JP2021131250A - Light detection system and discharge probability calculating method - Google Patents

Light detection system and discharge probability calculating method Download PDF

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駿 小沼
雷太 森
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Abstract

To calculate regular and irregular discharges' probabilities of an optical sensor.SOLUTION: A light detection system includes: an optical sensor 1: a discharge probability calculating portion 202 that calculates discharge probabilities for a first state in which light from an additional light source 101 having known light quantity is incident on the optical sensor 1, a second state in which the additional light source 101's turning-on/turning-off state is the same as the first state and a pulse width of a drive pulse voltage applied to the optical sensor 1 is different from the first state, a third state in which the additional light source 101's turning-on/turning-off state is different from the first and second states with the same pulse width as the first state, and a fourth state in which the additional light source 101's turning-on/turning-off state is the same as the third state with the same pulse width as the second state; and a discharge probability calculating portion 203 that calculates regular and irregular discharges' probabilities of the optical sensor 1 on the basis of sensitivity parameters stored in a sensitivity parameter storing portion 19, the discharge probabilities in the first to fourth states, and the pulse widths in the first to fourth states.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、火炎などの光を検出する光検出システムに関するものである。 The present invention relates to a photodetection system that detects light such as a flame.

燃焼炉等において火炎の光から放出される紫外線に基づいて火炎の有無を検出する光センサとして、光電管式紫外線センサが利用される場合がある。光電管式紫外線センサの放電には、光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規な放電現象(疑放電)が起きることが観測されている。 A photocell type ultraviolet sensor may be used as an optical sensor that detects the presence or absence of a flame based on the ultraviolet rays emitted from the light of a flame in a combustion furnace or the like. It has been observed that a non-regular discharge phenomenon (suspicious discharge) occurs due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect in the discharge of the phototube type ultraviolet sensor.

特許文献1では、光センサに印加する駆動パルスのパルス幅を制御して放電の受光量を計算から求め、光量から火炎センサの寿命を判定することができる火炎検出システムが提案されている。しかし、実際の光センサの放電には故障と総称されるノイズによる非正規の放電が含まれており、火炎による光がない場合でも放電が起きてしまい、誤検出してしまう場合があった。そのような放電の誤検出を除去するために、ノイズ成分を考慮した放電確率の測定方法を考慮する必要がある。 Patent Document 1 proposes a flame detection system capable of controlling the pulse width of a drive pulse applied to an optical sensor, obtaining the amount of received discharge from a calculation, and determining the life of the flame sensor from the amount of light. However, the actual discharge of the optical sensor includes a non-regular discharge due to noise, which is collectively called a failure, and even if there is no light due to the flame, the discharge may occur and an erroneous detection may occur. In order to eliminate such false detection of discharge, it is necessary to consider a method for measuring the discharge probability in consideration of the noise component.

また、特許文献2に開示された火炎検出システムでは、正規の放電以外のノイズ成分の放電確率を考慮した受光量の求め方が提案されており、精度よく火炎の有無を検出することを可能としている。しかしながら、特許文献2に開示された火炎検出システムでは、ノイズ成分の放電確率が既知である必要がある。 Further, in the flame detection system disclosed in Patent Document 2, a method of obtaining a light receiving amount in consideration of the discharge probability of a noise component other than the normal discharge has been proposed, and it is possible to accurately detect the presence or absence of a flame. There is. However, in the flame detection system disclosed in Patent Document 2, it is necessary that the discharge probability of the noise component is known.

また、特許文献3に開示された故障検出装置では、光センサへ入射する電磁波を遮断するシャッタ機構を設けることで光センサの自己放電による故障を検出することが提案されている。しかしながら、特許文献3に開示された故障検出装置では、光センサの寿命による測定感度の変化で正規の放電と非正規の放電とを区別するための判別方法が無く、故障の検知を誤る可能性があった。
なお、以上の課題は、火炎検出システムに限らず、光センサを用いる光検出システムにおいて同様に発生する。
Further, in the failure detection device disclosed in Patent Document 3, it is proposed to detect a failure due to self-discharge of the optical sensor by providing a shutter mechanism for blocking electromagnetic waves incident on the optical sensor. However, in the failure detection device disclosed in Patent Document 3, there is no discriminating method for distinguishing between regular discharge and non-regular discharge due to a change in measurement sensitivity due to the life of the optical sensor, and there is a possibility that failure detection may be erroneous. was there.
The above problems occur not only in the flame detection system but also in the light detection system using the optical sensor.

特開2018−84422号公報JP-A-2018-84422 特開2018−84423号公報JP-A-2018-84423 特開平05−012581号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-012581

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分を除外した正規の放電の放電確率と、光センサの受光量に依存して発生する、ノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出することができる光検出システムおよび放電確率算出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is generated depending on the discharge probability of a normal discharge excluding noise components other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor and the amount of light received by the optical sensor. An object of the present invention is to provide an optical detection system and a discharge probability calculation method capable of calculating the discharge probability of a non-normal discharge due to a noise component.

本発明の光検出システムは、第1の光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、発生した光が前記第1の光源からの光と共に前記光センサに入射するように設置された、光量が既知の第2の光源と、前記第2の光源の点灯/消灯を制御するように構成された光源制御部と、前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、前記第2の光源が点灯または消灯した第1の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された第1の放電確率算出部と、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶するように構成された記憶部と、前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2、第3、第4の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2、第3、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出するように構成された第2の放電確率算出部とを備えることを特徴とするものである。 The light detection system of the present invention has an optical sensor configured to detect light emitted from a first light source, and the generated light is incident on the optical sensor together with light from the first light source. A drive pulse voltage is periodically applied to the installed second light source having a known amount of light, a light source control unit configured to control the lighting / extinguishing of the second light source, and the electrodes of the light sensor. An applied voltage generator configured to detect the discharge current of the optical sensor, a current detector configured to detect the discharge current of the optical sensor, and a discharge current of the optical sensor based on the discharge current detected by the current detector. The discharge determination unit configured to detect, the first state in which the second light source is turned on or off, and the state in which the second light source is turned on / off are the same as those in the first state, and The second state in which the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state and the lighting / extinguishing state of the second light source are different from those in the first and second states, and the drive pulse voltage The third state in which the pulse width is the same as the first state and the lighting / extinguishing state of the second light source are the same as in the third state, and the pulse width of the drive pulse voltage is the second state. For each of the fourth states, which are the same as the states, discharge is performed based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the applied voltage generator and the number of discharges detected by the discharge determination unit during the application of the drive pulse voltage. A first discharge probability calculation unit configured to calculate the probability, as known sensitivity parameters of the optical sensor, a reference pulse width of the drive pulse voltage, a reference light receiving amount of the optical sensor, and the first , A storage unit configured to store in advance the difference in the amount of light received by the optical sensor between the second state and the third and fourth states, a sensitivity parameter stored in the storage unit, and The discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the first, second, third, and fourth states and the first, second, third, and fourth states. Based on the pulse width of the drive pulse voltage, the discharge probability of a normal discharge when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width and the light reception amount of the optical sensor is the reference light reception amount, and the drive pulse. To calculate the discharge probability of non-regular discharge due to noise components other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated independently of the pulse width of the voltage and depends on the amount of light received by the optical sensor. It is characterized by including a second discharge probability calculation unit configured in the above.

また、本発明の光検出システムの1構成例において、前記第2の放電確率算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅T0、前記光センサの基準受光量Q0、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差Q1−Q2、前記第1の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率1 1P、前記第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率1 2P、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率2 1P、前記第4の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率2 2P、前記第1、第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T1、前記第2、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T2に基づいて、前記正規の放電の放電確率PaA、前記非正規の放電の放電確率PbAを算出することを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the optical detection system of the present invention, the second discharge probability calculation unit has a reference pulse width T 0 of the drive pulse voltage, a reference light receiving amount Q 0 of the optical sensor, and the first and first discharge probabilities. wherein the second state the third, fourth differential Q 1 -Q 2 of the light receiving amount of the light sensor in the state and the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit to the first state 1 1 P, the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the second state 1 2 P, calculated by the first discharge probability calculation unit in the third state. Discharge probability 2 1 P, discharge probability 2 2 P calculated by the first discharge probability calculation unit in the fourth state, pulse width of the drive pulse voltage in the first and third states. Based on T 1 , the pulse width T 2 of the drive pulse voltage in the second and fourth states, the discharge probability P aA of the normal discharge and the discharge probability P bA of the non-normal discharge are calculated. It is characterized by that.

また、本発明の光検出システムは、第1の光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、発生した光が前記第1の光源からの光と共に前記光センサに入射するように設置された、光量が既知の第2の光源と、前記第2の光源の点灯/消灯を制御するように構成された光源制御部と、前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、前記第2の光源が点灯または消灯した第1の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1、第3の状態または前記第2、第4の状態のどちらかと同じか、前記第1、第2、第3、第4の状態と異なる第5の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3、第4の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第5の状態と同じ第6の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された第1の放電確率算出部と、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶するように構成された記憶部と、前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2、第3、第4、第5、第6の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2、第3、第4、第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出するように構成された第2の放電確率算出部とを備えることを特徴とするものである。 Further, the light detection system of the present invention includes an optical sensor configured to detect the light emitted from the first light source, and the generated light is incident on the optical sensor together with the light from the first light source. A second light source having a known amount of light, a light source control unit configured to control the on / off of the second light source, and a drive pulse voltage periodically applied to the electrodes of the light sensor. Based on the applied voltage generation unit configured to apply to, the current detection unit configured to detect the discharge current of the optical sensor, and the discharge current detected by this current detection unit, the optical sensor The discharge determination unit configured to detect the discharge, the first state in which the second light source is turned on or off, and the state in which the second light source is turned on / off are the same as the first state. In addition, the second state in which the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state and the lighting / extinguishing state of the second light source are different from the first and second states, and the drive pulse The third state in which the voltage pulse width is the same as the first state and the lighting / extinguishing state of the second light source are the same as in the third state, and the pulse width of the drive pulse voltage is the first state. The fourth state, which is the same as the second state, and the lighting / extinguishing state of the second light source are the same as those of the first and second states, and the pulse width of the drive pulse voltage is the first and third states. The fifth state, which is the same as either the second or fourth state, or different from the first, second, third, and fourth states, and the lighting / extinguishing state of the second light source. Is the same as the third and fourth states, and the pulse width of the drive pulse voltage is the same as the fifth state. For each of the sixth states, the number of times the drive pulse voltage is applied by the applied voltage generator. A first discharge probability calculation unit configured to calculate the discharge probability based on the number of discharges detected by the discharge determination unit during the application of the drive pulse voltage, and known optical sensors. As sensitivity parameters, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the reference light receiving amount of the optical sensor, and the light in the first, second, and fifth states and the third, fourth, and sixth states. A storage unit configured to store the difference in the amount of light received by the sensor in advance, a sensitivity parameter stored in the storage unit, and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth The discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the state of, and the pulse of the drive pulse voltage in the first, second, third, fourth, fifth, and sixth states. Based on width and It occurs independently of the discharge probability of normal discharge when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width and the light reception amount of the optical sensor is the reference light reception amount, and the pulse width of the drive pulse voltage. A second discharge probability calculation unit configured to calculate the discharge probability of a non-regular discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated depending on the amount of light received by the optical sensor. It is characterized by having.

また、本発明の光検出システムの1構成例において、前記第2の放電確率算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅T0、前記光センサの基準受光量Q0、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差Q1−Q2、前記第1の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率1 1P、前記第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率1 2P、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率2 1P、前記第4の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率2 2P、前記第5の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率1P、前記第6の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率2P、前記第1、第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T1、前記第2、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T2、前記第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅Tに基づいて、前記正規の放電の放電確率PaA、前記非正規の放電の放電確率PbAを算出することを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the optical detection system of the present invention, the second discharge probability calculation unit has a reference pulse width T 0 of the drive pulse voltage, a reference light receiving amount Q 0 of the optical sensor, and the first and first discharge probabilities. 2, wherein a fifth state third, fourth, differential Q 1 -Q 2 received light amount of the light sensor in a sixth state, wherein the first discharge probability calculation unit to the first state Discharge probability 1 1 P calculated by, Discharge probability 1 2 P calculated by the first discharge probability calculation unit in the second state, and the first discharge probability in the third state. The discharge probability 2 1 P calculated by the calculation unit, the discharge probability 2 2 P calculated by the first discharge probability calculation unit in the fourth state, and the first in the fifth state. The discharge probability 1 P calculated by the discharge probability calculation unit, the discharge probability 2 P calculated by the first discharge probability calculation unit in the sixth state, and the discharge probability 2 P in the first and third states. The pulse width T 1 of the drive pulse voltage, the pulse width T 2 of the drive pulse voltage in the second and fourth states, and the pulse width T of the drive pulse voltage in the fifth and sixth states. Based on this, the discharge probability P aA of the normal discharge and the discharge probability P bA of the non-regular discharge are calculated.

