JPH0854468A - 受光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、基準光に基づいて感度の校正がは
かられ、かつその感度の下で光信号を受光して光−電気
変換する受光器に関し、低廉化および小型化をはかりつ
つ精度よく感度を校正することを目的とする。 【構成】 一定レベルで光信号を出射する基準光源１１
と、その光信号を光−電気変換して電気信号を出力し、
その変換の効率とその温度に対する変動幅とが動作点に
応じて変化する特性を有する受光素子１２と、動作点に
ついて効率および変動幅の偏差が特性の分布の下で最大
許容値以下となる基準点を含む走査域を走査する動作点
走査手段１３と、その走査に同期して受光素子が出力す
る電気信号のレベルについて、基準点における値との比
を求めるレベル監視手段１４と、その比が効率について
予め与えられた目標値とその効率の基準点における値と
の比に等しいときに走査を阻止する制御手段１５とを備
えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準光のレベルに基づ
いて感度の校正ががはかられ、かつその感度の下で光信
号を受光して光−電気変換する受光器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光を出射してその光の反射光との相関に
基づいてその反射光の発生点に位置する物標との相対距
離を求める距離センサは、車両その他の多くの分野に利
用されつつある。また、このような距離センサの多くに
は、要求される測距精度や所望の高い感度を得るため
に、受光素子としてアバランシェ・フォトダイオード
（以下、単に「ＡＰＤ」という。）が適用された受光器
が搭載される。

【０００３】図１０は、従来の受光器の構成例を示す図
である。図において、プロセッサ（ＣＰＵ）８０の第一
の出力はＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ）８１およびバイアス制
御回路８２を介してＡＰＤ８３のカソードに接続され、
そのアノードは抵抗器８４を介して接地されると共に、
増幅器８５の入力に接続される。増幅器８５の出力はレ
ベル検出回路８６および距離測定回路８７の入力に接続
され、レベル検出回路８６の出力はＡ／Ｄ変換器８８を
介してプロセッサ８０の第一の入力に接続される。距離
測定回路８７の入出力は、プロセッサ８０の対応する入
出力に接続される。プロセッサ８０の第二の出力は光源
駆動回路８９を介して基準光源９０の駆動入力に接続さ
れ、その基準光源９０はその出射口をＡＰＤ８３の受光
面に対向させて配置される。

【０００４】このような構成の受光器では、その動作モ
ードは、後述するようにＡＰＤ８３の感度を校正する校
正モードと、その校正モードで校正された感度に基づい
て光電変換を行って所定の信号処理を行う（例えば、距
離測定回路８７を駆動する。）受光モードとから構成さ
れる。

【０００５】校正モードでは、プロセッサ８０は光源駆
動回路８９を介して基準光源９０を駆動し、その基準光
源９０は一定レベルの基準光を出射する。ＡＰＤ８３は
このような基準光を受光して光電変換し、その光電変換
によって得られる電流信号は抵抗器８４によって電圧信
号に変換される。増幅器８５はこのような電圧信号を所
定の増幅率で増幅してレベル検出回路８６に与え、レベ
ル検出回路８６はこのようにして与えられる電圧信号に
所定の処理を施すことにより、上述した基準光のレベル
を電圧で示すモニタ信号を生成する。

【０００６】一方、ＡＰＤ８３は、図１１に示すように
バイアス電圧に応じて増倍率が変化し、かつその増倍率
の変動幅は動作温度に応じて大きく増減する特性を有す
る。プロセッサ８０は、Ａ／Ｄ変換器８８を介して上述
したモニタ信号をディジタル信号に変換して取り込み、
そのディジタル信号が示す値に基づいてＤ／Ａ変換器８
１とバイアス制御回路８２とを介してＡＰＤ８３のバイ
アス電圧（動作点）を可変することにより、そのＡＰＤ
の感度を上述した特性に対して一定とする目的値制御を
行う。さらに、プロセッサ８０は、このような校正モー
ドの一連の処理を完結すると受光モードに移行する。

【０００７】受光モードでは、プロセッサ８０は光源駆
動回路８９を介して基準光源９０の駆動を停止し、ＡＰ
Ｄ８３は図示されない光学系を介して与えられる光信号
を光電変換することにより電流信号を出力する。このよ
うな電流信号は、上述した校正モードの場合と同様に抵
抗器８４によって電圧信号に変換され、さらに、増幅器
８５によって増幅されて距離測定回路８７に与えられ
る。距離測定回路８７は、このようにして与えられる電
圧信号にプロセッサ８０の制御の下で測距処理を施す。

