JPH0854468A - Photoreceiver - Google Patents

Photoreceiver

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JPH0854468A
JPH0854468A JP6188304A JP18830494A JPH0854468A JP H0854468 A JPH0854468 A JP H0854468A JP 6188304 A JP6188304 A JP 6188304A JP 18830494 A JP18830494 A JP 18830494A JP H0854468 A JPH0854468 A JP H0854468A
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JP
Japan
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level
scanning
operating point
efficiency
point
Prior art date
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Pending
Application number
JP6188304A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Miyata
正史 宮田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH0854468A publication Critical patent/JPH0854468A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the cost and size and to accurately calibrate the sensitivity of a photoreceiver of which sensitivity is calibrated based on a reference light, which receives a light signal with that sensitivity and photoelectrically converts it. CONSTITUTION:The photoreceiver comprises a reference light source 11 for radiating a light signal at a predetermined level, a photoreceiving element 12 which photoelectrically converts the signal, outputs an electric signal and has characteristics varying the efficiency of the conversion and the varying width to the temperature corresponding to the operating point, and an operating point scanning means 13 for scanning a scanning area including the reference point to become a maximum allowable value or less at the distribution of the characteristics at the efficiency and the deviation of the varying range at the operating point. Further, the photoreceiver comprises a level monitoring means 14 for obtaining the ratio to the value of the reference point at the level of the electric signal output from the element in synchronization with the scanning, and a control means 15 for preventing the scanning when the ratio is equal to the ratio of the value at the reference point of the efficiency to a target value previously given for the efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、基準光のレベルに基づ
いて感度の校正ががはかられ、かつその感度の下で光信
号を受光して光−電気変換する受光器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photodetector whose sensitivity can be calibrated based on the level of a reference light and which receives an optical signal under the sensitivity to perform photoelectric conversion.

【0002】[0002]

【従来の技術】光を出射してその光の反射光との相関に
基づいてその反射光の発生点に位置する物標との相対距
離を求める距離センサは、車両その他の多くの分野に利
用されつつある。また、このような距離センサの多くに
は、要求される測距精度や所望の高い感度を得るため
に、受光素子としてアバランシェ・フォトダイオード
(以下、単に「APD」という。)が適用された受光器
が搭載される。
2. Description of the Related Art A distance sensor that emits light and determines the relative distance to a target object located at the point where the reflected light is generated based on the correlation with the reflected light of the light is used in various fields such as vehicles. Is being done. Further, in many of such distance sensors, an avalanche photodiode (hereinafter, simply referred to as “APD”) is applied as a light receiving element in order to obtain required distance measuring accuracy and desired high sensitivity. A vessel is installed.

【0003】図10は、従来の受光器の構成例を示す図
である。図において、プロセッサ(CPU)80の第一
の出力はD/A変換器(D/A)81およびバイアス制
御回路82を介してAPD83のカソードに接続され、
そのアノードは抵抗器84を介して接地されると共に、
増幅器85の入力に接続される。増幅器85の出力はレ
ベル検出回路86および距離測定回路87の入力に接続
され、レベル検出回路86の出力はA/D変換器88を
介してプロセッサ80の第一の入力に接続される。距離
測定回路87の入出力は、プロセッサ80の対応する入
出力に接続される。プロセッサ80の第二の出力は光源
駆動回路89を介して基準光源90の駆動入力に接続さ
れ、その基準光源90はその出射口をAPD83の受光
面に対向させて配置される。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a conventional photodetector. In the figure, a first output of a processor (CPU) 80 is connected to a cathode of an APD 83 via a D / A converter (D / A) 81 and a bias control circuit 82,
Its anode is grounded through a resistor 84 and
Connected to the input of amplifier 85. The output of the amplifier 85 is connected to the inputs of the level detecting circuit 86 and the distance measuring circuit 87, and the output of the level detecting circuit 86 is connected to the first input of the processor 80 via the A / D converter 88. The input / output of the distance measuring circuit 87 is connected to the corresponding input / output of the processor 80. The second output of the processor 80 is connected to a drive input of a reference light source 90 via a light source drive circuit 89, and the reference light source 90 is arranged with its emission port facing the light receiving surface of the APD 83.

【0004】このような構成の受光器では、その動作モ
ードは、後述するようにAPD83の感度を校正する校
正モードと、その校正モードで校正された感度に基づい
て光電変換を行って所定の信号処理を行う(例えば、距
離測定回路87を駆動する。)受光モードとから構成さ
れる。
The operation mode of the photodetector having such a structure is as follows. A calibration mode for calibrating the sensitivity of the APD 83, as will be described later, and photoelectric conversion based on the sensitivity calibrated in the calibration mode to perform a predetermined signal. And a light receiving mode for performing processing (for example, driving the distance measuring circuit 87).

【0005】校正モードでは、プロセッサ80は光源駆
動回路89を介して基準光源90を駆動し、その基準光
源90は一定レベルの基準光を出射する。APD83は
このような基準光を受光して光電変換し、その光電変換
によって得られる電流信号は抵抗器84によって電圧信
号に変換される。増幅器85はこのような電圧信号を所
定の増幅率で増幅してレベル検出回路86に与え、レベ
ル検出回路86はこのようにして与えられる電圧信号に
所定の処理を施すことにより、上述した基準光のレベル
を電圧で示すモニタ信号を生成する。
In the calibration mode, the processor 80 drives the reference light source 90 via the light source drive circuit 89, and the reference light source 90 emits the reference light of a constant level. The APD 83 receives such reference light and photoelectrically converts it, and the current signal obtained by the photoelectric conversion is converted into a voltage signal by the resistor 84. The amplifier 85 amplifies such a voltage signal with a predetermined amplification factor and supplies it to the level detection circuit 86, and the level detection circuit 86 performs a predetermined process on the voltage signal thus supplied, so that the reference light described above is obtained. Generates a monitor signal indicating the level of the voltage as a voltage.

【0006】一方、APD83は、図11に示すように
バイアス電圧に応じて増倍率が変化し、かつその増倍率
の変動幅は動作温度に応じて大きく増減する特性を有す
る。プロセッサ80は、A/D変換器88を介して上述
したモニタ信号をディジタル信号に変換して取り込み、
そのディジタル信号が示す値に基づいてD/A変換器8
1とバイアス制御回路82とを介してAPD83のバイ
アス電圧(動作点)を可変することにより、そのAPD
の感度を上述した特性に対して一定とする目的値制御を
行う。さらに、プロセッサ80は、このような校正モー
ドの一連の処理を完結すると受光モードに移行する。
On the other hand, as shown in FIG. 11, the APD 83 has a characteristic that the multiplication factor changes according to the bias voltage, and the fluctuation range of the multiplication factor greatly increases or decreases depending on the operating temperature. The processor 80 converts the monitor signal described above into a digital signal via the A / D converter 88, and takes in the signal.
D / A converter 8 based on the value indicated by the digital signal
1 and the bias control circuit 82 to change the bias voltage (operating point) of the APD 83,
The target value control is performed so that the sensitivity of is constant with respect to the characteristics described above. Further, the processor 80 shifts to the light receiving mode when the series of processes in the calibration mode is completed.

【0007】受光モードでは、プロセッサ80は光源駆
動回路89を介して基準光源90の駆動を停止し、AP
D83は図示されない光学系を介して与えられる光信号
を光電変換することにより電流信号を出力する。このよ
うな電流信号は、上述した校正モードの場合と同様に抵
抗器84によって電圧信号に変換され、さらに、増幅器
85によって増幅されて距離測定回路87に与えられ
る。距離測定回路87は、このようにして与えられる電
圧信号にプロセッサ80の制御の下で測距処理を施す。
In the light receiving mode, the processor 80 stops driving the reference light source 90 via the light source driving circuit 89, and the AP
D83 photoelectrically converts an optical signal provided through an optical system (not shown) to output a current signal. Such a current signal is converted into a voltage signal by the resistor 84 as in the case of the calibration mode described above, further amplified by the amplifier 85, and given to the distance measuring circuit 87. The distance measuring circuit 87 subjects the voltage signal thus provided to distance measuring processing under the control of the processor 80.

