特開 2022-163303 制御装置、受信装置、センサ装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022163303

(43)【公開日】2022-10-26

(54)【発明の名称】制御装置、受信装置、センサ装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/4913 20200101AFI20221019BHJP

【ＦＩ】

G01S7/4913

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021068161

(22)【出願日】2021-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520001073

【氏名又は名称】パイオニアスマートセンシングイノベーションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】宮路 泰輔

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084BA36

5J084DA01

5J084DA08

5J084EA12

(57)【要約】

【課題】ＡＰＤに印加する電圧を適切に設定する。
【解決手段】制御部３００は、ＡＰＤ２００に入射する光の量が所定量以下となるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。所定量は、例えば、実質的にゼロである。光源から出射されたビームを走査部１００によって反射することで照射されたビームの反射ビーム又は散乱ビームと、太陽光等の外部の光と、がＡＰＤ２００に入射しないタイミングにおいて、ＡＰＤに入射する光の量が実質的にゼロに近づく。ＡＰＤ２００による光の検出において、制御部３００は、推定された降伏電圧Ｖ_ＢＲに所定比Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲを乗じて得られる電圧Ｖ_ＭでＡＰＤ２００を動作させている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＰＤに入射する光の量が所定量以下となるタイミングで前記ＡＰＤの降伏電圧を推定し、推定された前記降伏電圧に所定比を乗じて得られる電圧で前記ＡＰＤを動作させる制御部を備える制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記降伏電圧に対する動作電圧の比と、増倍率と、の所定の関係を参照して、前記ＡＰＤを動作させる前記電圧を決定する、制御装置。

【請求項3】

降伏電圧に対する動作電圧の比と、増倍率と、の所定の関係を参照して決定された電圧でＡＰＤを動作させる制御部を備える制御装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記ＡＰＤへの電圧の印加によって前記ＡＰＤから出力される信号に基づいて、前記降伏電圧を推定する、制御装置。

【請求項5】

前記ＡＰＤと、
請求項１～４のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備える受信装置。

【請求項6】

走査部と、
請求項５に記載の受信装置と、
を備えるセンサ装置。

【請求項7】

請求項６に記載のセンサ装置において、
前記制御部は、前記走査部の受光方向が遮光部に向けられるタイミングで、前記降伏電圧を推定する、センサ装置。

【請求項8】

請求項７に記載のセンサ装置において、
前記走査部の前記受光方向が前記遮光部に向けられるタイミングにおいて、前記走査部は、ビームを照射しない、センサ装置。

【請求項9】

コンピュータが、ＡＰＤに入射する光の量が所定量以下となるタイミングで前記ＡＰＤの降伏電圧を推定し、推定された前記降伏電圧に所定比を乗じて得られる電圧で前記ＡＰＤを動作させる、制御方法。

【請求項10】

コンピュータが、降伏電圧に対する動作電圧の比と、増倍率と、の所定の関係を参照して決定された電圧でＡＰＤを動作させる、制御方法。

【請求項11】

コンピュータに、請求項９又は１０に記載の制御方法を実行させるプログラム。

【請求項12】

請求項１１に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、受信装置、センサ装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等の様々なセンサ装置が開発されている。センサ装置は、レーザ等の光源から出射されたビームを走査するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ポリゴンミラー等の走査部と、走査部によって走査されたビームの反射ビームを検出するアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）と、を備えている。

【0003】

一定の強度の光がＡＰＤに入射することで、ＡＰＤには電流が流れる。ＡＰＤに流れる電流は、ＡＰＤの増倍率が高くなるほど高くなる。増倍率は、ＡＰＤに印加される逆バイアス電圧に応じて変動する。増倍率は、ＡＰＤの降伏電圧の近傍において逆バイアス電圧を増加させると急激に増加する。

