要素が前記ＤＡＣ入力に基づいて活性化され、前記１つ又は複数のスイッチの対応するセットのスイッチが前記活性化されたセットの電流要素に基づいて活性化される、ＴＯＦシステム。
【請求項２０】
請求項１６に記載のＴＯＦシステムであって、
前記回路がフィードバックモードとリフレッシュモードとで動作し、前記リフレッシュモードにおいて、
前記フィードバックスイッチが非活性化され、前記リフレッシュスイッチが活性化され、前記クロックが論理低であり、前記増幅器が前記フィードバック電圧と前記基準電圧とからエラー電圧を生成するように構成され、前記エラー電圧が前記１つのセットの電流要素の各電流要素における第２のトランジスタに提供される、ＴＯＦシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して電子回路に関し、更に特定して言えば、タイムオブフライト（ＴＯＦ）応用例のための高速照明ドライバに関連する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの新進のカテゴリーの一つが、タイムオブフライト（ＴＯＦ）システムである。ＴＯＦシステムは、加速度計、モノリシックジャイロスコープ、光センサ、ベルトコンベア、深さ感知、近接度感知、ジェスチャー認識、及びイメージャに適用可能である。ＴＯＦシステムは、光パルスを発する光源を含む。光パルスはターゲットに向けて発せられ、ターゲットは光パルスを反射する。ターゲットは、人間、自動化されたコンポーネント、動物、又は電子デバイスなど、対象となる任意のオブジェクトである。ＴＯＦシステム内のＴＯＦセンサが、反射された光パルスを受け取る。ＴＯＦセンサは、反射された光パルスをタイムオブフライト後に受け取り、タイムオブフライトは、ＴＯＦシステムからのターゲットの距離に比例する。
【０００３】
ＴＯＦセンサは、複数画素を有する画素アレイを含む。画素アレイは、反射された光パルスを受け取る。画素アレイは、光源による発光の後、所定量の時間の間、光を集める。遠く離れたオブジェクトから反射される光は、一層長い距離進み、そのため一層長いタイムオブフライトを有し、一方、近くのオブジェクトから反射される光は、短いタイムオブフライトの後に受け取られる。画素アレイにおける各画素は信号を生成し、この信号は、ターゲットについての情報を抽出するためにプロセッサにおいて処理される。情報には、周囲光のレベル、及びターゲットの深さが含まれる。
【０００４】
典型的なＴＯＦシステムにおける光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーモジュールである。光源を駆動するために照明ドライバが必要とされる。照明ドライバは、ＴＯＦシステムにおいて用いられるべき複数の条件を満たす必要がある。これらの条件の幾つかは、（ａ）照明ドライバは、１００ｍＡ又はそれより大きい範囲などの高電流をサポートすることが要求されること、（ｂ）照明ドライバは、良好な深さ精度を達成するために、５０ＭＨｚ又はそれより大きい範囲などの高変調周波数で動作することが要求されること、及び（ｃ）照明ドライバは、良好な解像度を達成するために、およそ６０〜７０ｄＢなどの良好な位相ノイズを有することが要求されること、である。
【０００５】
既存の照明ドライバは、これらの条件の一つ又は複数を満たしていない。また、既存の照明ドライバは、熱雑音、フリッカノイズ、及び大型の回路要素により影響を受ける。寄生容量の存在は、照明ドライバの線形の性質を更に劣化させる。
【発明の概要】
【０００６】
記載される例において、或る回路が、増幅器及びデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）を含む。増幅器は、増幅器のノード入力において基準電圧を受け取る。ＤＡＣはリフレッシュスイッチを介して増幅器に結合される。ＤＡＣは一つ又は複数の電流要素を含む。一つ又は複数の電流要素の各々は、クロックを受け取る。ＤＡＣは、一つ又は複数の電流要素に対応する一つ又は複数のスイッチを含む。フィードバックスイッチが、一つ又は複数のスイッチと、増幅器のフィードバックノードとの間に結合される。ＤＡＣは、増幅器のフィードバックノードにおいてフィードバック電圧を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】回路を図示する。
【０００８】
【図２】回路を図示する。
【０００９】
【図３】一実施例に従った回路を図示する。
【００１０】
【図４】図３の回路のオペレーションを例示するためのタイミング図である。
【００１１】
【図５】図３の回路のオペレーションのフローチャートである。
【００１２】