【0008】なお、このような受光器に類似した先行技
術としては、例えば、特開昭57−22944号公報に
掲載されたものがあるが、ここではその詳細な説明につ
いては省略する。
As a prior art similar to such a light receiver, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-22944, but its detailed description is omitted here.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の受光器では、受光素子であるAPD83が上述した
ようなバイアス電圧に応じた増倍率の変化や、その増倍
率の変動幅の動作温度に応じた増減を吸収して安定に所
望の感度を得るために、基準光源90から出射される基
準光のレベルを温度に対して精度よく安定化したり、受
光モードにおいてAPD83の受光面に与えられる光信
号のレベルを正確に調整することが要求された。
However, in such a conventional photodetector, the APD 83, which is a photodetector, changes the multiplication factor according to the bias voltage as described above and the operating temperature of the variation width of the multiplication factor. The level of the reference light emitted from the reference light source 90 is accurately stabilized with respect to temperature in order to absorb the increase / decrease according to the above and stably obtain a desired sensitivity, or is given to the light receiving surface of the APD 83 in the light receiving mode. Accurate adjustment of the optical signal level was required.

【0010】したがって、上述した光学系の調整には多
くの工数を要し、かつ光源駆動回路89等の構成が複雑
となっていた。本発明は、低廉化および小型化をはかり
つつ精度よく感度を校正できる受光器を提供することを
目的とする。
Therefore, it takes a lot of man-hours to adjust the above-mentioned optical system, and the structure of the light source drive circuit 89 and the like is complicated. An object of the present invention is to provide a photodetector capable of accurately calibrating the sensitivity while achieving cost reduction and size reduction.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に記載
の発明の原理ブロック図である。請求項1に記載の発明
は、一定のレベルで光信号を出射する基準光源11と、
基準光源11によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率と温度
に対するその効率の変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子12と、動作点について効率およ
び変動幅の偏差が特性の分布の下で最大許容値以下とな
る基準点を含む走査域が設定され、その走査域を走査す
る動作点走査手段13と、動作点走査手段13が行う走
査に同期して受光素子によって出力された電気信号のレ
ベルについて、そのレベルの基準点における値との比を
求めるレベル監視手段14と、レベル監視手段14によ
って求められた比を監視し、その比が効率について予め
与えられた目標値とその効率の基準点における値との比
に等しいときに走査を阻止する制御手段15とを備えた
ことを特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the invention described in claim 1. In FIG. The invention according to claim 1 is a reference light source 11 for emitting an optical signal at a constant level,
A light receiving device having a characteristic that the optical signal emitted from the reference light source 11 is photoelectrically converted into an electrical signal and the photoelectric conversion efficiency and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature change according to the operating point. An element 12, a scanning area including a reference point at which the deviations of the efficiency and the fluctuation range with respect to the operating point are below the maximum allowable value under the characteristic distribution, and the operating point scanning means 13 for scanning the scanning area The level monitoring means 14 for obtaining the ratio of the level of the electric signal output by the light receiving element in synchronization with the scanning performed by the point scanning means 13 to the value at the reference point, and the ratio obtained by the level monitoring means 14. Control means 15 for monitoring scanning and blocking the scanning when the ratio is equal to a ratio of a preset target value for the efficiency and a value at the reference point of the efficiency.

【0012】図2は、請求項2に記載の発明の原理ブロ
ック図である。請求項2に記載の発明は、一定のレベル
で光信号を出射する基準光源11と、基準光源11によ
って出射された光信号を光−電気変換して電気信号を出
力し、その光−電気変換の効率と温度に対するその効率
の変動幅とが動作点に応じて変化する特性を有する受光
素子12と、動作点について効率および変動幅の偏差が
特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含む走
査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査手段
13と、受光素子によって出力された電気信号のレベル
を監視し、そのレベルに外部から設定された係数を乗じ
て基準レベルを求めるレベル監視手段21と、動作点走
査手段13が走査する動作点が基準点であるときに、効
率について予め与えられた目標値とその効率の特性に基
づく値との比を係数として設定し、かつレベル監視手段
21によって求められた基準レベルを保持する保持手段
23と、動作点走査手段13が走査する動作点が基準点
以外であるときに、係数を「1」に設定すると共に、レ
ベル監視手段21によって求められた基準レベルと保持
手段23に保持された基準レベルとを比較し、両者が一
致したときにその走査を阻止する制御手段25とを備え
たことを特徴とする。
FIG. 2 is a block diagram showing the principle of the invention described in claim 2. In the invention according to claim 2, the reference light source 11 that emits an optical signal at a constant level, and the optical signal emitted by the reference light source 11 is optoelectrically converted to output an electric signal, and the optoelectric conversion is performed. Of the light receiving element 12 having a characteristic that the efficiency and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature change in accordance with the operating point, and the standard that the deviation of the efficiency and the fluctuation range at the operating point is less than or equal to the maximum allowable value under the characteristic distribution. A scanning area including points is set, and the operating point scanning means 13 for scanning the scanning area and the level of the electric signal output by the light receiving element are monitored, and the level is multiplied by a coefficient set from the outside to obtain a reference level. When the operating point scanned by the operating point scanning means 13 is the reference point, the ratio of the target value given in advance to the efficiency and the value based on the characteristic of the efficiency is set as a coefficient. Further, when the holding unit 23 that holds the reference level obtained by the level monitoring unit 21 and the operating point scanned by the operating point scanning unit 13 are other than the reference point, the coefficient is set to "1" and the level monitoring is performed. It is characterized in that it comprises a control means 25 for comparing the reference level obtained by the means 21 with the reference level held in the holding means 23, and blocking the scanning when the two match.

【0013】図3は、請求項3に記載の発明の原理ブロ
ック図である。請求項3に記載の発明は、外部から指定
された出射レベルで光信号を出射する基準光源31と、
基準光源31によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率とその
効率の温度に対する変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子32と、動作点について効率およ
び変動幅の偏差が特性の分布の下で最大許容値以下とな
る基準点を含む走査域が設定され、その走査域を走査す
る動作点走査手段33と、受光素子32によって出力さ
れた電気信号のレベルを求めるレベル監視手段34と、
動作点走査手段33が走査する動作点が基準点であると
きに、効率について予め与えられた目標値とその効率の
特性に基づく値との比と出射レベルの定常値との積にそ
の出射レベルを設定すると共に、レベル監視手段34に
よって求められたレベルを保持する保持手段35と、動
作点走査手段33が走査する動作点が基準点以外である
ときに、出射レベルを定常値に設定すると共に、レベル
監視手段34によって求められたレベルと保持手段35
に保持されたレベルとを比較し、両者が一致したときに
その走査を阻止する制御手段36とを備えたことを特徴
とする。
FIG. 3 is a block diagram showing the principle of the invention described in claim 3. The invention according to claim 3 is a reference light source 31 for emitting an optical signal at an emission level designated from the outside,
A light receiving device having a characteristic in which the optical signal emitted from the reference light source 31 is photoelectrically converted into an electrical signal, and the efficiency of the photoelectric conversion and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature change according to the operating point. An element 32, an operating point scanning means 33 for scanning a scanning point including a reference point at which deviations of efficiency and fluctuation range of the operating point are equal to or less than the maximum allowable value under the characteristic distribution, and light receiving Level monitoring means 34 for obtaining the level of the electric signal output by the element 32,
When the operating point scanned by the operating point scanning means 33 is the reference point, the emission level is obtained by multiplying the product of the ratio of the target value given in advance to the value based on the characteristic of the efficiency and the steady value of the emission level. And a holding means 35 for holding the level obtained by the level monitoring means 34, and an emission level is set to a steady value when the operating point scanned by the operating point scanning means 33 is other than the reference point. , The level obtained by the level monitoring means 34 and the holding means 35
And a control means 36 for preventing the scanning when the two levels match each other.

