JP2018092951A - 受発光装置及び受発光装置の補償方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの現象は、例えば光学素子を計測装置に用いる場合は、素子温度によって計測結果が変わってしまうという問題を引き起こす。また、例えば光学素子を照明用途に用いる場合は、素子温度によって照明の明るさが変わったり、照明周囲の温度むらに起因する明度むらが生じてしまったりする等の問題を引き起こす。
具体的には、例えば、LED照明の明度を、LEDに入力する電流値を制御することで素子温度の変化に依らずに規定の値に保とうとするときには、ある素子温度における電流値と明度との関係、すなわち温度特性を補償するための補償情報を予め取得しておく必要がある。そして、LED照明を使用する際には素子温度を計測し、事前に取得した補償情報を参照してLEDに入力する電流値を決定することで、LED照明の明度を素子温度の変化に依らずに規定の値に保つことができる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、経年劣化等により光学素子の温度特性が変化してしまった場合にも、温度特性を高精度に補償することができる受発光装置及び受発光装置の補償方法を提供することにある。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。
まず、本発明の第一実施形態を説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る受光装置の一例を示す概略構成図である。
本発明の一実施形態に係る受光装置は、受光量に応じた第一の出力信号を出力する第一の受光素子と、前記第一の受光素子の温度情報を取得する温度情報取得部と、前記第一の出力信号の補償に用いる補償情報を記憶する記憶部と、前記第一の受光素子に電力を供給することで、当該第一の受光素子を複数の温度状態に変化させる制御部と、前記複数の温度状態における、複数の前記第一の出力信号及び前記温度情報に基づいて前記補償情報を生成する生成部と、前記第一の出力信号を、前記温度情報及び前記補償情報に基づいて補償する補償部と、を備える。
本発明の一実施形態に係る受光装置によれば、使用環境下における最新の光学素子の温度特性を取得することが可能になり、これを用いることで、経年劣化等により光学素子の温度特性が変化してしまった場合でも、温度特性の影響を高精度に補償することができる。さらに、第一の受光素子に電力を供給することで複数の温度状態を作り出すことができるため、恒温槽等の熱浴のような大規模な設備を必要とすることなく第一の受光素子の出力の補償情報を生成することができる。
第一の受光素子101は、制御部106からの電力供給により発熱し得る。また、第一の受光素子101は、その出力信号である第一の出力信号S101を生成部103及び補償部104に出力する。
温度情報取得部102は第一の受光素子101の温度情報を取得し、取得した温度情報S102を生成部103及び補償部104に出力する。生成部103は、指示部107から、補償情報の生成を指示するための生成信号が入力されたとき、温度特性を補償するための補償情報S103を生成し、生成した補償情報S103を記憶部105に格納する。
制御部106は、指示部107から、補償情報の生成を指示するための生成信号が入力されたとき、第一の受光素子101に電力供給を行い、第一の受光素子101を複数の温度状態に変化させる。
第一の受光素子101は、受光装置100が感度を示すべき波長の光を受光した際に、受光した光量に応じた第一の出力信号S101を電気的に出力することが可能であり、且つ、第一の受光素子101は、電力が供給されることで発熱する受光素子であれば特に制限されない。
また、第一の受光素子101は、アナログ−ディジタル変換回路を有し、第一の出力信号S101をディジタルデータとして出力してもよい。
温度情報取得部102は、第一の受光素子101の温度情報を取得し、取得した温度情報を生成部103及び補償部104に出力することができれば特に制限されない。
温度情報取得部102によって取得される第一の受光素子101の温度情報は、第一の受光素子101の補償情報としての温度特性の取得、及び第一の出力信号S101の温度特性の補償に用いられるため、第一の受光素子101の温度情報は精度良く取得されることが望ましい。