【図６】一実施例に従ったタイムオブフライト（ＴＯＦ）システムを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）１０２を含む回路１００を図示する。ＬＥＤ  １０２は、一次電源ＶＤＤ  １０４と照明ドライバ１０６との間に結合される。照明ドライバ１０６は、第１のトランジスタ１０８、バイアス生成器１１０、及び、１２０Ａ〜１２０Ｎとして表される複数の電流要素を含む。バイアス生成器１１０は、電圧源Ｖに結合される電流源１１２を含む。ダイオード接続トランジスタ１１４が、電流源１１２に結合される。ダイオード接続トランジスタ１１４のドレイン端子が、電流源１１２に結合され、ダイオード接続トランジスタ１１４のゲート端子が、ドレイン端子に結合される。ダイオード接続トランジスタ１１４のソース端子と二次電源ＶＳＳ  １３０との間にバイアス抵抗器Ｒ  １１６が結合される。
【００１４】
第１のトランジスタ１０８は、ＬＥＤ  １０２と複数の電流要素との間に結合される。第１のトランジスタ１０８のゲート端子が、クロックＣＬＫ  １１８を受け取り、第１のトランジスタ１０８のドレイン端子が、ＬＥＤ  １０２に結合される。第１のトランジスタ１０８のソース端子が、１２０Ａ〜１２０Ｎとして表される電流要素に結合される。電流要素の各々は、接続及びオペレーションにおいて同様である。従って、説明を簡潔にするために、電流要素１２０Ａの接続及びオペレーションをここで説明する。
【００１５】
電流要素１２０Ａは、第２のトランジスタ１２２Ａ、付加的な抵抗器ＲＡ  １２４Ａ、及び、二次電源ＶＳＳ  １３０に結合される二次スイッチＳＡ  １２８Ａを含む。第２のトランジスタ１２２Ａのゲート端子が、ダイオード接続トランジスタ１１４に結合され、第２のトランジスタ１２２Ａのドレイン端子が、出力ノードＮ２において第１のトランジスタ１０８のソース端子に結合される。第２のトランジスタ１２２Ａのソース端子が、付加的な抵抗器ＲＡ  １２４Ａに結合される。二次スイッチＳＡ  １２８Ａは、付加的な抵抗器ＲＡ  １２４Ａと二次電源ＶＳＳ  １３０との間に結合される。
【００１６】
同様に、電流要素１２０Ｎは、電流要素のうちのＮ番目の電流要素であり、Ｎは整数である。また、電流要素１２０Ｎは、第２のトランジスタ１２２Ｎ、付加的な抵抗器ＲＡ  １２４Ｎ、及び、二次電源ＶＳＳ  １３０に結合される二次スイッチＳＮ  １２８Ｎを含む。二次スイッチＳＡ  １２８Ａ〜ＳＮ  １２８Ｎは、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）入力によりアクティブにされる。ＤＡＣ入力は複数のイネーブル信号を含む。一例において、二次スイッチＳＡ  １２８Ａにより受信されたイネーブル信号が論理高であるとき、二次スイッチＳＡ  １２８Ａがアクティブにされるか又は閉じられる。
【００１７】
回路１００（図１）のオペレーションにおいて、照明ドライバ１０６は、一次電源ＶＤＤ  １０４から電流を引き出す。電流は、ＬＥＤ  １０２を介して照明ドライバ１０６に流れる。ＬＥＤ  １０２は、一次電源ＶＤＤ  １０４から照明ドライバ１０６により引き出される電流に基づいて光パルスを発する。ＤＡＣ入力を受け取ると、電流要素１２０Ａ〜１２０Ｎにおける二次スイッチのセットがアクティブにされる。従って、ＤＡＣ入力に基づいて、一次電源ＶＤＤ  １０４から電流を引き出す二次スイッチのセットを備える電流要素のセットがアクティブにされる。
【００１８】
電流源１１２は、電流をダイオード接続トランジスタ１１４に提供し、これが、バイアスノードＮ１においてバイアス電圧をつくる。バイアスノードＮ１におけるバイアス電圧は、電流要素のセットにおける第２のトランジスタをバイアスするために用いられる。従って、ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流は、電流要素のアクティブにされたセットに比例する。第１のトランジスタ１０８は、クロックＣＬＫ  １１８が論理高であるときアクティブにされる。
【００１９】
クロックＣＬＫ  １１８が論理高であるとき、ＤＡＣ入力に応答してアクティブにされた（電流要素１２０Ａ〜１２０Ｎのうちの）電流要素のセットに基づいて、電流がＬＥＤ  １０２を介して流れる。クロックＣＬＫ  １１８が論理低であるとき、照明ドライバ１０６により引き出される電流はなく、そのため、ＬＥＤ  １０２を介して電流が流れない。一例において、クロックＣＬＫ  １１８が論理高に遷移するとき、ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流がＩｐｅａｋである場合、クロックＣＬＫ  １１８が論理低に遷移するとき、ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流はＩｐｅａｋよりずっと低い。従って、ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流は一様ではなく、クロックＣＬＫ  １１８が論理高である時間期間の間ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流において、歪みが導入される。