また、本発明の光検出システムの放電確率算出方法は、第1の光源から放出される光を検出する光センサに光量が既知の第2の光源からの光を入射させるか、または前記第2の光源を消灯した第1の状態のときに、前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、前記第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第9のステップと、前記第3の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第10のステップと、前記第3の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第11のステップと、前記第9のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第11のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第3の状態のときの放電確率を算出する第12のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第13のステップと、前記第4の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第14のステップと、前記第4の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第15のステップと、前記第13のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第15のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第4の状態のときの放電確率を算出する第16のステップと、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第4、第8、第12、第16のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2、第3、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出する第17のステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, in the discharge probability calculation method of the light detection system of the present invention, the light from the second light source having a known amount of light is incident on the light sensor that detects the light emitted from the first light source, or the second light source is described. In the first state in which the light source is turned off, the first step of periodically applying a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor and the discharge current of the optical sensor in the first state are detected. The second step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the first state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the first step, and the number of times the drive pulse voltage is applied. A fourth step of calculating the discharge probability in the first state based on the number of discharges detected in the third step while applying the drive pulse voltage, and lighting / lighting of the second light source. When the extinguishing state is the same as the first state and the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state in the second state, the drive pulse voltage is periodically applied to the electrodes of the optical sensor. The discharge of the optical sensor is performed based on the fifth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the second state, and the discharge current of the optical sensor in the second state. The second step is based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the seventh step to be detected, the number of times the drive pulse voltage is applied by the fifth step, and the number of discharges detected in the seventh step while the drive pulse voltage is being applied. The eighth step of calculating the discharge probability in the state and the lighting / extinguishing state of the second light source are different from those of the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the first. A ninth step of periodically applying a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor in the same third state as in the third state, and a third of detecting the discharge current of the optical sensor in the third state. The ten steps, the eleventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the third state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the ninth step, and the driving thereof. A twelfth step of calculating the discharge probability in the third state based on the number of discharges detected in the eleventh step while applying the pulse voltage, and turning on / off the second light source. When the state is the same as the third state and the pulse width of the drive pulse voltage is the same fourth state as the second state, the drive pulse voltage is periodically applied to the electrodes of the optical sensor. The thirteen steps and the first to detect the discharge current of the optical sensor in the fourth state. The fourth step, the fifteenth step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the fourth state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the thirteenth step, and the driving thereof. The sixteenth step of calculating the discharge probability in the fourth state based on the number of discharges detected in the fifteenth step while applying the pulse voltage, and as known sensitivity parameters of the optical sensor, The reference pulse width of the drive pulse voltage, the reference light receiving amount of the optical sensor, and the difference in the light receiving amount of the optical sensor between the first and second states and the third and fourth states are stored in advance. The sensitivity parameters stored in the storage unit, the discharge probabilities calculated in the fourth, eighth, twelfth, and sixteenth steps, and the first, second, third, and third storage units are referred to. Based on the pulse width of the drive pulse voltage in the fourth state, the normal discharge when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width and the light reception amount of the optical sensor is the reference light reception amount. Non-regular discharge due to noise components other than discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which occurs independently of the discharge probability and the pulse width of the drive pulse voltage and depends on the amount of light received by the optical sensor. It is characterized by including the 17th step of calculating the discharge probability.

また、本発明の光検出システムの放電確率算出方法は、第1の光源から放出される光を検出する光センサに光量が既知の第2の光源からの光を入射させるか、または前記第2の光源を消灯した第1の状態のときに、前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、前記第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第9のステップと、前記第3の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第10のステップと、前記第3の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第11のステップと、前記第9のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第11のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第3の状態のときの放電確率を算出する第12のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第13のステップと、前記第4の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第14のステップと、前記第4の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第15のステップと、前記第13のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第15のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第4の状態のときの放電確率を算出する第16のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1、第3の状態または前記第2、第4の状態のどちらかと同じか、前記第1、第2、第3、第4の状態と異なる第5の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第17のステップと、前記第5の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第18のステップと、前記第5の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第19のステップと、前記第17のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第19のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第5の状態のときの放電確率を算出する第20のステップと、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3、第4の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第5の状態と同じ第6の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第21のステップと、前記第6の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第22のステップと、前記第6の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第23のステップと、前記第21のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第23のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第6の状態のときの放電確率を算出する第24のステップと、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第4、第8、第12、第16、第20、第24のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2、第3、第4、第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出する第25のステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, in the discharge probability calculation method of the light detection system of the present invention, the light from the second light source having a known amount of light is incident on the light sensor that detects the light emitted from the first light source, or the second light source is described. In the first state in which the light source is turned off, the first step of periodically applying a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor and the discharge current of the optical sensor in the first state are detected. The second step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the first state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the first step, and the number of times the drive pulse voltage is applied. A fourth step of calculating the discharge probability in the first state based on the number of discharges detected in the third step while applying the drive pulse voltage, and lighting / lighting of the second light source. When the extinguishing state is the same as the first state and the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state in the second state, the drive pulse voltage is periodically applied to the electrodes of the optical sensor. The discharge of the optical sensor is performed based on the fifth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the second state, and the discharge current of the optical sensor in the second state. The second step is based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the seventh step to be detected, the number of times the drive pulse voltage is applied by the fifth step, and the number of discharges detected in the seventh step while the drive pulse voltage is being applied. The eighth step of calculating the discharge probability in the state and the lighting / extinguishing state of the second light source are different from those of the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the first. A ninth step of periodically applying a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor in the same third state as in the third state, and a third of detecting the discharge current of the optical sensor in the third state. The ten steps, the eleventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the third state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the ninth step, and the driving thereof. A twelfth step of calculating the discharge probability in the third state based on the number of discharges detected in the eleventh step while applying the pulse voltage, and turning on / off the second light source. When the state is the same as the third state and the pulse width of the drive pulse voltage is the same fourth state as the second state, the drive pulse voltage is periodically applied to the electrodes of the optical sensor. The thirteen steps and the first to detect the discharge current of the optical sensor in the fourth state. The fourth step, the fifteenth step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the fourth state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the thirteenth step, and the driving thereof. The sixteenth step of calculating the discharge probability in the fourth state based on the number of discharges detected in the fifteenth step while applying the pulse voltage, and turning on / off the second light source. Whether the state is the same as the first and second states and the pulse width of the drive pulse voltage is the same as either the first or third state or the second or fourth state, the first, The 17th step of periodically applying the drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor in the fifth state different from the second, third, and fourth states, and the light in the fifth state. The 18th step of detecting the discharge current of the sensor, the 19th step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the fifth state, and the drive pulse according to the 17th step. The twentieth step of calculating the discharge probability in the fifth state based on the number of times the voltage is applied and the number of times of discharge detected in the nineteenth step during the application of the drive pulse voltage, and the twelfth step. The electrode of the optical sensor when the lighting / extinguishing state of the light source 2 is the same as the third and fourth states and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the fifth state and the sixth state. The 21st step of periodically applying the drive pulse voltage to the device, the 22nd step of detecting the discharge current of the optical sensor in the 6th state, and the discharge current in the 6th state. The 23rd step of detecting the discharge of the optical sensor based on the above, the number of times the drive pulse voltage is applied by the 21st step, and the discharge detected in the 23rd step during the application of the drive pulse voltage. The 24th step of calculating the discharge probability in the sixth state based on the number of times, the reference pulse width of the drive pulse voltage and the reference light reception of the optical sensor as known sensitivity parameters of the optical sensor. Referencing a storage unit that previously stores the amount and the difference in the amount of light received by the optical sensor between the first, second, and fifth states and the third, fourth, and sixth states, and this storage unit. The sensitivity parameters stored in, the discharge probabilities calculated in the 4th, 8th, 12th, 16th, 20th, and 24th steps, and the 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 24th steps. The current of the drive pulse voltage is based on the pulse width of the drive pulse voltage in the fifth and sixth states. When the loose width is the reference pulse width and the light reception amount of the optical sensor is the reference light reception amount, the discharge probability of the normal discharge and the light reception of the optical sensor are generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage. It is characterized by including a 25th step of calculating the discharge probability of a non-normal discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated depending on the amount.

本発明によれば、検出対象の第1の光源とは別に、光量が既知の第2の光源と光源制御部とを設け、さらに印加電圧生成部と電流検出部と放電判定部と第1の放電確率算出部と記憶部と第2の放電確率算出部とを設けることにより、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分を除外した正規の放電の放電確率と、駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ光センサの受光量に依存して発生する、ノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出することができる。その結果、本発明では、これら正規の放電の放電確率と非正規の放電の放電確率に基づく光センサの寿命判定を実現することが可能となる。 According to the present invention, in addition to the first light source to be detected, a second light source having a known amount of light and a light source control unit are provided, and further, an applied voltage generation unit, a current detection unit, a discharge determination unit, and a first unit are provided. By providing a discharge probability calculation unit, a storage unit, and a second discharge probability calculation unit, the discharge probability of a normal discharge excluding noise components other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor and the pulse width of the drive pulse voltage can be obtained. It is possible to calculate the discharge probability of a non-regular discharge due to a noise component, which occurs independently and depends on the amount of light received by the optical sensor. As a result, in the present invention, it is possible to realize the life determination of the optical sensor based on the discharge probabilities of these regular discharges and the discharge probabilities of non-regular discharges.

図1は、本発明の実施例に係る光検出システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a photodetection system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例において光センサに印加される駆動パルス、および電流検出回路において検出される検出電圧を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a drive pulse applied to the optical sensor and a detection voltage detected by the current detection circuit in the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施例に係る光検出システムの動作を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the photodetection system according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例に係る光検出システムの動作を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the photodetection system according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例に係る光検出システムの別の動作を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating another operation of the photodetection system according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例に係る光検出システムの別の動作を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating another operation of the photodetection system according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施例に係る光検出システムを実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a computer that realizes the photodetection system according to the embodiment of the present invention.

[実施例]
以下、ノイズ成分を除外した正規の放電およびノイズ成分による非正規の放電の測定方法と、受光量の測定方法について説明する。光電効果を利用した光センサは、光子が電極に当たることで通電する光電管である。通電は次の条件で進行する。
[Example]
Hereinafter, a method for measuring regular discharge excluding noise components and a method for measuring non-regular discharge due to noise components, and a method for measuring the amount of received light will be described. An optical sensor that utilizes the photoelectric effect is a photocell that energizes when a photon hits an electrode. Energization proceeds under the following conditions.

[光センサの動作]
光センサの1対の電極間に電圧を印加した状態において、一方の電極に光子が当たると、ある確率で光電子が飛び出し、電子なだれを起こしながら通電する(電極間に放電電流が流れる)。
電極間に電圧が掛かっている間、光センサは通電し続ける。あるいは、光センサの通電が確認されたら直ちに電圧を下げることで通電が停止する。このように、光センサは、電極間の電圧が下がると、通電を終了する。
[Operation of optical sensor]
When a photon hits one of the electrodes while a voltage is applied between the pair of electrodes of the optical sensor, photoelectrons are likely to jump out and energize while causing electron avalanche (a discharge current flows between the electrodes).
While the voltage is applied between the electrodes, the optical sensor continues to be energized. Alternatively, as soon as the energization of the optical sensor is confirmed, the energization is stopped by lowering the voltage. In this way, the optical sensor ends energization when the voltage between the electrodes drops.

光センサの電極に光子が1個当たったときに、光センサが放電する確率をP1とする。また、光センサの電極に光子が2個当たったときに、光センサが放電する確率をP2とする。P2は1個目の光子でも2個目の光子でも放電しない確率の逆なので、P2とP1の関係は、式(1)のように表される。 Let P 1 be the probability that the optical sensor will be discharged when one photon hits the electrode of the optical sensor. Also, let P 2 be the probability that the optical sensor will be discharged when two photons hit the electrodes of the optical sensor. Since P 2 is the opposite of the probability that neither the first photon nor the second photon will be discharged, the relationship between P 2 and P 1 is expressed by Eq. (1).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

一般にn個の光子が光センサの電極に当たったときに光センサが放電する確率をPn、m個の光子が光センサの電極に当たったときに光センサが放電する確率をPmとすると(n,mは自然数)、式(1)と同様に式(2)と式(3)が成り立つ。 Generally, let P n be the probability that the photosensor will be discharged when n photons hit the electrodes of the photosensor, and P m be the probability that the photosensor will be discharged when m photons hit the electrodes of the photosensor. (N and m are natural numbers), and equations (2) and (3) hold as in equation (1).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

式(2)と式(3)から、PnとPmの関係として式(4)が導ける。 From equations (2) and (3), equation (4) can be derived as the relationship between P n and P m.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

単位時間あたりに光センサの電極に飛来してくる光子の数をE、光センサの放電開始電圧以上の電圧を電極間に印加する時間(以下パルス幅と呼ぶ)をTとすると、電圧印加1回あたりに電極に衝突する光子の数はETで表される。よって、同一の光センサを、ある条件Aと別の条件Bで動作させた際の、光子数E、パルス幅T、放電確率Pの関係は式(5)のとおりとなる。ここで、基準とする光子数をE0と定め、Q=E/E0とすると、式(6)となる。ここで、Qを受光量と呼ぶこととする。 If the number of photons flying to the electrodes of the optical sensor per unit time is E, and the time for applying a voltage equal to or higher than the discharge start voltage of the optical sensor between the electrodes (hereinafter referred to as pulse width) is T, voltage application 1 The number of photons that collide with the electrode per turn is represented by ET. Therefore, the relationship between the number of photons E, the pulse width T, and the discharge probability P when the same optical sensor is operated under a certain condition A and another condition B is as shown in the equation (5). Here, if the reference number of photons is set to E 0 and Q = E / E 0 , then the equation (6) is obtained. Here, Q is referred to as a light receiving amount.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

[光検出システムの構成と動作]
図1は本発明の実施例に係る光検出システムの構成を示すブロック図である。光検出システムは、光センサを駆動し、光センサの駆動結果から放電確率と光源からの受光量とを算出するものである。この光検出システムは、炎やLEDやランプなどの光源100(第1の光源)から生じる光(紫外線)を検出する光センサ1と、外部電源2と、光センサ1および外部電源2が接続された演算装置3と、発生した光が光源100からの光と共に光センサ1に入射するように設置された追加光源101(第2の光源)とを備えている。
[Configuration and operation of optical detection system]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a photodetection system according to an embodiment of the present invention. The photodetector system drives the photosensor and calculates the discharge probability and the amount of light received from the light source from the drive result of the photosensor. In this light detection system, a light sensor 1 that detects light (ultraviolet rays) generated from a light source 100 (first light source) such as a flame, an LED, or a lamp, an external power source 2, an optical sensor 1, and an external power source 2 are connected. The arithmetic device 3 is provided with an additional light source 101 (second light source) installed so that the generated light is incident on the light sensor 1 together with the light from the light source 100.