【０００８】なお、このような受光器に類似した先行技
術としては、例えば、特開昭５７−２２９４４号公報に
掲載されたものがあるが、ここではその詳細な説明につ
いては省略する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の受光器では、受光素子であるＡＰＤ８３が上述した
ようなバイアス電圧に応じた増倍率の変化や、その増倍
率の変動幅の動作温度に応じた増減を吸収して安定に所
望の感度を得るために、基準光源９０から出射される基
準光のレベルを温度に対して精度よく安定化したり、受
光モードにおいてＡＰＤ８３の受光面に与えられる光信
号のレベルを正確に調整することが要求された。

【００１０】したがって、上述した光学系の調整には多
くの工数を要し、かつ光源駆動回路８９等の構成が複雑
となっていた。本発明は、低廉化および小型化をはかり
つつ精度よく感度を校正できる受光器を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１に記載
の発明の原理ブロック図である。請求項１に記載の発明
は、一定のレベルで光信号を出射する基準光源１１と、
基準光源１１によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率と温度
に対するその効率の変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子１２と、動作点について効率およ
び変動幅の偏差が特性の分布の下で最大許容値以下とな
る基準点を含む走査域が設定され、その走査域を走査す
る動作点走査手段１３と、動作点走査手段１３が行う走
査に同期して受光素子によって出力された電気信号のレ
ベルについて、そのレベルの基準点における値との比を
求めるレベル監視手段１４と、レベル監視手段１４によ
って求められた比を監視し、その比が効率について予め
与えられた目標値とその効率の基準点における値との比
に等しいときに走査を阻止する制御手段１５とを備えた
ことを特徴とする。

【００１２】図２は、請求項２に記載の発明の原理ブロ
ック図である。請求項２に記載の発明は、一定のレベル
で光信号を出射する基準光源１１と、基準光源１１によ
って出射された光信号を光−電気変換して電気信号を出
力し、その光−電気変換の効率と温度に対するその効率
の変動幅とが動作点に応じて変化する特性を有する受光
素子１２と、動作点について効率および変動幅の偏差が
特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含む走
査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査手段
１３と、受光素子によって出力された電気信号のレベル
を監視し、そのレベルに外部から設定された係数を乗じ
て基準レベルを求めるレベル監視手段２１と、動作点走
査手段１３が走査する動作点が基準点であるときに、効
率について予め与えられた目標値とその効率の特性に基
づく値との比を係数として設定し、かつレベル監視手段
２１によって求められた基準レベルを保持する保持手段
２３と、動作点走査手段１３が走査する動作点が基準点
以外であるときに、係数を「１」に設定すると共に、レ
ベル監視手段２１によって求められた基準レベルと保持
手段２３に保持された基準レベルとを比較し、両者が一
致したときにその走査を阻止する制御手段２５とを備え
たことを特徴とする。

【００１３】図３は、請求項３に記載の発明の原理ブロ
ック図である。請求項３に記載の発明は、外部から指定
された出射レベルで光信号を出射する基準光源３１と、
基準光源３１によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率とその
効率の温度に対する変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子３２と、動作点について効率およ
び変動幅の偏差が特性の分布の下で最大許容値以下とな
る基準点を含む走査域が設定され、その走査域を走査す
る動作点走査手段３３と、受光素子３２によって出力さ
れた電気信号のレベルを求めるレベル監視手段３４と、
動作点走査手段３３が走査する動作点が基準点であると
きに、効率について予め与えられた目標値とその効率の
特性に基づく値との比と出射レベルの定常値との積にそ
の出射レベルを設定すると共に、レベル監視手段３４に
よって求められたレベルを保持する保持手段３５と、動
作点走査手段３３が走査する動作点が基準点以外である
ときに、出射レベルを定常値に設定すると共に、レベル
監視手段３４によって求められたレベルと保持手段３５
に保持されたレベルとを比較し、両者が一致したときに
その走査を阻止する制御手段３６とを備えたことを特徴
とする。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明にかかわる受光器では、
受光素子１２は基準光源１１から出射される一定レベル
の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する。ま
た、このような受光素子１２の光−電気変換の効率とそ
の効率の温度に対する変動幅との偏差は、その受光素子
の特性の分布に応じて異なる値となる。動作点走査手段
１３は、受光素子１２の動作点についてこのような偏差
が上述した特性の分布の下で最大許容値以下となる基準
点を含む走査域が設定され、その走査域を走査する。レ
ベル監視手段１４はこのような走査の下で上述した電気
信号のレベルを監視して基準点における値との比を求
め、制御手段１５は、その比を監視し、受光素子１２が
行う光−電気変換の効率について予め与えられた目標値
とその効率の基準点における値との比に一致したときに
上述した走査を阻止する。

