JP2002174509A - 調整された放出を有する光検出器 - Google Patents

調整された放出を有する光検出器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に背景抑制セル型で、放出電流の急速な調
整を行なう手段を備えるパルス化された放出の光検出器
である。 【解決手段】 受信された電圧信号Ｖが調整間隔Ｚ１の
外側に配置されているときに、放出電流がこの信号Ｖを
急速に間隔Ｚ１内にするように予め決定された因数によ
り掛け算または割り算され；信号Ｖが間隔Ｚ１の範囲内
にあるときに、放出電流は、信号Ｖの調整に応じた値を
要求された値Ｖｏｐｔ へと到達させるために制御手段
により調整されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、パルス化された
電流放出を発生可能であり、かつ、その結果として対象
に向かってパルス化された光ビームを放出可能であると
共に、前記対象から返還されるパルス化された光ビーム
により生成され、前記対象の存在および／または距離に
したがって、電子受信回路によって受け入れられた電圧
信号を処理することができる放出および受容システムを
備える調整された放出を有する光検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光検出器、とりわけ背景技術としての抑
制光セルにおける光検出器は、検出される対象が放出さ
れるエネルギーの低いまたは高いわずかな部分を送り返
しているか否かに基づいて、広く変化する受信電圧信号
を生成することが従来技術からも公知である。したがっ
て、例えば、わずかな光を送り返す対象が存在する中で
放出の輝度強度を上げることができる何らかの方策が必
要となる。
【０００３】ところで、このような光セルの電子回路に
おいては、チャンネルの増幅の連鎖による飽和を避ける
必要があり、この飽和は検出を乱すものであり、したが
って輝度放出強度を低減させることができることが賢明
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】光セル放出受信システ
ムにおいて放出電流を調整する手段をどのようにして使
用するかということは従来技術から公知であり、これら
の調整手段は電流インパルス（衝撃・影響）の放出周波
数の変化を通して放出されるエネルギーのレベルを変化
させている。しかし、特定のタイプのセルのためには、
不変の放出周波数を保持することが必要となるであろう
し、したがって、問題となっている調整手段は使用に適
さないものとなるであろう。
【０００５】この発明の目的は、特に対象を検出する光
セルの検出波形に対して三角点（三角測量）を用いるこ
とにより、とりわけ、電流インパルスの安定した送信周
波数を保持している間にセルの背景を抑制して、光検出
器の放出電流を迅速に調整することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、電流
の調整を送信する手段が、予め決定されている最大電圧
値と最小電圧の調整値に関連して受信される電圧信号の
値を検出し、これらの値は高電圧ゾーンと低電圧のゾー
ンと同様に調整間隔を定義しており；他方で、調整手段
は、前記電圧信号が前記調整間隔の状況であるときに、
放出電流が前記電圧信号の要求された値へと制御させる
制御手段により調整されること、および電圧信号が前記
高電圧ゾーンまたは低電圧ゾーンの状況にあるときに、
放出電流が予め決定された因数により掛け算または割り
算されること、の２つを組み合わせることによって、前
記電圧信号が前記調整間隔に急速に集められるように、
前記制御手段により調整されている。
【０００７】迅速な訂正と制御のためにこのように実行
されるこの組み合わせは、とりわけ効果的である。まず
第１に、受信信号の広い偏差が、顕著な要因により、放
出電流の振幅を広げたり狭めたりして、調整間隔の間の
受信された電圧信号を導き、その後、放出電流の最後の
調整が、受信された電圧信号を要求された値へと移行さ
せる。
【０００８】擬似指数関数を用いて集中させるための第
１の位相を介して、調整動作は非常に迅速に実行され、
換言すれば、それは数サイクルの放出サイクル内であ
り、いかなる場合でも、従来技術の検出器による放出サ
イクルよりもはるかに低い数の放出サイクルの範囲内で
ある。
【０００９】予め決定された因数は、最も多くても、最
大および最小電圧値の比、または最小および最大電圧値
の比に等しく、その比は、例えば４倍または１／４倍の
次数（オーダー―order―）となる。
【００１０】制御手段は、放出電流のレベルを計算する
マイクロコントローラを結合されたまたはこれを伴わな
いデジタルアナログ変換器により有利に構成されること
ができる。そして、後者のものは、放出電流を要求され