【0014】[0014]

【作用】請求項1に記載の発明にかかわる受光器では、
受光素子12は基準光源11から出射される一定レベル
の光信号を光−電気変換して電気信号を出力する。ま
た、このような受光素子12の光−電気変換の効率とそ
の効率の温度に対する変動幅との偏差は、その受光素子
の特性の分布に応じて異なる値となる。動作点走査手段
13は、受光素子12の動作点についてこのような偏差
が上述した特性の分布の下で最大許容値以下となる基準
点を含む走査域が設定され、その走査域を走査する。レ
ベル監視手段14はこのような走査の下で上述した電気
信号のレベルを監視して基準点における値との比を求
め、制御手段15は、その比を監視し、受光素子12が
行う光−電気変換の効率について予め与えられた目標値
とその効率の基準点における値との比に一致したときに
上述した走査を阻止する。
In the light receiver according to the invention described in claim 1,
The light receiving element 12 photoelectrically converts an optical signal of a constant level emitted from the reference light source 11 into an electric signal. Further, the deviation between the photoelectric conversion efficiency of the light receiving element 12 and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature has a different value depending on the distribution of the characteristics of the light receiving element. The operating point scanning unit 13 sets a scanning area including a reference point at which the deviation of the operating point of the light receiving element 12 is equal to or less than the maximum allowable value under the above-described characteristic distribution, and scans the scanning area. Under such scanning, the level monitoring means 14 monitors the level of the above-mentioned electric signal to obtain a ratio with the value at the reference point, and the control means 15 monitors the ratio and the light-receiving element 12 performs the light- The above-described scanning is stopped when the ratio of the target value given in advance for the efficiency of electrical conversion and the value at the reference point of the efficiency are matched.

【0015】すなわち、受光素子12の特性のバラツキ
の範囲内において、上述した偏差が最大許容値以下とな
る基準点における電気信号のレベルを基準とし、そのレ
ベルに対して相対的に目標値の効率が得られる点に動作
点が設定されるので、基準光源から出射される光のレベ
ルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に入
射する光信号のレベルを正確に調整せずに精度よく感度
の校正が行われる。
That is, within the range of variations in the characteristics of the light-receiving element 12, the efficiency of the target value is set relative to the level of the electric signal at the reference point at which the above-mentioned deviation is below the maximum allowable value. Since the operating point is set at the point where the light source is obtained, the level of the light emitted from the reference light source can be stabilized accurately with respect to temperature, and the accuracy can be improved without accurately adjusting the level of the optical signal incident on the light receiving element. The sensitivity is often calibrated.

【0016】請求項2に記載の発明にかかわる受光器で
は、受光素子12は基準光源11から出射される一定の
レベルの光信号を光−電気変換して電気信号を出力す
る。また、このような受光素子12の光−電気変換の効
率とその効率の温度に対する変動幅との偏差は、その受
光素子の特性の分布に応じて異なる値となる。動作点走
査手段13は、受光素子12の動作点について、このよ
うな偏差が上述した特性の分布の下で最大許容値以下と
なる基準点を含む走査域が設定され、その走査域を走査
する。
In the light receiver according to the second aspect of the present invention, the light receiving element 12 optically-electrically converts an optical signal of a constant level emitted from the reference light source 11 and outputs an electrical signal. Further, the deviation between the photoelectric conversion efficiency of the light receiving element 12 and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature has a different value depending on the distribution of the characteristics of the light receiving element. The operating point scanning means 13 sets a scanning area including a reference point at which the deviation is equal to or less than the maximum allowable value under the distribution of the above-described characteristics, and scans the operating area of the light receiving element 12. .

【0017】このように走査に応じて動作点が基準点と
なると、保持制御手段23は上述した効率の目標値とそ
の効率の特性に基づいて得られる値との比を係数として
設定し、レベル監視手段21は受光素子12によって出
力された電気信号のレベルにその係数を乗じて基準レベ
ルを求める。さらに、保持手段23は、その基準レベル
を保持する。また、このような走査に応じて動作点が基
準点以外となったときには、制御手段25は係数を
「1」に設定し、レベル監視手段21は受光素子12に
よって出力された電気信号のレベルにその係数を乗じて
基準レベルを求める。さらに、制御手段25は、このよ
うな基準レベルと保持手段23に保持された基準レベル
とを比較して両者が一致すると、受光素子12に対する
動作点の走査を阻止する。
When the operating point becomes the reference point in response to the scanning as described above, the holding control means 23 sets the ratio of the above-mentioned target value of efficiency and the value obtained based on the characteristic of the efficiency as a coefficient and sets the level. The monitoring means 21 obtains a reference level by multiplying the level of the electric signal output by the light receiving element 12 by its coefficient. Further, the holding means 23 holds the reference level. Further, when the operating point becomes other than the reference point in response to such scanning, the control means 25 sets the coefficient to "1", and the level monitoring means 21 sets the level of the electric signal output by the light receiving element 12. The coefficient is multiplied to obtain the reference level. Further, the control means 25 compares such a reference level with the reference level held by the holding means 23, and when they match each other, scanning of the operating point with respect to the light receiving element 12 is blocked.

【0018】すなわち、受光素子12の特性のバラツキ
の範囲内において、上述した偏差が最大許容値以下とな
る基準点における電気信号のレベルを基準とし、そのレ
ベルに対して相対的に目標値の効率が得られる点に動作
点が設定されるので、基準光源から出射される光のレベ
ルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に入
射する光信号のレベルを正確に調整せずに精度よく感度
の校正が行われる。
That is, within the range of variations in the characteristics of the light receiving element 12, the efficiency of the target value is set relative to the level of the electric signal at the reference point at which the above-mentioned deviation is below the maximum allowable value. Since the operating point is set at the point where the light source is obtained, the level of the light emitted from the reference light source can be stabilized accurately with respect to temperature, and the accuracy can be improved without accurately adjusting the level of the optical signal incident on the light receiving element. The sensitivity is often calibrated.

【0019】請求項3に記載の発明にかかわる受光器で
は、受光素子32は基準光源31から出射される光信号
を光−電気変換して電気信号を出力する。また、このよ
うな受光素子32の光−電気変換の効率とその効率の温
度に対する変動幅との偏差は、その受光素子の特性の分
布に応じて異なる値となる。動作点走査手段33は、受
光素子32の動作点について、このような偏差が上述し
た特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含む
走査域が設定され、その走査域を走査する。
In the light receiver according to the third aspect of the invention, the light receiving element 32 photoelectrically converts the optical signal emitted from the reference light source 31 into an electric signal and outputs the electric signal. Further, the deviation between the photoelectric conversion efficiency of the light receiving element 32 and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature has a different value depending on the distribution of the characteristics of the light receiving element. The operating point scanning means 33 sets a scanning area including a reference point at which the deviation of the operating point of the light receiving element 32 is equal to or less than the maximum allowable value under the above-described distribution of characteristics, and scans the scanning area. .

【0020】このように走査に応じて動作点が基準点と
なると、保持制御手段35は上述した効率の目標値とそ
の効率の特性に基づいて得られる値との比と基準光源3
1から出射される光信号の出射レベルの定常値との積に
その出射レベルを設定し、その時点でレベル監視手段3
4によって求められたレベルを保持する。また、このよ
うな走査に応じて動作点が基準点以外となったときに
は、制御手段36は基準光源によって出射される光信号
のレベルを上述した定常値に設定し、レベル監視手段3
4はこのような定常値のレベルの光信号に応じて受光素
子32から出力された電気信号のレベルを求める。さら
に、制御手段36は、このようなレベルと保持手段35
に保持されたレベルとを比較して両者が一致すると、受
光素子32に対する動作点の走査を阻止する。
When the operating point becomes the reference point in response to scanning in this way, the holding control means 35 causes the reference light source 3 to hold the ratio of the above-described efficiency target value to the value obtained based on the efficiency characteristic.
1. The emission level is set to the product of the emission level of the optical signal emitted from 1 and the steady value, and at that time, the level monitoring means 3
Hold the level determined by 4. Further, when the operating point becomes other than the reference point in response to such scanning, the control means 36 sets the level of the optical signal emitted by the reference light source to the above-mentioned steady value, and the level monitoring means 3
Reference numeral 4 obtains the level of the electric signal output from the light receiving element 32 in accordance with the optical signal having such a steady value level. Further, the control means 36 controls such level and holding means 35.
If the two levels are compared with each other by comparing the level held at, the scanning of the operating point with respect to the light receiving element 32 is blocked.

