特開 2022-22808 制御装置及びセンサ装置

(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】P2022022808

(43)【公開日】2022-02-07

(54)【発明の名称】制御装置及びセンサ装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/10 20060101AFI20220131BHJP

   H01L 31/107 20060101ALI20220131BHJP

   G01S 7/4861 20200101ALN20220131BHJP

【ＦＩ】

H01L31/10 G

H01L31/10 B

G01S7/4861

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020117252

(22)【出願日】2020-07-07

(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】田中 亮太

(72)【発明者】

【氏名】阿部 義徳

【テーマコード（参考）】

5F849

5J084

【Ｆターム（参考）】

5F849AA07

5F849BA10

5F849BA21

5F849BB07

5F849KA05

5F849KA06

5F849KA12

5F849KA16

5F849LA01

5F849XB01

5F849XB38

5J084AA05

5J084BA04

5J084BA36

5J084BA50

5J084BB14

5J084BB28

5J084CA21

5J084EA01

5J084EA12

(57)【要約】

【課題】アバランシェダイオードを所望の増倍率で動作させる。
【解決手段】推定部２１０は、アバランシェダイオード１３０が所定の増倍率となるアバランシェダイオード１３０の基準動作電圧を推定する。設定部２２０は、推定部２１０によって推定された基準動作電圧を用いてアバランシェダイオード１３０の増倍率を設定する。推定部２１０は、アバランシェダイオード１３０の動作電圧をアバランシェダイオード１３０の温度が所定の温度範囲に収まる時間内に掃引することで、アバランシェダイオード１３０の増倍率が所定の増倍率となるアバランシェダイオード１３０の動作電圧をアバランシェダイオード１３０の基準動作電圧として推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

出射部から出射され、可動反射部によって所定の走査範囲に向けて反射され、前記走査範囲内に存在する物体によって反射された電磁波を受信するアバランシェダイオードを制御する制御装置であって、
前記アバランシェダイオードが所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの基準動作電圧を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された前記基準動作電圧を用いて前記アバランシェダイオードの増倍率を設定する設定部と、
を備え、
前記推定部は、前記アバランシェダイオードの動作電圧を前記アバランシェダイオードの温度が所定の温度範囲に収まる時間内に掃引することで、前記アバランシェダイオードの前記増倍率が前記所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの前記動作電圧を前記アバランシェダイオードの前記基準動作電圧として推定する、制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置において、
前記所定の温度範囲が±０．０７５℃である、制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の制御装置において、
前記可動反射部の走査線が、第１方向に蛇行しながら、前記第１方向に交わる第２方向に伸びており、
前記推定部は、前記可動反射部の走査線が、前記可動反射部によって生成される視野の前記第２方向における両外側の少なくとも一方を通過するタイミングで、前記アバランシェダイオードの前記基準動作電圧を推定する、制御装置。

【請求項4】

電磁波を出射する出射部と、
前記出射部から出射された前記電磁波を所定の走査範囲に向けて反射する可動反射部と、
前記走査範囲内に存在する物体によって反射された電磁波を受信するアバランシェダイオードと、
請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えるセンサ装置。

【請求項5】

アバランシェダイオードを制御する制御装置であって、
前記アバランシェダイオードが所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの基準動作電圧を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された前記基準動作電圧を用いて前記アバランシェダイオードの増倍率を設定する設定部と、
を備え、
前記推定部は、前記アバランシェダイオードの動作電圧を前記アバランシェダイオードの温度が所定の温度範囲に収まる時間内に掃引することで、前記アバランシェダイオードの前記増倍率が前記所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの前記動作電圧を前記アバランシェダイオードの前記基準動作電圧として推定する、制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置及びセンサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等のセンサ装置が開発されている。センサ装置は、赤外線等の電磁波を受信するアバランシェダイオードを備えている。

【0003】

特許文献１及び２には、アバランシェダイオードの温度補償について記載されている。この温度補償では、アバランシェダイオードを定電流駆動して降伏電圧を検知する。そしてこの降伏電圧より所定の電圧だけ低い動作電圧でアバランシェダイオードを動作させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５５－６８６８３号公報

【特許文献2】特開昭６０－１４９９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アバランシェダイオードを所望の増倍率で動作させるためには、アバランシェダイオードが当該所望の増倍率となる降伏電圧等の基準動作電圧を推定する必要がある。一方、特許文献１又は２に記載されているように、アバランシェダイオードを定電流駆動して降伏電圧を検知する場合がある。しかしながら、この場合、アバランシェダイオードに流れる電流に起因した温度上昇によって、アバランシェダイオードの基準動作電圧を正確に推定することができないことがある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題としては、アバランシェダイオードを所望の増倍率で動作させ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】