【0004】

特許文献１に記載されているように、降伏電圧は、温度によって変動することがある。特許文献１には、温度による降伏電圧の変動によらず一定の増倍率を得るための方法について記載されている。この方法では、ＡＰＤに印加する逆バイアス電圧を変化させて、ＡＰＤに所定電流が流れる逆バイアス電圧、すなわち、降伏電圧を検出している。ＡＰＤを用いた測定においては、降伏電圧に所定比を乗じて得られる電圧をＡＰＤに印加している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－３２４９０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＡＰＤに印加する電圧を制御する方法として、例えば特許文献１に記載されているように、検出された降伏電圧に所定比を乗じて得られる電圧をＡＰＤに印加することがある。しかしながら、この方法では、降伏電圧を検出する際にＡＰＤに光が入射すると、ＡＰＤに入射した光子に起因する電流がＡＰＤによって増倍され得る。このため、降伏電圧の検出に誤差が生じ得る。また、上述した方法では、任意の増倍率を得るための所定比が明らかになっていない。このため、降伏電圧が検出されたとしても、ＡＰＤを任意の増倍率に設定し得ないことがある。

【0007】

本発明が解決しようとする課題としては、ＡＰＤに印加する電圧を適切に設定することが一例として挙げられる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の発明は、
ＡＰＤに入射する光の量が所定量以下となるタイミングで前記ＡＰＤの降伏電圧を推定し、推定された前記降伏電圧に所定比を乗じて得られる電圧で前記ＡＰＤを動作させる制御部を備える制御装置である。

【0009】

請求項３に記載の発明は、
降伏電圧に対する動作電圧の比と、増倍率と、の所定の関係を参照して決定された電圧でＡＰＤを動作させる制御部を備える制御装置である。

【0010】

請求項５に記載の発明は、
前記ＡＰＤと、
上記制御装置と、
を備える受信装置である。

【0011】

請求項６に記載の発明は、
走査部と、
上記受信装置と、
を備えるセンサ装置である。

【0012】

請求項９に記載の発明は、
コンピュータが、ＡＰＤに入射する光の量が所定量以下となるタイミングで前記ＡＰＤの降伏電圧を推定し、推定された前記降伏電圧に所定比を乗じて得られる電圧で前記ＡＰＤを動作させる、制御方法である。

【0013】

請求項１０に記載の発明は、
コンピュータが、降伏電圧に対する動作電圧の比と、増倍率と、の所定の関係を参照して決定された電圧でＡＰＤを動作させる、制御方法である。

【0014】

請求項１１に記載の発明は、
コンピュータに、上記制御方法を実行させるプログラムである。

【0015】

請求項１１に記載の発明は、
上記プログラムを記憶した記憶媒体である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る受信装置を示す機能ブロック図である。

【図2】動作電圧Ｖ_ＡＰＤと増倍率Ｍとの関係の温度依存性の一例を示すグラフである。

【図3】降伏電圧Ｖ_ＢＲに対する動作電圧Ｖ_ＡＰＤの比と増倍率Ｍとの関係の一例を示すグラフである。

【図4】実施例に係るセンサ装置を示す図である。

【図5】図４に示した開口及び遮光部を第３方向の負方向から見た図である。

【図6】図４に示したセンサ装置における制御部による制御のタイミングチャートの一例を示す図である。

【図7】制御部のハードウエア構成を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態及び実施例について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0018】

本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。

【0019】

図１は、実施形態に係る受信装置２０を示す機能ブロック図である。

【0020】

受信装置２０は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）２００及び制御部３００を備えている。

【0021】

ＡＰＤ２００は、受信装置２０に入射する光を検出している。一定の強度の光がＡＰＤ２００に入射することで、ＡＰＤ２００には電流が流れる。ＡＰＤ２００に流れる電流は、ＡＰＤ２００の増倍率Ｍが高くなるほど高くなる。増倍率Ｍは、ＡＰＤ２００に印加される逆バイアス電圧、すなわち、ＡＰＤ２００の動作電圧Ｖ_ＡＰＤに応じて変動する。ＡＰＤ２００に光が入射しているか否かにかかわらず、増倍率Ｍは、ＡＰＤ２００の降伏電圧Ｖ_ＢＲの近傍において動作電圧Ｖ_ＡＰＤを増加させると急激に増加する。