【００２０】
ＬＥＤ  １０２における電流のこの歪みは、複数の要因による。これらの要因を例示するために、電流要素１２０Ａがここで説明され、他の電流要素は、ＬＥＤ  １０２における電流の歪みを構成するように同様の方式でふるまう。電流要素１２０Ａのフリッカノイズが、クロックＣＬＫ  １１８の周波数付近の位相ノイズとなる。付加的な抵抗器ＲＡ  １２４Ａは、フリッカノイズを低減するのに役立つ。しかしながら、付加的な抵抗器ＲＡ  １２４Ａの抵抗を増大させることによりフリッカノイズ仕様を達成することは、それに伴い増大する電力損失のため可能ではない。
【００２１】
また、バイアス生成器におけるダイオード接続トランジスタ１１４のサイズは、第２のトランジスタ１２２Ａのサイズより小さい。バイアス生成器１１０及び電流要素１２０Ａは、電流ミラー回路としてふるまう。一例において、ダイオード接続トランジスタ１１４のサイズが１ｘであり、第２のトランジスタ１２２Ａのサイズが１００ｘであるとき、ダイオード接続トランジスタ１１４を介して流れる電流はＩであり、第２のトランジスタ１２２Ａを介して流れる電流は１００ｘである。従って、ダイオード接続トランジスタ１１４のサイズは、第２のトランジスタ１２２Ａのサイズよりずっと小さく保たれる。しかしながら、ダイオード接続トランジスタ１１４における如何なるノイズも、ダイオード接続トランジスタ１１４及び第２のトランジスタ１２２Ａのサイズの比と同じ係数（上述の例において１００）で乗算される。従って、バイアス生成器１１０は、回路１００のサイズを相応して増大させるフリッカノイズ仕様にあうような方式で設計されることが要求される。
【００２２】
バイアスノードＮ１と出力ノードＮ２との間で寄生容量ＣＰ  １３５が導入される。一つの例において、寄生容量ＣＰ  １３５は、照明ドライバ１０６における大型回路要素のためである。（クロックＣＬＫ  １１８のスイッチングのため）複数の回路要素のスイッチングが、バイアスノードＮ１においてグリッチを導入する。また、バイアスノードＮ１は強く保たれず、これは、ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流の変動を生じさせる。全てのこれらの要因はまた、ＬＥＤ  １０２を介して流れる電流における非線形を導入する。
【００２３】
図２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）２０２を含む回路２００を図示する。ＬＥＤ２０２は、一次電源ＶＤＤ２０４と照明ドライバ２０６との間に結合される。照明ドライバ２０６は、第１のトランジスタ２０８、増幅器２１０、及び２２０Ａ〜２２０Ｎとして表される複数の電流要素を含む。増幅器２１０は基準電圧Ｖｒｅｆ２１２を受け取る。
【００２４】
第１のトランジスタ２０８は、ＬＥＤ２０２と電流要素との間に結合される。第１のトランジスタ２０８のゲート端子が、クロックＣＬＫ２１８を受け取り、第１のトランジスタ２０８のドレイン端子が、ＬＥＤ２０２に結合される。第１のトランジスタ２０８のソース端子が、２２０Ａ〜２２０Ｎとして表される電流要素に結合される。電流要素の各々は、接続及びオペレーションにおいて同様である。従って、説明を簡潔にするために、電流要素２２０Ａの接続及びオペレーションをここで説明する。
【００２５】
電流要素２２０Ａは、第２のトランジスタ２２２Ａ、付加的な抵抗器ＲＡ  ２２４Ａ、及び、二次電源ＶＳＳ２３０に結合される二次スイッチＳＡ  ２２８Ａを含む。第２のトランジスタ２２２Ａのゲート端子が増幅器２１０に結合され、第２のトランジスタ２２２Ａのドレイン端子が、出力ノードＮ２において第１のトランジスタ２０８のソース端子に結合される。第２のトランジスタ２２２Ａのソース端子が、付加的な抵抗器ＲＡ  ２２４Ａに結合される。二次スイッチＳＡ  ２２８Ａは、付加的な抵抗器ＲＡ  ２２４Ａと二次電源ＶＳＳ２３０との間に結合される。
【００２６】
同様に、電流要素２２０Ｎは、電流要素のうちのＮ番目の電流要素であり、ここで、Ｎは整数である。電流要素２２０Ｎはまた、第２のトランジスタ２２２Ｎ、付加的な抵抗器ＲＡ  ２２４Ｎ、及び、二次電源ＶＳＳ２３０に結合される二次スイッチＳＮ  ２２８Ｎを含む。二次スイッチＳＡ  ２２８Ａ〜ＳＮ  ２２８Ｎは、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）入力によりアクティブにされる。ＤＡＣ入力は複数のイネーブル信号を含む。一例において、二次スイッチＳＡ  ２２８Ａにより受け取られたイネーブル信号が論理高であるとき、二次スイッチＳＡ  ２２８Ａがアクティブにされるか又は閉じられる。