また、第一の受光素子101の温度情報として、第一の受光素子101の近傍、例えば第一の受光素子101と同一基板上にサーミスタを配置し、このサーミスタの抵抗値を用いても良い。この場合、第一の受光素子101とサーミスタとが同一基板上に配置されているため、第一の受光素子101の温度とサーミスタの温度とは略等しいと考えられる。すなわち、サーミスタの抵抗値は、第一の受光素子101の温度に間接的に相関を持つ。そのため、サーミスタの抵抗値を第一の受光素子101の温度情報として用いることで、第一の受光素子101の補償情報としての温度特性の取得、及び第一の出力信号の温度特性の補償を精度よく行うことができる。
また、温度情報取得部102はアナログ−ディジタル変換回路を有し、ディジタルデータとして温度情報を出力しても良い。
また、温度情報取得部102は、第一の受光素子101等、受光装置100の他の構成要素に内蔵されていても良い。
生成部103は、第一の受光素子101から出力される第一の出力信号S101と、温度情報取得部102から出力される温度情報S102との関係から補償情報を生成することができれば特に制限されない。生成部103は補償情報を生成し、生成した補償情報S103を記憶部105に格納する。また生成部103は、新たに補償情報を生成した場合には、記憶部105に格納されている以前生成した補償情報を、新たに生成した補償情報に更新記憶する。
また、生成部103は、補償部104等、受光装置100の他の構成要素に内蔵されていても良い。
補償部104は、第一の受光素子101から出力される第一の出力信号S101を、この第一の出力信号S101を第一の受光素子101から入力した際に温度情報取得部102から入力される温度情報S102と、記憶部105から読み出した補償情報S103とに基づいて補償し、温度特性の影響が補償された出力信号、つまり受光装置100の出力信号S100を出力することができれば特に制限されない。
また、補償部104は、生成部103等、受光装置100の他の構成要素に内蔵されていても良い。
また、補償部104は、温度特性の影響が補償された出力信号S100を、電圧値や電流値等のアナログ値として出力しても良いし、通信ポートやバスを介してディジタル値として出力しても良い。
記憶部105は、生成部103で生成された第一の出力信号S101の補償情報S103を記憶することができれば特に制限されない。記憶部105は生成部103に内蔵されていてもよい。
(制御部)
制御部106は、第一の受光素子101に電力を供給することで、第一の受光素子101の温度状態を変化させることができれば特に制限されない。
指示部107は、補償情報の生成を指示するための生成信号を制御部106に出力することができれば、特に制限されない。指示部107は、例えばユーザが指示部107に対して生成信号の出力を指示することで、または、定期的等、任意のタイミングで生成信号を制御部106に出力する。
補償部104によって行われる、温度特性の影響の補償(以下、“温度特性補償”と称する場合がある)の方法について図2を用いて説明する。
図2は、第一の受光素子101の出力である第一の出力信号S101の温度特性を表す概念図であり、第一の受光素子101がある一定の光量を受光する際の、第一の受光素子101の温度情報と第一の出力信号S101との関係を表している。図2において横軸は第一の受光素子101の素子温度、または温度相当の値を表す温度情報、縦軸は第一の出力信号S101である。
温度特性補償の方法としては例えば、第一の受光素子101の基準温度を規定し、基準温度外の温度における第一の出力信号S101を、基準温度での第一の出力信号相当値に換算する方法が挙げられる。
このようにすることで、受光装置100は温度特性の影響が補償された出力信号S100を出力することができる。
温度特性補償を行う際に参照される補償情報、すなわち第一の受光素子101の出力である第一の出力信号S101の温度特性を取得するための方法について、図3を用いて説明する。
補償情報の取得に際しては第一の受光素子101に電力を供給し、第一の受光素子101を発熱させることにより生じる第一の受光素子101の温度変化を利用する。