【００１５】すなわち、受光素子１２の特性のバラツキ
の範囲内において、上述した偏差が最大許容値以下とな
る基準点における電気信号のレベルを基準とし、そのレ
ベルに対して相対的に目標値の効率が得られる点に動作
点が設定されるので、基準光源から出射される光のレベ
ルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に入
射する光信号のレベルを正確に調整せずに精度よく感度
の校正が行われる。

【００１６】請求項２に記載の発明にかかわる受光器で
は、受光素子１２は基準光源１１から出射される一定の
レベルの光信号を光−電気変換して電気信号を出力す
る。また、このような受光素子１２の光−電気変換の効
率とその効率の温度に対する変動幅との偏差は、その受
光素子の特性の分布に応じて異なる値となる。動作点走
査手段１３は、受光素子１２の動作点について、このよ
うな偏差が上述した特性の分布の下で最大許容値以下と
なる基準点を含む走査域が設定され、その走査域を走査
する。

【００１７】このように走査に応じて動作点が基準点と
なると、保持制御手段２３は上述した効率の目標値とそ
の効率の特性に基づいて得られる値との比を係数として
設定し、レベル監視手段２１は受光素子１２によって出
力された電気信号のレベルにその係数を乗じて基準レベ
ルを求める。さらに、保持手段２３は、その基準レベル
を保持する。また、このような走査に応じて動作点が基
準点以外となったときには、制御手段２５は係数を
「１」に設定し、レベル監視手段２１は受光素子１２に
よって出力された電気信号のレベルにその係数を乗じて
基準レベルを求める。さらに、制御手段２５は、このよ
うな基準レベルと保持手段２３に保持された基準レベル
とを比較して両者が一致すると、受光素子１２に対する
動作点の走査を阻止する。

【００１８】すなわち、受光素子１２の特性のバラツキ
の範囲内において、上述した偏差が最大許容値以下とな
る基準点における電気信号のレベルを基準とし、そのレ
ベルに対して相対的に目標値の効率が得られる点に動作
点が設定されるので、基準光源から出射される光のレベ
ルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に入
射する光信号のレベルを正確に調整せずに精度よく感度
の校正が行われる。

【００１９】請求項３に記載の発明にかかわる受光器で
は、受光素子３２は基準光源３１から出射される光信号
を光−電気変換して電気信号を出力する。また、このよ
うな受光素子３２の光−電気変換の効率とその効率の温
度に対する変動幅との偏差は、その受光素子の特性の分
布に応じて異なる値となる。動作点走査手段３３は、受
光素子３２の動作点について、このような偏差が上述し
た特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含む
走査域が設定され、その走査域を走査する。

【００２０】このように走査に応じて動作点が基準点と
なると、保持制御手段３５は上述した効率の目標値とそ
の効率の特性に基づいて得られる値との比と基準光源３
１から出射される光信号の出射レベルの定常値との積に
その出射レベルを設定し、その時点でレベル監視手段３
４によって求められたレベルを保持する。また、このよ
うな走査に応じて動作点が基準点以外となったときに
は、制御手段３６は基準光源によって出射される光信号
のレベルを上述した定常値に設定し、レベル監視手段３
４はこのような定常値のレベルの光信号に応じて受光素
子３２から出力された電気信号のレベルを求める。さら
に、制御手段３６は、このようなレベルと保持手段３５
に保持されたレベルとを比較して両者が一致すると、受
光素子３２に対する動作点の走査を阻止する。

【００２１】すなわち、受光素子３２の特性のバラツキ
の範囲内において、上述した偏差が最大許容値以下とな
る基準点における電気信号のレベルを基準として、その
レベルに対して相対的に目標値の効率が得られる点に動
作点が設定されるので、基準光源から出射される光のレ
ベルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に
入射する光信号のレベルを正確に調整せずに精度よく感
度の校正が行われる。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図４は、請求項１に記載の発明に対
応した実施例を示す図である。

【００２３】図において、図１０に示す従来例と機能お
よび構成が同じものについては、同じ参照番号を付与し
て示し、ここではその説明を省略する。本実施例と図１
０に示す従来例との構成の相違点は、プロセッサ８０に
代えてプロセッサ４０を備えた点にある。

