特許 6633504 受光素子用マルチプレクサおよび走査式レーザレーダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6633504

(24)【登録日】2019年12月20日

(45)【発行日】2020年1月22日

(54)【発明の名称】受光素子用マルチプレクサおよび走査式レーザレーダ装置

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/00 20060101AFI20200109BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20200109BHJP

   G01D 5/26 20060101ALI20200109BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/00 B

   H03K17/00 E

   G01S7/497

   G01D5/26 L

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-247444(P2016-247444)

(22)【出願日】2016年12月21日

(65)【公開番号】特開2018-101925(P2018-101925A)

(43)【公開日】2018年6月28日

【審査請求日】2018年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】日本電産モビリティ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100145241

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康裕

(72)【発明者】

【氏名】万波 央

(72)【発明者】

【氏名】西口 直男

【審査官】 工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１５５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６３４２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ７／４９７

Ｇ０１Ｄ５／２６

Ｈ０３Ｋ１７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の受光素子と、
各前記受光素子における受光強度が異なるように光を照射する第１光源と、
各前記受光素子における受光強度が異なるように光を照射する第２光源と、
前記第１光源および前記第２光源の点灯を制御する制御部と、
前記複数の受光素子のそれぞれに接続され、各前記受光素子からの入力信号を切り替えて出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサが第１接続状態にある時に前記制御部が前記第１光源を点灯した場合の前記マルチプレクサの第１出力値と、前記マルチプレクサが第２接続状態にある時に前記制御部が前記第１光源を点灯した場合の前記マルチプレクサの第２出力値と、前記マルチプレクサが第１接続状態にある時に前記制御部が前記第２光源を点灯した場合の前記マルチプレクサの第３出力値と、前記マルチプレクサが第２接続状態にある時に前記制御部が前記第２光源を点灯した場合の前記マルチプレクサの第４出力値に基づいて、前記マルチプレクサの故障を検出する故障検出部と、
を備える受光素子用マルチプレクサ。

【請求項2】

前記複数の受光素子は、一列に配置され、
前記第１光源は、前記複数の受光素子の内最も端に位置する一方の前記受光素子に最も近接させて設けられ、前記第２光源は、前記複数の受光素子の内最も端に位置する他方の前記受光素子に最も近接させて設けられることを特徴とする請求項１に記載の受光素子用マルチプレクサ。

【請求項3】

請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の受光素子用マルチプレクサを備える走査式レーザレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受光素子用マルチプレクサおよびそれを備える走査式レーザレーダ装置に関し、特に自らの故障を検出する受光素子用マルチプレクサおよびそれを備える走査式レーザレーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、複数のアナログの入力信号を切り替えて出力するマルチプレクサの故障を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１は、マルチプレクサの動作異常を正確に検出可能とするマルチプレクサ回路を開示する。このマルチプレクサ回路は、複数チャンネルから入力されるアナログ入力信号を順次取り込み、当該入力信号を多重化して出力するマルチプレクサと、当該マルチプレクサから出力されるアナログ入力信号を複数のチャンネルに各々対応した複数のデジタル出力信号へ変換するＡＤコンバータと、複数のデジタル出力信号の出力値を監視し、当該出力値が全て予め定められた範囲内である状態が予め定められた判定時間の間継続している場合、マルチプレクサの動作が異常状態であると判定する処理装置と、アナログ入力信号の１つとして、判定時間より短い周期のパルス信号をマルチプレクサへ出力するパルス信号発生装置を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２６３４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、複数の受光素子が出力した信号を切り替えて出力する受光素子用マルチプレクサにおいて、故障モードを適切に検出する受光素子用マルチプレクサを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、複数の受光素子と、各受光素子における受光強度が異なるように光を照射する第１光源と、各受光素子における受光強度が異なるように光を照射する第２光源と、第１光源および第２光源の点灯を制御する制御部と、複数の受光素子のそれぞれに接続され、各受光素子からの入力信号を切り替えて出力するマルチプレクサと、マルチプレクサが第１接続状態にある時に制御部が第１光源を点灯した場合のマルチプレクサの第１出力値と、マルチプレクサが第２接続状態にある時に制御部が第１光源を点灯した場合のマルチプレクサの第２出力値と、マルチプレクサが第１接続状態にある時に制御部が第２光源を点灯した場合のマルチプレクサの第３出力値と、マルチプレクサが第２接続状態にある時に制御部が第２光源を点灯した場合のマルチプレクサの第４出力値に基づいて、マルチプレクサの故障を検出する故障検出部と、を備える受光素子用マルチプレクサが提供される。
これによれば、複数の受光素子が出力した信号を切り替えて出力する受光素子用マルチプレクサにおいて、当該マルチプレクサの機能を用いて故障モードを適切に検出する受光素子用マルチプレクサを提供することができる。また、２つの光源を有することで、より正確に故障モードを検出できる。