すなわち、電力供給により第一の受光素子101の温度が上昇した際に第一の受光素子101の温度情報と第一の出力信号S101とを取得することで、第一の受光素子101の温度が環境温度より上昇した状態における、第一の受光素子101の温度情報と第一の出力信号との関係を取得することができる。
この補償情報の取得は、第一の受光素子101が環境温度に対し、より高温における状態の温度特性しか実測できないため、温度特性補償を行いたい温度範囲に対し、より低い温度環境下で行われることがより望ましい。
この補償情報の取得は受光装置100の出荷前検査時に行われても良い。
また、より精度の良い補償情報を取得するために、電力供給による温度上昇後の第一の受光素子101の温度情報とそのときの第一の出力信号S101とを多点に渡って取得する場合、電力供給終了後に電力供給により上昇した温度が環境温度まで下がるまでの間に複数回、第一の受光素子101の温度情報とそのときの第一の出力信号S101とを取得しても良い。
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図4は、本発明の第二実施形態に係る発光装置の一例を示す概略構成図である。
本発明の一実施形態に係る発光装置は、供給される電力に応じた量の光を出力する第一の発光素子と、前記第一の発光素子の温度情報を取得する温度情報取得部と、前記第一の発光素子の電力供給条件の補償情報を記憶する記憶部と、前記第一の発光素子に電力を供給することで、当該第一の発光素子を複数の温度状態に変化させる制御部と、前記複数の温度状態における、複数の前記第一の発光素子の出力及び前記温度情報に基づいて前記補償情報を生成する生成部と、前記電力供給条件を、前記温度情報及び前記補償情報に基づいて補償する補償部と、を備える。
第一の発光素子201は、制御部206からの電力供給を受けて動作する。第一の発光素子201の出力、つまり第一の発光素子201が出力する光は、発光装置200の外部に設けられた受光素子で受光され、受光量に応じた信号が第一の発光素子201の出力相当値S201として生成部203に出力される。
第一の発光素子201は、供給電力に応じた光量の、発光装置200が出力すべき波長の光を出力することができれば特に制限されない。第一の発光素子201としては、例えば、発光装置200が出力すべき波長に応じたLED(発光ダイオード)や、MEMSヒータ、白熱電球等が好適である。また、第一の発光素子201への電力供給は、電流の入力や、電圧の印加によって行われても良い。この際電流源や電圧源を用いても良い。
電気的に接続可能な各種光源は電気抵抗を有するため、電力を供給することで発熱が生じるが、光源自体を発熱させることが光源の寿命等の観点から望ましくない場合や、必要な印加電圧や供給電流が電力供給回路の制約により確保できない場合等は、光源の近傍に適切な抵抗値の抵抗体を設け、この抵抗体に電力を供給することで、この抵抗体を発熱させてもよい。
温度情報取得部202は、第一の発光素子201の温度情報を取得し、取得した温度情報を生成部203及び補償部204に出力することができれば特に制限されない。
温度情報取得部202によって取得される第一の発光素子201の温度情報は、第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件の補償情報としての温度特性の取得、及び第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件の温度特性の補償に用いられるため、第一の発光素子201の温度情報は精度良く取得されることが望ましい。
また、第一の発光素子201の温度情報として、第一の発光素子201の近傍、例えば第一の発光素子201と同一基板上にサーミスタを配置し、このサーミスタの抵抗値を用いても良い。この場合、第一の発光素子201とサーミスタとが同一基板上に配置されているため、第一の発光素子201の温度とサーミスタの温度とは略等しいと考えられる。すなわち、サーミスタの抵抗値は、第一の発光素子201の温度に間接的に相関を持つ。そのため、サーミスタの抵抗値を第一の発光素子201の温度情報として用いることで、第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件の補償情報としての温度特性の取得、及び第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件の温度特性の補償を精度よく行うことができる。