【0007】

請求項１に記載の発明は、
出射部から出射され、可動反射部によって所定の走査範囲に向けて反射され、前記走査範囲内に存在する物体によって反射された電磁波を受信するアバランシェダイオードを制御する制御装置であって、
前記アバランシェダイオードが所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの基準動作電圧を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された前記基準動作電圧を用いて前記アバランシェダイオードの増倍率を設定する設定部と、
を備え、
前記推定部は、前記アバランシェダイオードの動作電圧を前記アバランシェダイオードの温度が所定の温度範囲に収まる時間内に掃引することで、前記アバランシェダイオードの前記増倍率が前記所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの前記動作電圧を前記アバランシェダイオードの前記基準動作電圧として推定する、制御装置である。

【0008】

請求項４に記載の発明は、
電磁波を出射する出射部と、
前記出射部から出射された前記電磁波を所定の走査範囲に向けて反射する可動反射部と、
前記走査範囲内に存在する物体によって反射された電磁波を受信するアバランシェダイオードと、
請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えるセンサ装置である。

【0009】

請求項５に記載の発明は、
アバランシェダイオードを制御する制御装置であって、
前記アバランシェダイオードが所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの基準動作電圧を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された前記基準動作電圧を用いて前記アバランシェダイオードの増倍率を設定する設定部と、
を備え、
前記推定部は、前記アバランシェダイオードの動作電圧を前記アバランシェダイオードの温度が所定の温度範囲に収まる時間内に掃引することで、前記アバランシェダイオードの前記増倍率が前記所定の増倍率となる前記アバランシェダイオードの前記動作電圧を前記アバランシェダイオードの前記基準動作電圧として推定する、制御装置である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係るセンサ装置を示す図である。

【図2】推定部及び設定部の機能ブロック図である。

【図3】アバランシェダイオード及び設定部の回路図である。

【図4】動作電圧Ｖ_ＡＰＤと増倍率Ｍとの関係の一例を示すグラフである。

【図5】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6】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7】制御装置の動作の第１例を説明するためのグラフである。

【図8】制御装置の動作の第２例を説明するためのグラフである。

【図9】制御装置の制御の第３例を説明するためのグラフである。

【図10】制御装置の制御の第４例を説明するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、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。

【0012】

図１は、実施形態に係るセンサ装置１０を示す図である。

【0013】

図１において、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに交差しており、具体的には直交している。図１において、第１方向Ｘは水平方向である。第１方向Ｘを示す矢印の方向である第１方向Ｘの正方向は、後述する可動反射部１２０から可動反射部１２０の走査範囲に向かって見て左方向である。第１方向Ｘを示す矢印の方向の反対方向である第１方向Ｘの負方向は、可動反射部１２０が位置する側から可動反射部１２０の走査範囲に向かって見て右方向である。第２方向Ｙは垂直方向である。第２方向Ｙを示す矢印の方向である第２方向Ｙの正方向は、上方向である。第２方向Ｙを示す矢印の方向の反対方向である第２方向Ｙの負方向は、下方向である。

【0014】

本明細書の説明から明らかなように、第１方向Ｘは水平方向と異なる方向であってもよく、第２方向Ｙは垂直方向と異なる方向であってもよい。

【0015】

センサ装置１０は、出射部１１０、可動反射部１２０、アバランシェダイオード１３０、ビームスプリッタ１４０及び制御装置２０を備えている。制御装置２０は、推定部２１０及び設定部２２０を有している。図１において、出射部１１０、可動反射部１２０、アバランシェダイオード１３０、ビームスプリッタ１４０及び走査線Ｌにかけて延びる点線は、出射部１１０、可動反射部１２０、アバランシェダイオード１３０、ビームスプリッタ１４０及び走査線Ｌに亘って伝搬する電磁波を示している。図１では、可動反射部１２０から走査線Ｌに向けて反射された電磁波は、走査線Ｌが形成される領域のおおよそ中央部に向けて照射されている。

【0016】

出射部１１０は、一定のタイミングの間隔でパルス状の赤外線等の電磁波を出射する。出射部１１０は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）等、電流等の電気を光等の電磁波に変換可能な素子である。出射部１１０から出射された電磁波は、ビームスプリッタ１４０を透過して可動反射部１２０に入射する。

【0017】

可動反射部１２０は、出射部１１０から出射された電磁波を所定の走査範囲内に向けて反射する。可動反射部１２０の走査範囲は、可動反射部１２０によって反射された電磁波によって照射可能な範囲である。可動反射部１２０は、例えば、２軸ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーである。可動反射部１２０は、第１方向Ｘに沿って例えば正弦波状に駆動されており、第２方向Ｙに沿って例えば鋸歯状波状に第１方向Ｘに沿った正弦波より低い周波数で駆動されている。すなわち、第１方向Ｘは、可動反射部１２０の共振駆動の方向であり、第２方向Ｙは、可動反射部１２０の線型駆動の方向となっている。これにより、可動反射部１２０の走査線Ｌは、第１方向Ｘに蛇行しながら、第２方向Ｙに伸びている。