【0021】すなわち、受光素子32の特性のバラツキ
の範囲内において、上述した偏差が最大許容値以下とな
る基準点における電気信号のレベルを基準として、その
レベルに対して相対的に目標値の効率が得られる点に動
作点が設定されるので、基準光源から出射される光のレ
ベルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に
入射する光信号のレベルを正確に調整せずに精度よく感
度の校正が行われる。
That is, within the range of variations in the characteristics of the light-receiving element 32, the efficiency of the target value is relative to the level of the electric signal at the reference point at which the above-mentioned deviation is less than the maximum allowable value. Since the operating point is set at the point where the light source is obtained, the level of the light emitted from the reference light source can be stabilized accurately with respect to temperature, and the accuracy can be improved without accurately adjusting the level of the optical signal incident on the light receiving element. The sensitivity is often calibrated.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図4は、請求項1に記載の発明に対
応した実施例を示す図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment corresponding to the invention described in claim 1.

【0023】図において、図10に示す従来例と機能お
よび構成が同じものについては、同じ参照番号を付与し
て示し、ここではその説明を省略する。本実施例と図1
0に示す従来例との構成の相違点は、プロセッサ80に
代えてプロセッサ40を備えた点にある。
In the figure, parts having the same functions and configurations as those of the conventional example shown in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here. This embodiment and FIG.
The difference from the conventional example shown in FIG. 0 is that a processor 40 is provided in place of the processor 80.

【0024】なお、本実施例と図1に示すブロック図と
の対応関係については、光源駆動回路89および基準光
源90は基準光源11に対応し、APD83は受光素子
12に対応し、プロセッサ40、D/A変換器81およ
びバイアス制御回路82は動作点走査手段13に対応
し、抵抗器84、増幅器85、レベル検出回路86、A
/D変換器88およびプロセッサ40はレベル監視手段
14に対応し、プロセッサ40は制御手段15に対応す
る。
Regarding the correspondence relationship between this embodiment and the block diagram shown in FIG. 1, the light source drive circuit 89 and the reference light source 90 correspond to the reference light source 11, the APD 83 corresponds to the light receiving element 12, and the processor 40, The D / A converter 81 and the bias control circuit 82 correspond to the operating point scanning means 13, and include a resistor 84, an amplifier 85, a level detection circuit 86, and A.
The / D converter 88 and the processor 40 correspond to the level monitoring means 14, and the processor 40 corresponds to the control means 15.

【0025】図5は、本実施例の動作フローチャートで
ある。以下、図4および図5を参照して本実施例の動作
を説明する。本発明の特徴は、本実施例では、プロセッ
サ40が実行するプログラムの演算手順にある。なお、
このような演算手順の内、受光モードにかかわるものに
ついては、従来例と同じであるから、以下ではその説明
を省略する。
FIG. 5 is an operation flowchart of this embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. The feature of the present invention resides in the operation procedure of the program executed by the processor 40 in the present embodiment. In addition,
Of these calculation procedures, those relating to the light receiving mode are the same as those in the conventional example, and therefore the description thereof will be omitted below.

【0026】校正モードでは、プロセッサ40は、AP
D83について、増倍率が「1」となってその増倍率の
温度に応じた変動幅が最大許容値以下となるバイアス電
圧の基準値(例えば、図11に示す特性では5ボルトと
なる。)が予め与えられ、D/A変換器81およびバイ
アス制御回路82を介してその基準値のバイアス電圧を
設定する(図5(1))。さらに、プロセッサ40は光源駆
動回路89を介して基準光源90を駆動し(図5(2))、
その基準光源90は一定のレベルの基準光を出射する。
APD83はこのような基準光を受光して光電変換し、
その光変換によって得られる電流信号は抵抗器84によ
って電圧信号に変換される。増幅器85はこのような電
圧信号を所定の増幅率で増幅することによりレベル検出
回路86に与え、レベル検出回路86はこのようにして
与えられる電圧信号に従来例と同様の処理を施すことに
より、上述したレベルを電圧で示す基準モニタ信号を生
成する(図5(3))。
In the calibration mode, the processor 40 causes the AP
Regarding D83, the reference value of the bias voltage (for example, 5 V in the characteristic shown in FIG. 11) in which the multiplication factor becomes “1” and the variation width of the multiplication factor according to the temperature becomes the maximum allowable value or less. A bias voltage, which is given in advance and has a reference value, is set via the D / A converter 81 and the bias control circuit 82 (FIG. 5 (1)). Further, the processor 40 drives the reference light source 90 via the light source drive circuit 89 (FIG. 5 (2)),
The reference light source 90 emits a certain level of reference light.
The APD 83 receives such reference light and photoelectrically converts it.
The current signal obtained by the optical conversion is converted into a voltage signal by the resistor 84. The amplifier 85 amplifies such a voltage signal by a predetermined amplification factor and supplies it to the level detection circuit 86. The level detection circuit 86 performs the same processing as the conventional example on the voltage signal thus supplied, A reference monitor signal indicating the above-mentioned level by voltage is generated (FIG. 5 (3)).

【0027】プロセッサ40は、A/D変換器88を介
して上述した基準モニタ信号をディジタル信号に変換し
て取り込み、そのディジタル信号の振幅値AS を受光モ
ード時に設定されるべきAPD83の増倍率(=μ0)倍
して主記憶上に保持する(図5(4))。
The processor 40 converts the above-mentioned reference monitor signal into a digital signal via the A / D converter 88 and fetches it, and the amplitude value A S of the digital signal is multiplied by the APD 83 to be set in the light receiving mode. It is multiplied by (= μ 0 ) and held in the main memory (FIG. 5 (4)).

【0028】さらに、プロセッサ40は、APD83の
バイアス電圧について上述した基準値を始点とするプラ
ス方向への走査域を設定し、D/A変換器81とバイア
ス制御回路82とを介してこのような走査域を走査する
(図5(5))。
Further, the processor 40 sets a scanning area in the plus direction starting from the above-mentioned reference value for the bias voltage of the APD 83, and through the D / A converter 81 and the bias control circuit 82 as described above. The scanning area is scanned (FIG. 5 (5)).

【0029】このようなバイアス電圧の走査中には、プ
ロセッサ40は、その走査に同期して各バイアス電圧の
値におけるモニタ信号の振幅値aS を抵抗器84、増幅
器85およびレベル検出回路86を介して測定し(図5
(6))、かつその振幅値aS と上述したように主記憶上に
保持された値(=μ0・AS)との大小関係を監視する。
さらに、プロセッサ40は、このような監視の下でa
S =μ0・ASの式で示される条件が成立することを認識
する(図5(7))と、速やかに上述した走査を停止してそ
の時点におけるバイアス電圧を保持すると共に、かつ光
源駆動回路89を介して基準光源90の駆動を停止して
(図5(8))受光モードに移行する。
During the scanning of such bias voltage, the processor 40 synchronizes the amplitude value a S of the monitor signal at each bias voltage value with the resistor 84, the amplifier 85 and the level detection circuit 86 in synchronization with the scanning. Measured through (Fig. 5
(6)), and the magnitude relationship between the amplitude value a S and the value (= μ 0 · A S ) held in the main memory as described above is monitored.
Further, the processor 40 may a
Upon recognizing that the condition represented by the equation S = μ 0 · A S is satisfied (FIG. 5 (7)), the above scanning is immediately stopped to hold the bias voltage at that time, and at the same time, the light source is The driving of the reference light source 90 is stopped via the drive circuit 89 (FIG. 5 (8)) to shift to the light receiving mode.

【0030】すなわち、図11に示すように、APD8
3について、温度に対する増倍率の変動幅と素子間の特
性のバラツキが小さい領域の内、その増倍率の値が既知
の点にバイアス電圧を設定することにより精度よく基準
モニタ信号のレベルを求め、かつこのようなレベルを基
準として所望の感度が得られる点までそのバイアス電圧
が走査される。
That is, as shown in FIG. 11, the APD8
3, the reference monitor signal level is accurately obtained by setting the bias voltage at a point where the value of the multiplication factor is known within a region in which the variation width of the multiplication factor with respect to temperature and the characteristic variation between elements are small, Further, the bias voltage is scanned up to a point where desired sensitivity is obtained with reference to such a level.