また、温度情報取得部202はアナログ−ディジタル変換回路を有し、ディジタルデータとして温度情報を出力しても良い。
また、温度情報取得部202は、第一の発光素子201等、発光装置200の他の構成要素に内蔵されていても良い。
生成部203は、第一の発光素子201の出力相当値S201と、温度情報取得部202から出力される温度情報S202との関係から補償情報を生成することができれば特に制限されない。生成部203は、補償情報を生成し、生成した補償情報を記憶部205に格納する。また生成部203は、新たな補償情報を生成した場合には、記憶部205に格納されている以前生成した補償情報を、新たに生成した補償情報に更新記憶する。
生成部203としては、例えば、アナログIC、ディジタルICや、CPU、マイクロコントローラ等のプロセッサが好適である。
また、生成部203は、補償部204等、発光装置200の他の構成要素に内蔵されていても良い。
補償部204は、第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件を、温度情報取得部202から入力される温度情報S202と、記憶部205から読み出した補償情報S203とに基づいて補償することができれば特に制限されない。
補償部204としては、例えば、アナログIC、ディジタルICや、CPU、マイクロコントローラ等のプロセッサが好適である。
また、補償部204は、温度特性の影響が補償された電力供給条件を、電圧値や電流値等のアナログ値として出力しても良いし、通信ポートやバスを介してディジタル値として出力しても良い。
記憶部205は、生成部203で生成された第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件の補償情報S203を記憶することができれば特に制限されない。記憶部205は生成部203に内蔵されていてもよい。
(制御部)
制御部206は、第一の発光素子201に所定電力を供給することができ、また、補償情報の生成を指示するための生成信号が指示部207から入力されたときに、第一の発光素子201への供給電力を変化させることで、第一の発光素子201の温度状態を変化させることができれば特に制限されない。
指示部207は、補償情報の生成を指示するための生成信号を制御部206に出力することができれば、特に制限されない。指示部207は、例えばユーザが指示部207に対して生成信号の出力を指示することで、または、定期的等、任意のタイミングで生成信号を制御部206に出力する。
補償部204によって行われる、温度特性の影響の補償(以下、“温度特性補償”と称する場合がある)の方法について図5を用いて説明する。
図5は、第一の発光素子201が必要とする電力供給条件の温度特性を表す概念図であり、温度情報と、発光装置200に求められる精度範囲で同一の出力を得るための、第一の発光素子201への電力供給条件との関係を表している。図5において横軸は第一の発光素子201の素子温度、または温度相当の値を表す温度情報、縦軸は第一の発光素子201の電力供給条件である。
温度特性補償の方法としては例えば、基準温度を規定し、基準温度外の温度における電力供給条件を基準温度での電力供給条件に換算する方法が挙げられる。
このようにすることで、発光装置200は温度特性の影響が補償された光を出力することができる。
温度特性補償を行う際に参照される補償情報、すなわち第一の発光素子201を駆動するための電力供給条件の温度特性を取得するための方法について、図5を用いて説明する。
補償情報の取得に際しては第一の発光素子201に電力を供給し、第一の発光素子201を発熱させることにより生じる第一の発光素子201の温度変化を利用する。
この補償情報の取得は、第一の発光素子201が環境温度に対し、より高温における状態の温度特性しか実測できないため、温度特性補償を行いたい温度範囲に対し、より低い温度環境下で行われることがより望ましい。
この補償情報の取得は発光装置200の出荷前検査時に行われても良い。
また、より精度の良い補償情報を取得するために、電力供給による温度上昇後の第一の発光素子201の温度情報値とそのときの第一の発光素子201の出力とを多点に渡って取得する場合、電力供給終了後に電力供給により上昇した温度が環境温度まで下がるまでの間に複数回、第一の発光素子201の温度情報値とそのときの第一の発光素子201の出力とを取得しても良い。