光センサ1は、両端部が塞がれた円筒状の外囲器と、この外囲器の両端部を貫通する2本の電極ピンと、外囲器内部において電極ピンにより互いに平行に支持された2枚の電極とを備えた光電管から構成されている。このような光センサ1では、電極支持ピンを介して電極間に所定の電圧を印加した状態において、光源100に対向配置された一方の電極に紫外線が照射されると、光電効果によりその電極から電子が放出され、電極間に放電電流が流れる。 The optical sensor 1 is supported by a cylindrical enclosure with both ends closed, two electrode pins penetrating both ends of the enclosure, and electrode pins inside the enclosure in parallel with each other. It is composed of a phototube provided with two electrodes. In such an optical sensor 1, when a predetermined voltage is applied between the electrodes via the electrode support pins and ultraviolet rays are applied to one of the electrodes arranged to face the light source 100, the electrode has a photoelectric effect. Electrons are emitted and a discharge current flows between the electrodes.

外部電源2は、例えば、100[V]または200[V]の電圧値を有する交流の商用電源からなる。 The external power supply 2 comprises, for example, an AC commercial power supply having a voltage value of 100 [V] or 200 [V].

演算装置3は、外部電源2に接続された電源回路11と、この電源回路11に接続された印加電圧生成回路12およびトリガ回路13と、光センサ1の下流側の端子1bと接地ラインGNDとの間に直列に接続された抵抗R1とR2とからなる分圧抵抗14と、この分圧抵抗14の抵抗R1とR2との接続点Paに生じる電圧(参照電圧)Vaを光センサ1に流れる電流Iとして検出する電流検出回路15と、印加電圧生成回路12とトリガ回路13と電流検出回路15とが接続された処理回路16と、追加光源101の点灯/消灯を制御する光源制御部21とを備えている。 The arithmetic unit 3 includes a power supply circuit 11 connected to an external power supply 2, an applied voltage generation circuit 12 and a trigger circuit 13 connected to the power supply circuit 11, a terminal 1b on the downstream side of the optical sensor 1, and a grounding line GND. The voltage (reference voltage) Va generated at the connection point Pa between the resistors R1 and R2 of the voltage dividing resistor 14 and the voltage dividing resistor 14 composed of the resistors R1 and R2 connected in series between the two flows through the optical sensor 1. A current detection circuit 15 that detects as a current I, a processing circuit 16 in which an applied voltage generation circuit 12, a trigger circuit 13, and a current detection circuit 15 are connected, and a light source control unit 21 that controls lighting / extinguishing of an additional light source 101. It has.

電源回路11は、外部電源2から入力される交流電力を、印加電圧生成回路12およびトリガ回路13に供給する。また、演算装置3の駆動用の電力は、電源回路11より取得される。ただし、交流/直流を問わず別電源から駆動用の電力を取得するように構成することもできる。 The power supply circuit 11 supplies AC power input from the external power supply 2 to the applied voltage generation circuit 12 and the trigger circuit 13. Further, the electric power for driving the arithmetic unit 3 is acquired from the power supply circuit 11. However, it can also be configured to acquire driving power from another power source regardless of AC / DC.

印加電圧生成回路12(印加電圧生成部)は、電源回路11により印加される交流電圧を所定の値まで昇圧させて光センサ1に印加する。本実施例では、処理回路16からの矩形パルスPSと同期した200[V]のパルス状の電圧(光センサ1の放電開始電圧VST以上の電圧)を駆動パルス電圧PMとして生成し、この生成した駆動パルス電圧PMを光センサ1に印加する。図2に光センサ1に印加される駆動パルス電圧PMを示す。駆動パルス電圧PMは、処理回路16からの矩形パルスPSと同期しており、そのパルス幅Tは矩形パルスPSのパルス幅と等しい。処理回路16からの矩形パルスPSについては後述する。 The applied voltage generation circuit 12 (applied voltage generation unit) boosts the AC voltage applied by the power supply circuit 11 to a predetermined value and applies it to the optical sensor 1. In this embodiment, a pulsed voltage of 200 [V] synchronized with the rectangular pulse PS from the processing circuit 16 ( voltage equal to or higher than the discharge start voltage VST of the optical sensor 1) is generated as the drive pulse voltage PM, and this generation is performed. The driven pulse voltage PM is applied to the optical sensor 1. FIG. 2 shows the drive pulse voltage PM applied to the optical sensor 1. The drive pulse voltage PM is synchronized with the rectangular pulse PS from the processing circuit 16, and its pulse width T is equal to the pulse width of the rectangular pulse PS. The rectangular pulse PS from the processing circuit 16 will be described later.

トリガ回路13は、電源回路11により印加される交流電圧の所定の値点を検出し、この検出結果を処理回路16に入力する。本実施例において、トリガ回路13は、電圧値が最小となる最小値点を所定の値点(トリガ時点)として検出する。このように交流電圧について所定の値点を検出することにより、その交流電圧の1周期を検出することが可能となる。 The trigger circuit 13 detects a predetermined value point of the AC voltage applied by the power supply circuit 11, and inputs the detection result to the processing circuit 16. In this embodiment, the trigger circuit 13 detects the minimum value point at which the voltage value becomes the minimum as a predetermined value point (at the time of triggering). By detecting a predetermined value point for the AC voltage in this way, it is possible to detect one cycle of the AC voltage.

分圧抵抗14は、抵抗R1とR2との分圧電圧として参照電圧Vaを生成し、電流検出回路15に入力する。ここで、光センサ1の上流側の端子1aに印加される駆動パルスPMの電圧値は、上述したように200[V]という高電圧となっているので、光センサ1の電極間に電流が流れた時にその下流側の端子1bに生じる電圧をそのまま電流検出回路15に入力すると電流検出回路15に大きな負荷がかかることとなる。このため、本実施例では、分圧抵抗14によって電圧値が低い参照電圧Vaを生成し、これを電流検出回路15に入力するようにしている。 The voltage dividing resistor 14 generates a reference voltage Va as a voltage dividing voltage between the resistors R1 and R2, and inputs the reference voltage Va to the current detection circuit 15. Here, the voltage value of the drive pulse PM applied to the terminal 1a on the upstream side of the optical sensor 1 is as high as 200 [V] as described above, so that a current is generated between the electrodes of the optical sensor 1. If the voltage generated in the terminal 1b on the downstream side when the current flows is input to the current detection circuit 15 as it is, a large load will be applied to the current detection circuit 15. Therefore, in this embodiment, the voltage dividing resistor 14 generates a reference voltage Va having a low voltage value, and this is input to the current detection circuit 15.

電流検出回路15(電流検出部)は、分圧抵抗14から入力される参照電圧Vaを光センサ1の放電電流Iとして検出し、この検出した参照電圧Vaを検出電圧Vpvとして処理回路16に入力する。
処理回路16は、矩形パルス生成部17と、A/D変換部18と、感度パラメータ記憶部19と、中央処理部20とを備えている。
The current detection circuit 15 (current detection unit) detects the reference voltage Va input from the voltage dividing resistor 14 as the discharge current I of the optical sensor 1, and inputs the detected reference voltage Va as the detection voltage Vpv to the processing circuit 16. do.
The processing circuit 16 includes a square pulse generation unit 17, an A / D conversion unit 18, a sensitivity parameter storage unit 19, and a central processing unit 20.

矩形パルス生成部17は、トリガ回路13がトリガ時点を検出する毎に、すなわち電源回路11からトリガ回路13に印加される交流電圧の1周期毎に、パルス幅Tの矩形パルスPSを生成する。この矩形パルス生成部17が生成する矩形パルスPSが印加電圧生成回路12へ送られる。矩形パルス生成部17と印加電圧生成回路12とは、駆動パルス電圧PMのパルス幅を調整可能である。すなわち、矩形パルス生成部17が矩形パルスPSのパルス幅を所望の値に設定することにより、矩形パルスPSと等しいパルス幅の駆動パルス電圧PMが印加電圧生成回路12から出力される。
A/D変換部18は、電流検出回路15からの検出電圧VpvをA/D変換し、中央処理部20へ送る。
The rectangular pulse generation unit 17 generates a rectangular pulse PS having a pulse width T every time the trigger circuit 13 detects the trigger time point, that is, every cycle of the AC voltage applied from the power supply circuit 11 to the trigger circuit 13. The square pulse PS generated by the square pulse generation unit 17 is sent to the applied voltage generation circuit 12. The rectangular pulse generation unit 17 and the applied voltage generation circuit 12 can adjust the pulse width of the drive pulse voltage PM. That is, when the rectangular pulse generation unit 17 sets the pulse width of the rectangular pulse PS to a desired value, the drive pulse voltage PM having a pulse width equal to that of the rectangular pulse PS is output from the applied voltage generation circuit 12.
The A / D conversion unit 18 A / D converts the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 and sends it to the central processing unit 20.

中央処理部20は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、放電判定部201と、放電確率算出部202,203と、パルス印加数積算部204と、印加数判定部205と、受光量算出部206と、受光量判定部207として機能する。 The central processing unit 20 is realized by hardware including a processor and a storage device and a program that realizes various functions in cooperation with these hardware, and includes a discharge determination unit 201 and discharge probability calculation units 202 and 203. , It functions as a pulse application number integration unit 204, an application number determination unit 205, a light reception amount calculation unit 206, and a light reception amount determination unit 207.

中央処理部20において、放電判定部201は、電流検出回路15によって検出された光センサ1の放電電流に基づいて光センサ1の放電を検出する。具体的には、放電判定部201は、光センサ1に駆動パルス電圧PMが印加される毎(矩形パルスPSが生成される毎)に、A/D変換部18から入力される検出電圧Vpvと予め定められている閾値電圧Vthとを比較し(図2参照)、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数nを1増やす。 In the central processing unit 20, the discharge determination unit 201 detects the discharge of the optical sensor 1 based on the discharge current of the optical sensor 1 detected by the current detection circuit 15. Specifically, the discharge determination unit 201 determines the detection voltage Vpv input from the A / D conversion unit 18 each time the drive pulse voltage PM is applied to the optical sensor 1 (every time a rectangular pulse PS is generated). It is compared with a predetermined threshold voltage Vth (see FIG. 2), and when the detected voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth, it is determined that the optical sensor 1 has been discharged, and the number of discharges n is increased by 1.

放電確率算出部202は、光センサ1に印加された駆動パルス電圧PMの印加回数Nが所定数を超えたとき(矩形パルスPSのパルス数が所定数を超えたとき)に、放電判定部201によって検出された放電回数nと駆動パルス電圧PMの印加回数Nとから光センサ1の放電確率Pを算出する。 The discharge probability calculation unit 202 performs the discharge determination unit 201 when the number of times N of the drive pulse voltage PM applied to the optical sensor 1 exceeds a predetermined number (when the number of pulses of the rectangular pulse PS exceeds a predetermined number). The discharge probability P of the optical sensor 1 is calculated from the number of discharges n detected by the above and the number of times N of application of the drive pulse voltage PM.

この放電確率Pをフレーム信号として出力する。ある動作条件、受光量Q0(Q0≠0)、パルス幅T0における放電確率P0が既知であるとする。例えば光検出システムの出荷検査において、定められた受光量とパルス幅における放電確率Pを測定しておく方法がある。このとき、受光量Q、パルス幅T、放電確率Pの関係は、式(7)となる。ただし、P=0はQ=0とする。本発明では、P=0のときとP=1のときは、受光量Qの算出処理から除外する。 This discharge probability P is output as a frame signal. Certain operating conditions, the received light amount Q 0 (Q 0 ≠ 0) , the discharge probability P 0 of the pulse width T 0 is known. For example, in the shipping inspection of a photodetection system, there is a method of measuring the discharge probability P at a predetermined light receiving amount and pulse width. At this time, the relationship between the received light amount Q, the pulse width T, and the discharge probability P is given by the equation (7). However, P = 0 is Q = 0. In the present invention, when P = 0 and P = 1, it is excluded from the calculation process of the received light amount Q.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

いま、Q0,T0,P0が既知で、Tは光検出システムが制御しているパルス幅なので既知である。複数回の駆動パルス電圧PMを光センサ1に印加し、放電回数nを測定し、放電確率Pを算出すれば、未知数である受光量Qを式(7)から算出することができる。この受光量Qをフレーム信号として出力してもよい。 Now, Q 0 , T 0 , and P 0 are known, and T is known because the pulse width is controlled by the photodetection system. If the drive pulse voltage PM is applied to the optical sensor 1 a plurality of times, the number of discharges n is measured, and the discharge probability P is calculated, the light receiving amount Q, which is an unknown number, can be calculated from the equation (7). This received light amount Q may be output as a frame signal.

[ノイズを考慮した光検出システムの動作]
式(7)から、ある動作条件、受光量Q0、パルス幅T0における放電確率PaAが既知であるとし、受光量Q、パルス幅T、放電確率Pの関係は、式(8)で与えられる。
[Operation of photodetection system considering noise]
From the equation (7), it is assumed that the discharge probability P aA at a certain operating condition, the light receiving amount Q 0 , and the pulse width T 0 is known, and the relationship between the received light amount Q, the pulse width T, and the discharge probability P is expressed by the equation (8). Given.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

光センサ1の放電と時間との関係としては、下記の2とおりが考えられる。
(a)駆動パルス電圧PMの印加中に一律の確率で現れる放電(式(8))。
(b)駆動パルス電圧PMの立ち上がり若しくは立ち下がり時に現れる放電。
The following two can be considered as the relationship between the discharge of the optical sensor 1 and the time.
(A) Discharge that appears with a uniform probability while the drive pulse voltage PM is applied (Equation (8)).
(B) Drive pulse voltage A discharge that appears when the PM rises or falls.