【0008】

さらに、複数の受光素子は、一列に配置され、第１光源は、複数の受光素子の内最も端に位置する一方の受光素子に最も近接させて設けられ、第２光源は、複数の受光素子の内最も端に位置する他方の受光素子に最も近接させて設けられることを特徴としてもよい。
これによれば、受光素子における受光強度が異なるように２つの光源を配置することで、簡便な構造でより正確に故障モードを検出することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数の受光素子が出力した信号を切り替えて出力する受光素子用マルチプレクサにおいて、当該マルチプレクサの機能を用いて故障モードを適切に検出する受光素子用マルチプレクサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサのブロック図。

【図2】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサにおける、（Ａ）受光素子の回路図、（Ｂ）受光素子と光源を搭載した基板の平面図。

【図3】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサにおける、（Ａ）第１光源がオン／第２光源がオフの状態で正常動作時のマルチプレクサ、（Ｂ）第１光源がオフ／第２光源がオンの状態で正常動作時のマルチプレクサ、（Ｃ）正常動作時にマルチプレクサから出力される受光強度の分布を示すグラフ。

【図4】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサにおける、（Ａ）第１光源がオン／第２光源がオフの状態で異常動作時（張り付き故障時）のマルチプレクサ、（Ｂ）第１光源がオフ／第２光源がオンの状態で異常動作時（張り付き故障時）のマルチプレクサ、（Ｃ）異常動作時（張り付き故障時）にマルチプレクサから出力される受光強度の分布を示すグラフ。

【図5】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサにおける、（Ａ）第１光源がオン／第２光源がオフの状態で異常動作時（受光素子ＰＤ１とマルチプレクサ間の断線時）のマルチプレクサ、（Ｂ）第１光源がオフ／第２光源がオンの状態で異常動作時（受光素子ＰＤ１とマルチプレクサ間の断線時）のマルチプレクサ、（Ｃ）異常動作時（受光素子ＰＤ１とマルチプレクサ間の断線時）にマルチプレクサから出力される受光強度の分布を示すグラフ。

【図6】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサにおける、（Ａ）第１光源がオン／第２光源がオフの状態で異常動作時（受光素子とマルチプレクサの間でショート故障）のマルチプレクサ、（Ｂ）第１光源がオフ／第２光源がオンの状態で異常動作時（受光素子とマルチプレクサの間でショート故障）のマルチプレクサ、（Ｃ）異常動作時（受光素子とマルチプレクサの間でショート故障）にマルチプレクサから出力される受光強度の分布を示すグラフ。

【図7】本発明に係る第一実施例の受光素子用マルチプレクサを適用した走査式レーザレーダ装置の、（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）斜視図、（Ｄ）カバー等を取り除いた場合の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第一実施例＞
図１を参照し、本実施例における受光素子用マルチプレクサ１００を説明する。受光素子用マルチプレクサ１００は、複数の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４からそれぞれ出力されるアナログ信号を入力されるチャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を有し、そのチャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替えて順次取り込み、アナログの入力信号を多重化して出力する装置である。なお、受光素子用マルチプレクサ１００は、４つの受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４およびこれらに対応するチャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を有する例として説明する。もちろん、これに限定されることはない。受光素子用マルチプレクサ１００は、出力信号を増幅する可変ゲインアンプＶＧＡを経由してＡＤコンバータＡＤＣと電気的に接続され、多重化した信号をＡＤコンバータＡＤＣに出力する。

【0012】

受光素子用マルチプレクサ１００は、複数の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４と、各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度が異なるように光を照射する第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２と、第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２の点灯を制御する制御部ＣＴＬと、複数の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４のそれぞれに接続され、各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４からの入力信号を切り替えて出力するマルチプレクサＭＵＸと、受光素子用マルチプレクサ１００の故障を検出する故障検出部ＦＤと、を備える。