【0031】したがって、APD83の増倍率は、その
APDの特性のバラツキや温度による誤差分が抑圧され
て精度よく設定される。図6は、請求項2に記載の発明
に対応した第一の実施例を示す図である。
Therefore, the multiplication factor of the APD 83 is accurately set by suppressing variations in the characteristics of the APD and errors due to temperature. FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment corresponding to the invention described in claim 2.

【0032】図において、図4に示すものと機能および
構成が同じものについては、同じ参照番号を付与して示
し、ここではその説明を省略する。本実施例と図4に示
す実施例との構成の相違点は、プロセッサ40に代えて
プロセッサ50が備えられ、並列接続された抵抗器51
およびスイッチ52が抵抗器84に直列に配置され、そ
のスイッチ52の制御入力にはプロセッサ50の第三の
出力が接続された点にある。
In the figure, parts having the same functions and configurations as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here. The difference between the present embodiment and the embodiment shown in FIG. 4 is that a processor 50 is provided instead of the processor 40, and a resistor 51 connected in parallel is used.
And a switch 52 is placed in series with a resistor 84, the control input of which is connected to the third output of the processor 50.

【0033】なお、本実施例と図2に示すブロック図と
の対応関係については、光源駆動回路89および基準光
源90は基準光源11に対応し、APD83は受光素子
12に対応し、プロセッサ50、D/A変換器81およ
びバイアス制御回路82は動作点走査手段13に対応
し、抵抗器84、51、スイッチ52、増幅器85、レ
ベル検出回路86、A/D変換器88およびプロセッサ
50はレベル監視手段21に対応し、プロセッサ50は
保持手段23および制御手段25に対応する。
Regarding the correspondence between this embodiment and the block diagram shown in FIG. 2, the light source drive circuit 89 and the reference light source 90 correspond to the reference light source 11, the APD 83 corresponds to the light receiving element 12, the processor 50, The D / A converter 81 and the bias control circuit 82 correspond to the operating point scanning means 13, and the resistors 84 and 51, the switch 52, the amplifier 85, the level detection circuit 86, the A / D converter 88 and the processor 50 monitor the level. Corresponding to the means 21, the processor 50 corresponds to the holding means 23 and the control means 25.

【0034】図7は、本実施例の動作フローチャートで
ある。以下、図6および図7を参照して本実施例の動作
を説明する。校正モードでは、プロセッサ50は、スイ
ッチ52の接点を開設定する(図7(1))。さらに、プロ
セッサ50は、APD83について、増倍率が「1」と
なってその増倍率の温度に応じた変動幅が最大許容値以
下となるバイアス電圧の基準値(例えば、図11に示す
特性では5ボルトとなる。)が予め与えられ、D/A変
換器81およびバイアス制御回路82を介してその基準
値のバイアス電圧を設定する(図7(2))。さらに、プロ
セッサ50は図5に示す実施例と同様にして基準光源9
0を駆動し(図7(3))、その基準光源90は一定のレベ
ルの基準光を出射する。APD83はこのような基準光
を受光して光電変換し、その光電変換によって得られる
電流信号は抵抗器84、51によって電圧信号に変換さ
れる。増幅器85はこのような電圧信号を所定の増幅率
で増幅することによりレベル検出回路86に与え、レベ
ル検出回路86はこのようにして与えられる電圧信号に
従来例と同様の処理を施すことにより、上述したレベル
を電圧で示す基準モニタ信号を生成する。
FIG. 7 is an operation flowchart of this embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 6 and 7. In the calibration mode, the processor 50 sets the contact of the switch 52 to open (FIG. 7 (1)). Further, the processor 50 causes the APD 83 to have a reference value of the bias voltage (for example, 5 in the characteristic shown in FIG. 11) in which the multiplication factor becomes “1” and the variation width of the multiplication factor according to the temperature becomes the maximum allowable value or less. Voltage is applied in advance, and the bias voltage of the reference value is set via the D / A converter 81 and the bias control circuit 82 (FIG. 7 (2)). Further, the processor 50 is similar to the embodiment shown in FIG.
0 (FIG. 7 (3)), and the reference light source 90 emits reference light of a constant level. The APD 83 receives and photoelectrically converts such reference light, and the current signal obtained by the photoelectric conversion is converted into a voltage signal by the resistors 84 and 51. The amplifier 85 amplifies such a voltage signal by a predetermined amplification factor and supplies it to the level detection circuit 86. The level detection circuit 86 performs the same processing as the conventional example on the voltage signal thus supplied, A reference monitor signal indicating the above-mentioned level by a voltage is generated.

【0035】プロセッサ50は、A/D変換器88を介
して上述した基準モニタ信号をディジタル信号に変換し
て取り込み(図7(4))、そのディジタル信号の値AS
主記憶上に保持する(図7(5))。
The processor 50 converts the above-mentioned reference monitor signal into a digital signal via the A / D converter 88 and fetches it (FIG. 7 (4)), and holds the value A S of the digital signal in the main memory. (Fig. 7 (5)).

【0036】また、プロセッサ50は、スイッチ52の
接点を閉設定することによりAPD83の負荷抵抗を抵
抗器84のみとする(図7(6))と共に、APD83のバ
イアス電圧について上述した基準値を始点とするプラス
方向への走査域を設定し、D/A変換器81とバイアス
制御回路82とを介してこのような走査域を走査する
(図7(7))。
Further, the processor 50 sets only the resistor 84 as the load resistance of the APD 83 by closing the contact of the switch 52 (FIG. 7 (6)), and starts the reference value described above for the bias voltage of the APD 83. Then, the scanning area in the plus direction is set, and the scanning area is scanned through the D / A converter 81 and the bias control circuit 82 (FIG. 7 (7)).

【0037】このようなバイアス電圧の走査中には、増
幅器85およびレベル検出回路86は、同様の動作を継
続してモニタ信号を生成する。プロセッサ50は、A/
D変換器88を介してそのモニタ信号に対応したディジ
タル信号を取り込んでその値bS を測定し(図7(8))、
かつその値bS と上述したように主記憶上に保持された
値(=AS)との大小関係を監視する。
During the scanning of such a bias voltage, the amplifier 85 and the level detection circuit 86 continue the same operation and generate a monitor signal. The processor 50 is A /
A digital signal corresponding to the monitor signal is taken in through the D converter 88, and its value b S is measured (FIG. 7 (8)),
Moreover, the magnitude relationship between the value b S and the value (= A S ) held in the main memory as described above is monitored.

【0038】さらに、プロセッサ50は、このような監
視の下で bS =AS の式で示される条件が成立することを認識する(図7
(9))と、速やかに上述した走査を停止してその時点にお
けるバイアス電圧を保持すると共に、かつ光源駆動回路
89を基準光源90の駆動を停止して(図7(10)) 受光
モードに移行する。
Further, the processor 50 recognizes that the condition expressed by the equation b S = A S is satisfied under such monitoring (FIG. 7).
(9)), and immediately stop the above-mentioned scanning to hold the bias voltage at that time, and stop the driving of the reference light source 90 by the light source drive circuit 89 (FIG. 7 (10)) to enter the light receiving mode. Transition.

【0039】ところで、このようなバイアス電圧の走査
に応じて増幅器85の出力に与えられる電圧信号の振幅
vと、そのバイアス電圧に応じて変化するAPD83の
増倍率μと、そのAPDの負荷抵抗の値Rとの間にはv
∝μRの関係式が成立する。また、このような関係式に
基づく上述した走査域の始点とその他の点とにおける電
圧信号の振幅v1、v2は、抵抗器51の抵抗値R1 およ
び抵抗器84の抵抗値R2 に対して v1 ∝1・(R1+R2) v2 ∝μR2 の関係式で示される。さらに、これらの振幅v1、v
2は、増幅器85、レベル検出回路86およびA/D変
換器88の特性が上述した走査域の全域において一定で
あるから、上述したように主記憶上に保持された値AS
と振幅値bS との間に v1∝AS2∝bS の関係式が成立する。
By the way, the amplitude v of the voltage signal applied to the output of the amplifier 85 in response to the scanning of the bias voltage, the multiplication factor μ of the APD 83 which changes in accordance with the bias voltage, and the load resistance of the APD. V between value R
The relational expression of ∝μR holds. Further, the amplitudes v 1 and v 2 of the voltage signal at the starting point and the other points of the above-described scanning area based on the above relational expression are the resistance value R 1 of the resistor 51 and the resistance value R 2 of the resistor 84. On the other hand, it is represented by a relational expression of v 1 ∝ 1 · (R 1 + R 2 ) v 2 ∝μR 2 . Furthermore, these amplitudes v 1 , v
2 is the value A S held in the main memory as described above, because the characteristics of the amplifier 85, the level detection circuit 86 and the A / D converter 88 are constant over the entire scanning range described above.
And the amplitude value b S , the relational expression of v 1 ∝A S v 2 ∝b S holds.