次に、光センサ1の放電と受光量との関係は、下記の2とおりが考えられる。
(A)受光量と式(8)の関係に従って現れる放電。
(B)受光量と無関係に表れる放電。
Next, the relationship between the discharge of the optical sensor 1 and the amount of light received can be considered as follows.
(A) A discharge that appears according to the relationship between the amount of light received and the formula (8).
(B) Discharge that appears regardless of the amount of light received.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

表1のマトリクスのとおり、(a)、(b)と(A)、(B)の組み合わせで光センサ1のノイズ放電を類型できる。本発明では、(a)と(A)の組み合わせ(aA)、(a)と(B)の組み合わせ(aB)、(b)と(A)の組み合わせ(bA)、(b)と(B)の組み合わせ(bB)が確実に観測される可能性が高いと考えられる。 As shown in the matrix of Table 1, the noise discharge of the optical sensor 1 can be categorized by the combination of (a), (b) and (A), (B). In the present invention, the combination of (a) and (A) (aA), the combination of (a) and (B) (aB), the combination of (b) and (A) (bA), (b) and (B) It is highly probable that the combination of (bB) is surely observed.

aAの組み合わせの放電は、「感度」と呼ばれる正常な放電(式(8)に組み込み済み)である。aBの組み合わせの放電は、熱電子などがトリガとなる紫外線量に無関係な放電である。bAの組み合わせの放電は、突入電流や残存イオンにより駆動パルス電圧の立ち上がり若しくは立ち下がり時に限定的に発生する放電のうち光量に依存する放電である。bBの組み合わせの放電は、突入電流や残存イオンにより駆動パルス電圧の立ち上がり若しくは立ち下がり時に限定的に発生する放電のうち光量に依存しない放電である。 The discharge of the combination of aA is a normal discharge called "sensitivity" (already incorporated in equation (8)). The discharge of the combination of aB is a discharge irrelevant to the amount of ultraviolet rays triggered by thermions and the like. The discharge of the combination of bA is a discharge that depends on the amount of light among the discharges that are limitedly generated when the drive pulse voltage rises or falls due to the inrush current or the residual ions. The discharge of the combination of bB is a discharge that does not depend on the amount of light among the discharges that are limitedly generated when the drive pulse voltage rises or falls due to the inrush current or the residual ions.

なお、表1に類型化したものはUV(ultraviolet)故障モードの全てではない。例えば放電が切れない、感度波長が異なるなど、表1に含まれない故障モードがある。 It should be noted that the ones categorized in Table 1 are not all of the UV (ultraviolet) failure modes. For example, there are failure modes not included in Table 1, such as discharge not being cut off and sensitivity wavelengths being different.

以上のaAの放電と3種のaB,bA,bBのノイズ放電とは、式(9)の形で表すことができる。 The above discharge of aA and the noise discharge of the three types of aB, bA, and bB can be expressed in the form of equation (9).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

式(9)において、PaBは受光量Q、パルス幅TにおけるaBの放電確率、PbAは受光量Q、パルス幅TにおけるbAの放電確率、PbBは受光量Q、パルス幅TにおけるbBの放電確率である。 In equation (9), P aB is the light receiving amount Q, the discharge probability of aB at the pulse width T, P bA is the light receiving amount Q, the discharge probability of bA at the pulse width T, P bB is the light receiving amount Q, bB at the pulse width T. Discharge probability of.

[放電確率PaA,PbAの算出方法]
式(9)において、放電確率PaA,PbA、光量Qが未知数で、放電確率PaB,PbBが既知であるとする。例えば光源100に加えて、光量が既知の追加光源101を点灯させたときの受光量をQ1、追加光源101を消灯した状態の光源100のみのときの受光量をQ2(Q1≠Q2)とすると、受光量Q1とQ2との差は追加光源101の光量となるので、受光量Q1,Q2が未知の値であっても、Q1−Q2は既知の値となる。受光量Q1のときの放電確率を1Pとして、受光量Q1と放電確率1Pとを式(9)に代入すると、式(10)となる。
[Calculation method of discharge probabilities P aA and P bA]
In equation (9), it is assumed that the discharge probabilities P aA , P bA , and the amount of light Q are unknown, and the discharge probabilities P aB , P bB are known. For example, in addition to the light source 100, the amount of light received when the additional light source 101 having a known light amount is turned on is Q 1 , and the amount of light received when only the light source 100 is turned off is Q 2 (Q 1 ≠ Q). When 2), since the difference between the amount of received light Q 1, Q 2 a quantity of additional light source 101, also received light amount Q 1, Q 2 is an unknown value, Q 1 -Q 2 are known values It becomes. If the discharge probability when the light receiving amount Q 1 is 1 P and the light receiving amount Q 1 and the discharge probability 1 P are substituted into the equation (9), the equation (10) is obtained.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

また、受光量Q2のときの放電確率を2Pとして、受光量Q2と放電確率2Pとを式(9)に代入すると、式(11)となる。 Further, if the discharge probability when the light receiving amount Q 2 is 2 P and the light receiving amount Q 2 and the discharge probability 2 P are substituted into the equation (9), the equation (11) is obtained.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

式(10)を式(11)で除すると、式(12)となる。 Dividing equation (10) by equation (11) yields equation (12).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

さらに、駆動パルス電圧PMのパルス幅がT1で、受光量がQ1のときの放電確率を1 1P、駆動パルス電圧PMのパルス幅がT1で、受光量がQ2のときの放電確率を2 1Pとすると、式(12)より式(13)が得られる。 Further, the pulse width of the drive pulse voltage PM is at T 1, 1 1 P a discharge probability when the amount of received light Q 1, the pulse width of the driving pulse voltage PM in the T 1, discharge when the amount of received light Q 2 ' Assuming that the probability is 2 1 P, the equation (13) can be obtained from the equation (12).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

また、駆動パルス電圧PMのパルス幅がT2(T1≠T2)で、受光量がQ1のときの放電確率を1 2P、駆動パルス電圧PMのパルス幅がT2で、受光量がQ2のときの放電確率を2 2Pとすると、式(12)より式(14)が得られる。 Also, when the pulse width of the drive pulse voltage PM is T 2 (T 1 ≠ T 2 ) and the received light amount is Q 1 , the discharge probability is 1 2 P, and the pulse width of the drive pulse voltage PM is T 2 and the received light amount. If the discharge probability when is Q 2 is 2 2 P, the equation (14) can be obtained from the equation (12).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

受光量Q1,Q2とパルス幅T1,T2を組み合わせて測定したときのそれぞれの放電確率の表記を表2にまとめる。 Table 2 summarizes the notation of each discharge probability when the received light amounts Q 1 and Q 2 and the pulse widths T 1 and T 2 are combined and measured.

Figure 2021131250
Figure 2021131250

式(13)を式(14)で除して変形すると、式(15)のように放電確率PaAを求めることができる。 By dividing the equation (13) by the equation (14) and transforming it, the discharge probability P aA can be obtained as in the equation (15).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

さらに、式(15)を式(12)に代入することで、式(16)のように放電確率PbAを求めることができる。 Further, by substituting the equation (15) into the equation (12), the discharge probability P bA can be obtained as in the equation (16).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

したがって、放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2P,1P,2Pをそれぞれ測定すれば、放電確率PaA,PbAを得ることができる。
なお、T=T1としてもよい。この場合の放電確率PbAは式(17)のように求めることができる。
Therefore, the discharge probabilities P aA and P bA can be obtained by measuring the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, 2 2 P, 1 P, and 2 P, respectively.
In addition, T = T 1 may be set. The discharge probability P bA in this case can be obtained as in Eq. (17).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

また、T=T2としてもよい。この場合の放電確率PbAは式(18)のように求めることができる。 Further, T = T 2 may be set. The discharge probability P bA in this case can be obtained as in Eq. (18).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

[受光量Qの算出方法]
式(9)において、式(15)および式(16)から放電確率PaA,PaBが既知で、放電確率PbA,PbBも既知であるとき、式(9)を変形して式(15)、式(16)を代入すると、式(19)のように受光量Qを得ることができる。
[Calculation method of received light amount Q]
In the equation (9), when the discharge probabilities P aA and P aB are known from the equations (15) and (16) and the discharge probabilities P bA and P bB are also known, the equation (9) is modified from the equation (9). By substituting the equation (15) and the equation (16), the light receiving amount Q can be obtained as in the equation (19).

Figure 2021131250
Figure 2021131250

したがって、放電確率PaA,PbAのうち少なくとも一方が未知数の場合でも、検出対象の光源100に加えて、光量が既知の追加光源101を使用することで、式(19)のように受光量Qを得ることができる。 Therefore, even when at least one of the discharge probabilities P aA and P bA is unknown, by using an additional light source 101 having a known light amount in addition to the light source 100 to be detected, the amount of light received is as shown in equation (19). Q can be obtained.

以下、本実施例の光検出システムの動作について更に詳細に説明する。図3、図4は本実施例の光検出システムの動作を説明するフローチャートである。
まず、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1に初期化する(図3ステップS100)。そして、放電確率算出部202は、光源制御部21に追加光源101を点灯するよう指示する。
Hereinafter, the operation of the photodetector system of this embodiment will be described in more detail. 3 and 4 are flowcharts for explaining the operation of the photodetection system of this embodiment.
First, the discharge probability calculation unit 202 initializes the variable i for pulse width control to 1 (step S100 in FIG. 3). Then, the discharge probability calculation unit 202 instructs the light source control unit 21 to turn on the additional light source 101.

放電確率算出部202からの指示に応じて、光源制御部21は、追加光源101を点灯させる(図3ステップS101)。このときの光センサ1の受光量は未知の値Q1である。追加光源101としては、例えばLEDがある。 In response to an instruction from the discharge probability calculation unit 202, the light source control unit 21 turns on the additional light source 101 (step S101 in FIG. 3). The amount of light received by the optical sensor 1 at this time is an unknown value Q 1 . The additional light source 101 includes, for example, an LED.

放電確率算出部202は、変数iが3より小さい場合(図3ステップS102においてYES)、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる。放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Ti=T1に設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Ti=T1の駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS103)。 When the variable i is smaller than 3 (YES in step S102 in FIG. 3), the discharge probability calculation unit 202 instructs the rectangular pulse generation unit 17 to start applying the drive pulse voltage PM. In response to the instruction from the discharge probability calculation unit 202, the square pulse generation unit 17 sets the pulse width of the square pulse PS to a predetermined value Ti = T 1 . By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM having the pulse width Ti = T 1 between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S103 in FIG. 3).

放電判定部201は、電流検出回路15からの検出電圧Vpvと予め定められている閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定する。放電判定部201は、光センサ1が放電したと判定すると、これを1回として放電回数1 in=1 1nをカウントする(図3ステップS104)。放電回数1 1nと後述する駆動パルス電圧PMの印加回数1 1Nの初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS103,S104の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the predetermined threshold voltage Vth, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. .. When the discharge determination unit 201 determines that the optical sensor 1 has been discharged, the discharge determination unit 201 counts the number of discharges 1 inn = 1 1 n as one time (step S104 in FIG. 3). It goes without saying that the initial values of the number of discharges 1 1 n and the number of times the drive pulse voltage PM applied 1 1 N, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S103 and S104 are repeatedly executed.

パルス印加数積算部204は、矩形パルス生成部17から出力される矩形パルスPSを数えることにより、駆動パルス電圧PMの印加回数1 iNを数える。
印加数判定部205は、駆動パルス電圧PMの印加回数1 iNを所定数Nthと比較する。
The pulse application number integrating unit 204 counts the number of application times 1 i N of the drive pulse voltage PM by counting the rectangular pulse PS output from the rectangular pulse generation unit 17.
The application number determination unit 205 compares the application frequency 1 i N of the drive pulse voltage PM with the predetermined number N th.

放電確率算出部202は、ステップS103によるパルス幅Ti=T1の駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数1 iN=1 1Nが所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS105においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数1 iN=1 1Nと放電判定部201によって検出された放電回数1 in=1 1nとに基づいて、式(20)により放電確率1 1Pを算出する(図3ステップS106)。
1 1P=1 1n/1 1N ・・・(20)
The discharge probability calculation unit 202 applies that the number of times 1 i N = 1 1 N of the drive pulse voltage PM applied from the start of application of the drive pulse voltage PM of the pulse width T i = T 1 in step S103 exceeds a predetermined number Nth. the number (YES in Fig. 3 step S105) when the determination unit 205 determines, 1 discharge number detected by the driving pulse application number of the voltage PM 1 i n = 1 1 n and the discharge unit 201 at this time i n = 1 Based on 1 n, the discharge probability 1 1 P is calculated by the equation (20) (step S106 in FIG. 3).
1 1 P = 1 1 n / 1 1 N ・ ・ ・ (20)

放電確率1 1Pの算出後、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1増やす(図3ステップS107)。放電確率算出部202は、変数iが3より小さい場合(ステップS102においてYES)、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの再度の印加を開始させる。 After calculating the discharge probability 1 1 P, the discharge probability calculation unit 202 increases the variable i for pulse width control by 1 (step S107 in FIG. 3). When the variable i is smaller than 3 (YES in step S102), the discharge probability calculation unit 202 instructs the rectangular pulse generation unit 17 to start applying the drive pulse voltage PM again.

