JPS6213612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は受信された放射線に依存して電気信号
を発生し、この信号を評価手段へ送るようにした
放射線検出アバランシエダイオードの増幅度を制
御する方法に関する。

以下の記載において、可視波長内で検出するダ
イオードのみを意味しないにもかかわらずホトア
バランシエダイオードなる表現を放射線検出アバ
ランシエダイオードに用いる。ホトアバランシエ
の使用上の欠点は一定電圧におけるダイオードの
増幅度が温度に非常に依存することである。この
ことはまたアバランシエダイオードの増倍率が温
度に依存して変化することを意味する。

この問題は従来、ホトアバランシエダイオード
と同じハウジングに収容され従つて主としてこれ
と同じ温度を有するツエナダイオードにより温度
補償を行なうことにより解決されていた。ツエナ
ダイオードを内蔵したかかるアバランシエダイオ
ードは市販されている。一例を挙げると、テキサ
スインストルメンツ社販売のTIXL70型があり、
これは可視波長ならびに不可視波長の範囲で操作
する。

本発明の方法は簡単で、より融通性に富んだ解
決策であり、内蔵された基準を持つ特別なダイオ
ードを必要としない。

本発明の方法によれば、ホトアバランシエダイ
オードはその情報信号の周波数と異なる周波数で
ダイオードから生じる制御信号の助けにより増幅
度が連続的に制御され、前記信号はある種の評価
手段へ送られる。

本発明の一実施例では、ダイオードには検出器
により検出され更に評価される放射線のみならず
制御信号を生じる特別の放射線が供給される。他
の実施例では制御信号はダイオードノイズから作
られる。

本発明の方法は各種型式の装置、例えば電気―
光学式距離測定装置、または通常主として赤外
線、紫外線または可視波長範囲内で働く情報レシ
ーバにおけるホトアバランシエダイオードに対し
て適している。

本発明の特徴は特許請求の範囲から明らかにな
ろう。

次に本発明の方法を添付図面により更に説明す
る。

第１図はエミツタ装置とレシーバ装置との間に
情報を伝達する構成を示す。エミツタ装置はユニ
ツト１からなるがこのユニツトは詳述しない。こ
のユニツトは伝達レーザビーム３の変調のために
レーザエミツタ２に信号を伝達する。

レシーバ装置はホトアバランシエダイオードの
形態の検出素子を有するレシーブユニツト４から
なる。このホトアバランシエダイオードには出力
電圧源５から供給電圧を送られる。

エミツタ装置から伝達される情報は電気信号に
変換されて検出素子４から増幅素子６を介して評
価手段７へ伝達される。この手段は信号を音響ま
たは視覚情報に変換し、他のエミツタステーシヨ
ンへ送ることができここから信号が更に伝達され
る。

かかるレシーバ装置において、検出器の増幅度
を可及的に一定に保つのが望ましい。ダイオード
の増幅度または増倍率の制御はダイオードの供給
電圧を変化することにより得られる。

ダイオードの供給電圧を発生する電圧源は、ダ
イオードの検出範囲内の波長を出す好ましくはレ
ーザまたは発光ダイオードの如き制御信号発生器
８により発生せしめられる制御信号により制御さ
れる。発生器８からの放射線１０は光導体９を経
て検出器４へ入る。前記の如く、信号は検出器か
ら増幅器１１へ、そしてバンドパスフイルタ１２
へ送られる。フイルタ１２は発生器８の周波数に
対して調節され、故にこの周波数のみがフイルタ
を通過する。またブロツク７は制御信号の周波数
を波する検出装置を包含しうる。

発生器８からの信号は一定の既知の振幅を有せ
しめる。制御信号はフイルタ１２から比較回路１
３へ送られ、この回路において、検出器により増
幅された振幅がある設定値と比較される。設定値
は電圧分割器１４から得ることができる。

ブロツク１３内での比較に応じ、制御信号が可
変電圧源５へ送られる。ホトアバランシエダイオ
ードの供給電圧がこのとき変化しダイオードの増
幅度が主として一定に保たれる。

ホトアバランシエダイオードからの制御信号is
は次の如く表わしうる。

is＝K₁・Ps・Ｍ ここに、Psは制御信号に関する入射放射線の
影響、Ｍはアバランシエダイオードの増倍率、
K₁は定数である。このシステムは制御信号isが電
圧分割器１４における設定値で決まる定レベルに
保たれるように制御される。前述の如く入射放射
線Psの振幅は同時に一定に保たれ、増倍率Ｍは
一定になる。