【0040】したがって、本実施例では、受光モード時
においてAPD83に設定されるべき増倍率μ0 に対し
て μ0 =(R1+R2)/R2 の式が成立する値に、抵抗器51の抵抗値R1 および抵
抗器84の抵抗値R2 をそれぞれ設定しておくことによ
り、上述したように走査が停止した時点におけるバイア
ス電圧は増倍率μ0 が得られる点に確実に設定される。
Therefore, in the present embodiment, the resistor 51 is set to a value such that μ 0 = (R 1 + R 2 ) / R 2 holds for the multiplication factor μ 0 to be set in the APD 83 in the light receiving mode. By setting the resistance value R 1 and the resistance value R 2 of the resistor 84 respectively, the bias voltage at the time when the scanning is stopped is reliably set to the point where the multiplication factor μ 0 is obtained as described above. .

【0041】また、このような走査の停止制御は、AP
D83の特性の内、増倍率の値が既知であり、その増倍
率の温度に対する変動幅と素子間の特性のバラツキとが
小さい領域の一点を基準として行われるので、そのAP
D83の増倍率は精度よく設定される。
Further, such scanning stop control is performed by the AP
Among the characteristics of D83, the value of the multiplication factor is known, and since it is performed with reference to one point in the region where the variation width of the multiplication factor with respect to temperature and the variation in the characteristics between elements are small, the AP
The multiplication factor of D83 is set accurately.

【0042】さらに、本実施例では、バイアス電圧の走
査における起点とその他の点とでAPD83からレベル
検出回路86の入力端に至る区間の利得が切り換えられ
ているが、このような区間のダイナミックレッジが受光
モード時におけるAPD83の増倍率に適応可能な大き
な値を有するならば、図4に示す実施例を適用してもよ
い。
Further, in the present embodiment, the gain in the section from the APD 83 to the input terminal of the level detection circuit 86 is switched at the starting point and the other points in the scanning of the bias voltage, but the dynamic ledge of such section is switched. 4 has a large value adaptable to the multiplication factor of the APD 83 in the light receiving mode, the embodiment shown in FIG. 4 may be applied.

【0043】図8は、請求項2に記載の発明に対応した
第二の実施例を示す図である。 図において、図6に示
すものと機能および構成が同じものについては、同じ参
照番号を付与して示し、ここではその説明を省略する。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment corresponding to the invention described in claim 2. In FIG. In the figure, parts having the same functions and configurations as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0044】本実施例と図6に示す実施例との構成の相
違点は、抵抗器84は抵抗器51およびスイッチ52を
介さずに直接接地され、増幅器61が増幅器85に代え
て備えられ、その増幅器61の制御入力にプロセッサ5
0の第二の出力が接続された点にある。
The difference between the present embodiment and the embodiment shown in FIG. 6 is that the resistor 84 is directly grounded without the resistor 51 and the switch 52, and the amplifier 61 is provided in place of the amplifier 85. The processor 5 is connected to the control input of the amplifier 61.
The second output of 0 is at the connected point.

【0045】本実施例では、APD83からレベル検出
回路86の入力に至る区間の利得は、増幅器61の利得
を上述したバイアスの基準値に対応した所定の値とその
値の増倍率μ0 分の一の値とにプロセッサ50の制御の
下で切り換えて設定される。
In the present embodiment, the gain in the section from the APD 83 to the input of the level detection circuit 86 is the gain of the amplifier 61 which is a predetermined value corresponding to the above-mentioned bias reference value and a multiplication factor μ 0 of that value. It is set to one value by switching under the control of the processor 50.

【0046】なお、図6に示す実施例では、このような
利得の切り換えがAPD83に直列に配置された抵抗器
51の両端をスイッチ52を介して断続することにより
行われていたが、本実施例におけるその他の各部の動作
については、全く同様であるからここではその説明を省
略する。
In the embodiment shown in FIG. 6, such gain switching is performed by connecting and disconnecting both ends of the resistor 51 arranged in series with the APD 83 via the switch 52. The operation of each of the other parts in the example is exactly the same, so the description thereof is omitted here.

【0047】したがって、本実施例では、図6に示す実
施例と同様にしてAPD83の増倍率が精度よく設定さ
れる。また、図6に示す実施例においてスイッチ52の
接点の断続に伴って生じていたAPD83の動作点の変
動分が抑圧されるので、バイアス電圧の走査制御が単純
化されて効率化され、校正モードの速やかな完結がはか
られる。 なお、図6および図8に示す実施例では、A
PD83に直列に接続される抵抗器の抵抗値やその後段
に配置された増幅器61の利得が可変されているが、本
発明はこのような構成に限定されず、例えば、レベル検
出回路86やA/D変換手段88の入出力特性を可変し
たり、プロセッサ40(50)がソフトウエアに基づい
て乗算を行う構成としてその乗算に適用される乗数を可
変してもよい。
Therefore, in this embodiment, the multiplication factor of the APD 83 is set accurately with the same manner as in the embodiment shown in FIG. In addition, since the variation of the operating point of the APD 83, which is caused by the connection and disconnection of the contact of the switch 52 in the embodiment shown in FIG. 6, is suppressed, the scan control of the bias voltage is simplified and made efficient, and the calibration mode Can be completed promptly. In the embodiment shown in FIGS. 6 and 8, A
The resistance value of the resistor connected in series to the PD 83 and the gain of the amplifier 61 arranged in the subsequent stage are variable, but the present invention is not limited to such a configuration, and for example, the level detection circuit 86 or A The input / output characteristics of the / D conversion means 88 may be changed, or the multiplier applied to the multiplication may be changed so that the processor 40 (50) performs the multiplication based on software.

【0048】図9は、請求項3に記載の発明に対応した
実施例を示す図である。図において、図8に示すもの機
能および構成が同じものについては、同じ参照番号を付
与して示し、ここではその説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment corresponding to the invention described in claim 3. In FIG. In the figure, those having the same functions and configurations as those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0049】本実施例と図8に示す実施例との構成の相
違点は、制御入力を有する光源駆動回路71が光源駆動
回路89に代えて備えられ、その制御入力にはプロセッ
サ50の第二の出力が接続され、増幅器61に代えて増
幅器85が備えられた点にある。
The difference between the present embodiment and the embodiment shown in FIG. 8 is that a light source drive circuit 71 having a control input is provided in place of the light source drive circuit 89, and the control input has a second input of the processor 50. Is connected, and an amplifier 85 is provided in place of the amplifier 61.

【0050】なお、本実施例と図3に示すブロック図と
の対応関係については、光源駆動回路71および基準光
源90は基準光源31に対応し、APD83は受光素子
32に対応し、プロセッサ50、D/A変換器81およ
びバイアス制御回路82は動作点走査手段33に対応
し、抵抗器84、増幅器85、レベル検出回路86、A
/D変換器88およびプロセッサ50はレベル監視手段
34に対応し、プロセッサ50は保持手段35および制
御手段36に対応する。
Regarding the correspondence between this embodiment and the block diagram shown in FIG. 3, the light source drive circuit 71 and the reference light source 90 correspond to the reference light source 31, the APD 83 corresponds to the light receiving element 32, and the processor 50, The D / A converter 81 and the bias control circuit 82 correspond to the operating point scanning means 33, and include a resistor 84, an amplifier 85, a level detection circuit 86, and A.
The / D converter 88 and the processor 50 correspond to the level monitoring means 34, and the processor 50 corresponds to the holding means 35 and the control means 36.