放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSの出力を一旦停止した後、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Ti=T2(T1≠T2)に設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Ti=T2の駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(ステップS103)。 In response to the instruction from the discharge probability calculation unit 202, the square pulse generation unit 17 temporarily stops the output of the square wave PS, and then sets the pulse width of the square wave PS to a predetermined value T i = T 2 (T 1 ≠ T). Set to 2). By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM of the pulse width Ti = T 2 between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S103).

放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数1 in=1 2nを1増やす(ステップS104)。放電回数1 2nと後述する駆動パルス電圧PMの印加回数1 2Nの初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS103,S104の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the threshold voltage Vth in the same manner as described above, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. the number of discharges 1 i n = 1 2 n is increased by one (step S104). It goes without saying that the initial values of the number of discharges 1 2 n and the number of times the drive pulse voltage PM applied 1 2 N, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S103 and S104 are repeatedly executed.

放電確率算出部202は、ステップS103によるパルス幅Ti=T2の駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数1 iN=1 2Nが所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(ステップS105においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数1 iN=1 2Nと放電判定部201によって検出された放電回数1 in=1 2nとに基づいて、式(21)により放電確率1 2Pを算出する(ステップS106)。
1 2P=1 2n/1 2N ・・・(21)
The discharge probability calculation unit 202 applies that the number of times 1 i N = 1 2 N of the drive pulse voltage PM applied from the start of application of the drive pulse voltage PM of the pulse width T i = T 2 in step S103 exceeds a predetermined number Nth. When the number determination unit 205 determines (YES in step S105), the number of times the drive pulse voltage PM is applied at this time is 1 i N = 1 2 N and the number of discharges detected by the discharge determination unit 201 is 1 i n = 1 2 n. Based on the above, the discharge probability 1 2 P is calculated by the equation (21) (step S106).
1 2 P = 1 2 n / 1 2 N ・ ・ ・ (21)

放電確率1 2Pの算出後、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1増やす(ステップS107)。放電確率算出部202は、受光量Q1のときの測定が終了したとき、すなわち変数iが3に達したとき(ステップS102においてNO)、変数iを1に初期化する(図3ステップS108)。そして、放電確率算出部202は、光源制御部21に追加光源101を消灯するよう指示する。 After calculating the discharge probability 1 2 P, the discharge probability calculation unit 202 increases the variable i for pulse width control by 1 (step S107). Discharge probability calculation unit 202, when the measurement when the amount of received light Q 1 has ended, i.e. when the variable i has reached 3 (NO in step S102), and initializes a variable i (FIG. 3 step S108) .. Then, the discharge probability calculation unit 202 instructs the light source control unit 21 to turn off the additional light source 101.

放電確率算出部202からの指示に応じて、光源制御部21は、追加光源101を消灯させる(図3ステップS109)。このときの光センサ1の受光量は未知の値Q2である。上記のとおり、Q1−Q2は既知の値である。 In response to an instruction from the discharge probability calculation unit 202, the light source control unit 21 turns off the additional light source 101 (step S109 in FIG. 3). The amount of light received by the optical sensor 1 at this time is an unknown value Q 2 . As mentioned above, Q 1 − Q 2 are known values.

放電確率算出部202は、変数iが3より小さい場合(図3ステップS110においてYES)、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる。放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Ti=T1に設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Ti=T1の駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS111)。 When the variable i is smaller than 3 (YES in step S110 of FIG. 3), the discharge probability calculation unit 202 instructs the rectangular pulse generation unit 17 to start applying the drive pulse voltage PM. In response to the instruction from the discharge probability calculation unit 202, the square pulse generation unit 17 sets the pulse width of the square pulse PS to a predetermined value Ti = T 1 . By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM having the pulse width Ti = T 1 between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S111 in FIG. 3).

放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数2 in=2 1nを1増やす(ステップS112)。放電回数2 1nと後述する駆動パルス電圧PMの印加回数2 1Nの初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS111,S112の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the threshold voltage Vth in the same manner as described above, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. The number of discharges 2 i n = 2 1 n is increased by 1 (step S112). It goes without saying that the initial values of the number of discharges 2 1 n and the number of times the drive pulse voltage PM applied 2 1 N, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S111 and S112 are repeatedly executed.

放電確率算出部202は、ステップS111によるパルス幅Ti=T1の駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数2 iN=2 1Nが所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS113においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数2 iN=2 1Nと放電判定部201によって検出された放電回数2 in=2 1nとに基づいて、式(22)により放電確率2 1Pを算出する(図3ステップS114)。
2 1P=2 1n/2 1N ・・・(22)
The discharge probability calculation unit 202 applies when the number of times 2 i N = 2 1 N of the drive pulse voltage PM applied from the start of application of the drive pulse voltage PM of the pulse width T i = T 1 in step S111 exceeds a predetermined number Nth. the number (YES in Fig. 3 step S113) when the determination unit 205 determines, discharge frequency detected by the drive pulse number of the voltage PM 2 i n = 2 1 n and the discharge unit 201 of the time 2 i n = 2 Based on 1 n, the discharge probability 2 1 P is calculated by the equation (22) (step S114 in FIG. 3).
2 1 P = 2 1 n / 2 1 N ・ ・ ・ (22)

放電確率2 1Pの算出後、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1増やす(図3ステップS115)。放電確率算出部202は、変数iが3より小さい場合(ステップS110においてYES)、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの再度の印加を開始させる。 After calculating the discharge probability 2 1 P, the discharge probability calculation unit 202 increases the variable i for pulse width control by 1 (step S115 in FIG. 3). When the variable i is smaller than 3 (YES in step S110), the discharge probability calculation unit 202 instructs the rectangular pulse generation unit 17 to start applying the drive pulse voltage PM again.

放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSの出力を一旦停止した後、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Ti=T2(T1≠T2)に設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Ti=T2の駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(ステップS111)。 In response to the instruction from the discharge probability calculation unit 202, the square pulse generation unit 17 temporarily stops the output of the square wave PS, and then sets the pulse width of the square wave PS to a predetermined value T i = T 2 (T 1 ≠ T). Set to 2). By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM of the pulse width Ti = T 2 between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S111).

放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数2 in=2 2nを1増やす(ステップS112)。放電回数2 2nと後述する駆動パルス電圧PMの印加回数2 2Nの初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS111,S112の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the threshold voltage Vth in the same manner as described above, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. The number of discharges 2 i n = 2 2 n is increased by 1 (step S112). It goes without saying that the initial values of the number of discharges 2 2 n and the number of times the drive pulse voltage PM applied 2 2 N, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S111 and S112 are repeatedly executed.

放電確率算出部202は、ステップS111によるパルス幅Ti=T2の駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数2 iN=2 2Nが所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(ステップS113においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数2 iN=2 2Nと放電判定部201によって検出された放電回数2 in=2 2nとに基づいて、式(23)により放電確率2 2Pを算出する(ステップS114)。
2 2P=2 2n/2 2N ・・・(23)
The discharge probability calculation unit 202 applies that the number of times 2 i N = 2 2 N of the drive pulse voltage PM applied from the start of application of the drive pulse voltage PM of the pulse width T i = T 2 in step S111 exceeds a predetermined number Nth. When the number determination unit 205 determines (YES in step S113), the number of times the drive pulse voltage PM is applied at this time is 2 i N = 2 2 N and the number of discharges detected by the discharge determination unit 201 is 2 i n = 2 2 n. based on the bets, calculates the discharge probability 2 2 P by the equation (23) (step S114).
2 2 P = 2 2 n / 2 2 N ・ ・ ・ (23)

放電確率2 2Pの算出後、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1増やす(ステップS115)。放電確率算出部202は、受光量Q2のときの測定が終了したとき、すなわち変数iが3に達したとき(ステップS110においてNO)、光源制御部21に追加光源101を点灯するよう指示した後に、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる。
放電確率算出部202からの指示に応じて、光源制御部21は、追加光源101を点灯させる(図3ステップS116)。このときの光センサ1の受光量はQ1である。
After calculating the discharge probability 2 2 P, the discharge probability calculation unit 202 increases the variable i for pulse width control by 1 (step S115). Discharge probability calculation unit 202, when the measurement when the received light quantity Q 2 has ended, i.e. when the variable i has reached 3 (NO in step S110), and instructed to turn the additional light source 101 to the light source control unit 21 Later, the rectangular pulse generation unit 17 is instructed to start applying the drive pulse voltage PM.
In response to an instruction from the discharge probability calculation unit 202, the light source control unit 21 turns on the additional light source 101 (step S116 in FIG. 3). The amount of light received by the optical sensor 1 at this time is Q 1 .

放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Tに設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Tの駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS117)。 In response to the instruction from the discharge probability calculation unit 202, the square pulse generation unit 17 sets the pulse width of the square pulse PS to a predetermined value T. By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM of the pulse width T between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S117 in FIG. 3).

放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数n1を1増やす(図3ステップS118)。放電回数n1と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N1の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS117,S118の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the threshold voltage Vth in the same manner as described above, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. The number of discharges n 1 is increased by 1 (step S118 in FIG. 3). Needless to say, the initial values of the number of discharges n 1 and the number of times N 1 of the drive pulse voltage PM applied, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S117 and S118 are repeatedly executed.

放電確率算出部202は、ステップS117による駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数N1が所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS119においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数N1と放電判定部201によって検出された放電回数n1とに基づいて、式(24)により放電確率1Pを算出する(図3ステップS120)。
1P=n1/N1 ・・・(24)
When the discharge probability calculation unit 202 determines that the number of times N 1 of the drive pulse voltage PM applied from the start of application of the drive pulse voltage PM in step S117 exceeds a predetermined number Nth, the application number determination unit 205 determines (FIG. 3, step S119). In YES), the discharge probability 1 P is calculated by the equation (24) based on the number of times N 1 of the drive pulse voltage PM applied at this time and the number of times of discharge n 1 detected by the discharge determination unit 201 (step 3 in FIG. 3). S120).
1 P = n 1 / N 1 ... (24)

放電確率1Pの算出後、放電確率算出部202は、光源制御部21に追加光源101を消灯するよう指示した後に、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる。放電確率算出部202からの指示に応じて、光源制御部21は、追加光源101を消灯させる(図3ステップS121)。このときの光センサ1の受光量はQ2である。 After calculating the discharge probability 1 P, the discharge probability calculation unit 202, after instructed to turn off the additional light source 101 to the light source control unit 21, instructs the rectangular pulse generating unit 17 to start the application of the drive pulse voltage PM. In response to an instruction from the discharge probability calculation unit 202, the light source control unit 21 turns off the additional light source 101 (step S121 in FIG. 3). The amount of light received by the optical sensor 1 at this time is Q 2 .

放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSの出力を一旦停止した後、矩形パルスPSのパルス幅を再度、所定の値Tに設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Tの駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS122)。 In response to the instruction from the discharge probability calculation unit 202, the square pulse generation unit 17 temporarily stops the output of the square wave PS, and then sets the pulse width of the square wave PS again to a predetermined value T. By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM of the pulse width T between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S122 in FIG. 3).

放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数n2を1増やす(図3ステップS123)。放電回数n2と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N2の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS122,S123の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the threshold voltage Vth in the same manner as described above, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. The number of discharges n 2 is increased by 1 (step S123 in FIG. 3). Needless to say, the initial values of the number of discharges n 2 and the number of times N 2 of the drive pulse voltage PM applied, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S122 and S123 are repeatedly executed.

放電確率算出部202は、ステップS122による駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数N2が所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS124においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数N2と放電判定部201によって検出された放電回数n2とに基づいて、式(25)により放電確率2Pを算出する(図3ステップS125)。
2P=n2/N2 ・・・(25)
When the discharge probability calculation unit 202 determines that the number of times N 2 of application of the drive pulse voltage PM from the start of application of the drive pulse voltage PM in step S122 exceeds a predetermined number Nth by the application number determination unit 205 (FIG. 3, step S124). In YES), the discharge probability 2 P is calculated by the equation (25) based on the number of times N 2 of the drive pulse voltage PM applied at this time and the number of times of discharge n 2 detected by the discharge determination unit 201 (step 3 in FIG. 3). S125).
2 P = n 2 / N 2 ... (25)

感度パラメータ記憶部19には、光センサ1の既知の感度パラメータとして、光センサ1の基準受光量Q0と、駆動パルス電圧PMの基準パルス幅T0と、非正規の放電の放電確率PaB,PbBと、追加光源101点灯時と消灯時の受光量の差Q1−Q2とが予め記憶されている。 In the sensitivity parameter storage unit 19, as known sensitivity parameters of the optical sensor 1, the reference light receiving amount Q 0 of the optical sensor 1, the reference pulse width T 0 of the drive pulse voltage PM, and the discharge probability P aB of the non-regular discharge are stored. , P bB and the difference in the amount of received light between when the additional light source 101 is turned on and when it is turned off Q 1 − Q 2 are stored in advance.

放電確率PaBは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅に依存して発生しかつ光センサ1の受光量に依存せずに発生する、光センサ1の光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。放電確率PbBは、駆動パルス電圧PMのパルス幅と光センサ1の受光量とに依存せずに発生する、光センサ1の光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。
感度パラメータ記憶部19に記憶される感度パラメータについては、例えば光検出システムの出荷検査において予め測定しておくものとする。
As described above, the discharge probability P aB is due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor 1, which is generated depending on the pulse width of the drive pulse voltage PM and not depending on the amount of light received by the optical sensor 1. The probability of discharge. The discharge probability P bB is the probability of discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor 1, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage PM and the amount of light received by the optical sensor 1.
The sensitivity parameter stored in the sensitivity parameter storage unit 19 shall be measured in advance, for example, in the shipping inspection of the photodetection system.