【００２７】
回路２００（図２）のオペレーションにおいて、照明ドライバ２０６は、一次電源ＶＤＤ２０４から電流を引き出す。電流は、ＬＥＤ２０２を介して照明ドライバ２０６に流れる。ＬＥＤ２０２は、一次電源ＶＤＤ２０４から照明ドライバ２０６により引き出される電流に基づいて光パルスを発する。ＤＡＣ入力を受け取ると、電流要素２２０Ａ〜２２０Ｎにおける二次スイッチのセットがアクティブにされる。従って、ＤＡＣ入力に基づいて、一次電源ＶＤＤ２０４から電流を引き出す二次スイッチのセットを備える電流要素のセットがアクティブにされる。
【００２８】
増幅器２１０は、バイアスノードＮ１においてバイアス電圧を生成する。バイアスノードＮ１におけるバイアス電圧は、電流要素のセットにおける第２のトランジスタをバイアスするために用いられる。従って、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流は、電流要素のアクティブにされたセットに比例する。フィードバック電圧Ｖｆ２１４が、電流要素の各々における付加的な抵抗器を介する電流から測定される。フィードバック電圧Ｖｆ２１４は増幅器２１０に提供される。増幅器２１０は、バイアス電圧を生成するために基準電圧Ｖｒｅｆ２１２及びフィードバック電圧Ｖｆ２１４を比較する。
【００２９】
第１のトランジスタ２０８は、クロックＣＬＫ２１８が論理高であるときアクティブにされる。クロックＣＬＫ２１８が論理高であるとき、ＤＡＣ入力に応答してアクティブにされる（電流要素１２０Ａ〜１２０Ｎのうちの）電流要素のセットに基づいて、電流がＬＥＤ  １０２を介して流れる。クロックＣＬＫ２１８が論理低であるとき、照明ドライバ２０６により引き出される電流はなく、そのため、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流がない。一例において、クロックＣＬＫ２１８が論理高に遷移するとき、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流がＩｐｅａｋである場合、クロックＣＬＫ２１８が論理低に遷移するとき、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流はＩｐｅａｋよりずっと低い。従って、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流は一様ではなく、クロックＣＬＫ２１８が論理高である時間期間の間ＬＥＤ２０２を介して流れる電流において、歪みが導入される。
【００３０】
ＬＥＤ２０２における電流のこの歪みは、複数の要因による。これらの要因を例示するために、電流要素２２０Ａがここで説明され、他の電流要素は、ＬＥＤ  ２０２における電流の歪みを構成するように同様の方式でふるまう。電流要素２２０Ａのフリッカノイズが、クロックＣＬＫ  ２１８の周波数付近の位相ノイズとなる。しかし、このフリッカノイズは増幅器２１０の利得により抑制される。
【００３１】
バイアスノードＮ１と出力ノードＮ２との間で寄生容量ＣＰ２３５が導入される。一つの例において、寄生容量ＣＰ２３５は、照明ドライバ２０６における大型回路要素のためである。増幅器２１０の帯域幅は、寄生容量ＣＰ２３５のため過渡現象を補償するように増大される必要がある。しかし、一層高い帯域幅は、増幅器２１０をポンプするために一層高い電力を要する。（クロックＣＬＫ２１８のスイッチングのため）回路要素のスイッチングが、バイアスノードＮ１においてグリッチを導入する。また、バイアスノードＮ１は強く保たれず、これは、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流の変動を生じさせる。全てのこれらの要因はまた、ＬＥＤ２０２を介して流れる電流における非線形を導入する。
【００３２】
図３は、一実施例に従った回路３００を図示する。回路３００は、ＬＥＤ（発光ダイオード）３０２を含む。ＬＥＤ３０２は、一次電源ＶＤＤ３０４と照明ドライバ３０６との間に結合される。照明ドライバ３０６は、増幅器３１０及びデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）３０８を含む。増幅器３１０は、増幅器３１０の入力ノードＮ１において基準電圧Ｖｒｅｆ３１２を受け取る。増幅器３１０は、増幅器３１０のフィードバックノードＮ２においてフィードバック電圧Ｖｆを受け取る。ＤＡＣ３０８は、フィードバック電圧Ｖｆを増幅器３１０に提供する。ＤＡＣ３０８は、リフレッシュスイッチＲＥＦ３３８を介して増幅器３１０に結合される。ＤＡＣ３０８は、３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎとして図示される一つ又は複数の電流要素、ＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎとして図示される一つ又は複数のスイッチ、及びフィードバックスイッチＦＢ３３６を含む。