た電圧値に到達させることを可能にするように定義する
アナログ信号を生成するような方法により、積分成分へ
と適用される変調された幅のインパルスを生成してい
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
この発明を限定するものではない実施形態について詳細
に説明する。
【００１２】図１に示された光検出器は、ソフトウェア
手段と共に電気光学放出器ユニット１２および電気光学
受信器ユニット１３に組み込まれた電子回路１１により
構成される放出および受容システム１０を備える三角分
割検出セルである。電気光学放出器ユニット１２は、対
象Ｏが存在するときに、パルス化されたビームを放出
し、電気光学受信器ユニット１３はこれに対応するビー
ムを受信する。
【００１３】問題となっているセルは、背景抑制タイプ
のものであり、したがって、その電子回路１１は遠距離
受信器チャンネル１４と、近距離受信器チャンネル１５
とを備えているが、これは異なるタイプであるかもしれ
ない。各受信器チャンネルは、その出力が放出電流とし
てコマンド回路１７に供給される増幅手段１６を有して
いる。
【００１４】コマンド回路１７は、例えばマイクロコン
トローラのようなコントローラ１８を有しており、これ
は、信号から電圧信号Ｖを定義し、この信号のレベルに
したがって、図２に示すように、差別化された方法で、
放出電流Ｉを統御する（図２参照）。
【００１５】電圧信号のために、最大値Ｖｍａｘと最小
値Ｖｍｉｎが定義され、これらの間で調整間隔Ｚ１を決
定すると共に、この間隔の外側に、増幅手段の過飽和と
不飽和とにそれぞれ対応する、高いゾーンＺ２と、低い
ゾーンＺ３と、を同様に決定している。
【００１６】図２に示すように、コントローラにより電
圧信号Ｖが調整間隔Ｚ１の外側で検出されたときに、換
言すれば、最大値Ｖｍａｘよりも上の、電圧の高いゾー
ンＺ２内または最小値Ｖｍｉｎよりも下の、電圧の低い
ゾーンＺ３内で、コントローラ１８は、固定され、か
つ、予め決定された因数ｋ、例えば４の階数（次数）に
より放出電流を割り算または掛け算する。これは、調整
間隔Ｚ１（Ｖｍａｘ，Ｖ ｍｉｎ）を構成する収束ゾーン
内に結果としての電圧信号を移行させるために、迅速に
再集中させることを目的としている。
【００１７】電圧信号Ｖが間隔Ｚ１内にある状況のと
き、第１のインパルス放出または上述した再集中の位相
に続く放出の何れかから、コントローラ１８は、インパ
ルス幅変調により得られる調整を介して、電圧信号Ｖ
ｏｐｔを与える値Ｉｏｐｔへと放出電流を導くことにな
る。
【００１８】コントローラ１８は、放出ユニット１２を
直接制御するアナログ出力タイプのものであっても良
い。安上がりの種類のものでは、このコントローラは、
デジタル出力を有し、デジタル／アナログ変換器１９に
組み込まれており、ＲＣ回路による積分とパルス幅変調
（ＰＷＭ）の詳細とによって動作している。
【００１９】図２において、特性線Ｉは、初期電圧信号
Ｖａが最大電圧Ｖｍａｘよりも高く、かつ、値Ｖｏｐｔ
となる前にゾーンＺ１内に含まれている値Ｖａ１ へと
まず最初に低下させられる場合を示しており；特性線Ｉ
Ｉは、初期電圧信号Ｖｂが最小電圧Ｖｍｉｎ よりも低
く、かつ、ゾーンＺ１内に含まれている値Ｖｂ１ へと
まず最初に上昇し、その後値Ｖｏｐｔとなるまで変化さ
せられる場合を示している。
【００２０】すべての場合において、電圧信号は、増幅
チャンネル１６によって定義される値Ｖ１よりも低くな
る。一例としてそれぞれ、Ｖ１は５Ｖ、Ｖｍａｘは４．
５Ｖ、Ｖｏｐｔは４Ｖ、そしてＶｍｉｎ は１Ｖであっ
ても良い。それの１つによって電流に掛けたり電流を割
ったりする因数ｋは、例えば４の階数（次数―order
―）である。調整の最後の位相は、単一の放出サイクル
の間に実行されているという長所であり；この最後の位
相において、もしもあるものがこの位相の始まりでコマ
ンドインパルスの変調の周期率τにより特徴付けるなら
ば、電流はその周期率を τｏｐｔ ＝τ×Ｖｏｐｔ／Ｖａ１（または、Ｖｏｐｔ
／Ｖｂ １） へと変化させ、放出電流は比例し、電圧信号Ｖは要求さ
れた値Ｖｏｐｔへと移行するようにして調整される。
【００２１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る光検出器によれば、放出および受容システムが、予
め決定されている最大電圧値（Ｖｍａｘ）と最小電圧
（Ｖｍｉ ｎ）の調整値に関連して受信される電圧信号の
値（Ｖ）を検出し、これらの値が高電圧ゾーン（Ｚ２）
と低電圧のゾーン（Ｚ３）と共に調整間隔（Ｚ１）を定
義する放出電流調整手段を備え、この放出電流調整手段
は、電圧信号（Ｖ）が前記調整間隔（Ｚ１）の状況であ
るときに、放出電流が電圧信号の要求された値（Ｖ
ｏｐｔ）へと制御させる制御手段（１８，１９）により