放電確率2Pの算出後、放電確率算出部203は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2Pと、放電確率1 1P,2 1Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T1と、放電確率1 2P,2 2Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T2と、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータT0,Q0,Q1−Q2とに基づいて、放電確率PaAを式(15)により算出する(図3ステップS126)。放電確率PaAは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅が基準パルス幅T0で光センサ1の受光量が基準受光量Q0のときの正規の放電の放電確率である。 After calculating the discharge probability 2 P, the discharge probability calculation unit 203 has the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, 2 2 P and the discharge probabilities 1 1 P, 2 calculated by the discharge probability calculation unit 202. a pulse width T 1 of the drive pulse voltage PM when seeking 1 P, the pulse width T 2 of the drive pulse voltage PM when seeking discharge probability 1 2 P, 2 2 P, stored on the sensitivity parameter storage unit 19 The discharge probability P aA is calculated by the equation (15) based on the parameters T 0 , Q 0 , and Q 1 −Q 2 (FIG. 3, step S126). The discharge probability P aA is the discharge probability of normal discharge when the pulse width of the drive pulse voltage PM is the reference pulse width T 0 and the light reception amount of the optical sensor 1 is the reference light reception amount Q 0 as described above.

また、放電確率算出部203は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2P,1P,2Pと、放電確率1 1P,2 1Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T1と、放電確率1 2P,2 2Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T2と、放電確率1P,2Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅Tと、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータQ0,Q1−Q2とに基づいて、放電確率PbAを式(16)により算出する(図3ステップS127)。放電確率PbAは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅に依存せずに発生しかつ光センサ1の受光量に依存して発生する、光センサ1の光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。 Further, the discharge probability calculation unit 203 includes discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, 2 2 P, 1 P, 2 P and discharge probabilities 1 1 P, 2 calculated by the discharge probability calculation unit 202. a pulse width T 1 of the drive pulse voltage PM when seeking 1 P, the pulse width T 2 of the drive pulse voltage PM when seeking discharge probability 1 2 P, 2 2 P, discharge probability 1 P, 2 P The discharge probability P bA is calculated by Eq. (16) based on the pulse width T of the drive pulse voltage PM and the parameters Q 0 and Q 1 −Q 2 stored in the sensitivity parameter storage unit 19. (FIG. 3, step S127). As described above, the discharge probability P bA is due to noise components other than discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor 1, which are generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage PM and depending on the amount of light received by the optical sensor 1. The probability of discharge.

受光量算出部206は、放電確率算出部203によって算出された放電確率PaA,PbAが0より大きくかつ1未満の場合(図3ステップS128においてYES)、受光量Qの算出処理に進み、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる。また、受光量算出部206は、放電確率PaA,PbAのうち少なくとも一方が0の場合(ステップS128においてNO)、受光量Qを0とするか、あるいは受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(図3ステップS129)。また、受光量算出部206は、放電確率PaA,PbAのうち少なくとも一方が1の場合(ステップS128においてNO)、受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(ステップS129)。 When the discharge probabilities P aA and P bA calculated by the discharge probability calculation unit 203 are greater than 0 and less than 1 (YES in step S128 of FIG. 3), the light receiving amount calculation unit 206 proceeds to the calculation process of the light receiving amount Q. The rectangular pulse generation unit 17 is instructed to start applying the drive pulse voltage PM. Further, when at least one of the discharge probabilities P aA and P bA is 0 (NO in step S128), the light receiving amount calculation unit 206 sets the light receiving amount Q to 0 or makes it impossible to calculate the light receiving amount Q as an exception. The process is performed (step S129 in FIG. 3). Further, when at least one of the discharge probabilities P aA and P bA is 1 (NO in step S128), the light receiving amount calculation unit 206 performs exception processing so that the light receiving amount Q cannot be calculated (step S129).

受光量算出部206からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSの出力を一旦停止した後、矩形パルスPSのパルス幅を再度、所定の値Tに設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Tの駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図4ステップS130)。 In response to the instruction from the light receiving amount calculation unit 206, the square pulse generation unit 17 temporarily stops the output of the square wave PS, and then sets the pulse width of the square wave PS again to a predetermined value T. By setting this pulse width, the applied voltage generation circuit 12 applies the drive pulse voltage PM of the pulse width T between the pair of terminals 1a and 1b of the optical sensor 1 (step S130 in FIG. 4).

放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数n3を1増やす(図4ステップS131)。放電回数n3と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N3の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS130,S131の処理が繰り返し実行される。 The discharge determination unit 201 compares the detection voltage Vpv from the current detection circuit 15 with the threshold voltage Vth in the same manner as described above, and determines that the optical sensor 1 has been discharged when the detection voltage Vpv exceeds the threshold voltage Vth. The number of discharges n 3 is increased by 1 (step S131 in FIG. 4). Needless to say, the initial values of the number of discharges n 3 and the number of times N 3 of the drive pulse voltage PM applied, which will be described later, are both 0. In this way, the processes of steps S130 and S131 are repeatedly executed.

放電確率算出部202は、ステップS130による駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数N3が所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(図4ステップS132においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数N3と放電判定部201によって検出された放電回数n3とに基づいて、式(26)により放電確率Pを算出する(図4ステップS133)。
P=n3/N3 ・・・(26)
When the discharge probability calculation unit 202 determines that the number of times N 3 of the drive pulse voltage PM applied from the start of application of the drive pulse voltage PM in step S130 exceeds a predetermined number Nth, the application number determination unit 205 determines (FIG. 4, step S132). In YES), the discharge probability P is calculated by the equation (26) based on the number of times N 3 of the drive pulse voltage PM applied at this time and the number of times of discharge n 3 detected by the discharge determination unit 201 (FIG. 4 step S133). ).
P = n 3 / N 3 ... (26)

受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率Pが0より大きくかつ1未満である場合(図4ステップS134においてYES)、放電確率算出部202によって算出された放電確率1P,2P,Pと、放電確率1P,2P,Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅Tと、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータT0,PaB,PbB,Q1−Q2とに基づいて、式(19)により受光量Qを算出する(図4ステップS135)。 Light amount calculating section 206, when the discharge probability P calculated by the discharge probability calculation unit 202 is greater and less than 1 than 0 (YES in FIG. 4 step S134), the discharge was calculated by the discharge probability calculation unit 202 probability 1 P, 2 P, P, the pulse width T of the drive pulse voltage PM when the discharge probabilities 1 P, 2 P, P are obtained, and the parameters T 0 , P aB , P stored in the sensitivity parameter storage unit 19. Based on bB and Q 1 −Q 2 , the received light amount Q is calculated by the equation (19) (FIG. 4, step S135).

また、受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率Pが0の場合(ステップS134においてNO)、受光量Qを0とするか、あるいは受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(図4ステップS136)。また、受光量算出部206は、放電確率Pが1の場合(ステップS134においてNO)、受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(ステップS136)。 Further, when the discharge probability P calculated by the discharge probability calculation unit 202 is 0 (NO in step S134), the light receiving amount calculation unit 206 sets the light receiving amount Q to 0 or makes it impossible to calculate the light receiving amount Q. Exception handling is performed (step S136 in FIG. 4). Further, when the discharge probability P is 1 (NO in step S134), the light receiving amount calculation unit 206 performs an exception process that makes it impossible to calculate the light receiving amount Q (step S136).

次に、受光量判定部207は、受光量算出部206によって算出された受光量Qと所定の受光量閾値Qthとを比較し(図4ステップS137)、受光量Qが受光量閾値Qthを超えた場合(ステップS137においてYES)、火炎有りと判定する(図4ステップS138)。また、受光量判定部207は、受光量Qが受光量閾値Qth以下の場合(ステップS137においてNO)、火炎無しと判定する(図4ステップS139)。 Next, the light receiving amount determination unit 207 compares the light receiving amount Q calculated by the light receiving amount calculation unit 206 with the predetermined light receiving amount threshold Qth (step S137 in FIG. 4), and the light receiving amount Q exceeds the light receiving amount threshold Qth. If (YES in step S137), it is determined that there is a flame (FIG. 4, step S138). Further, when the light receiving amount Q is equal to or less than the light receiving amount threshold Qth (NO in step S137), the light receiving amount determining unit 207 determines that there is no flame (FIG. 4, step S139).

以上の説明から分かるように、本実施例では、ノイズ成分を除外した正規の放電の放電確率PaAと、駆動パルス電圧PMのパルス幅に依存せずに発生しかつ光センサ1の受光量に依存して発生する非正規の放電の放電確率PbAとを算出することができる。光センサ1の劣化に伴って放電確率PaA,PbAが変化すると考えられるので、放電確率PaA,PbAに基づく光センサ1の寿命判定を実現することが可能となる。 As can be seen from the above description, in this embodiment, the discharge probability PaA of the normal discharge excluding the noise component and the amount of light received by the optical sensor 1 are generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage PM. It is possible to calculate the discharge probability P bA of the non-normal discharge that occurs depending on the discharge. Discharge probability P aA with the degradation of the optical sensor 1, it is considered that P bA changes, discharge probability P aA, it is possible to realize a life determination of the optical sensor 1 based on P bA.

また、本実施例では、放電確率PaA,PbAのうち少なくとも一方が未知数の場合でも、ノイズ成分を除外した受光量Qを算出することができ、求めた受光量Qから火炎の有無を精度良く検出することが可能となる。また、本実施例では、ノイズ成分を含む受光量Qにより光センサ1の誤った寿命判定をしてしまう可能性を低減することができる。 Further, in this embodiment, even when at least one of the discharge probabilities P aA and P bA is unknown, the light receiving amount Q excluding the noise component can be calculated, and the presence or absence of the flame can be accurately determined from the obtained light receiving amount Q. It can be detected well. Further, in this embodiment, it is possible to reduce the possibility that the life of the optical sensor 1 is erroneously determined by the light receiving amount Q including the noise component.

なお、本実施例では、T≠T1≠T2としてもよいし、T=T1またはT=T2としてもよい。T=T1の場合には、図3の処理の代わりに図5に示す処理を行うことが可能である。図5のステップS100〜S115の処理は図3で説明したとおりである。 In this embodiment, T ≠ T 1 ≠ T 2 may be set, or T = T 1 or T = T 2 may be set. When T = T 1 , the process shown in FIG. 5 can be performed instead of the process shown in FIG. The processing of steps S100 to S115 of FIG. 5 is as described with reference to FIG.

放電確率算出部203は、受光量Q2のときの測定が終了したとき、すなわち変数iが3に達したとき(図5ステップS110においてNO)、放電確率PaAを式(15)により算出する(図5ステップS126)。
また、放電確率算出部203は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2Pと、放電確率1 1P,2 1Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T1と、放電確率1 2P,2 2Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T2と、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータQ0,Q1−Q2とに基づいて、放電確率PbAを式(17)により算出する(図5ステップS127a)。ステップS128,S129の処理は図3で説明したとおりである。また、ステップS130以降の処理は図4で説明したとおりなので、図示は省略する。
The discharge probability calculation unit 203 calculates the discharge probability P aA by the equation (15) when the measurement at the received light amount Q 2 is completed, that is, when the variable i reaches 3 (NO in step S110 of FIG. 5). (FIG. 5 step S126).
Further, when the discharge probability calculation unit 203 obtains the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, 2 2 P and the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P calculated by the discharge probability calculation unit 202. The pulse width T 1 of the drive pulse voltage PM, the pulse width T 2 of the drive pulse voltage PM when the discharge probabilities 1 2 P and 2 2 P are obtained, and the parameter Q 0 stored in the sensitivity parameter storage unit 19. , Q 1 − Q 2 and so on, the discharge probability P bA is calculated by the equation (17) (FIG. 5, step S127a). The processing of steps S128 and S129 is as described with reference to FIG. Further, since the processing after step S130 is as described with reference to FIG. 4, the illustration is omitted.

T=T2の場合についても、T=T1の場合と同様である。T=T2の場合、放電確率算出部203は、図5のステップS127aにおいて放電確率PbAを式(18)により算出すればよい。その他の処理は、T=T1の場合と同じである。 The case of T = T 2 is the same as the case of T = T 1 . When T = T 2 , the discharge probability calculation unit 203 may calculate the discharge probability P bA by the equation (18) in step S127a of FIG. Other processing is the same as in the case of T = T 1.

また、本実施例では、放電確率PaA,PbAと受光量Qとを算出しているが、放電確率PaA,PbAのみを算出する場合には、受光量算出部206と受光量判定部207とステップS128以降の処理は不要である。 Further, in this embodiment, the discharge probabilities P aA and P bA and the light receiving amount Q are calculated, but when only the discharge probabilities P aA and P bA are calculated, the light receiving amount calculation unit 206 and the light receiving amount determination are performed. The processing of unit 207 and steps S128 and subsequent steps is unnecessary.

また、受光量Qのみを算出する場合には、放電確率算出部203は不要である。ただし、放電確率算出部203を設けない場合、図3のステップS126〜S128の処理を行うことができなくなる。そこで、放電確率算出部203を設けない場合には、図3の処理の代わりに図6に示す処理を行えばよい。図6のステップS100〜S125の処理は、図3で説明したとおりである。 Further, when calculating only the light receiving amount Q, the discharge probability calculation unit 203 is unnecessary. However, if the discharge probability calculation unit 203 is not provided, the processes of steps S126 to S128 of FIG. 3 cannot be performed. Therefore, when the discharge probability calculation unit 203 is not provided, the process shown in FIG. 6 may be performed instead of the process shown in FIG. The processing of steps S100 to S125 of FIG. 6 is as described with reference to FIG.