【0013】

受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４のそれぞれは、図２（Ａ）に示すように、光エネルギーを電気エネルギーに変換するフォトダイオードなどの素子ＰＤおよびその素子ＰＤからの電流出力を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプＴＩＡなどから構成される。受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４は、図２（Ｂ）に示すように、基板ＰＬＴ上に図視縦方向の一列に配置された受光素子アレイを構成する。もちろん、これに限定されず、たとえば、矩形状や環状など二次元方向に拡がりを以って配置されてもよいが、受光素子アレイは、受光素子を一次元に配置し簡便な構造なので好ましい。

【0014】

各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４とマルチプレクサＭＵＸの各入力端子は、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４で１対１に電気的に接続される。マルチプレクサＭＵＸは、４つの入力端子と１つの出力端子の間で１時点で１つの入力端子と出力端子とを接続するように、出力するチャネルを各チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４の間で切り替える。

【0015】

第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２は、発光ダイオードであり、受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の感度波長のピーク値に適合する波長の光を発光する発光ダイオードを選択することが好ましい。第１光源ＬＥＤ１は、各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度が異なるように光を照射する。本実施例では、受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４は一列に配置されているので、図２（Ｂ）を参照して説明する。

【0016】

第１光源ＬＥＤ１は、複数の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の内最も端に位置する一方の受光素子ＰＤ１に最も近接させて設けられる。すなわち、第１光源ＬＥＤ１は、受光素子ＰＤ１まで距離Ｌ１を以って受光素子ＰＤ１に光を照射する。同様に、第１光源ＬＥＤ１は、受光素子ＰＤ２までの距離Ｌ２を以って受光素子ＰＤ２に光を照射し、受光素子ＰＤ３までの距離Ｌ３を以って受光素子ＰＤ３に光を照射し、受光素子ＰＤ４までの距離Ｌ４を以って受光素子ＰＤ４に光を照射する。したがって、第１光源ＬＥＤ１と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４の関係が成立するように配置されている。光源からの距離が短ければ受光強度が大きく（受光量が多く）、遠くなれば受光強度が小さくなる（受光量が少なくなる）。したがって、第１光源ＬＥＤ１からのそれぞれの距離が異なるように受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４を配置することにより、第１光源ＬＥＤ１は、各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度が異なるように光を照射することになる。

【0017】

なお、第１光源ＬＥＤ１からのそれぞれの距離が異なるように受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４を配置することは例であり、これに限定さない。たとえば、光源を受光素子アレイの中央に配置した場合であっても、光源の照射口に各受光素子に対する光の照射量が異なるようなフィルタを付けることで、各受光素子における受光強度が異なるように光を照射してもよい。また、本実施例では、第１光源ＬＥＤ１の光の照射口は、受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の受光面に向けられて配置されているが、これに限定されず、照射口を受光面と同じ方向に向けて、反射板からの反射光を受光素子が受光してもよい。これによれば、光源と受光素子の距離が倍になるので、配置される物理的な距離に対して受光強度の差が大きくなり、差をつけやすい。

【0018】

第２光源ＬＥＤ２は、第１光源ＬＥＤ１と同様、各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度が異なるように光を照射する。すなわち、第２光源ＬＥＤ２は、複数の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の内最も端に位置する他方の受光素子ＰＤ４に最も近接させて設けられる。なお、第２光源ＬＥＤ２がこのように配置されることは例であることは、第１光源ＬＥＤ１において上述したとおりである。

【0019】

制御部ＣＴＬは、受光素子用マルチプレクサ１００の故障モードを検出する際に、後述するように、第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２の点灯を制御する。なお、制御部ＣＴＬは、受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４が本来の機能として使用されている最中は、第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２ともオフに制御する。

【0020】

故障検出部ＦＤは、制御部ＣＴＬから得られる第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２の点灯状態と、マルチプレクサＭＵＸのチャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４の切り替え状態と、マルチプレクサＭＵＸの出力値に基づいて、受光素子用マルチプレクサ１００の故障モードを検出する。図３〜図６を参照し、故障検出部ＦＤの故障モードの検出方法について説明する。

【0021】

図３は、受光素子用マルチプレクサ１００が正常動作時の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の受光強度の出力値などを示す。本図（Ａ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオンに、第２光源ＬＥＤ２をオフに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替える。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度は、本図（Ｃ）の黒丸印で表される。黒丸印は、受光素子ＰＤ１で最も受光強度が大きく、受光素子ＰＤ４で最も受光強度が小さい。すなわち、第１光源ＬＥＤ１と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４の関係が成立するように配置されているので、第１光源ＬＥＤ１は、受光素子ＰＤ１に最も近接しているため最も受光素子ＰＤ１における受光強度が大きく、次いで受光素子ＰＤ２の受光強度が大きく、次いで受光素子ＰＤ３の受光強度が大きく、受光素子ＰＤ４の受光強度は最も小さい。出力値に現れる受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度は、第１光源ＬＥＤ１から受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）に比例して変化する。