【００２４】なお、本実施例と図１に示すブロック図と
の対応関係については、光源駆動回路８９および基準光
源９０は基準光源１１に対応し、ＡＰＤ８３は受光素子
１２に対応し、プロセッサ４０、Ｄ／Ａ変換器８１およ
びバイアス制御回路８２は動作点走査手段１３に対応
し、抵抗器８４、増幅器８５、レベル検出回路８６、Ａ
／Ｄ変換器８８およびプロセッサ４０はレベル監視手段
１４に対応し、プロセッサ４０は制御手段１５に対応す
る。

【００２５】図５は、本実施例の動作フローチャートで
ある。以下、図４および図５を参照して本実施例の動作
を説明する。本発明の特徴は、本実施例では、プロセッ
サ４０が実行するプログラムの演算手順にある。なお、
このような演算手順の内、受光モードにかかわるものに
ついては、従来例と同じであるから、以下ではその説明
を省略する。

【００２６】校正モードでは、プロセッサ４０は、ＡＰ
Ｄ８３について、増倍率が「１」となってその増倍率の
温度に応じた変動幅が最大許容値以下となるバイアス電
圧の基準値（例えば、図１１に示す特性では５ボルトと
なる。）が予め与えられ、Ｄ／Ａ変換器８１およびバイ
アス制御回路８２を介してその基準値のバイアス電圧を
設定する（図５(1))。さらに、プロセッサ４０は光源駆
動回路８９を介して基準光源９０を駆動し（図５(2))、
その基準光源９０は一定のレベルの基準光を出射する。
ＡＰＤ８３はこのような基準光を受光して光電変換し、
その光変換によって得られる電流信号は抵抗器８４によ
って電圧信号に変換される。増幅器８５はこのような電
圧信号を所定の増幅率で増幅することによりレベル検出
回路８６に与え、レベル検出回路８６はこのようにして
与えられる電圧信号に従来例と同様の処理を施すことに
より、上述したレベルを電圧で示す基準モニタ信号を生
成する（図５(3))。

【００２７】プロセッサ４０は、Ａ／Ｄ変換器８８を介
して上述した基準モニタ信号をディジタル信号に変換し
て取り込み、そのディジタル信号の振幅値Ａ_S を受光モ
ード時に設定されるべきＡＰＤ８３の増倍率（＝μ₀)倍
して主記憶上に保持する（図５(4))。

【００２８】さらに、プロセッサ４０は、ＡＰＤ８３の
バイアス電圧について上述した基準値を始点とするプラ
ス方向への走査域を設定し、Ｄ／Ａ変換器８１とバイア
ス制御回路８２とを介してこのような走査域を走査する
（図５(5))。

【００２９】このようなバイアス電圧の走査中には、プ
ロセッサ４０は、その走査に同期して各バイアス電圧の
値におけるモニタ信号の振幅値ａ_S を抵抗器８４、増幅
器８５およびレベル検出回路８６を介して測定し（図５
(6))、かつその振幅値ａ_S と上述したように主記憶上に
保持された値（＝μ₀・Ａ_S）との大小関係を監視する。
さらに、プロセッサ４０は、このような監視の下でａ
_S ＝μ₀・Ａ_Sの式で示される条件が成立することを認識
する（図５(7))と、速やかに上述した走査を停止してそ
の時点におけるバイアス電圧を保持すると共に、かつ光
源駆動回路８９を介して基準光源９０の駆動を停止して
（図５(8))受光モードに移行する。

【００３０】すなわち、図１１に示すように、ＡＰＤ８
３について、温度に対する増倍率の変動幅と素子間の特
性のバラツキが小さい領域の内、その増倍率の値が既知
の点にバイアス電圧を設定することにより精度よく基準
モニタ信号のレベルを求め、かつこのようなレベルを基
準として所望の感度が得られる点までそのバイアス電圧
が走査される。

【００３１】したがって、ＡＰＤ８３の増倍率は、その
ＡＰＤの特性のバラツキや温度による誤差分が抑圧され
て精度よく設定される。図６は、請求項２に記載の発明
に対応した第一の実施例を示す図である。

【００３２】図において、図４に示すものと機能および
構成が同じものについては、同じ参照番号を付与して示
し、ここではその説明を省略する。本実施例と図４に示
す実施例との構成の相違点は、プロセッサ４０に代えて
プロセッサ５０が備えられ、並列接続された抵抗器５１
およびスイッチ５２が抵抗器８４に直列に配置され、そ
のスイッチ５２の制御入力にはプロセッサ５０の第三の
出力が接続された点にある。