【0018】

出射部１１０から出射されて可動反射部１２０によって反射された電磁波の少なくとも一部分は、センサ装置１０の外部に存在する物体等の対象物によって反射又は散乱される。この電磁波は、可動反射部１２０に戻り、可動反射部１２０による反射と、ビームスプリッタ１４０による反射と、を順に経て、アバランシェダイオード１３０によって受信される。アバランシェダイオード１３０は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等、光等の電磁波を電流等の電気に変換可能な素子である。

【0019】

制御装置２０は、アバランシェダイオード１３０を制御している。具体的には、制御装置２０は、アバランシェダイオード１３０のＡＧＣ（自動利得制御）を行っている。

【0020】

推定部２１０及び設定部２２０は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。推定部２１０及び設定部２２０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。

【0021】

推定部２１０は、アバランシェダイオード１３０が所定の増倍率となるアバランシェダイオード１３０の基準動作電圧を推定する。基準動作電圧は、例えば、アバランシェダイオード１３０の降伏電圧である。なお、基準動作電圧は、アバランシェダイオード１３０の降伏電圧より低くてもよい。設定部２２０は、推定部２１０によって推定された基準動作電圧を用いてアバランシェダイオード１３０の増倍率を設定する。推定部２１０は、アバランシェダイオード１３０の動作電圧をアバランシェダイオード１３０の温度が所定の温度範囲に収まる時間内に掃引することで、アバランシェダイオード１３０の増倍率が所定の増倍率となるアバランシェダイオード１３０の動作電圧をアバランシェダイオード１３０の基準動作電圧として推定する。

【0022】

推定部２１０は、例えばＨＶＡ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）によってアバランシェダイオード１３０の動作電圧を高速に掃引する。具体的には、推定部２１０は、動作電圧を相対的に低い電圧から相対的に高い電圧に向けて高速に増加させる。増倍率が高いほどアバランシェダイオード１３０には高電流が流れ、アバランシェダイオード１３０の温度が上昇する。アバランシェダイオード１３０の温度は、アバランシェダイオード１３０に電流が流れる時間が長くなるほど上昇する。そしてアバランシェダイオード１３０の温度が上昇するほど、アバランシェダイオード１３０の降伏電圧等の基準動作電圧が高くなる。本実施形態では、動作電圧の高速掃引によって、アバランシェダイオード１３０の温度上昇が無視できるほど小さくなっている。したがって、アバランシェダイオード１３０の降伏電圧等の基準動作電圧を正確に推定することができる。

【0023】

上述した観点より、上述した所定の温度範囲は、例えば±０．０７５℃にすることができる。また、上述した観点より、アバランシェダイオード１３０の動作電圧の掃引時間は、例えば３８．５ミリ秒以下にすることができる。

【0024】

推定部２１０は、可動反射部１２０の走査線Ｌが、可動反射部１２０によって生成される視野Ｆの第２方向Ｙにおける両外側の少なくとも一方を通過するタイミングで、アバランシェダイオード１３０の基準動作電圧を推定するようにすることができる。基準動作電圧の推定には一定の時間を要する。したがって、可動反射部１２０の走査範囲のうち比較的長期間である上記タイミングを用いることで、可動反射部１２０の走査範囲のうち他のタイミングを用いるよりも、基準動作電圧の推定が容易となる。しかしながら、推定部２１０は、上記タイミングと異なるタイミングで、アバランシェダイオード１３０の基準動作電圧を推定してもよい。

【0025】

なお、視野Ｆは、例えば、可動反射部１２０によって生成されるＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）である。

【0026】

センサ装置１０は、制御装置２０がアバランシェダイオード１３０のＡＧＣを行った後、ＡＧＣが行われたアバランシェダイオード１３０を用いての出射部１１０の出力電磁波強度の調整と、ＡＧＣが行われたアバランシェダイオード１３０を用いての可動反射部１２０の振れ角の調整と、の少なくとも一方を行ってもよい。例えば、センサ装置１０は、可動反射部１２０による走査の１フレーム内において、アバランシェダイオード１３０のＡＧＣと、出射部１１０の出力電磁波強度の調整と、可動反射部１２０の振れ角の調整と、を行ってもよい。この例においては、例えば、アバランシェダイオード１３０のＡＧＣは、可動反射部１２０によって生成される視野Ｆの第２方向Ｙにおける両外側の一方で行ってもよい。また、出射部１１０の出力電磁波強度の調整は、可動反射部１２０によって生成される視野Ｆの第１方向Ｘにおける両外側の一方で行なってもよい。さらに、可動反射部１２０の振れ角の調整は、可動反射部１２０によって生成される視野Ｆの第１方向Ｘにおける両外側の他方で行なってもよい。さらに、出射部１１０の出力電磁波強度の調整後、可動反射部１２０の振れ角の調整が行われるようにすることができる。この場合、可動反射部１２０の振れ角の調整後に出射部１１０の出力電磁波強度の調整が行われる場合と比較して、出射部１１０の出力電磁波強度が安定した状態で、可動反射部１２０の振れ角の調整を行うことができる。可動反射部１２０の振れ角の調整後に出射部１１０の出力電磁波強度の調整が行われてもよい。