【0022】

制御部３００は、ＡＰＤ２００に入射する光の量が所定量以下となるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。降伏電圧Ｖ_ＢＲは、理論上、増倍率Ｍが無限大となる電圧である。しかしながら、降伏電圧Ｖ_ＢＲの推定における降伏電圧Ｖ_ＢＲは、増倍率Ｍが比較的大きな所定値となる電圧にしてもよい。ＡＰＤ２００による光の検出において、制御部３００は、推定された降伏電圧Ｖ_ＢＲに所定比Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲを乗じて得られる電圧Ｖ_ＭでＡＰＤ２００を動作させている。所定量は、例えば、実質的にゼロである。この例において、所定量は、厳密なゼロでなくてもよい。例えば、ＡＰＤ２００に実質的に電流が流れない程度にＡＰＤ２００に光が入射していてもよい。また、後述する実施例に係るセンサ装置１０においては、不図示の光源から出射されたビームを走査部１００によって反射することで照射されたビームの反射ビーム又は散乱ビームと、太陽光等の外部の光と、がＡＰＤ２００に入射しないタイミングにおいて、ＡＰＤに入射する光の量が実質的にゼロに近づく。

【0023】

仮に、ＡＰＤ２００に入射する光の量が所定量より多くなるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定した場合、ＡＰＤ２００に入射した光子に起因する電流がＡＰＤ２００によって増倍されて、降伏電圧Ｖ_ＢＲの推定に誤差が生じ得る。これに対して、本実施形態によれば、ＡＰＤ２００に入射する光の量が所定量より高くなるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定した場合と比較して、ＡＰＤ２００に入射した光子に起因する電流がＡＰＤ２００によって増倍されることを抑制することができ、降伏電圧Ｖ_ＢＲの推定の誤差を抑制することができる。

【0024】

図２は、動作電圧Ｖ_ＡＰＤと増倍率Ｍとの関係の温度依存性の一例を示すグラフである。図３は、降伏電圧Ｖ_ＢＲに対する動作電圧Ｖ_ＡＰＤの比と、増倍率Ｍと、の関係の一例を示すグラフである。

【0025】

図２において、グラフの横軸は、ＡＰＤ２００の動作電圧Ｖ_ＡＰＤ（単位：Ｖ）を示している。図３において、グラフの横軸は、降伏電圧Ｖ_ＢＲに対する動作電圧Ｖ_ＡＰＤの比を示している。また、図２及び図３において、グラフの縦軸は、ＡＰＤ２００の増倍率Ｍを示している。図２における各曲線は、ＡＰＤ２００の温度につき－２０℃、－１０℃、０℃、１０℃、１５℃、２５℃、４０℃、５０℃、６０℃及び８５℃についての特性を示している。増倍率Ｍが１．Ｅ＋０２以上の範囲において、各温度の特性は、動作電圧Ｖ_ＡＰＤの高電圧側に向けて、昇温順に並んでいる。

【0026】

増倍率Ｍは、Ｍｉｌｌｅｒの近似式によって、以下の式（１）によって示されるようになる。

【数1】

ただし、ｋは、イオン化率比であり、ｎは、不純物プロファイル等、ＡＰＤ２００の素子構造で決定される値である。イオン化率比ｋは、電子のイオン化率αに対する正孔のイオン化率βの比β／αによって表される。

【0027】

図２に示すように、動作電圧Ｖ_ＡＰＤと増倍率Ｍとの関係は、ＡＰＤ２００の温度に依存して変動する。これに対して、図３に示すように、降伏電圧Ｖ_ＢＲに対する動作電圧Ｖ_ＡＰＤの比と、増倍率Ｍと、の関係は、理論上、ＡＰＤ２００の温度によらず一定となる。