【００３３】
電流要素の各々はクロックＣＬＫ３１８を受け取る。スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎは、それぞれ、一つ又は複数の電流要素３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎに対応する。従って、一つ又は複数の電流要素の第１の電流要素がアクティブにされるとき、一つ又は複数のスイッチの第１のスイッチがアクティブにされる。第１のスイッチは、第１の電流要素に対応する。例えば、スイッチＳＡ  ３４０Ａは電流要素３２０Ａに対応し、スイッチＳＢ  ３４０Ｂは、電流要素３２０Ｂに対応する。従って、スイッチＳＡ  ３４０Ａは、電流要素３２０Ａがアクティブにされるときアクティブにされ、スイッチＳＢ  ３４０Ｂは、電流要素３２０Ｂがアクティブにされるときアクティブにされる。フィードバックスイッチＦＢ３３６は、スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎと、増幅器３１０のフィードバックノードＮ２との間に結合される。
【００３４】
ＤＡＣ３０８はＤＡＣ入力を受け取る。ＤＡＣ入力は、ＤＡＣ１、ＤＡＣ２〜ＤＡＣＮとして図示される一つ又は複数のイネーブル信号を含む。イネーブル信号ＤＡＣ１、ＤＡＣ２〜ＤＡＣＮは、電流要素３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎに対応する。例えば、電流要素３２０Ａは、イネーブル信号ＤＡＣ１を受け取り、電流要素３２０Ｂは、イネーブル信号ＤＡＣ２を受け取る。イネーブル信号が論理高であるとき、それは、対応する電流要素をアクティブにする。例えば、電流要素３２０Ａは、イネーブル信号ＤＡＣ１が論理高であるときアクティブにされる。
【００３５】
電流要素３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎの各々は、接続及びオペレーションにおいて同様である。従って、説明を簡潔にするために、電流要素３２０Ａの接続及びオペレーションをここで説明する。電流要素３２０Ａは、ＡＮＤゲート３３２Ａ、第１のトランジスタ３２６Ａ、第２のトランジスタ３２２Ａ、及び、二次電源ＶＳＳ３３０に結合される抵抗器Ｒ  ３２４Ａを含む。ＡＮＤゲート３３２Ａは、クロックＣＬＫ３１８及びイネーブル信号ＤＡＣ１を受け取り、制御信号を生成する。
【００３６】
第１のトランジスタ３２６Ａのゲート端子が、ＡＮＤゲート３３２Ａに結合され、制御信号を受け取り、第１のトランジスタ３２６Ａのドレイン端子が、ＬＥＤ３０２に結合される。第１のトランジスタ３２６Ａのソース端子が、第２のトランジスタ３２２Ａに結合される。第２のトランジスタ３２２Ａのゲート端子が、リフレッシュスイッチＲＥＦ３３８を介して増幅器３１０に結合され、第２のトランジスタ３２２Ａのドレイン端子が、第１のトランジスタ３２６Ａのソース端子に結合される。第２のトランジスタ３２２Ａのソース端子が、一次ノードＮＡにおいて抵抗器Ｒ  ３２４Ａに結合される。抵抗器Ｒ  ３２４Ａの一端が、二次電源ＶＳＳ３３０に結合される。
【００３７】
同様に、電流要素３２０Ｎは、電流要素のうちのＮ番目の電流要素であり、ここで、Ｎは整数である。電流要素３２０Ｎはまた、ＡＮＤゲート３３２Ｎ、第１のトランジスタ３２６Ｎ、第２のトランジスタ３２２Ｎ、及び、二次電源ＶＳＳ３３０に結合される抵抗器Ｒ  ３２４Ｎを含む。ＡＮＤゲート３３２Ｎは、クロックＣＬＫ３１８及びイネーブル信号ＤＡＣＮを受け取り、制御信号を生成する。
【００３８】
スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎの各々が、一次ノード（ＮＡ、ＮＢ〜ＮＮ）とフィードバックスイッチＦＢ３３６との間に結合される。例えば、スイッチＳＡ  ３４０Ａは、一次ノードＮＡとフィードバックスイッチＦＢ３３６との間に結合される。スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎは、イネーブル信号によりアクティブにされる。例えば、イネーブル信号ＤＡＣ１及びＤＡＣＮが論理高であるとき、イネーブル信号ＤＡＣ１がスイッチＳＡ  ３４０Ａをアクティブにし、同様に、イネーブル信号ＤＡＣＮがスイッチＳＮ  ３４０Ｎをアクティブにする。
【００３９】