【0022】

本図（Ｂ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオフに、第２光源ＬＥＤ２をオンに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替える。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度は、本図（Ｃ）の白丸印で表される。白丸印は、受光素子ＰＤ１で最も受光強度が小さく、受光素子ＰＤ４で最も受光強度が大きい。出力値に現れる受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度は、第２光源ＬＥＤ２から受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化するので、第１光源ＬＥＤ１とは全く逆の傾向となる。

【0023】

このように、受光素子用マルチプレクサ１００が正常動作時の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の受光強度は、第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４との距離に比例する。したがって、故障検出部ＦＤは、第１光源ＬＥＤ１をオンした時の受光強度が第１光源ＬＥＤ１と各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の間の距離に比例し、第２光源ＬＥＤ２をオンした時の受光強度が第２光源ＬＥＤ２と各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４の間の距離に比例している場合、受光素子用マルチプレクサ１００は正常に動作していると判断できる。

【0024】

図４は、受光素子用マルチプレクサ１００において、マルチプレクサＭＵＸの切り替えスイッチが受光素子ＰＤ１のチャネルＣＮＬ１に固着した場合の出力値などを示す。本図（Ａ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオンに、第２光源ＬＥＤ２をオフに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替えようとする。しかし、マルチプレクサＭＵＸの切り替えスイッチがチャネルＣＮＬ１に固着しているので、チャネルＣＮＬ２〜ＣＮＬ４に切り替えられない。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である受光強度は、本図（Ｃ）の黒丸印で表されるように、受光素子ＰＤ１の受光強度のみが出力されるので、最も受光強度が大きい値で一定である。すなわち、出力値に現れる受光強度は、第１光源ＬＥＤ１から受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。

【0025】

本図（Ｂ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオフに、第２光源ＬＥＤ２をオンに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替えようとする。しかし、マルチプレクサＭＵＸの切り替えスイッチがチャネルＣＮＬ１に固着しているので、チャネルＣＮＬ２〜ＣＮＬ４に切り替えられない。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である受光強度は、本図（Ｃ）の白丸印で表されるように、受光素子ＰＤ１の受光強度のみが出力されるので、最も受光強度が小さい値で一定である。すなわち、出力値に現れる受光強度は、第２光源ＬＥＤ２から受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。

【0026】

このように、受光素子用マルチプレクサ１００では、出力値に現れる受光強度が第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４との距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。さらに、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替えても一定の出力値しか出力しないので、マルチプレクサＭＵＸの切り替えスイッチに固着が生じていると判断できる。そして、第１光源ＬＥＤ１をオンした時に受光強度が最も大きい値を、第２光源ＬＥＤ２をオンした時に受光強度が最も小さい値を出力したことから、受光素子ＰＤ１の受光強度を伝達するチャネルＣＮＬ１に切り替えスイッチが固着したと判断できる。

【0027】

図５は、受光素子用マルチプレクサ１００において、受光素子ＰＤ１とマルチプレクサＭＵＸの入力端子を接続するチャネルＣＮＬ１が断線した場合の出力値などを示す。本図（Ａ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオンに、第２光源ＬＥＤ２をオフに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替える。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度は、本図（Ｃ）の黒丸印で表されるように、受光素子ＰＤ２〜ＰＤ４における受光強度は、正常動作時と同様に変化すると共にその受光強度も同じ程度であるが、受光素子ＰＤ１における受光強度は、ゼロを示す。すなわち、出力値に現れる受光強度は、第１光源ＬＥＤ１と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。

【0028】

本図（Ｂ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオフに、第２光源ＬＥＤ２をオンに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替える。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である受光強度は、本図（Ｃ）の白丸印で表されるように、受光素子ＰＤ２〜ＰＤ４における受光強度は、正常動作時と同様に変化すると共にその受光強度も同じ程度であるが、受光素子ＰＤ１における受光強度は、ゼロを示す。すなわち、出力値に現れる受光強度は、第２光源ＬＥＤ２と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。