【0028】

制御部３００は、図３に示す関係等、降伏電圧Ｖ_ＢＲに対する動作電圧Ｖ_ＡＰＤの比と、増倍率Ｍと、の所定の関係を参照して、ＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖ_Ｍを決定している。降伏電圧Ｖ_ＢＲが既に推定されている場合、制御部３００は、当該関係を参照することで、任意の増倍率Ｍを得るための所定比Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲ、すなわち、ＡＰＤ２００に印加すべき電圧Ｖ_Ｍを決定することができる。

【実施例0029】

図４は、実施例に係るセンサ装置１０を示す図である。図５は、図４に示した開口５１０及び遮光部５２０を第３方向Ｚの負方向から見た図である。

【0030】

図４及び図５において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、当該矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、かつ当該矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。図４において第１方向Ｘを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第１方向Ｘの正方向であり、かつ紙面の手前から奥に向かう方向が第１方向Ｘの負方向であることを示している。図５において第３方向Ｚを示すＸ付き白丸は、紙面の手前から奥に向かう方向が第３方向Ｚの正方向であり、かつ紙面の奥から手前に向かう方向が第３方向Ｚの負方向であることを示している。

【0031】

第１方向Ｘは、鉛直方向に直交する水平方向に平行な一方向である。第３方向Ｚの負方向から見て、第１方向Ｘの正方向は、水平方向の右から左に向かう方向となっており、第１方向Ｘの負方向は、水平方向の左から右に向かう方向となっている。第２方向Ｙは、鉛直方向に平行な方向である。第２方向Ｙの正方向は、鉛直方向の下から上に向かう方向となっており、第２方向Ｙの負方向は、鉛直方向の上から下に向かう方向となっている。第３方向Ｚは、水平方向に平行かつ第１方向Ｘに直交する一方向である。第１方向Ｘの正方向から見て、第３方向Ｚの正方向は、水平方向の右から左に向かう方向となっており、第３方向Ｚの負方向は、水平方向の左から右に向かう方向となっている。

【0032】

第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚ、水平方向及び鉛直方向の関係は、本実施例に係る関係に限定されない。第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚ、水平方向及び鉛直方向の関係は、センサ装置１０の配置に応じて異なる。例えば、第３方向Ｚが鉛直方向に平行になっていてもよい。

【0033】

センサ装置１０は、走査部１００、ＡＰＤ２００、制御部３００、電圧源３１０及び筐体５００を備えている。走査部１００、ＡＰＤ２００、制御部３００及び電圧源３１０は、筐体５００の内部に収容されている。制御部３００は、筐体５００の外部に設けられていてもよい。

【0034】

走査部１００は、不図示のレーザ等の光源から時間的に繰り返して出射された複数のビームを反射している。具体的には、走査部１００は、図５に示す走査線Ｌに向けて複数のビームを反射している。また、走査部１００は、走査線Ｌが位置する方向から走査部１００に向かう光をＡＰＤ２００に向けて反射している。走査線Ｌは、第３方向Ｚに垂直であって後述する開口５１０が位置する仮想平面に投影された走査線である。一例において、走査部１００は、直交する２つの所定の回転軸の周りに回転又は揺動可能なＭＥＭＳミラーである。この例において、走査部１００は、２つの回転軸のうちの一方を回転又は搖動させることで、走査部１００に入射するビームを上記仮想平面上で第１方向Ｘに走査している。走査部１００は、２つの回転軸のうちの他方を回転又は搖動させることで、走査部１００に入射するビームを上記仮想平面上で第２方向Ｙに走査している。走査部１００の走査の各フレームにおいて、走査部１００は、走査線Ｌの第２方向Ｙの正方向側から走査線Ｌの第２方向Ｙの負方向側に向けて複数のビームを反射している。走査部１００は、ＭＥＭＳミラーと異なる走査部、例えばポリゴンミラーやガルバノミラーであってもよい。