放電確率2Pの算出後、受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2Pが0より大きくかつ1未満の場合(図6ステップS128aにおいてYES)、受光量Qの算出処理に進み、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる(図4ステップS130)。 After calculating the discharge probability 2 P, the light receiving amount calculation unit 206 determines that the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, 2 2 P calculated by the discharge probability calculation unit 202 are greater than 0 and less than 1. (YES in step S128a in FIG. 6), the process proceeds to the calculation process of the light receiving amount Q, and the rectangular pulse generation unit 17 is instructed to start applying the drive pulse voltage PM (step S130 in FIG. 4).

また、受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2Pのうち少なくとも1つが0の場合(ステップS128aにおいてNO)、受光量Qを0とするか、あるいは受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(図6ステップS129)。また、受光量算出部206は、放電確率1 1P,2 1P,1 2P,2 2Pのうち少なくとも1つが1の場合(ステップS128aにおいてNO)、受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(ステップS129)。ステップS130以降の処理は図4で説明したとおりなので、図示は省略する。 Further, when at least one of the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, and 2 2 P calculated by the discharge probability calculation unit 202 is 0, the light receiving amount calculation unit 206 (NO in step S128a). An exception process is performed in which the light receiving amount Q is set to 0 or the light receiving amount Q cannot be calculated (step S129 in FIG. 6). Further, the light receiving amount calculation unit 206 is an exception that the light receiving amount Q cannot be calculated when at least one of the discharge probabilities 1 1 P, 2 1 P, 1 2 P, and 2 2 P is 1 (NO in step S128a). The process is performed (step S129). Since the processing after step S130 is as described with reference to FIG. 4, the illustration is omitted.

また、本実施例では、追加光源101を点灯した状態を第1の状態(パルス幅T1)、第2の状態(パルス幅T2)、第5の状態(パルス幅T)とし、追加光源101を消灯した状態を第3の状態(パルス幅T1)、第4の状態(パルス幅T2)、第6の状態(パルス幅T)として、Q1−Q2を正の値(Q1>Q2)としているが、Q1−Q2を負の値(Q1<Q2)としてもよい。 Further, in this embodiment, the state in which the additional light source 101 is turned on is defined as the first state (pulse width T 1 ), the second state (pulse width T 2 ), and the fifth state (pulse width T), and the additional light source is set. The state in which 101 is turned off is defined as the third state (pulse width T 1 ), the fourth state (pulse width T 2 ), and the sixth state (pulse width T), and Q 1 −Q 2 is a positive value (Q). Although 1 > Q 2 ), Q 1 − Q 2 may be a negative value (Q 1 <Q 2 ).

具体的には、放電確率算出部202は、図3、図5、図6のステップS101,S116において追加光源101を消灯状態とし、図3、図5、図6のステップS109,S121において追加光源101を点灯させるようにすればよい。これにより、追加光源101が消灯し、パルス幅がT1の状態が第1の状態、追加光源101が消灯し、パルス幅がT2の状態が第2の状態、追加光源101が消灯し、パルス幅がTの状態が第5の状態、追加光源101が点灯し、パルス幅がT1の状態が第3の状態、追加光源101が点灯し、パルス幅がT2の状態が第4の状態、追加光源101が点灯し、パルス幅がTの状態が第6の状態となる。 Specifically, the discharge probability calculation unit 202 turns off the additional light source 101 in steps S101 and S116 of FIGS. 3, 5, and 6, and turns off the additional light source 101 in steps S109 and S121 of FIGS. 3, 5, and 6. The 101 may be turned on. As a result, the additional light source 101 is turned off, the state where the pulse width is T 1 is turned off, the additional light source 101 is turned off, the state where the pulse width is T 2 is the second state, and the additional light source 101 is turned off. The state where the pulse width is T is the fifth state, the additional light source 101 is lit, the state where the pulse width is T 1 is the third state, the state where the additional light source 101 is lit, and the state where the pulse width is T 2 is the fourth state. The sixth state is the state in which the additional light source 101 is turned on and the pulse width is T.

ただし、図3、図6のステップS121で追加光源101を点灯させた場合、放電確率算出部202は、放電確率2Pの算出後に光源制御部21に指示して追加光源101を消灯させる必要がある。また、図5のステップS109で追加光源101を点灯させた場合、放電確率算出部202は、ステップS110において変数iが3に達した後に光源制御部21に指示して追加光源101を消灯させる必要がある。 However, FIG. 3, if allowed to light an additional light source 101 in step S121 of FIG. 6, the discharge probability calculation unit 202 needs to be instructed to turn off the additional light source 101 to the light source control unit 21 after calculating the discharge probability 2 P be. Further, when the additional light source 101 is turned on in step S109 of FIG. 5, the discharge probability calculation unit 202 needs to instruct the light source control unit 21 to turn off the additional light source 101 after the variable i reaches 3 in step S110. There is.

本実施例では、光源100が火炎の場合を例に挙げて説明しているが、本発明の光検出システムは火炎以外の光源100にも適用可能である。 In this embodiment, the case where the light source 100 is a flame is described as an example, but the photodetection system of the present invention can be applied to a light source 100 other than the flame.

本実施例で説明した感度パラメータ記憶部19と中央処理部20とは、CPU(Central Processing Unit)と記憶装置とインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。 The sensitivity parameter storage unit 19 and the central processing unit 20 described in this embodiment can be realized by a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. can.

このコンピュータの構成例を図7に示す。コンピュータは、CPU300と、記憶装置301と、インタフェース装置(I/F)302とを備えている。I/F302には、印加電圧生成回路12と矩形パルス生成部17とA/D変換部18と光源制御部21などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の放電確率算出方法および受光量測定方法を実現させるためのプログラムは記憶装置301に格納される。CPU300は、記憶装置301に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。 A configuration example of this computer is shown in FIG. The computer includes a CPU 300, a storage device 301, and an interface device (I / F) 302. The applied voltage generation circuit 12, the rectangular pulse generation unit 17, the A / D conversion unit 18, the light source control unit 21, and the like are connected to the I / F 302. In such a computer, a program for realizing the discharge probability calculation method and the received light amount measuring method of the present invention is stored in the storage device 301. The CPU 300 executes the process described in this embodiment according to the program stored in the storage device 301.

本発明は、火炎検出システムに適用することができる。また、本発明は、火炎以外の光の検出に対しても適用できる。 The present invention can be applied to flame detection systems. The present invention can also be applied to the detection of light other than flame.

1…光センサ、2…外部電源、3…演算装置、11…電源回路、12…印加電圧生成回路、13…トリガ回路、14…分圧抵抗、15…電流検出回路、16…処理回路、17…矩形パルス生成部、18…A/D変換部、19…感度パラメータ記憶部、20…中央処理部、21…光源制御部、100…光源、101…追加光源、201…放電判定部、202,203…放電確率算出部、204…パルス印加数積算部、205…印加数判定部、206…受光量算出部、207…受光量判定部。 1 ... Optical sensor, 2 ... External power supply, 3 ... Computational device, 11 ... Power supply circuit, 12 ... Applied voltage generation circuit, 13 ... Trigger circuit, 14 ... Voltage division resistance, 15 ... Current detection circuit, 16 ... Processing circuit, 17 ... Rectangular pulse generation unit, 18 ... A / D conversion unit, 19 ... Sensitivity parameter storage unit, 20 ... Central processing unit, 21 ... Light source control unit, 100 ... Light source, 101 ... Additional light source, 201 ... Discharge determination unit, 202, 203 ... Discharge probability calculation unit, 204 ... Pulse application number integration unit, 205 ... Application number determination unit, 206 ... Light source amount calculation unit, 207 ... Light source amount determination unit.

Claims (8)