【００３３】なお、本実施例と図２に示すブロック図と
の対応関係については、光源駆動回路８９および基準光
源９０は基準光源１１に対応し、ＡＰＤ８３は受光素子
１２に対応し、プロセッサ５０、Ｄ／Ａ変換器８１およ
びバイアス制御回路８２は動作点走査手段１３に対応
し、抵抗器８４、５１、スイッチ５２、増幅器８５、レ
ベル検出回路８６、Ａ／Ｄ変換器８８およびプロセッサ
５０はレベル監視手段２１に対応し、プロセッサ５０は
保持手段２３および制御手段２５に対応する。

【００３４】図７は、本実施例の動作フローチャートで
ある。以下、図６および図７を参照して本実施例の動作
を説明する。校正モードでは、プロセッサ５０は、スイ
ッチ５２の接点を開設定する（図７(1))。さらに、プロ
セッサ５０は、ＡＰＤ８３について、増倍率が「１」と
なってその増倍率の温度に応じた変動幅が最大許容値以
下となるバイアス電圧の基準値（例えば、図１１に示す
特性では５ボルトとなる。）が予め与えられ、Ｄ／Ａ変
換器８１およびバイアス制御回路８２を介してその基準
値のバイアス電圧を設定する（図７(2))。さらに、プロ
セッサ５０は図５に示す実施例と同様にして基準光源９
０を駆動し（図７(3))、その基準光源９０は一定のレベ
ルの基準光を出射する。ＡＰＤ８３はこのような基準光
を受光して光電変換し、その光電変換によって得られる
電流信号は抵抗器８４、５１によって電圧信号に変換さ
れる。増幅器８５はこのような電圧信号を所定の増幅率
で増幅することによりレベル検出回路８６に与え、レベ
ル検出回路８６はこのようにして与えられる電圧信号に
従来例と同様の処理を施すことにより、上述したレベル
を電圧で示す基準モニタ信号を生成する。

【００３５】プロセッサ５０は、Ａ／Ｄ変換器８８を介
して上述した基準モニタ信号をディジタル信号に変換し
て取り込み（図７(4))、そのディジタル信号の値Ａ_S を
主記憶上に保持する（図７(5))。

【００３６】また、プロセッサ５０は、スイッチ５２の
接点を閉設定することによりＡＰＤ８３の負荷抵抗を抵
抗器８４のみとする（図７(6))と共に、ＡＰＤ８３のバ
イアス電圧について上述した基準値を始点とするプラス
方向への走査域を設定し、Ｄ／Ａ変換器８１とバイアス
制御回路８２とを介してこのような走査域を走査する
（図７(7))。

【００３７】このようなバイアス電圧の走査中には、増
幅器８５およびレベル検出回路８６は、同様の動作を継
続してモニタ信号を生成する。プロセッサ５０は、Ａ／
Ｄ変換器８８を介してそのモニタ信号に対応したディジ
タル信号を取り込んでその値ｂ_S を測定し（図７(8))、
かつその値ｂ_S と上述したように主記憶上に保持された
値（＝Ａ_S)との大小関係を監視する。

【００３８】さらに、プロセッサ５０は、このような監
視の下で ｂ_S ＝Ａ_S の式で示される条件が成立することを認識する（図７
(9))と、速やかに上述した走査を停止してその時点にお
けるバイアス電圧を保持すると共に、かつ光源駆動回路
８９を基準光源９０の駆動を停止して（図７(10)) 受光
モードに移行する。

【００３９】ところで、このようなバイアス電圧の走査
に応じて増幅器８５の出力に与えられる電圧信号の振幅
ｖと、そのバイアス電圧に応じて変化するＡＰＤ８３の
増倍率μと、そのＡＰＤの負荷抵抗の値Ｒとの間にはｖ
∝μＲの関係式が成立する。また、このような関係式に
基づく上述した走査域の始点とその他の点とにおける電
圧信号の振幅ｖ₁、ｖ₂は、抵抗器５１の抵抗値Ｒ₁ およ
び抵抗器８４の抵抗値Ｒ₂ に対して ｖ₁ ∝１・（Ｒ₁＋Ｒ₂） ｖ₂ ∝μＲ₂ の関係式で示される。さらに、これらの振幅ｖ₁、ｖ
₂は、増幅器８５、レベル検出回路８６およびＡ／Ｄ変
換器８８の特性が上述した走査域の全域において一定で
あるから、上述したように主記憶上に保持された値Ａ_S
と振幅値ｂ_S との間に ｖ₁∝Ａ_S ｖ₂∝ｂ_S の関係式が成立する。