【0035】

図４に示す第１矢印ＢＡ１、第２矢印ＢＡ２及び第３矢印ＢＢの各々の基端から先端に向かう方向は、走査部１００のビーム照射方向の一例を示している。走査部１００は、不図示の光源から出射されたビームの反射によって、ビーム照射方向に向けてビームを照射可能になっている。光源からのビームの出射タイミングを調整することで、走査部１００のビーム照射方向には、走査部１００によってビームが実際に照射されてもよいし、又は照射されなくてもよい。走査部１００のビーム照射方向は、走査部１００の駆動によって、時間に応じて変動している。走査部１００によるビームの照射は、上述した例に限定されない。例えば、走査部１００は、ビーム照射方向が可変な光源であってもよい。

【0036】

図４に示す第１矢印ＢＡ１、第２矢印ＢＡ２及び第３矢印ＢＢの各々の先端から基端に向かう方向は、走査部１００の受光方向の一例を示している。走査部１００は、受光方向から走査部１００に向かう光をＡＰＤ２００に向けて反射している。走査部１００の受光方向は、走査部１００の駆動によって、時間に応じて変動している。

【0037】

筐体５００の第３方向Ｚの正方向側の側面には、開口５１０が設けられている。図４の第１矢印ＢＡ１又は第２矢印ＢＡ２に基端から先端に向かう方向よって示されるビーム照射方向によって例示されるように、不図示の光源から出射されたビームを走査部１００によって反射することで開口５１０に向けて照射されたビームは、開口５１０を通じて、筐体５００の外部に向けて照射されている。図５に示す例において、第３方向Ｚの負方向側から見て、開口５１０は四角形となっている。第３方向Ｚの負方向側から見た開口５１０の形状は図５に示す例に限定されない。

【0038】

走査部１００によって開口５１０を通じて筐体５００の外部に向けて照射されたビームは、筐体５００の外部に存在する不図示の物体によって反射又は散乱される。本実施例では、図４の第１矢印ＢＡ１又は第２矢印ＢＡ２の先端から基端に向かう方向によって示される受光方向によって例示されるように、当該物体によって反射又は散乱されたビームが、走査部１００に入射し、走査部１００によってＡＰＤ２００に向けて反射される。つまり、センサ装置１０から送信されるビームの光軸と、センサ装置１０の外部に存在する物体から反射又は散乱されてセンサ装置１０によって受信されるビームの光軸と、が同軸となっている。センサ装置１０の光学系は、本実施例に係る光学系に限定されない。例えば、筐体５００の外部に存在する不図示の物体によって反射又は散乱されたビームが、走査部１００に入射することなく、ＡＰＤ２００に入射してもよい。この場合、センサ装置１０から送信されるビームの光軸と、センサ装置１０の外部に存在する物体から反射又は散乱されてセンサ装置１０によって受信されるビームの光軸と、が互いにずれている。

【0039】

図５に示すように、第３方向Ｚの負方向から見て、遮光部５２０は、走査線Ｌの一部分と重なっている。図５に示す例では、遮光部５２０は、開口５１０に対して第２方向Ｙの正方向側に位置している。遮光部５２０が設けられる位置は、図５に示す例に限定されない。例えば、遮光部５２０は、開口５１０に対して第２方向Ｙの負方向側に位置していてもよいし、又は開口５１０に対して第１方向Ｘの正方向側又は負方向側に位置していてもよい。さらに、第３方向Ｚの負方向から見て、遮光部５２０は、開口５１０の周囲の複数の位置に設けられていてもよい。例えば、２つの遮光部５２０が開口５１０に対して第２方向Ｙの正方向側及び負方向側の双方に位置していてもよいし、又は開口５１０に対して第１方向Ｘの正方向側及び負方向側の双方に位置していてもよい。