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図8は、本発明の一実施形態に係る受発光装置の一例を示す概略構成図である。
本発明の一実施形態に係る受発光装置は、供給される電力に応じた量の光を出力する第一の発光素子と、前記第一の発光素子が出力する光の少なくとも一部を受光し、受光量に応じた第一の出力信号を出力する第一の受光素子と、前記第一の発光素子の温度情報を取得する温度情報取得部と、前記第一の出力信号の補償に用いる第一の補償情報を記憶する第一の記憶部と、前記第一の発光素子に電力を供給することで、当該第一の発光素子を複数の温度状態に変化させる制御部と、前記複数の温度状態における、複数の前記第一の出力信号及び前記温度情報に基づいて前記第一の補償情報を生成する第一の生成部と、前記第一の出力信号を、前記温度情報及び前記第一の補償情報に基づいて補償する第一の補償部と、を備える。
本発明の第三実施形態に係る受発光装置300は、図8に示すように、第一の発光素子301−1と、第一の受光素子301−2と、温度情報取得部302と、第一の生成部303と、第一の補償部304と、第一の記憶部305と、制御部306と、指示部307と、を備える。
制御部306は、第一の発光素子301−1に所定電力を供給し、指示部307から、補償情報の生成を指示するための生成信号が入力されたときには、第一の発光素子301−1への供給電力を変化させ、第一の発光素子301−1を複数の温度状態に変化させる。
第一の発光素子301−1は、供給電力に応じた光量の、受発光装置300が出力すべき波長の光を出力可能であれば特に制限されない。
また、第一の発光素子301−1は本発明の第二実施形態に係る発光装置200の第一の発光素子201と同等の機能構成を有する。
第一の受光素子301−2は、受発光装置300が感度を示すべき波長の光を受光した際に、また、第一の発光素子301−1が出力する光の少なくとも一部を受光した際に、受光した光の光量に応じた第一の出力信号S301を電気的に出力することが可能であれば特に制限されない。
第一の受光素子301−2は本発明の第一実施形態に係る受光装置100の第一の受光素子101と同等の機能構成を有する。
温度情報取得部302は、第一の発光素子301−1の温度情報を取得し、その温度情報を第一の生成部303及び第一の補償部304に出力することができれば特に制限されない。
温度情報取得部302は本発明の第二実施形態に係る発光装置200の温度情報取得部202と同等の機能構成を有する。なお、発光装置200と同様に、第一の発光素子301−1の温度情報として、第一の発光素子301−1の抵抗値を用いても良い。また、発光装置200と同様に、第一の発光素子301−1の温度情報として、第一の発光素子301−1の近傍、例えば同一基板上にサーミスタを配置し、このサーミスタの抵抗値を用いても良い。
第一の生成部303は、第一の受光素子301−2から出力される第一の出力信号S301と、温度情報取得部302から出力される温度情報S302との関係から第一補償情報S303を生成することができれば特に制限されない。
第一の生成部303は本発明の第一実施形態に係る受光装置100の生成部103と同等の機能構成を有する。
第一の補償部304は、第一の受光素子301−2から出力される第一の出力信号S301を、第一の出力信号S301を取得した際に温度情報取得部302から入力される温度情報S302と、第一の記憶部305から読み出した第一補償情報S303とに基づいて補償し、温度特性の影響が補償された出力信号、つまり受発光装置300の第一の出力信号S300を出力することができれば特に制限されない。
第一の補償部304は本発明の第一実施形態に係る受光装置100の補償部104と同等の機能構成を有する。
第一の記憶部305は、第一の生成部303で生成された第一の出力信号S301の第一補償情報S303を記憶することができれば特に制限されない。第一の記憶部305は第一の生成部303に内蔵されていてもよい。
(制御部)