【００４０】したがって、本実施例では、受光モード時
においてＡＰＤ８３に設定されるべき増倍率μ₀ に対し
て μ₀ ＝（Ｒ₁＋Ｒ₂）／Ｒ₂ の式が成立する値に、抵抗器５１の抵抗値Ｒ₁ および抵
抗器８４の抵抗値Ｒ₂ をそれぞれ設定しておくことによ
り、上述したように走査が停止した時点におけるバイア
ス電圧は増倍率μ₀ が得られる点に確実に設定される。

【００４１】また、このような走査の停止制御は、ＡＰ
Ｄ８３の特性の内、増倍率の値が既知であり、その増倍
率の温度に対する変動幅と素子間の特性のバラツキとが
小さい領域の一点を基準として行われるので、そのＡＰ
Ｄ８３の増倍率は精度よく設定される。

【００４２】さらに、本実施例では、バイアス電圧の走
査における起点とその他の点とでＡＰＤ８３からレベル
検出回路８６の入力端に至る区間の利得が切り換えられ
ているが、このような区間のダイナミックレッジが受光
モード時におけるＡＰＤ８３の増倍率に適応可能な大き
な値を有するならば、図４に示す実施例を適用してもよ
い。

【００４３】図８は、請求項２に記載の発明に対応した
第二の実施例を示す図である。 図において、図６に示
すものと機能および構成が同じものについては、同じ参
照番号を付与して示し、ここではその説明を省略する。

【００４４】本実施例と図６に示す実施例との構成の相
違点は、抵抗器８４は抵抗器５１およびスイッチ５２を
介さずに直接接地され、増幅器６１が増幅器８５に代え
て備えられ、その増幅器６１の制御入力にプロセッサ５
０の第二の出力が接続された点にある。

【００４５】本実施例では、ＡＰＤ８３からレベル検出
回路８６の入力に至る区間の利得は、増幅器６１の利得
を上述したバイアスの基準値に対応した所定の値とその
値の増倍率μ₀ 分の一の値とにプロセッサ５０の制御の
下で切り換えて設定される。

【００４６】なお、図６に示す実施例では、このような
利得の切り換えがＡＰＤ８３に直列に配置された抵抗器
５１の両端をスイッチ５２を介して断続することにより
行われていたが、本実施例におけるその他の各部の動作
については、全く同様であるからここではその説明を省
略する。

【００４７】したがって、本実施例では、図６に示す実
施例と同様にしてＡＰＤ８３の増倍率が精度よく設定さ
れる。また、図６に示す実施例においてスイッチ５２の
接点の断続に伴って生じていたＡＰＤ８３の動作点の変
動分が抑圧されるので、バイアス電圧の走査制御が単純
化されて効率化され、校正モードの速やかな完結がはか
られる。 なお、図６および図８に示す実施例では、Ａ
ＰＤ８３に直列に接続される抵抗器の抵抗値やその後段
に配置された増幅器６１の利得が可変されているが、本
発明はこのような構成に限定されず、例えば、レベル検
出回路８６やＡ／Ｄ変換手段８８の入出力特性を可変し
たり、プロセッサ４０（５０）がソフトウエアに基づい
て乗算を行う構成としてその乗算に適用される乗数を可
変してもよい。

【００４８】図９は、請求項３に記載の発明に対応した
実施例を示す図である。図において、図８に示すもの機
能および構成が同じものについては、同じ参照番号を付
与して示し、ここではその説明を省略する。

【００４９】本実施例と図８に示す実施例との構成の相
違点は、制御入力を有する光源駆動回路７１が光源駆動
回路８９に代えて備えられ、その制御入力にはプロセッ
サ５０の第二の出力が接続され、増幅器６１に代えて増
幅器８５が備えられた点にある。

【００５０】なお、本実施例と図３に示すブロック図と
の対応関係については、光源駆動回路７１および基準光
源９０は基準光源３１に対応し、ＡＰＤ８３は受光素子
３２に対応し、プロセッサ５０、Ｄ／Ａ変換器８１およ
びバイアス制御回路８２は動作点走査手段３３に対応
し、抵抗器８４、増幅器８５、レベル検出回路８６、Ａ
／Ｄ変換器８８およびプロセッサ５０はレベル監視手段
３４に対応し、プロセッサ５０は保持手段３５および制
御手段３６に対応する。