【0040】

本実施例において、制御部３００は、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられるタイミングで、降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。図４の第３矢印ＢＢの先端から基端に向かう方向によって示される受光方向によって例示されるように、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられているタイミングでは、走査部１００の受光方向が開口５１０に向けられているタイミングと比較して、太陽光等の筐体５００の外部の光が走査部１００に入射しにくくなっている。したがって、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する場合、走査部１００の受光方向が開口５１０に向けられるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する場合と比較して、筐体５００の外部の光が走査部１００を経由してＡＰＤ２００に入射することを抑制することができる。制御部３００が降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定するタイミングは、本実施例に係るタイミングに限定されない。例えば、制御部３００は、走査部１００の受光方向が開口５１０に向けられているタイミングで、降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定してもよい。

【0041】

本実施例において、走査部１００は、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられているタイミングで、ビームを照射していない。走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられているタイミングで走査部１００ビームを照射していない場合、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられているタイミングで走査部１００ビームを照射している場合と比較して、走査部１００によって照射されて遮光部５２０で反射又は散乱されたビームが、制御部３００が降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定するタイミングにおいてＡＰＤ２００に入射することを抑制することができる。走査部１００によってビームが照射されるタイミングは、上述した例に限定されない。例えば、走査部１００は、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられているタイミングで、ビームを照射してもよい。

【0042】

図６は、図４に示したセンサ装置１０における制御部３００による制御のタイミングチャートの一例を示す図である。

【0043】

図６の上段において図の左側から右側に延びる矢印は、時間軸を示している。図６の時間軸の左部分に付された矢印によって示される第１非測定時間区間ＴＢ１は、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられている時間区間を示している。図６の時間軸の中央部分に付された矢印によって示される測定時間区間ＴＡは、第１非測定時間区間ＴＢ１の後において走査部１００の受光方向が開口５１０に向けられている時間区間を示している。図６の時間軸の右部分に付された矢印によって示される第２非測定時間区間ＴＢ２は、測定時間区間ＴＡの後において走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられている時間区間を示している。

【0044】

図６の中段のタイミングチャートは、電圧源３１０によってＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖのタイミングチャートを示している。電圧Ｖを示すタイミングチャートにおいて、「０」が付された破線は、電圧ゼロを示している。電圧Ｖを示すタイミングチャートにおいて、電圧ゼロを示す破線よりも上側では電圧Ｖが正となっていて、電圧ゼロを示す破線よりも下側では電圧Ｖが負となっている。

【0045】

図６の下段のタイミングチャートは、ＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖに基づいて、ＡＰＤ２００から出力される信号の統計値Ｓのタイミングチャートを示している。第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２において走査部１００によってビームが照射されていない場合、統計値Ｓは、例えば、第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２の少なくとも一部分の時間区間においてＡＰＤ２００から出力される信号の平均値である。統計値Ｓは、平均値と異なる統計値であってもよい。例えば、統計値Ｓは、第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２の少なくとも一部分の時間区間においてＡＰＤ２００から出力される信号の分散値であってもよい。第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２の一部分の時間区間において走査部１００によってビームが照射される場合、統計値Ｓは、例えば、第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２のうち走査部１００によってビームが照射される時間区間を除いた少なくとも一部分の時間区間において、ＡＰＤ２００から出力される信号の平均値である。統計値Ｓは、平均値と異なる統計値であってもよい。例えば、統計値Ｓは、第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２のうち走査部１００によってビームが照射される時間区間を除いた少なくとも一部分の時間区間においてＡＰＤ２００から出力される信号の分散値であってもよい。統計値Ｓを示すタイミングチャートにおいて、「Ｄ」が付された破線は、既定値Ｄを示している。統計値Ｓを示すタイミングチャートにおいて、既定値Ｄを示す破線よりも上側では統計値Ｓが既定値Ｄより大きくなっており、既定値Ｄを示す破線よりも下側では統計値Ｓが既定値Ｄより小さくなっている。既定値Ｄは、ＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖが降伏電圧Ｖ_ＢＲとなる場合に統計値Ｓがとる値である。