Ｍ＝ｉｓ／Ｋ_１・１／Ｐｓ＝一定 第２図は距離測定オプト―エレクトリカル装置
において本発明の方法を実施する装置を示す。２
１は装置のエミツタである。このエミツタは放射
線源、例えばレーザ、水銀ランプまたは赤外線ま
たは可視光線の光導体、および変調信号源からな
るものとする。エミツタ２１からの信号２２は変
調された電磁波からなる。信号２２は測定距離の
後端のコーナプリズム２３で反射した後にレシー
バ２４へ指向せしめられる。レシーバ２４は放射
線を電気信号に変換するアバランシエダイオード
型の検出器を有する。検出器は供給電圧源２５か
ら電圧を供給される。エミツタ２１からの変調信
号は検出器の変調のためにレシーバ２４へ接続部
を介して送られる。

検出器からこのように発生した信号は増幅器２
６を介して距離測定装置の評価手段２７へ送られ
る。エミツタ２１からの変調信号も手段２７へ送
られる。評価手段２７は各種の方法で構成でき、
本発明を理解するのに重要でないからここには開
示しない。しかし、米国特許明細書第3488585号
はかかる回路の設計の一例として役立つ。

フイルタ２８において、制御信号が残部の信号
から波されて振幅比較手段２９へ送られ、ここ
で信号の振幅が例えば第１図のものと同じ型の手
段３０からの設定値と比較される。この比較に応
じ、制御可能電圧源２５は、温度に依存する振幅
変動を除去する如き電圧をホトアバランシエダイ
オード２４に供給する。

第２図の構成において、放射線の形態の制御信
号は第１図の構成における如くホトアバランシエ
ダイオードへ供給されないが、ホトアバランシエ
ダイオードからのノイズを利用して制御信号を与
える。フイルタ２８はダイオードノイズのある種
の周波数バンドを波する。波された周波数バ
ンドはこの場合、エミツタ２１から発生する手段
２７に用いられる周波数バンド以外のものである
ことは勿論である。

ダイオードノイズの振幅はダイオードの増幅度
と共に変化し、フイルタ２８からの信号は次の如
く表わしうる。

ib²＝K₂・Ｍ^d＋K₃ ここに、K₂，K₃およびｄは定数、Ｍはアバラ
ンシエダイオードの増倍率である。

システムは信号ibを一定レベル、即ち Ｍ^d＝ｉｂ^２―Ｋ_２／Ｋ_２＝一定 にするように制御される。

ある場合には検出器の増幅度を一定に保たずに
所定のプログラムに従つて時間的に変化させねば
ならないこともあろう。これは本発明によれば、
制御信号の振幅と比較されるべき電圧を供給する
手段が所望周波数変化に応じて変化する電圧をも
供給するようにすれば可能である。

制御信号の周波数は検出器の検出範囲内または
ノイズの範囲内にあるようにすべきことは前述し
た。また、例えば電気―光学式距離測定装置にお
ける距離の情報からなる受信された放射線は例え
ば二つの異なる連続した周波数150KHzおよび
15MHzを有する場合、前記周波数以下かその間か
またはそれ以上である周波数を有する制御信号を
選択しうる。制御信号の適当な値は10KHzまたは
5MHzである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ放射線の助けにより情報を変換
するためのエミツタとレシーバからなる構成を示
すもので制御信号は検出器におけるある種の入射
放射線の助けにより作られる。第２図は制御信号
をダイオードノイズから発生せしめ、ダイオード
を電気―光学式距離測定装置に含ましめた実施例
を示す図である。図中、１はエミツタユニツト、
２はレーザエミツタ、４はレシーブユニツト、６
は増幅素子、７は評価手段、８は制御信号発生
器、１１は増幅器、１２はフイルタ、１３は比較
回路、１４は電圧分割器、２１はエミツタ、２３
はコーナプリズム、２４はレシーバ、２５は供給
電圧源、２６は増幅器、２７は評価手段、２８は
フイルタ、２９は振幅比較手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受信された放射線に依存して電気信号を発生
   し、この信号を評価手段へ送るようにした放射線
   検出アバランシエダイオードの増幅度を制御する
   方法において、 前記ダイオードからの前記電気信号から制御信
   号を導出し、この制御信号は評価手段に用いられ
   る周波数と異なる周波数を有し、 この制御信号の振幅を少なくとも一つの所定の
   値と比較し、 ダイオードの供給電圧をこの比較に依存して変
   化せしめてダイオードの増幅度を制御することを
   特徴とする方法。 ２ ダイオードに入射する放射線を発生する放射
   線源により制御信号を得、前記放射線は主として
   一定の振幅および制御信号と同じ周波数を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 制御信号をダイオードノイズから発生させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。