【0051】以下、本実施例の動作を説明する。本実施
例では、APD83からレベル検出回路86の入力に至
る利得が抵抗器84および増幅器85を介して一定に設
定され、図6および図8に示す実施例において行われて
いた利得の切り換えに代えて、基準光源90の駆動レベ
ルがプロセッサ50の制御の下で光源駆動回路71を介
して切り換えられる。
The operation of this embodiment will be described below. In the present embodiment, the gain from the APD 83 to the input of the level detection circuit 86 is set constant via the resistor 84 and the amplifier 85, and the gain switching performed in the embodiments shown in FIGS. 6 and 8 is replaced. Then, the drive level of the reference light source 90 is switched via the light source drive circuit 71 under the control of the processor 50.

【0052】すなわち、上述したバイアス電圧の基準値
に対応させて基準光のレベルを所定値に設定し、さら
に、上述した利得を減少させる代わりにその基準光のレ
ベルを増倍率μ0 分の一の値に設定する。また、その他
の各部は図8に示す実施例と同様に動作するので、ここ
ではその動作の説明を省略する。
That is, the level of the reference light is set to a predetermined value in correspondence with the reference value of the bias voltage described above, and the level of the reference light is reduced to one of the multiplication factor μ 0 instead of decreasing the gain described above. Set to the value of. Further, since the other parts operate in the same manner as the embodiment shown in FIG. 8, the description of the operation is omitted here.

【0053】したがって、本実施例では、図8に示す実
施例と同様にしてAPD83の増倍率が精度よく設定さ
れる。また、上述した切り換えはAPD83の動作点を
変更することなく確実に行われるので、バイアス電圧の
走査制御が単純化されて効率化され、校正モードの速や
かな完結がはかられる。
Therefore, in this embodiment, the multiplication factor of the APD 83 is set accurately with the same manner as in the embodiment shown in FIG. Further, since the above-mentioned switching is surely performed without changing the operating point of the APD 83, the scanning control of the bias voltage is simplified and made efficient, and the calibration mode is quickly completed.

【0054】なお、上述した各実施例では、APD83
に与えられる基準光が変調されていないが、本発明はこ
のような構成に限定されず、その基準光のレベルが確実
に測定できるならば如何なる変調処理が施されてもよ
い。
In each of the above embodiments, the APD 83
However, the present invention is not limited to such a configuration, and may be subjected to any modulation processing as long as the level of the reference light can be measured reliably.

【0055】さらに、上述した各実施例では、実際に受
光すべき光と基準光とが異なるタイミングでAPD83
に与えられているが、本発明はこのような構成に限定さ
れず、例えば、これらの光については、波長の相違や双
方に適用された変調方式に基づく分離処理がレベル検出
回路86と距離測定回路87とで確実に行うことができ
るならば、同時に与えられてもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the APD 83 is provided at different timings for the light to be actually received and the reference light.
However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, for these lights, separation processing based on the difference in wavelength and the modulation method applied to both is performed with the level detection circuit 86 and the distance measurement. If it can be surely done by the circuit 87, they may be given at the same time.

【0056】また、上述した各実施例では、距離測定回
路87が処理すべき信号に対応した光信号が正弦波信号
やパルス信号に基づいて所定の変調が施されていること
が想定されているが、本発明はこのような変調方式に限
定されず、アナログの振幅変調方式や角度変調方式、所
定の信号配置を実現するディジタル変調方式、周波数軸
上で拡散をはかる変調方式その他如何なる変調方式を適
用してもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, it is assumed that the optical signal corresponding to the signal to be processed by the distance measuring circuit 87 is subjected to predetermined modulation based on the sine wave signal or the pulse signal. However, the present invention is not limited to such a modulation method, and may be an analog amplitude modulation method, an angle modulation method, a digital modulation method for realizing a predetermined signal arrangement, a modulation method for spreading on the frequency axis, or any other modulation method. You may apply.

【0057】さらに、上述した各実施例では、受光素子
としてAPD83が適用されているが、本発明は、この
ようなAPDを用いた受光器に限定されず、動作点に応
じて光−電気変換の効率が変動してその効率の変動幅が
温度に対して変化する特性を有する受光素子であれば、
例えば、光電子増倍管その他の如何なる受光素子を用い
た受光器にも適用可能である。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the APD 83 is applied as the light receiving element, but the present invention is not limited to the light receiving device using such an APD, and the opto-electric conversion is performed according to the operating point. If the light receiving element has a characteristic in which the efficiency of changes and the fluctuation range of the efficiency changes with temperature,
For example, it can be applied to a photoreceiver using any photodetector such as a photomultiplier tube.

【0058】また、上述した各実施例では、基準モニタ
信号を得るためにAPD83にその増倍率が「1」とな
るバイアス電圧が印加されているが、本発明はこのよう
な増倍率の値に限定されず、予め求められた光電変換特
性に基づいて増倍率が既知であり、かつその増倍率の温
度に対する変動幅が許容可能な最大値以下となるなら
ば、その増倍率は如何なる値であってもよく、その増倍
率を得るために必ずしもバイアス電圧を印加しなくても
よい。
Further, in each of the above-described embodiments, the bias voltage whose multiplication factor is "1" is applied to the APD 83 in order to obtain the reference monitor signal, but the present invention uses such a multiplication factor value. The multiplication factor is not limited, and if the multiplication factor is known based on the photoelectric conversion characteristics obtained in advance and the fluctuation range of the multiplication factor with respect to temperature is equal to or less than the allowable maximum value, the multiplication factor has any value. However, the bias voltage does not necessarily have to be applied to obtain the multiplication factor.

【0059】さらに、上述した各実施例では、基準光の
レベルにかかわる測定および比較に併せて、APD83
の動作点の設定および切り換えがプロセッサ40(50)
が実行するソフトウエアの制御の下で行われているが、
本発明はこのようなプロセッサを用いた構成に限定され
ず、専用のハードウエアを用いて構成してもよく、かつ
これらのハードウエアはアナログ領域およびディジタル
領域の何れで処理を行ってもよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the APD 83 is used in addition to the measurement and comparison relating to the level of the reference light.
The operating point setting and switching of the processor 40 (50)
Is performed under the control of the software executed by
The present invention is not limited to the configuration using such a processor, and may be configured using dedicated hardware, and these hardware may perform processing in either the analog domain or the digital domain.

【0060】また、上述した各実施例では、プロセッサ
50は、APD83を介して受光された光信号に距離測
定回路87が所定の処理を施すことにより測距が行われ
ているが、本発明はこのように装置やシステムに既存の
プロセッサを共用する構成に限定されず、必要であれば
専用のプロセッサを搭載してもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the distance measurement is performed by the processor 50 by the distance measuring circuit 87 performing a predetermined process on the optical signal received through the APD 83. In this way, the device or system is not limited to the configuration in which the existing processor is shared, and a dedicated processor may be mounted if necessary.

【0061】さらに、上述した各実施例では、プロセッ
サ40(50)がバイアス電圧の走査を停止することによ
りAPDの所望の増倍率が得られる動作点が設定されて
いるが、本発明はこのような構成に限定されず、例え
ば、D/A変換器81の出力端にトランスパレント型の
ラッチを設けて走査を停止する代わりにラッチングを行
う構成としてもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the operating point at which the desired multiplication factor of the APD is obtained by the processor 40 (50) stopping the scanning of the bias voltage is set. However, the configuration is not limited to this, and for example, a configuration may be employed in which a transparent latch is provided at the output end of the D / A converter 81 and latching is performed instead of stopping scanning.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように請求項1ないし請求
項3に記載の発明では、受光素子の特性のバラツキの範
囲内において、効率およびその効率の温度に対する変動
幅の偏差が最大許容値以下となる基準点における電気信
号のレベルを基準として、相対的に目標値の効率が得ら
れる点に動作点が設定される。
As described above, in the invention described in claims 1 to 3, within the range of the characteristic variation of the light receiving element, the efficiency and the deviation of the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature are equal to or less than the maximum allowable value. The operating point is set at a point where the efficiency of the target value is relatively obtained with reference to the level of the electric signal at the reference point.

【0063】すなわち、基準光源から出射される光のレ
ベルを温度に対して精度よく安定化したり、受光素子に
入射する光信号のレベルを正確に調整せずに確度高く感
度の校正が行われる。
That is, the level of the light emitted from the reference light source is accurately stabilized with respect to temperature, and the sensitivity is calibrated with high accuracy without accurately adjusting the level of the optical signal incident on the light receiving element.