制御部306は、第一の発光素子301−1に所定電力を供給することができ、また、補償情報の生成を指示するための生成信号が指示部307から入力されたときに、第一の発光素子301−1への供給電力を変化させることで、第一の発光素子301−1を温度状態を変化させることができれば特に制限されない。
指示部307は、補償情報の生成を指示するための生成信号を制御部306に出力することができれば、特に制限されない。指示部307は、例えばユーザが指示部307に対して生成信号の出力を指示することで、または、定期的等、任意のタイミングで生成信号を制御部306に出力する。
受発光装置300において、第一の発光素子301−1の温度特性の影響を考えると、第一の発光素子301−1の出力する光は温度特性を有するため、その光の少なくとも一部を受光する第一の受光素子301−2の第一の出力信号S301も温度特性を有する。よって、第一の発光素子301−1の温度情報に基づいて第一の出力信号S301を補償することによって、第一の発光素子301−1の温度特性の影響を補償した第一の出力信号S300を得ることができる。
また、第一の受光素子301−2自体にも温度特性が存在するとき、受発光装置300に求められる精度に応じて第一の受光素子301−2の温度特性の影響も補償する必要があるが、これについては本発明の第一実施形態に係る受光装置100における第一の受光素子101の温度特性の影響の補償方法を用いることができることは明らかである。
第一の出力信号S301に現れる温度特性の補償を行う際に参照される第一補償情報S303、すなわち第一の受光素子301−2の出力である第一の出力信号S301の温度特性の取得は、本発明の第一実施形態に係る受光装置100と同様に行うことができる。ただし、電力投入により温度変化が生じるのは第一の発光素子301−1である。
次に、本発明の第四実施形態を説明する。
図9は、本発明の一実施形態に係る受発光装置の変形例を示す概略構成図である。
本発明の第四実施形態に係る受発光装置は、第三実施形態に係る受発光装置に加えて、第一の発光素子と同一基板上に配置され、第一の発光素子が出力する光の少なくとも一部を受光し、受光量に応じた第二の出力信号を出力する第二の受光素子と、複数の電力供給条件で第一の発光素子に電力供給が行われたときの第二の出力信号及び温度情報に基づいて、第二の出力信号の補償情報である第二補償情報を算出する第二の生成部と、第二の出力信号を、第二の出力信号を取得したときの温度情報と第二補償情報とに基づいて補償する第二の補償部と、第二補償情報を記憶する第二の記憶部と、をさらに備える。
ここで第二の受光素子301−3は第一の発光素子301−1が出力する光の少なくとも一部を受光する。また、第二の受光素子301−3はその出力である第二の出力信号S301aを第二の生成部303a及び第二の補償部304aに出力する。
第二の生成部303aは、指示部307から、補償情報の生成を指示する生成信号が入力されたとき、第二の受光素子301−3の第二の出力信号S301aに現れる温度特性を補償するための第二補償情報S303aを、第二の出力信号S301aと温度情報S302とに基づき算出し、第二補償情報S303aを第二の記憶部305aに格納する。第二の補償部304aは、第二の受光素子301−3から入力された第二の出力信号S301aを、温度情報取得部302から出力された温度情報S302と、第二の記憶部305aに格納された第二補償情報S303aとに基づいて補償し、温度特性の影響が補償された第二の出力信号S400を出力する。なお第二の記憶部305aは第一の記憶部305と共通であってもよい。
温度特性の影響が補償された第二の出力信号S400は、温度特性の影響が補償された第一の出力信号S300に対して外乱の影響が少ないため、温度特性の影響が補償された第一の出力信号S300の、第一の発光素子301−1の出力の温度に依らない変動を除いた、温度特性以外の要因による変動量の算出に用いることが出来る。
第二の受光素子301−3は第一の発光素子301−1と共に同一の基板308上に形成され、第一の発光素子301−1が出力する光の少なくとも一部を基板308内の伝搬や基板308表面の反射等により受光し、受光した光の光量に応じた第二の出力信号S301aを出力することが可能であれば特に制限されない。
第二の受光素子301−3は第一の受光素子301−2と同等の機能構成を有するものを用いることができる。