回路３００（図３）のオペレーションにおいて、照明ドライバ３０６は、一次電源ＶＤＤ３０４から電流を引き出す。電流は、ＬＥＤ３０２を介して照明ドライバ３０６に流れる。ＬＥＤ３０２は、一次電源ＶＤＤ３０４から照明ドライバ３０６により引き出される電流に基づいて光パルスを発する。ＤＡＣ入力を受け取ると、一次電源ＶＤＤ３０４から電流を引き出す電流要素のセットがアクティブにされる。
【００４０】
回路３００は、フィードバックモード及びリフレッシュモードで動作する。フィードバックモードでは、フィードバックスイッチＦＢ３３６がアクティブにされ、リフレッシュスイッチＲＥＦ３３８がイナクティブにされる。クロックＣＬＫ３１８は論理高である。（電流要素３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎのうちの）電流要素の或るセットが、ＤＡＣ入力に基づいてアクティブにされる。例えば、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットは、イネーブル信号ＤＡＣ１及びＤＡＣ２がそれぞれ論理高であるときアクティブにされる。クロックＣＬＫ３１８及びイネーブル信号ＤＡＣ１両方が論理高であるとき、ＡＮＤゲート３３２Ａにより生成される制御信号が、第１のトランジスタ３２６Ａをアクティブにする。（スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎのうちの）スイッチの対応するセットが、電流要素のアクティブにされたセットに基づいてアクティブにされる。例えば、スイッチＳＡ  ３４０Ａは、電流要素３２０Ａがアクティブにされるときアクティブにされ、スイッチＳＢ  ３４０Ｂは、電流要素３２０Ｂがアクティブにされるときアクティブにされる。
【００４１】
従って、ＬＥＤ３０２を介して流れる電流が、電流要素のアクティブにされたセットに比例する。増幅器３１０のフィードバックノードＮ２におけるフィードバック電圧Ｖｆは、電流要素の各々における抵抗器を介する電流から測定される。例えば、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットがアクティブにされるとき、フィードバック電圧Ｖｆは、抵抗器Ｒ  ３２４Ａ及びＲ  ３２４Ｂを介する電流から測定される。
【００４２】
リフレッシュモードでは、フィードバックスイッチＦＢ３３６がイナクティブにされ、リフレッシュスイッチＲＥＦ３３８がアクティブにされる。クロックＣＬＫ３１８は論理低である。クロックＣＬＫ３１８が論理低であるとき、照明ドライバ３０６により引き出される電流はなく、そのため、電流はＬＥＤ３０２を介して流れない。増幅器３１０は、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２からエラー電圧を生成する。一例において、エラー電圧は、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２の差である。別の例において、エラー電圧は、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２の増幅された差である。更に別の例において、増幅器３１０は、エラー電圧を生成するために、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２を比較する。エラー電圧は、電流要素の各々における第２のトランジスタに提供される。例えば、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットが、フィードバックモードにおいてアクティブにされる。従って、リフレッシュモードにおいて、第２のトランジスタ３２２Ａ及び３２２Ｂは、増幅器３１０からエラー電圧を受け取る。エラー電圧は他の第２のトランジスタにも提供されるが、対応する電流要素がイナクティブにされるので、それはＬＥＤ３０２を介する電流に影響を与えなかった。
【００４３】
エラー電圧は、後続のフィードバックモードにおいて電流要素の各々を介する電流を変える。従って、上述の例において、後続のフィードバックモードにおいて電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットがアクティブにされるとき、エラー電圧は、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂを介する電流を変える。
【００４４】