第1の光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、
発生した光が前記第1の光源からの光と共に前記光センサに入射するように設置された、光量が既知の第2の光源と、
前記第2の光源の点灯/消灯を制御するように構成された光源制御部と、
前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、
前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、
この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、
前記第2の光源が点灯または消灯した第1の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された第1の放電確率算出部と、
前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶するように構成された記憶部と、
前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2、第3、第4の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2、第3、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出するように構成された第2の放電確率算出部とを備えることを特徴とする光検出システム。
An optical sensor configured to detect the light emitted from the first light source,
A second light source having a known amount of light, which is installed so that the generated light is incident on the optical sensor together with the light from the first light source,
A light source control unit configured to control the lighting / extinguishing of the second light source, and
An applied voltage generator configured to periodically apply a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor,
A current detection unit configured to detect the discharge current of the optical sensor, and
A discharge determination unit configured to detect the discharge of the optical sensor based on the discharge current detected by the current detection unit, and a discharge determination unit.
The first state in which the second light source is turned on or off and the state in which the second light source is turned on / off are the same as in the first state, and the pulse width of the drive pulse voltage is the first state. A third state in which the second state different from the state and the lighting / extinguishing state of the second light source are different from the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the first state. And the fourth state in which the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as that of the third state and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as that of the second state. A first configuration configured to calculate the discharge probability based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the applied voltage generator and the number of discharges detected by the discharge determination unit during the application of the drive pulse voltage. Discharge probability calculation unit and
As known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the reference light receiving amount of the optical sensor, and the light in the first and second states and the third and fourth states. A storage unit configured to store the difference in the amount of light received by the sensor in advance,
The sensitivity parameters stored in the storage unit, the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the first, second, third, and fourth states, and the first and first discharge probabilities. When the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width and the light reception amount of the optical sensor is the reference light reception amount based on the pulse width of the drive pulse voltage in the second, third, and fourth states. Due to the discharge probability of the normal discharge and the noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage and depending on the amount of light received by the optical sensor. An optical detection system including a second discharge probability calculation unit configured to calculate a discharge probability of a non-regular discharge.
請求項1記載の光検出システムにおいて、
前記第2の放電確率算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT0、前記光センサの基準受光量をQ0、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差をQ1−Q2、前記第1の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を1 1P、前記第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を1 2P、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を2 1P、前記第4の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を2 2P、前記第1、第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2、前記正規の放電の放電確率をPaA、前記非正規の放電の放電確率をPbAとしたとき、
Figure 2021131250
により、前記正規の放電の放電確率PaAを算出し、
Figure 2021131250
、または
Figure 2021131250
により、前記非正規の放電の放電確率PbAを算出することを特徴とする光検出システム。
In the light detection system according to claim 1,
The second discharge probability calculation unit sets the reference pulse width of the drive pulse voltage to T 0 , sets the reference light receiving amount of the optical sensor to Q 0 , and sets the first and second states and the third and fourth states. The difference in the amount of light received by the optical sensor is Q 1 −Q 2 , the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the first state is 1 1 P, and the difference in the second state is Sometimes, the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit is 1 2 P, and the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the third state is 2 1 P, the first. The discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the state of 4 is 2 2 P, the pulse width of the drive pulse voltage in the first and third states is T 1 , and the second. When the pulse width of the drive pulse voltage in the fourth state is T 2 , the discharge probability of the regular discharge is P aA , and the discharge probability of the non-regular discharge is P bA ,
Figure 2021131250
To calculate the discharge probability P aA of the normal discharge,
Figure 2021131250
,or
Figure 2021131250
A photodetection system characterized by calculating the discharge probability P bA of the non-regular discharge according to the above.
第1の光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、
発生した光が前記第1の光源からの光と共に前記光センサに入射するように設置された、光量が既知の第2の光源と、
前記第2の光源の点灯/消灯を制御するように構成された光源制御部と、
前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、
前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、
この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、
前記第2の光源が点灯または消灯した第1の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1、第3の状態または前記第2、第4の状態のどちらかと同じか、前記第1、第2、第3、第4の状態と異なる第5の状態と、前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3、第4の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第5の状態と同じ第6の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された第1の放電確率算出部と、
前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶するように構成された記憶部と、
前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2、第3、第4、第5、第6の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2、第3、第4、第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出するように構成された第2の放電確率算出部とを備えることを特徴とする光検出システム。
An optical sensor configured to detect the light emitted from the first light source,
A second light source having a known amount of light, which is installed so that the generated light is incident on the optical sensor together with the light from the first light source,
A light source control unit configured to control the lighting / extinguishing of the second light source, and
An applied voltage generator configured to periodically apply a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor,
A current detection unit configured to detect the discharge current of the optical sensor, and
A discharge determination unit configured to detect the discharge of the optical sensor based on the discharge current detected by the current detection unit, and a discharge determination unit.
The first state in which the second light source is turned on or off and the state in which the second light source is turned on / off are the same as in the first state, and the pulse width of the drive pulse voltage is the first state. A third state in which the second state different from the state and the lighting / extinguishing state of the second light source are different from the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the first state. And the fourth state in which the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as in the third state and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as in the second state, and the second state. The lighting / extinguishing state of the light source is the same as that of the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is either the first or third state or the second or fourth state. The fifth state, which is the same or different from the first, second, third, and fourth states, and the lighting / extinguishing state of the second light source are the same as those of the third and fourth states, and For each of the sixth states in which the pulse width of the drive pulse voltage is the same as the fifth state, the number of times the drive pulse voltage is applied by the applied voltage generation unit and the discharge determination unit during the application of the drive pulse voltage. A first discharge probability calculation unit configured to calculate the discharge probability based on the number of discharges detected by
As known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the reference light receiving amount of the optical sensor, the first, second, and fifth states and the third, fourth, and sixth states. A storage unit configured to store in advance the difference in the amount of light received by the optical sensor from the state of
Sensitivity parameters stored in the storage unit, and the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the first, second, third, fourth, fifth, and sixth states. Based on the pulse width of the drive pulse voltage in the first, second, third, fourth, fifth, and sixth states, the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width. The said, which is generated independently of the discharge probability of a normal discharge when the received amount of light received by the optical sensor is the reference received amount and the pulse width of the drive pulse voltage, and is generated depending on the received amount of light received by the optical sensor. An optical detection system including a second discharge probability calculation unit configured to calculate the discharge probability of a non-regular discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor.
請求項3記載の光検出システムにおいて、
前記第2の放電確率算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT0、前記光センサの基準受光量をQ0、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差をQ1−Q2、前記第1の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を1 1P、前記第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を1 2P、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を2 1P、前記第4の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を2 2P、前記第5の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を1P、前記第6の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を2P、前記第1、第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2、前記第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT、前記正規の放電の放電確率をPaA、前記非正規の放電の放電確率をPbAとしたとき、
Figure 2021131250
により、前記正規の放電の放電確率PaAを算出し、
Figure 2021131250
により、前記非正規の放電の放電確率PbAを算出することを特徴とする光検出システム。
In the light detection system according to claim 3,
The second discharge probability calculation unit sets the reference pulse width of the drive pulse voltage to T 0 , sets the reference light receiving amount of the optical sensor to Q 0 , and sets the first, second, and fifth states and the third and third states. The difference in the amount of light received by the optical sensor between the fourth and sixth states is Q 1 −Q 2 , and the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the first state is 1 1 P. The discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the second state is 1 2 P, and the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the third state is 2 1 P, the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the fourth state is 2 2 P, calculated by the first discharge probability calculation unit in the fifth state. The discharge probability is 1 P, the discharge probability calculated by the first discharge probability calculation unit in the sixth state is 2 P, and the pulse of the drive pulse voltage in the first and third states. The width is T 1 , the pulse width of the drive pulse voltage in the second and fourth states is T 2 , the pulse width of the drive pulse voltage in the fifth and sixth states is T, and the normal When the discharge probability of the discharge of is P aA and the discharge probability of the non-regular discharge is P bA ,
Figure 2021131250
To calculate the discharge probability P aA of the normal discharge,
Figure 2021131250
A photodetection system characterized by calculating the discharge probability P bA of the non-regular discharge according to the above.
第1の光源から放出される光を検出する光センサに光量が既知の第2の光源からの光を入射させるか、または前記第2の光源を消灯した第1の状態のときに、前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、
前記第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、
前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、
前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、
前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、
前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、
前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第9のステップと、
前記第3の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第10のステップと、
前記第3の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第11のステップと、
前記第9のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第11のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第3の状態のときの放電確率を算出する第12のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第13のステップと、
前記第4の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第14のステップと、
前記第4の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第15のステップと、
前記第13のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第15のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第4の状態のときの放電確率を算出する第16のステップと、
前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第4、第8、第12、第16のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2、第3、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出する第17のステップとを含むことを特徴とする光検出システムの放電確率算出方法。
The light is emitted when the light from a second light source having a known amount of light is incident on an optical sensor that detects the light emitted from the first light source, or when the second light source is turned off in the first state. The first step of periodically applying a drive pulse voltage to the sensor electrodes,
The second step of detecting the discharge current of the optical sensor in the first state, and
A third step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the first state, and
The discharge probability in the first state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the first step and the number of discharges detected in the third step while the drive pulse voltage is applied. The fourth step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as the first state and the pulse width of the driving pulse voltage is different from the first state, the electrode of the optical sensor is used. The fifth step of periodically applying the drive pulse voltage and
The sixth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the second state, and
A seventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the second state, and
The discharge probability in the second state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the fifth step and the number of discharges detected in the seventh step while the drive pulse voltage is applied. Eighth step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is different from the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the first state, the optical sensor has a third state. The ninth step of periodically applying the drive pulse voltage to the electrodes,
The tenth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the third state, and
The eleventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the third state, and
The discharge probability in the third state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied in the ninth step and the number of discharges detected in the eleventh step while the drive pulse voltage is applied. The twelfth step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as the third state and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the second state, the electrode of the optical sensor is in the fourth state. The thirteenth step of periodically applying the drive pulse voltage and
The 14th step of detecting the discharge current of the optical sensor in the fourth state, and
A fifteenth step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the fourth state, and
The discharge probability in the fourth state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied in the thirteenth step and the number of discharges detected in the fifteenth step while the drive pulse voltage is applied. 16th step to do and
As known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the reference light receiving amount of the optical sensor, and the light in the first and second states and the third and fourth states. With reference to a storage unit that stores the difference in the amount of light received by the sensor in advance, the sensitivity parameters stored in this storage unit, the discharge probabilities calculated in the fourth, eighth, twelfth, and sixteenth steps, and Based on the pulse width of the drive pulse voltage in the first, second, third, and fourth states, the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width and the light receiving amount of the optical sensor is the said. Discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated independently of the discharge probability of normal discharge at the reference light receiving amount and the pulse width of the driving pulse voltage and is generated depending on the received light amount of the optical sensor. A method for calculating a discharge probability of an optical detection system, which comprises a seventeenth step of calculating a discharge probability of a non-regular discharge due to a noise component other than the above.
請求項5記載の光検出システムの放電確率算出方法において、
前記第17のステップは、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT0、前記光センサの基準受光量をQ0、前記第1、第2の状態と前記第3、第4の状態とにおける前記光センサの受光量の差をQ1−Q2、前記第4のステップで算出した放電確率を1 1P、前記第8のステップで算出した放電確率を1 2P、前記第12のステップで算出した放電確率を2 1P、前記第16のステップで算出した放電確率を2 2P、前記第1、第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2、前記正規の放電の放電確率をPaA、前記非正規の放電の放電確率をPbAとしたとき、
Figure 2021131250
により、前記正規の放電の放電確率PaAを算出し、
Figure 2021131250
、または
Figure 2021131250
により、前記非正規の放電の放電確率PbAを算出するステップを含むことを特徴とする光検出システムの放電確率算出方法。
In the discharge probability calculation method of the photodetection system according to claim 5.
In the seventeenth step, the reference pulse width of the drive pulse voltage is T 0 , the reference light receiving amount of the optical sensor is Q 0 , and the first and second states and the third and fourth states are described. The difference in the amount of light received by the optical sensor is Q 1 −Q 2 , the discharge probability calculated in the fourth step is 1 1 P, the discharge probability calculated in the eighth step is 1 2 P, and the discharge probability calculated in the twelfth step is 1 2 P. The calculated discharge probability is 2 1 P, the discharge probability calculated in the 16th step is 2 2 P, and the pulse width of the drive pulse voltage in the first and third states is T 1 , the second, When the pulse width of the drive pulse voltage in the fourth state is T 2 , the discharge probability of the normal discharge is P aA , and the discharge probability of the non-regular discharge is P bA .
Figure 2021131250
To calculate the discharge probability P aA of the normal discharge,
Figure 2021131250
,or
Figure 2021131250
A method for calculating the discharge probability of an optical detection system, which comprises a step of calculating the discharge probability P bA of the non-regular discharge.
第1の光源から放出される光を検出する光センサに光量が既知の第2の光源からの光を入射させるか、または前記第2の光源を消灯した第1の状態のときに、前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、
前記第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、
前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、
前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、
前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、
前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、
前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と異なり、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と同じ第3の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第9のステップと、
前記第3の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第10のステップと、
前記第3の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第11のステップと、
前記第9のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第11のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第3の状態のときの放電確率を算出する第12のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第2の状態と同じ第4の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第13のステップと、
前記第4の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第14のステップと、
前記第4の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第15のステップと、
前記第13のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第15のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第4の状態のときの放電確率を算出する第16のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第1、第2の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1、第3の状態または前記第2、第4の状態のどちらかと同じか、前記第1、第2、第3、第4の状態と異なる第5の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第17のステップと、
前記第5の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第18のステップと、
前記第5の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第19のステップと、
前記第17のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第19のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第5の状態のときの放電確率を算出する第20のステップと、
前記第2の光源の点灯/消灯の状態が前記第3、第4の状態と同じで、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第5の状態と同じ第6の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第21のステップと、
前記第6の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第22のステップと、
前記第6の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第23のステップと、
前記第21のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第23のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第6の状態のときの放電確率を算出する第24のステップと、
前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記光センサの基準受光量と、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差とを予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第4、第8、第12、第16、第20、第24のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2、第3、第4、第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率とを算出する第25のステップとを含むことを特徴とする光検出システムの放電確率算出方法。
The light is emitted when the light from a second light source having a known amount of light is incident on an optical sensor that detects the light emitted from the first light source, or when the second light source is turned off in the first state. The first step of periodically applying a drive pulse voltage to the sensor electrodes,
The second step of detecting the discharge current of the optical sensor in the first state, and
A third step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the first state, and
The discharge probability in the first state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the first step and the number of discharges detected in the third step while the drive pulse voltage is applied. The fourth step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as the first state and the pulse width of the driving pulse voltage is different from the first state, the electrode of the optical sensor is used. The fifth step of periodically applying the drive pulse voltage and
The sixth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the second state, and
A seventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the second state, and
The discharge probability in the second state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the fifth step and the number of discharges detected in the seventh step while the drive pulse voltage is applied. Eighth step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is different from the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the first state, the optical sensor has a third state. The ninth step of periodically applying the drive pulse voltage to the electrodes,
The tenth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the third state, and
The eleventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the third state, and
The discharge probability in the third state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied in the ninth step and the number of discharges detected in the eleventh step while the drive pulse voltage is applied. The twelfth step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as the third state and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the second state, the electrode of the optical sensor is in the fourth state. The thirteenth step of periodically applying the drive pulse voltage and
The 14th step of detecting the discharge current of the optical sensor in the fourth state, and
A fifteenth step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the fourth state, and
The discharge probability in the fourth state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied in the thirteenth step and the number of discharges detected in the fifteenth step while the drive pulse voltage is applied. 16th step to do and
The lighting / extinguishing state of the second light source is the same as that of the first and second states, and the pulse width of the driving pulse voltage is the first and third states or the second and fourth states. The 17th step of periodically applying the drive pulse voltage to the electrode of the optical sensor in the fifth state different from the first, second, third, and fourth states, which is the same as either of the above.
The eighteenth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the fifth state, and
A nineteenth step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the fifth state, and
The discharge probability in the fifth state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied in the 17th step and the number of discharges detected in the 19th step while the drive pulse voltage is applied. 20th step to do and
When the lighting / extinguishing state of the second light source is the same as the third and fourth states and the pulse width of the driving pulse voltage is the same as the fifth state, the optical sensor The 21st step of periodically applying the drive pulse voltage to the electrodes of
The 22nd step of detecting the discharge current of the optical sensor in the sixth state, and
The 23rd step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the sixth state, and
The discharge probability in the sixth state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied in the 21st step and the number of discharges detected in the 23rd step while the drive pulse voltage is applied. The 24th step to do and
As known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the reference light receiving amount of the optical sensor, the first, second, and fifth states and the third, fourth, and sixth states. With reference to a storage unit that stores in advance the difference in the amount of light received by the optical sensor from the state of , The drive pulse is based on the discharge probability calculated in the 24th step and the pulse width of the drive pulse voltage in the first, second, third, fourth, fifth, and sixth states. When the pulse width of the voltage is the reference pulse width and the light receiving amount of the optical sensor is the reference light receiving amount, the discharge probability of the normal discharge and the pulse width of the driving pulse voltage are not dependent on the light sensor. A photodetector system comprising a 25th step of calculating the discharge probability of a non-regular discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated depending on the amount of light received. Discharge probability calculation method.
請求項7記載の光検出システムの放電確率算出方法において、
前記第25のステップは、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT0、前記光センサの基準受光量をQ0、前記第1、第2、第5の状態と前記第3、第4、第6の状態とにおける前記光センサの受光量の差をQ1−Q2、前記第4のステップで算出した放電確率を1 1P、前記第8のステップで算出した放電確率を1 2P、前記第12のステップで算出した放電確率を2 1P、前記第16のステップで算出した放電確率を2 2P、前記第20のステップで算出した放電確率を1P、前記第24のステップで算出した放電確率を2P、前記第1、第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2、第4の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2、前記第5、第6の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT、前記正規の放電の放電確率をPaA、前記非正規の放電の放電確率をPbAとしたとき、
Figure 2021131250
により、前記正規の放電の放電確率PaAを算出し、
Figure 2021131250
により、前記非正規の放電の放電確率PbAを算出することを特徴とする光検出システムの放電確率算出方法。
In the discharge probability calculation method of the photodetection system according to claim 7.
In the 25th step, the reference pulse width of the drive pulse voltage is T 0 , the reference light receiving amount of the optical sensor is Q 0 , the first, second, and fifth states and the third, fourth, and fifth states. The difference in the amount of light received by the optical sensor from the state of 6 is Q 1 −Q 2 , the discharge probability calculated in the fourth step is 1 1 P, and the discharge probability calculated in the eighth step is 1 2 P. the first 12 2 1 P a discharge probability calculated in step, the first 16 2 2 P a discharge probability calculated in step, the first 20 discharge probability 1 P calculated in step, in the 24th step The calculated discharge probability is 2 P, the pulse width of the drive pulse voltage in the first and third states is T 1 , and the pulse width of the drive pulse voltage in the second and fourth states is T. 2. When the pulse width of the drive pulse voltage in the fifth and sixth states is T, the discharge probability of the regular discharge is P aA , and the discharge probability of the non-regular discharge is P bA .
Figure 2021131250
To calculate the discharge probability P aA of the normal discharge,
Figure 2021131250
A method for calculating the discharge probability of an optical detection system, which comprises calculating the discharge probability P bA of the non-regular discharge.
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