調整されると共に、電圧信号が前記高電圧ゾーン（Ｚ
２）または低電圧ゾーン（Ｚ３）の状況にあるときに、
放出電流が予め決定された因数（ｋ）により掛け算また
は割り算されることにより、電圧信号が前記調整間隔
（Ｚ１）に急速に集中させられて前記制御手段（１８，
１９）により調整されているので、特に対象検出光セル
の検出波形に対して三角点（三角測量）を用いて、とり
わけ、電流インパルスの安定した送信周波数を保持して
いる間に背景を抑制すると共に、光検出器の放出電流を
迅速に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る調整された放出を有する光検出
器の実施形態による光検出器の全体構成を示すブロック
図である。
【図２】図１に示された本発明に係る光検出器の、調整
動作の間の時間に対する受信電圧の放出の関係を示す特
性図である。
【符号の説明】
１０ 受容システム １１ 電子回路 １２ 電気光学放出器ユニット １３ 電気光学受信器ユニット １４ 遠距離受信器チャンネル １５ 近距離受信器チャンネル １６ 増幅手段 １７ コマンド回路 １８ コントローラ Ｚ１ 調整間隔 Ｚ２ 高いゾーン Ｚ３ 低いゾーン
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA06 AA19 FF09 FF41 GG01 HH04 JJ02 JJ23 JJ25 NN02 NN08 NN17 NN18 QQ06 UU01 2F112 AA07 BA01 CA12 EA09 FA08 2H079 AA02 BA01 CA11 FA01 HA15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パルス化された電流放出を発生可能であ
    り、対象に向かってパルス化された光ビームを放出可能
    であると共に、その結果として前記対象から返還される
    パルス化された光ビームにより生成された電圧信号であ
    って、前記対象の存在および／または距離にしたがって
    受け入れられた電圧信号を処理することができる放出お
    よび受容システムを備える光検出器であって、前記放出
    および受容システムが、予め決定されている最大電圧値
    （Ｖｍａｘ）と最小電圧（Ｖｍｉｎ）の調整値に関連し
    て受信される電圧信号の値（Ｖ）を検出し、これらの値
    が高電圧ゾーン（Ｚ２）と低電圧のゾーン（Ｚ３）と共
    に調整間隔（Ｚ１）を定義する放出電流調整手段を備え
    る光検出器において、 前記放出電流調整手段は、前記電圧信号（Ｖ）が前記調
    整間隔（Ｚ１）の状況であるときに、放出電流が前記電
    圧信号の要求された値（Ｖｏｐｔ）へと制御させる制御
    手段（１８，１９）により調整されること、および、電
    圧信号が前記高電圧ゾーン（Ｚ２）または低電圧ゾーン
    （Ｚ３）の状況にあるときに、放出電流が予め決定され
    た因数（ｋ）により掛け算または割り算されること、の
    ２つを組み合わせることによって、前記電圧信号が前記
    調整間隔（Ｚ１）に急速に集められるように、前記制御
    手段（１８，１９）により調整されていることを特徴と
    する調整された放出を有する光検出器。
  2. 【請求項２】前記予め決定された因数（ｋ）は、多くて
    も、最小電圧値に対する最大電圧値の比Ｖｍａｘ／Ｖ
    ｍｉｎまたは最大電圧値に対する最小電圧値の比Ｖ
    ｍｉｎ／Ｖ ｍａｘの何れかであることを特徴とする請求
    項１に記載の調整された放出を有する光検出器。
  3. 【請求項３】前記電圧信号（Ｖ）が前記調整間隔（Ｚ
    １）の状況であるときに、放出電流が前記電圧信号の要
    求された値（Ｖｏｐｔ）と受信信号の電圧値（Ｖａ１，
    Ｖｂ１）との間の比にしたがった因数により掛け算され
    ていることを特徴とする請求項１に記載の調整された放
    出を有する光検出器。
  4. 【請求項４】前記制御手段は、獲得されるべき要求電圧
    値（Ｖｏｐｔ）にしたがった放出電流を決定するアナロ
    グ信号を作成するために、パルス幅を変調しかつこの変
    調されたパルス幅を積分する変調積分手段（１９）と、
    この手段（１９）に組み込まれたマイクロコントローラ
    （１８）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載
    の調整された放出を有する光検出器。
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FR2814542A1 (fr) 2002-03-29
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