【0029】

このように、受光素子用マルチプレクサ１００では、出力値に現れる受光強度が第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。さらに、第１光源ＬＥＤ１と第２光源ＬＥＤ２のいずれをオンした場合も、受光素子ＰＤ１の出力値のみがゼロであるから、受光素子ＰＤ１とマルチプレクサＭＵＸの入力端子を接続するチャネルＣＮＬ１が断線したと判断することができる。

【0030】

図６は、受光素子用マルチプレクサ１００において、受光素子ＰＤ１とマルチプレクサＭＵＸの入力端子を接続するチャネルＣＮＬ１と受光素子ＰＤ２とマルチプレクサＭＵＸの入力端子を接続するチャネルＣＮＬ２がショートした場合の出力値などを示す。本図（Ａ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオンに、第２光源ＬＥＤ２をオフに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替える。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である各受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４における受光強度は、本図（Ｃ）の黒丸印で表されるように、受光素子ＰＤ３〜ＰＤ４における受光強度は、正常動作時と同様に変化すると共にその受光強度も同じ程度であるが、受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２における受光強度は同じとなる。また、その受光強度は、正常動作時の受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２の受光強度の和の概ね半分である。すなわち、出力値に現れる受光強度は、第１光源ＬＥＤ１と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。

【0031】

本図（Ｂ）は、制御部ＣＴＬが、第１光源ＬＥＤ１をオフに、第２光源ＬＥＤ２をオンに制御している状態を示す。この状態において、マルチプレクサＭＵＸは、チャネルＣＮＬ１〜ＣＮＬ４を切り替える。そうすると、マルチプレクサＭＵＸの出力値である受光強度は、本図（Ｃ）の白丸印で表されるように、受光素子ＰＤ３〜ＰＤ４における受光強度は、正常動作時の同様に変化すると共にその受光強度も同じ程度であるが、受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２における受光強度は同じとなる。また、その受光強度は、正常動作時の受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２の受光強度の和の概ね半分である。すなわち、出力値に現れる受光強度は、第１光源ＬＥＤ１と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４までの距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。

【0032】

このように、受光素子用マルチプレクサ１００では、出力値に現れる受光強度が第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２と受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４との距離に比例して変化しないので、異常が発生していると判断できる。さらに、第１光源ＬＥＤ１と第２光源ＬＥＤ２のいずれをオンした場合も、受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２における受光強度は出力値として同じになると共に、その受光強度は、正常動作時の受光素子ＰＤ１と受光素子ＰＤ２の受光強度の和の概ね半分であることから、チャネルＣＮＬ１とチャネルＣＮＬ２がショートしていると判断することができる。

【0033】

このように、複数の受光素子を有するマルチプレクサにおいて、それぞれの受光素子に対して受光強度が異なるように照射する光源を備え、その光源が点灯時にマルチプレクサのチャネルを切り替えて出力値を評価することで、故障モードを適切に検出することができる。すなわち、故障検出部ＦＤは、マルチプレクサＭＵＸが第１接続状態にある時に制御部ＣＴＬが第１光源ＬＥＤ１を点灯した場合のマルチプレクサＭＵＸの第１出力値と、切り替えスイッチを切り替えて、マルチプレクサＭＵＸが第１接続状態とは異なる第２接続状態にある時に制御部ＣＴＬが第１光源ＬＥＤ１を点灯した場合のマルチプレクサＭＵＸの第２出力値とに基づいて、マルチプレクサＭＵＸの故障を検出する。これによれば、複数の受光素子が出力した信号を切り替えて出力する受光素子用マルチプレクサ１００において、故障検出用の光源からの光を受光しながらチャネルを切り替えるというマルチプレクサの機能を用いることで、故障モードを適切に検出する受光素子用マルチプレクサ１００を提供することができる。

【0034】

なお、本実施例では光源は２つであるが、上述したように光源が１つであっても、当該光源からの光を受光しながらチャネルを切り替えるというマルチプレクサの機能を用いることで、故障モードを適切に検出することができる。ただし、２つの光源を用いると、より正確に故障モードを検出できるので、好ましい。