【0064】したがって、本発明が適用された機器で
は、回路の規模および構成を簡略化しつつ所望の感度が
確実に得られ、低廉化および小型化をはかりつつ性能が
高められる。
Therefore, in the equipment to which the present invention is applied, desired sensitivity can be surely obtained while simplifying the scale and configuration of the circuit, and the performance can be improved while reducing the cost and the size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に記載の発明の原理ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a principle block diagram of the invention according to claim 1.

【図2】請求項2に記載の発明の原理ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a principle block diagram of the invention described in claim 2.

【図3】請求項3に記載の発明の原理ブロック図であ
る。
FIG. 3 is a principle block diagram of the invention according to claim 3;

【図4】請求項1に記載の発明に対応した実施例を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment corresponding to the invention described in claim 1.

【図5】本実施例の動作フローチャートである。FIG. 5 is an operation flowchart of the present embodiment.

【図6】請求項2に記載の発明に対応した第一の実施例
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment corresponding to the invention described in claim 2;

【図7】本実施例の動作フローチャートである。FIG. 7 is an operation flowchart of the present embodiment.

【図8】請求項2に記載の発明に対応した第二の実施例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment corresponding to the invention described in claim 2.

【図9】請求項3に記載の発明に対応した実施例を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment corresponding to the invention according to claim 3;

【図10】従来の受光器の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a conventional light receiver.

【図11】APDの特性の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of characteristics of an APD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31,90 基準光源 12,32 受光素子 13,33 動作点走査手段 14,21,34 レベル監視手段 15,25,36 制御手段 23,35 保持手段 40,50,80 プロセッサ(CPU) 51,84 抵抗器 52 スイッチ 61,85 増幅器 71,89 光源駆動回路 81 D/A変換器(D/A) 82 バイアス制御回路 83 アバランシェ・フォトダイオード 86 レベル検出回路 87 距離測定回路 88 A/D変換器(A/D) 11, 31, 90 Reference light source 12, 32 Light receiving element 13, 33 Operating point scanning means 14, 21, 34 Level monitoring means 15, 25, 36 Control means 23, 35 Holding means 40, 50, 80 Processor (CPU) 51, 84 resistor 52 switch 61,85 amplifier 71,89 light source drive circuit 81 D / A converter (D / A) 82 bias control circuit 83 avalanche photodiode 86 level detection circuit 87 distance measuring circuit 88 A / D converter ( A / D)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01S 7/48 Z 9108−2F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location G01S 7/48 Z 9108-2F

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一定のレベルで光信号を出射する基準光
源と、 前記基準光源によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率と温度
に対するその効率の変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子と、 前記動作点について前記効率および前記変動幅の偏差が
前記特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含
む走査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査
手段と、 前記動作点走査手段が行う走査に同期して前記受光素子
によって出力された電気信号のレベルについて、そのレ
ベルの前記基準点における値との比を求めるレベル監視
手段と、 前記レベル監視手段によって求められた比を監視し、そ
の比が前記効率について予め与えられた目標値とその効
率の前記基準点における値との比に等しいときに前記走
査を阻止する制御手段とを備えたことを特徴とする受光
器。
1. A reference light source that emits an optical signal at a constant level, an optical signal that is optically-electrically converted from the optical signal emitted by the reference light source, and outputs an electrical signal. A light receiving element having a characteristic that the fluctuation range of the efficiency changes according to the operating point, and a reference point at which the deviation of the efficiency and the fluctuation range of the operating point is equal to or less than a maximum allowable value under the distribution of the characteristics. A scanning area including the scanning point is set, and an operating point scanning means for scanning the scanning area, and a level of the electric signal output by the light receiving element in synchronization with the scanning performed by the operating point scanning means, the reference point at that level And a level monitoring means for obtaining a ratio with the value in the above, and the ratio obtained by the level monitoring means is monitored, and the ratio is set to a target value given in advance for the efficiency and the reference point of the efficiency. Light receiver, characterized in that a control means for inhibiting said scanning when equal to the ratio of the that value.
【請求項2】 一定のレベルで光信号を出射する基準光
源と、 前記基準光源によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率と温度
に対するその効率の変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子と、 前記動作点について前記効率および前記変動幅の偏差が
前記特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含
む走査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査
手段と、 前記受光素子によって出力された電気信号のレベルを監
視し、そのレベルに外部から設定された係数を乗じて基
準レベルを求めるレベル監視手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点であ
るときに、前記効率について予め与えられた目標値とそ
の効率の前記特性に基づく値との比を前記係数として設
定し、かつ前記レベル監視手段によって求められた基準
レベルを保持する保持手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点以外
であるときに、前記係数を「1」に設定すると共に、前
記レベル監視手段によって求められた基準レベルと前記
保持手段に保持された基準レベルとを比較し、両者が一
致したときにその走査を阻止する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする受光器。
2. A reference light source that emits an optical signal at a constant level, and an optical signal that is photo-electrically converted from the optical signal emitted by the reference light source to output an electrical signal. A light receiving element having a characteristic that the fluctuation range of the efficiency changes according to the operating point, and a reference point at which the deviation of the efficiency and the fluctuation range of the operating point is equal to or less than a maximum allowable value under the distribution of the characteristics. A scanning area including the scanning area is set, the operating point scanning means for scanning the scanning area, and the level of the electric signal output by the light receiving element are monitored, and the level is multiplied by a coefficient set from the outside to obtain a reference level. When the operating point scanned by the operating point scanning means is the reference point, the ratio of the target value given in advance to the efficiency and the value based on the characteristic of the efficiency is used as the coefficient. And a holding unit that holds the reference level determined by the level monitoring unit, and the operating point scanned by the operating point scanning unit is other than the reference point, the coefficient is set to "1". In addition to setting, the control means compares the reference level obtained by the level monitoring means with the reference level held by the holding means, and prevents the scanning when the two match. Receiver to be.
【請求項3】 外部から指定された出射レベルで光信号
を出射する基準光源と、 前記基準光源によって出射された光信号を光−電気変換
して電気信号を出力し、その光−電気変換の効率とその
効率の温度に対する変動幅とが動作点に応じて変化する
特性を有する受光素子と、 前記動作点について前記効率および前記変動幅の偏差が
前記特性の分布の下で最大許容値以下となる基準点を含
む走査域が設定され、その走査域を走査する動作点走査
手段と、 前記受光素子によって出力された電気信号のレベルを求
めるレベル監視手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点であ
るときに、前記効率について予め与えられた目標値とそ
の効率の前記特性に基づく値との比と前記出射レベルの
定常値との積にその出射レベルを設定すると共に、前記
レベル監視手段によって求められたレベルを保持する保
持手段と、 前記動作点走査手段が走査する動作点が前記基準点以外
であるときに、前記出射レベルを前記定常値に設定する
と共に、前記レベル監視手段によって求められたレベル
と前記保持手段に保持されたレベルとを比較し、両者が
一致したときにその走査を阻止する制御手段とを備えた
ことを特徴とする受光器。
3. A reference light source that emits an optical signal at an emission level designated from the outside, an optical signal that is optically-electrically converted from the optical signal emitted by the reference light source, and an electrical signal is output. A light-receiving element having a characteristic that the efficiency and the fluctuation range of the efficiency with respect to temperature change according to the operating point, and the deviation of the efficiency and the fluctuation range at the operating point is equal to or less than the maximum allowable value under the distribution of the characteristics. A scanning area including the reference point is set, an operating point scanning means for scanning the scanning area, a level monitoring means for obtaining a level of an electric signal output by the light receiving element, and an operation for scanning by the operating point scanning means When the point is the reference point, the emission level is set to the product of the ratio between the target value given in advance for the efficiency and the value based on the characteristic of the efficiency and the steady value of the emission level. Together, holding means for holding the level obtained by the level monitoring means, when the operating point scanned by the operating point scanning means is other than the reference point, while setting the emission level to the steady value, A light receiving device comprising: a control unit that compares the level obtained by the level monitoring unit with the level held by the holding unit, and blocks the scanning when the two match.
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