第二の生成部303aは、第二の受光素子301−3から出力される第二の出力信号S301aと、温度情報取得部302から出力される温度情報S302との関係から第二補償情報S303aを生成することができれば特に制限されない。
第二の生成部303aは第一の生成部303と同等の機能構成を有するものを用いることができる。また、第二の生成部303aは第一の生成部303に内蔵されていても良い。
第二の補償部304aは、第二の受光素子301−3から出力される第二の出力信号S301aを、この第二の出力信号S301aを取得した際に温度情報取得部302から出力される温度情報S302と、第二の生成部303aから出力される第二補償情報S303aとに基づいて補償し、温度特性の影響が補償された第二の出力信号S400を出力可能であれば特に制限されない。
(第二の記憶部)
第二の記憶部305aは、第二の生成部303aで生成された第二の出力信号S301aの第二補償情報S303aを記憶することができれば特に制限されない。
受発光装置400において、第一の発光素子301−1の温度特性の影響を考えると、第一の発光素子301−1の出力する光は温度特性を有するため、その光の少なくとも一部を受光する第二の受光素子301−3の第二の出力信号S301aも、第一の出力信号S301と同様に温度特性を有する。よって、第一の出力信号S301と同様に、第一の発光素子301−1の温度情報S302に基づいて第二の出力信号S301aを補償することによって、第一の発光素子301−1の温度特性の影響を補償した第二の出力信号S400を得ることができる。
第二の補償部304aにおける第二の出力信号S301aの温度特性の補償は、本発明の第三実施形態に係る受発光装置300の第一の出力信号S301の温度特性の補償と同様の手順で第二補償情報S303aを用いて行うことができる。
第二の出力信号S301aに現れる温度特性の補償を行う際に参照される第二補償情報S303a、すなわち第二の受光素子301−3の出力信号である第二の出力信号S301aの温度特性の取得は第一補償情報S303の取得と同様の手順で行うことができる。
受発光装置400において、温度情報取得部302は、第一の発光素子301−1の温度情報として第二の受光素子301−3の抵抗値を用いても良い。この場合、第一の発光素子301−1と第二の受光素子301−3とが同一基板上に形成されているため、第一の発光素子301−1の温度と第二の受光素子301−3の温度は略等しいと考えられる。すなわち、第二の受光素子301−3の温度は、第一の発光素子301−1の温度に間接的に相関を持つため、第二の受光素子301−3の抵抗値を第一の発光素子301−1の温度情報として用いることで、第一の出力信号S301、及び第二の出力信号S301aに現れる第一の発光素子301−1の温度特性の影響の補償を精度よく行うことができる。よって、第一の発光素子301−1の温度情報として、第一の発光素子301−1と同一基板上に形成された第二の受光素子301−3の抵抗値を用いることは、第一の発光素子301−1自体の温度情報を精度良く取得すると言う観点から好ましい。なお、第二の受光素子301−3の抵抗値として、第二の受光素子301−3に試験電流を入力したときに第二の受光素子301−3に生じる電位差や、第二の受光素子301−3に試験電圧を印加したときに第二の受光素子301−3に流れる電流の値を用いても良い。
上述の方法により、第一の発光素子301−1の温度特性の影響を補償された第一の出力信号(以下、“温度特性補償済み第一の出力信号”と称す)S300及び第二の出力信号(以下、“温度特性補償済み第二の出力信号”と称す)S400を得ることができる。
このとき、温度特性補償済み第一の出力信号S300を温度特性補償済み第二の出力信号S400に基づいて補正してもよい。
ここで、第一の発光素子301−1の出力の温度に依らない変動を除いた、温度特性以外の要因による変動量とは、例えば受発光装置400を計測器用途に用いた場合の、測定対象物の干渉による信号の変化等に対応する。
このように、本発明の第四実施形態に係る受発光装置400においては、第一の生成部303を受発光装置400内に一体に備えているため、使用環境下等において、最新の光学素子の温度特性を取得することができ、経年劣化等により光学素子の温度特性が変化してしまった場合にも、温度特性を高精度に補償することができる。また、第一の発光素子301−1の温度特性の影響を補償された第一の出力信号S300及び第一の出力信号S300の、第一の発光素子301−1の出力の温度に依らない変動を除いた、温度特性以外の要因による変動量の算出を行うことができる。