【００５１】以下、本実施例の動作を説明する。本実施
例では、ＡＰＤ８３からレベル検出回路８６の入力に至
る利得が抵抗器８４および増幅器８５を介して一定に設
定され、図６および図８に示す実施例において行われて
いた利得の切り換えに代えて、基準光源９０の駆動レベ
ルがプロセッサ５０の制御の下で光源駆動回路７１を介
して切り換えられる。

【００５２】すなわち、上述したバイアス電圧の基準値
に対応させて基準光のレベルを所定値に設定し、さら
に、上述した利得を減少させる代わりにその基準光のレ
ベルを増倍率μ₀ 分の一の値に設定する。また、その他
の各部は図８に示す実施例と同様に動作するので、ここ
ではその動作の説明を省略する。

【００５３】したがって、本実施例では、図８に示す実
施例と同様にしてＡＰＤ８３の増倍率が精度よく設定さ
れる。また、上述した切り換えはＡＰＤ８３の動作点を
変更することなく確実に行われるので、バイアス電圧の
走査制御が単純化されて効率化され、校正モードの速や
かな完結がはかられる。

【００５４】なお、上述した各実施例では、ＡＰＤ８３
に与えられる基準光が変調されていないが、本発明はこ
のような構成に限定されず、その基準光のレベルが確実
に測定できるならば如何なる変調処理が施されてもよ
い。

【００５５】さらに、上述した各実施例では、実際に受
光すべき光と基準光とが異なるタイミングでＡＰＤ８３
に与えられているが、本発明はこのような構成に限定さ
れず、例えば、これらの光については、波長の相違や双
方に適用された変調方式に基づく分離処理がレベル検出
回路８６と距離測定回路８７とで確実に行うことができ
るならば、同時に与えられてもよい。

【００５６】また、上述した各実施例では、距離測定回
路８７が処理すべき信号に対応した光信号が正弦波信号
やパルス信号に基づいて所定の変調が施されていること
が想定されているが、本発明はこのような変調方式に限
定されず、アナログの振幅変調方式や角度変調方式、所
定の信号配置を実現するディジタル変調方式、周波数軸
上で拡散をはかる変調方式その他如何なる変調方式を適
用してもよい。

【００５７】さらに、上述した各実施例では、受光素子
としてＡＰＤ８３が適用されているが、本発明は、この
ようなＡＰＤを用いた受光器に限定されず、動作点に応
じて光−電気変換の効率が変動してその効率の変動幅が
温度に対して変化する特性を有する受光素子であれば、
例えば、光電子増倍管その他の如何なる受光素子を用い
た受光器にも適用可能である。

【００５８】また、上述した各実施例では、基準モニタ
信号を得るためにＡＰＤ８３にその増倍率が「１」とな
るバイアス電圧が印加されているが、本発明はこのよう
な増倍率の値に限定されず、予め求められた光電変換特
性に基づいて増倍率が既知であり、かつその増倍率の温
度に対する変動幅が許容可能な最大値以下となるなら
ば、その増倍率は如何なる値であってもよく、その増倍
率を得るために必ずしもバイアス電圧を印加しなくても
よい。

【００５９】さらに、上述した各実施例では、基準光の
レベルにかかわる測定および比較に併せて、ＡＰＤ８３
の動作点の設定および切り換えがプロセッサ４０(５０)
が実行するソフトウエアの制御の下で行われているが、
本発明はこのようなプロセッサを用いた構成に限定され
ず、専用のハードウエアを用いて構成してもよく、かつ
これらのハードウエアはアナログ領域およびディジタル
領域の何れで処理を行ってもよい。

【００６０】また、上述した各実施例では、プロセッサ
５０は、ＡＰＤ８３を介して受光された光信号に距離測
定回路８７が所定の処理を施すことにより測距が行われ
ているが、本発明はこのように装置やシステムに既存の
プロセッサを共用する構成に限定されず、必要であれば
専用のプロセッサを搭載してもよい。

【００６１】さらに、上述した各実施例では、プロセッ
サ４０(５０)がバイアス電圧の走査を停止することによ
りＡＰＤの所望の増倍率が得られる動作点が設定されて
いるが、本発明はこのような構成に限定されず、例え
ば、Ｄ／Ａ変換器８１の出力端にトランスパレント型の
ラッチを設けて走査を停止する代わりにラッチングを行
う構成としてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項３に記載の発明では、受光素子の特性のバラツキの範
囲内において、効率およびその効率の温度に対する変動
幅の偏差が最大許容値以下となる基準点における電気信
号のレベルを基準として、相対的に目標値の効率が得ら
れる点に動作点が設定される。