【0035】

２つの光源を有する場合、故障検出部ＦＤは、マルチプレクサＭＵＸが第１接続状態にある時に制御部ＣＴＬが第１光源ＬＥＤ１を点灯した場合のマルチプレクサＭＵＸの第１出力値と、切り替えスイッチを切り替えて、マルチプレクサＭＵＸが第１接続状態とは異なる第２接続状態にある時に制御部ＣＴＬが第１光源ＬＥＤ１を点灯した場合のマルチプレクサＭＵＸの第２出力値と、マルチプレクサＭＵＸが第１接続状態にある時に制御部ＣＴＬが第２光源ＬＥＤ２を点灯した場合のマルチプレクサＭＵＸの第３出力値と、切り替えスイッチを切り替えて、マルチプレクサＭＵＸが第１接続状態とは異なる第２接続状態にある時に制御部ＣＴＬが第２光源ＬＥＤ２を点灯した場合のマルチプレクサＭＵＸの第４出力値とに基づいて、マルチプレクサＭＵＸの故障を検出する。

【0036】

＜適用例＞
上述した受光素子用マルチプレクサ１００は、たとえば、図７に示す、走査式レーザレーダ装置ＲＤＲに適用される。走査式レーザレーダ装置ＲＤＲは、車両などの移動体に設置され、対象物までの距離を検出する。走査式レーザレーダ装置ＲＤＲは、レーザ光を発光してから反射光を受光するまでの時間差と、発光したレーザ光の投光方向に基づいて、測定対象物までの距離や方向を測定する。走査式レーザレーダ装置ＲＤＲは、発光するレーザダイオードと受光するフォトダイオードが一次元に配列されたレーザダイオードアレイとフォトダイオードアレイを配列方向に対して垂直な方向に投光する方向および受光する方向を一次元方向に変化させることで、１回の走査（スキャン）で面（二次元）の走査を行う。

【0037】

本図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、走査式レーザレーダ装置ＲＤＲは、正面視でアーチ状のレーザレーダカバー９０と、レーザダイオードやフォトダイオードなどの構成要素を内に有するほぼ直方体のレーザレーダ筐体９１と備える。レーザレーダカバー９０は、レーザ光およびその反射光（電磁波）を透過する材質からなり、レーザダイオードから発せられるレーザ光を対象物に投光すると共に、その対象物からの反射光を受光することを可能とする。

【0038】

本図（Ｄ）は、レーザレーダカバー９０とレーザレーダ筐体９１を取り除いて、内部に含まれる主な構成要素のみを表した図である。走査式レーザレーダ装置ＲＤＲは、レーザ光を発光するレーザダイオード２０と、反射光を受光するフォトダイオードアレイ３０と、レーザダイオード２０が発光したレーザ光をモータ１１により回転されながら投光すると共に反射光をフォトダイオードアレイ３０に導光する回転ミラー１０とを備える。

【0039】

レーザダイオード２０が発光したレーザ光が対象物に反射して戻ってきた反射光は、フォトダイオードアレイ３０に結像させる受光レンズ３１と導光する受光ミラー３２を経由して、フォトダイオードアレイ３０に到達する。フォトダイオードアレイ３０には、上述した受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４から構成される。フォトダイオードアレイ３０は、基板ＰＬＴ上に搭載される共に、基板ＰＬＴには、上述した第１光源ＬＥＤ１および第２光源ＬＥＤ２がフォトダイオードアレイ３０の両端の近傍に配置されている。

【0040】

走査式レーザレーダ装置ＲＤＲの動作時には、受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４が受光したレーザ光の反射光は、電気信号に変換されて、マルチプレクサＭＵＸ（図示せず）により多重化されてＡＤコンバータＡＤＣ（図示せず）に対して出力される。走査式レーザレーダ装置ＲＤＲの故障検出時には、第１光源ＬＥＤ１または第２光源ＬＥＤ２が点灯され、その照射光が電気信号に変換されて、マルチプレクサＭＵＸの出力値となる。その出力値は、上述した方法により故障モードの検出に利用される。

【0041】

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

【符号の説明】

【0042】

１００ 受光素子用マルチプレクサ
ＰＤ１〜ＰＤ４ 受光素子
ＬＥＤ１ 第１光源
ＬＥＤ２ 第２光源
ＣＴＬ 制御部
ＭＵＸ マルチプレクサ
ＣＮＬ１〜ＣＮＬ４ チャネル
ＦＤ 故障検出部
ＡＤＣ ＡＤコンバータ
ＰＬＴ 基板
ＲＤＲ 走査式レーザレーダ装置
１０ 回転ミラー
１１ モータ
２０ レーザダイオード
３０ フォトダイオードアレイ
３１ 受光レンズ
３２ 受光ミラー
９０ レーザレーダカバー
９１ レーザレーダ筐体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】