【0046】

図６を用いて、制御部３００の制御の一例について説明する。

【0047】

まず、第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１まで、制御部３００は、電圧源３１０によってＡＰＤ２００に電圧Ｖを印加させている。第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１まで、統計値Ｓは、既定値Ｄより小さくなっている。第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１まで印加される電圧Ｖは、降伏電圧Ｖ_ＢＲの近傍の電圧である。

【0048】

次いで、制御部３００は、統計値Ｓと既定値Ｄとの差の絶対値が第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１までの統計値Ｓと既定値Ｄとの差の絶対値より小さくなるように、電圧源３１０によってＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖを制御している。具体的には、第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１において、制御部３００は、電圧Ｖを増加させている。時刻ｔ１における電圧Ｖの増加によって、統計値Ｓは時刻ｔ１において増加している。第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１以降の統計値Ｓと既定値Ｄとの差の絶対値は、第１非測定時間区間ＴＢ１の時刻ｔ１までの統計値Ｓと既定値Ｄとの差の絶対値より小さくなっている。制御部３００は、電圧Ｖを変動させることで、統計値Ｓが既定値Ｄに近づく電圧Ｖを検出することで、降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。

【0049】

次いで、制御部３００は、第１非測定時間区間ＴＢ１から測定時間区間ＴＡにかけて、推定された降伏電圧Ｖ_ＢＲに所定比Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲを乗じて得られる電圧Ｖ_Ｍを電圧源３１０によってＡＰＤ２００に印加している。ＡＰＤ２００に電圧Ｖ_Ｍが印加された状態において、走査部１００によって開口５１０を通じて筐体５００の外部に向けて照射されたビームが、筐体５００の外部に存在する物体によって反射又は散乱される。また、ＡＰＤ２００に電圧Ｖ_Ｍが印加された状態において、当該物体によって反射又は散乱されたビームが、走査部１００に入射し、走査部１００によってＡＰＤ２００に向けて反射される。このようにして、ＡＰＤ２００に電圧Ｖ_Ｍが印加された状態において、センサ装置１０は、当該物体を測定している。したがって、ＡＰＤ２００の増倍率を所望の増倍率にした状態で当該物体を測定することができる。

【0050】

次いで、制御部３００は、測定時間区間ＴＡから第２非測定時間区間ＴＢ２にかけて、電圧源３１０によってＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖを増加させている。第２非測定時間区間ＴＢ２において、制御部３００は、第１非測定時間区間ＴＢ１と同様にして、降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する。

【0051】

図６に示す例では、第１非測定時間区間ＴＢ１において、ＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖが一度の更新によって増加されている。しかしながら、第１非測定時間区間ＴＢ１において電圧Ｖが更新される回数は一回に限らず、複数回であってもよい。

【0052】

制御部３００は、走査部１００の受光方向が遮光部５２０に向けられている複数の時間区間において、第１非測定時間区間ＴＢ１又は第２非測定時間区間ＴＢ２に関して説明した上述した動作と同様の動作を繰り返すことで、降伏電圧Ｖ_ＢＲの推定を繰り返している。したがって、制御部３００は、走査部１００の受光方向が開口５１０に向けられている時間区間において、ＡＰＤ２００の増倍率を所望の増倍率にすることができる。

【0053】

図５及び図６に示す例では、制御部３００は、走査部１００の走査の１フレームのうちの始期の時間区間において降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。しかしながら、制御部３００による降伏電圧Ｖ_ＢＲの推定が行われるタイミングは、この例に限定されない。例えば、遮光部５２０が開口５１０に対して第２方向Ｙの負方向側に位置する場合、制御部３００は、走査部１００の走査の１フレームのうちの終期の時間区間において降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定することができる。また、例えば、遮光部５２０が開口５１０に対して第１方向Ｘの正方向又は負方向側に位置する場合、制御部３００は、走査部１００の走査の１フレームのうち走査部１００のビーム照射方向が遮光部５２０に向けられる各タイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定することができる。