101、301−2 第一の受光素子
102、202、302 温度情報取得部
103、203 生成部
104、204 補償部
105、205 記憶部
106、206、306 制御部
107、207、307 指示部
200 発光装置
201、301−1 第一の発光素子
301−3 第二の受光素子
303 第一の生成部
303a 第二の生成部
304 第一の補償部
304a 第二の補償部
305 第一の記憶部
305a 第二の記憶部
Claims (9)
- 供給される電力に応じた量の光を出力する第一の発光素子と、
前記第一の発光素子が出力する光の少なくとも一部を受光し、受光量に応じた第一の出力信号を出力する第一の受光素子と、
前記第一の発光素子の温度情報を取得する温度情報取得部と、
前記第一の出力信号の補償に用いる第一の補償情報を記憶する第一の記憶部と、
前記第一の発光素子に電力を供給することで、当該第一の発光素子を複数の温度状態に変化させる制御部と、
前記複数の温度状態における、複数の前記第一の出力信号及び前記温度情報に基づいて前記第一の補償情報を生成する第一の生成部と、
前記第一の出力信号を、前記温度情報及び前記第一の補償情報に基づいて補償する第一の補償部と、
を備える受発光装置。 - 前記第一の発光素子は、LED、MEMSヒータ及び白熱電球のいずれかであり、
前記第一の受光素子は、量子型光センサまたは熱型赤外線センサである
請求項1に記載の受発光装置。 - 前記第一の補償情報の生成を指示するための生成信号を出力する指示部をさらに備え、
前記制御部は、前記生成信号が入力されたときに、前記第一の発光素子に電力を供給し、当該第一の発光素子を複数の温度状態に変化させる
請求項1または請求項2に記載の受発光装置。 - 前記第一の発光素子と同一基板上に配置され、前記第一の発光素子が出力する光の少なくとも一部を受光し、受光量に応じた第二の出力信号を出力する第二の受光素子と、
前記第二の出力信号の補償に用いる第二の補償情報を記憶する第二の記憶部と、
前記複数の温度状態における前記第二の出力信号及び前記温度情報に基づいて前記第二の補償情報を生成する第二の生成部と、
前記第二の出力信号を、前記温度情報及び前記第二の補償情報に基づいて補償する第二の補償部と、
をさらに備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の受発光装置。 - 前記第一の補償情報及び/または前記第二の補償情報の生成を指示するための生成信号を出力する指示部をさらに備え、
前記制御部は、前記生成信号が入力されたときに、前記第一の発光素子に電力を供給し、当該第一の発光素子を複数の温度状態に変化させる
請求項4に記載の受発光装置。 - 前記温度情報取得部は、前記第一の発光素子の抵抗値を前記温度情報として取得する
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の受発光装置。 - 前記温度情報取得部は、前記第二の受光素子の抵抗値を前記温度情報として取得する
請求項4に記載の受発光装置。 - 前記第一の出力信号を、前記第二の出力信号に基づいて補正する
請求項4または請求項5に記載の受発光装置。 - 供給される電力に応じた量の光を出力する第一の発光素子と、
前記第一の発光素子が出力する光の少なくとも一部を受光し、受光量に応じた第一の出力信号を出力する第一の受光素子と、
を備えた受発光装置の補償方法であって、
前記第一の発光素子に、当該第一の発光素子の温度状態が複数の温度状態に変化するように電力を供給し、
前記第一の発光素子が前記複数の温度状態にあるときの、複数の前記第一の受光素子の前記第一の出力信号及び前記第一の発光素子の温度情報に基づいて、前記第一の出力信号の補償に用いる第一の補償情報を生成して記憶部に記憶しておき、
前記第一の出力信号を、前記第一の発光素子の温度情報及び前記記憶部に記憶されている前記第一の補償情報に基づいて補償する、受発光装置の補償方法。
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