【００６３】すなわち、基準光源から出射される光のレ
ベルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に
入射する光信号のレベルを正確に調整せずに確度高く感
度の校正が行われる。

【００６４】したがって、本発明が適用された機器で
は、回路の規模および構成を簡略化しつつ所望の感度が
確実に得られ、低廉化および小型化をはかりつつ性能が
高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の原理ブロック図であ
る。

【図２】請求項２に記載の発明の原理ブロック図であ
る。

【図３】請求項３に記載の発明の原理ブロック図であ
る。

【図４】請求項１に記載の発明に対応した実施例を示す
図である。

【図５】本実施例の動作フローチャートである。

【図６】請求項２に記載の発明に対応した第一の実施例
を示す図である。

【図７】本実施例の動作フローチャートである。

【図８】請求項２に記載の発明に対応した第二の実施例
を示す図である。

【図９】請求項３に記載の発明に対応した実施例を示す
図である。

【図１０】従来の受光器の構成例を示す図である。

【図１１】ＡＰＤの特性の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１，３１，９０ 基準光源 １２，３２ 受光素子 １３，３３ 動作点走査手段 １４，２１，３４ レベル監視手段 １５，２５，３６ 制御手段 ２３，３５ 保持手段 ４０，５０，８０ プロセッサ（ＣＰＵ） ５１，８４ 抵抗器 ５２ スイッチ ６１，８５ 増幅器 ７１，８９ 光源駆動回路 ８１ Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ） ８２ バイアス制御回路 ８３ アバランシェ・フォトダイオード ８６ レベル検出回路 ８７ 距離測定回路 ８８ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 7/48 Ｚ 9108−2Ｆ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定のレベルで光信号を出射する基準光
   源と、 前記基準光源によって出射された光信号を光−電気変換
   して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率と温度
   に対するその効率の変動幅とが動作点に応じて変化する
   特性を有する受光素子と、 前記動作点について前記効率および前記変動幅の偏差が
   前記特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含
   む走査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査
   手段と、 前記動作点走査手段が行う走査に同期して前記受光素子
   によって出力された電気信号のレベルについて、そのレ
   ベルの前記基準点における値との比を求めるレベル監視
   手段と、 前記レベル監視手段によって求められた比を監視し、そ
   の比が前記効率について予め与えられた目標値とその効
   率の前記基準点における値との比に等しいときに前記走
   査を阻止する制御手段とを備えたことを特徴とする受光
   器。
2. 【請求項２】 一定のレベルで光信号を出射する基準光
   源と、 前記基準光源によって出射された光信号を光−電気変換
   して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率と温度
   に対するその効率の変動幅とが動作点に応じて変化する
   特性を有する受光素子と、 前記動作点について前記効率および前記変動幅の偏差が
   前記特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含
   む走査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査
   手段と、 前記受光素子によって出力された電気信号のレベルを監
   視し、そのレベルに外部から設定された係数を乗じて基
   準レベルを求めるレベル監視手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点であ
   るときに、前記効率について予め与えられた目標値とそ
   の効率の前記特性に基づく値との比を前記係数として設
   定し、かつ前記レベル監視手段によって求められた基準
   レベルを保持する保持手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点以外
   であるときに、前記係数を「１」に設定すると共に、前
   記レベル監視手段によって求められた基準レベルと前記
   保持手段に保持された基準レベルとを比較し、両者が一
   致したときにその走査を阻止する制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする受光器。
3. 【請求項３】 外部から指定された出射レベルで光信号
   を出射する基準光源と、 前記基準光源によって出射された光信号を光−電気変換
   して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率とその
   効率の温度に対する変動幅とが動作点に応じて変化する
   特性を有する受光素子と、 前記動作点について前記効率および前記変動幅の偏差が
   前記特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含
   む走査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査
   手段と、 前記受光素子によって出力された電気信号のレベルを求
   めるレベル監視手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点であ
   るときに、前記効率について予め与えられた目標値とそ
   の効率の前記特性に基づく値との比と前記出射レベルの
   定常値との積にその出射レベルを設定すると共に、前記
   レベル監視手段によって求められたレベルを保持する保
   持手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点以外
   であるときに、前記出射レベルを前記定常値に設定する
   と共に、前記レベル監視手段によって求められたレベル
   と前記保持手段に保持されたレベルとを比較し、両者が
   一致したときにその走査を阻止する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする受光器。