【0054】

図５に示す例では、開口５１０に対して第２方向Ｙの正方向側に位置する遮光部５２０の第１方向Ｘの幅が、走査線Ｌが形成される走査範囲の第１方向Ｘの幅以上となっている。この場合、開口５１０に対して第２方向Ｙの正方向側に位置する遮光部５２０の第１方向Ｘの幅が上記走査範囲の第１方向Ｘの幅未満である場合と比較して、制御部３００による降伏電圧Ｖ_ＢＲの推定が行われる時間区間を長くすることができる。開口５１０に対して第２方向Ｙの正方向側に位置する遮光部５２０の第１方向Ｘの幅は、図５に示す例に限定されない。例えば、開口５１０に対して第２方向Ｙの正方向側に位置する遮光部５２０の第１方向Ｘの幅は、上記走査範囲の第１方向Ｘの幅未満であってもよい。

【0055】

図７は、制御部３００のハードウエア構成を例示する図である。制御部３００は、集積回路４００を用いて実装されている。集積回路４００は、例えばＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）である。

【0056】

集積回路４００は、バス４０２、プロセッサ４０４、メモリ４０６、ストレージデバイス４０８、入出力インタフェース４１０及びネットワークインタフェース４１２を有する。バス４０２は、プロセッサ４０４、メモリ４０６、ストレージデバイス４０８、入出力インタフェース４１０及びネットワークインタフェース４１２が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ４０４、メモリ４０６、ストレージデバイス４０８、入出力インタフェース４１０及びネットワークインタフェース４１２を互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。プロセッサ４０４は、マイクロプロセッサ等を用いて実現される演算処理装置である。メモリ４０６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いて実現されるメモリである。ストレージデバイス４０８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等を用いて実現されるストレージデバイスである。

【0057】

入出力インタフェース４１０は、集積回路４００を周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。入出力インタフェース４１０には走査部１００、ＡＰＤ２００及び電圧源３１０が接続されている。

【0058】

ネットワークインタフェース４１２は、集積回路４００をネットワークに接続するためのインタフェースである。このネットワークは、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ネットワークである。ネットワークインタフェース４１２がネットワークに接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。

【0059】

ストレージデバイス４０８は、制御部３００の機能を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ４０４は、これらのプログラムモジュールをメモリ４０６に読み出して実行することで、制御部３００の各々の機能を実現する。

【0060】

集積回路４００のハードウエア構成は、図７に示した構成に限定されない。例えば、プログラムモジュールはメモリ４０６に格納されてもよい。この場合、集積回路４００は、ストレージデバイス４０８を備えていなくてもよい。

【0061】

以上、図面を参照して本発明の実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【0062】

例えば、制御部３００は、降伏電圧Ｖ_ＢＲに対する動作電圧Ｖ_ＡＰＤの比と、増倍率Ｍと、の所定の関係を参照することなく、ＡＰＤ２００に印加される電圧Ｖ_Ｍを決定してもよい。

【0063】

例えば、制御部３００は、ＡＰＤ２００に入射する光の量が所定量より多くなるタイミングで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定してもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０ センサ装置
２０ 受信装置
１００ 走査部
２００ ＡＰＤ
３００ 制御部
３１０ 電圧源
４００ 集積回路
４０２ バス
４０４ プロセッサ
４０６ メモリ
４０８ ストレージデバイス
４１０ 入出力インタフェース
４１２ ネットワークインタフェース
５００ 筐体
５１０ 開口
５２０ 遮光部
ＢＡ１ 第１矢印
ＢＡ２ 第２矢印
ＢＢ 第３矢印
Ｌ 走査線
ＴＡ 測定時間区間
ＴＢ１ 第１非測定時間区間
ＴＢ２ 第２非測定時間区間
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】