寄生容量ＣＰ３３５が、エラー電圧においてグリッチを導入する。しかしながら、エラー電圧において導入される如何なるグリッチも、補正のため増幅器３１０に再びフィードバックされる電流要素のセットを介する電流を変える。従って、電流要素のセットを介して流れる電流が、電流要素の各々における基準電圧Ｖｒｅｆ３１２及び抵抗器の関数である。回路３００は、増幅器３１０のフィードバック経路において、一つ又は複数のスイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎを提供する。これにより、回路３００のエリア要件が低減される。一例において、エリア要件は回路１００に比して３０％低減される。
【００４５】
また、スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎを介して電流が流れないので、スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎの抵抗が回路３００のオペレーションに影響を与えることはない。増幅器３１０の帯域幅は、図２の増幅器２１０に比して低い。従って、増幅器３１０を駆動するために要求される電力が一層低く、そのため、照明ドライバ３０６において高変調周波数を実現するために要求される電力が一層低い。
【００４６】
図４は、回路３００のオペレーションを例示するためのタイミング図である。フィードバックモード４０２において、フィードバックスイッチＦＢ３３６はアクティブにされ、リフレッシュスイッチＲＥＦ３３８はイナクティブにされる。クロックＣＬＫ３１８は論理高である。（電流要素３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎのうちの）電流要素の或るセットが、ＤＡＣ入力に基づいてアクティブにされる。（スイッチＳＡ  ３４０Ａ、ＳＢ  ３４０Ｂ〜ＳＮ  ３４０Ｎのうちの）スイッチの対応するセットが、電流要素のアクティブにされたセットに基づいてアクティブにされる。増幅器３１０のフィードバックノードＮ２におけるフィードバック電圧Ｖｆは、電流要素の各々における抵抗器を介する電流を介して測定される。
【００４７】
フィードバックスイッチＦＢ３３６は、クロックＣＬＫ  １１８が論理低に遷移する前にイナクティブにされる。リフレッシュモードにおいて、フィードバックスイッチＦＢ３３６はイナクティブにされ、リフレッシュスイッチＲＥＦ３３８はアクティブにされる。クロックＣＬＫ３１８は論理低である。クロックＣＬＫ３１８が論理低であるとき、照明ドライバ３０６により引き出される電流はなく、そのため、ＬＥＤ３０２を介して流れる電流はない。増幅器３１０は、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２からエラー電圧を生成する。一例において、エラー電圧は、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２の差である。別の例において、エラー電圧は、フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧Ｖｒｅｆ３１２の増幅された差である。エラー電圧は、電流要素の各々における第２のトランジスタに提供される。例えば、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットが、フィードバックモード４０２においてアクティブにされる。従って、リフレッシュモード４０４において、第２のトランジスタ３２２Ａ及び３２２Ｂが、増幅器３１０からエラー電圧を受け取る。
【００４８】
エラー電圧は、後続のフィードバックモード４０６において電流要素の各々を介する電流を変える。従って、上述の例において、後続のフィードバックモード４０６において電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットがアクティブにされるとき、エラー電圧は、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂを介する電流を変える。
【００４９】
図５は、回路３００のオペレーションのフローチャート５００である。工程５０２で、一つ又は複数の電流要素のうちの電流要素の或るセットが、ＤＡＣ入力に基づいて及びクロックが論理高であるときアクティブにされる。回路３００において、（電流要素３２０Ａ、３２０Ｂ〜３２０Ｎのうちの）電流要素の或るセットが、ＤＡＣ入力に基づいてアクティブにされる。ＤＡＣ入力は、一つ又は複数の電流要素に対応する一つ又は複数のイネーブル信号（図３においてＤＡＣ１、ＤＡＣ２〜ＤＡＣＮとして表される）を含む。例えば、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットは、イネーブル信号ＤＡＣ１及びＤＡＣ２がそれぞれ論理高であるときアクティブにされる。
【００５０】
工程５０４で、一つ又は複数のスイッチのスイッチの対応するセットが、電流要素のアクティブにされたセットに基づいてアクティブにされる。例えば、スイッチＳＡ  ３４０Ａは、電流要素３２０Ａがアクティブにされるときアクティブにされ、スイッチＳＢ  ３４０Ｂは、電流要素３２０Ｂがアクティブにされるときアクティブにされる。一つ又は複数のイネーブル信号は、一つ又は複数のスイッチをアクティブにする。例えば、スイッチＳＡ  ３４０Ａは、イネーブル信号ＤＡＣ１によりアクティブにされ、スイッチＳＢ  ３４０Ｂは、イネーブル信号ＤＡＣ２によりアクティブにされる。工程５０６で、電流要素の各々における抵抗器を介する電流からフィードバック電圧が測定される。例えば、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットがアクティブにされるとき、フィードバック電圧Ｖｆは、抵抗器Ｒ  ３２４Ａ及びＲ  ３２４Ｂを介する電流から測定される。従って、ＬＥＤ３０２を介して流れる電流が、電流要素のアクティブにされたセットに比例する。一次電源が電流要素の各々に電流を提供する。
【００５１】
電流要素は、クロックが論理低であるときイナクティブにされる。フィードバック電圧Ｖｆ及び基準電圧は、エラー電圧を生成するために比較される。エラー電圧は、電流要素の各々に提供される。電流要素のセットは、クロックが論理高であるときアクティブにされる。エラー電圧は、電流要素の各々を介する電流を変えるように構成される。従って、上述の例において、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂのセットがアクティブにされるとき、エラー電圧は、電流要素３２０Ａ及び３２０Ｂを介する電流を変える。
【００５２】
図６は、一実施例に従った、タイムオブフライト（ＴＯＦ）システム６００を図示する。ＴＯＦシステム６００は回路６０１を含む。回路６０１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）６０２を含む。ＬＥＤ６０２は、一次電源ＶＤＤ６０４とデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）６０８との間に結合される。一例において、ＬＥＤ６０２は、赤外（ＩＲ）光を送信するＩＲ  ＬＥＤである。回路６０１は、ＤＡＣ６０８に結合される増幅器６１０を含む。
【００５３】
ＴＯＦシステム６００は画素アレイ６１２を含む。画素アレイ６１２は、６１４として図示される一つ又は複数の画素を含む。画素アレイ６１２は、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）６１６に結合される。ＡＤＣ６１６にプロセッサ６２０が結合される。例えば、プロセッサ６２０は、ＣＩＳＣタイプ（複合命令セットコンピュータ）ＣＰＵ、ＲＩＳＣタイプＣＰＵ（縮小命令セットコンピュータ）、又はデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）であり得る。
【００５４】
回路６０１は、接続及びオペレーションにおいて回路３００に類似する。増幅器６１０は、増幅器６１０の入力ノードにおいて基準電圧Ｖｒｅｆを受け取る。増幅器６１０は、増幅器６１０のフィードバックノードにおいてフィードバック電圧Ｖｆを受け取る。ＤＡＣ６０８は、フィードバック電圧Ｖｆを増幅器６１０に提供する。ＤＡＣ６０８は、リフレッシュスイッチを介して増幅器６１０に結合される。ＤＡＣ６０８は、一つ又は複数の電流要素、一つ又は複数のスイッチ、及びフィードバックスイッチを含む。
【００５５】
回路６０１は、増幅器６１０のフィードバック経路ににおいて一つ又は複数のスイッチを提供する。これにより、回路６０１のエリア要件が低減される。増幅器６１０の帯域幅は、図２の増幅器２１０に比して低い。従って、一層低い電力が増幅器６１０を駆動するために要求され、そのため、回路６０１における高変調周波数を実現するために要求される電力が一層低い。
【００５６】
ＬＥＤ６０２は、一次電源ＶＤＤ６０４からＤＡＣ６０８により引き出される電流に基づいて光パルスを送信する。送信された光パルスは、ターゲット６１５により散乱され、反射された光パルスを生成する。画素アレイ６１２は、反射された光パルスを受け取る。ＡＤＣ６１６は、画素の各々からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。プロセッサ６２０は、ターゲット６１５の画像を処理して、デジタル信号を生成する。
【００５７】
本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得、他の実施例が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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