【0027】

推定部２１０は、基準反射体３００によって反射又は散乱された電磁波を用いてアバランシェダイオード１３０の基準動作電圧を推定してもよい。この電磁波は、基準反射体３００による反射又は散乱によって可動反射部１２０に向けて戻り、可動反射部１２０による反射と、ビームスプリッタ１４０による反射と、を順に経て、アバランシェダイオード１３０によって受信される。仮に、背景光を用いて基準動作電圧を推定する場合、基準動作電圧の推定期間中に背景光の強度が変動して基準動作電圧の推定精度が低下するおそれがある。これに対して、基準反射体３００によって反射又は散乱された電磁波を用いる場合、背景光を用いる場合と比較して、電磁波の強度の変動が抑えられ、基準動作電圧の推定精度を向上させることができる。また、このような観点から、基準反射体３００は、出射部１１０から出射される電磁波について、比較的低反射率、例えば１％以上１０％以下の反射率を有することが好ましい。なお、推定部２１０は、背景光を用いて基準動作電圧を推定してもよい。

【0028】

可動反射部１２０から基準反射体３００までの距離は、可動反射部１２０から上記対象物までの距離より短くなっている。したがって、出射部１１０からの電磁波の出射から、基準反射体３００による電磁波の反射を経て、アバランシェダイオード１３０による電磁波の受信までの時間は、出射部１１０からの電磁波の出射から、上記対象物による電磁波の反射を経て、アバランシェダイオード１３０による電磁波の受信までの時間より短くなる。このため、アバランシェダイオード１３０において発生する信号の時間差に基づいて、センサ装置１０は、アバランシェダイオード１３０において発生した信号が、基準反射体３００に起因する信号であるか、又は上記対象物に起因する信号であるかを区別することができる。

【0029】

基準反射体３００は、センサ装置１０に設けられていてもよい。すなわち、センサ装置１０は、基準反射体３００を備えていてもよい。或いは、基準反射体３００は、センサ装置１０の外部に設けられていてもよい。基準反射体３００がセンサ装置１０に設けられている場合、基準反射体３００は、例えば、出射部１１０、可動反射部１２０、アバランシェダイオード１３０、ビームスプリッタ１４０等センサ装置１０を構成する部材を収容する筐体の窓部、すなわち、筐体の内部と外部との間で電磁波が透過する部分に設けることができる。しかしながら、基準反射体３００が設けられる場所は、窓部に限定されない。

【0030】

図２は、推定部２１０及び設定部２２０の機能ブロック図である。

【0031】

図２に示すように、設定部２２０には、背景光Ｐが入力され、電圧Ｖ_ｈが与えられている。背景光Ｐ及び電圧Ｖ_ｈに応じて設定部２２０から出力電圧Ｖ_ｏｕｔが出力されている。推定部２１０は、設定部２２０から出力された出力電圧Ｖ_ｏｕｔを用いて、アバランシェダイオード１３０の降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。設定部２２０は、推定部２１０によって推定された降伏電圧Ｖ_ＢＲを用いて、アバランシェダイオード１３０の増倍率を設定している。

【0032】

図３は、アバランシェダイオード１３０及び設定部２２０の回路図である。

【0033】

図３に示すように、設定部２２０は、ＴＩＡ（ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）回路となっている。アバランシェダイオード１３０のカソードには、抵抗値Ｒ_ｌｉｍの抵抗を介して電圧Ｖ_ｈが印加されている。アバランシェダイオード１３０のアノードは、非反転入力端子が接地されたオペアンプＵの反転入力端子に接続されている。アバランシェダイオード１３０には、電流Ｉ_ｏｕｔが流れている。アバランシェダイオード１３０の動作電圧Ｖ_ＡＰＤは、Ｖ_ｈ－Ｒ_ｌｉｍＩ_ｏｕｔとなる。オペアンプＵの反転入力端子と出力端子との間には、抵抗値Ｒ_ｆの抵抗が接続されている。オペアンプＵの出力端子からは、抵抗値Ｒ_１の抵抗を介して出力電圧Ｖ_ｏｕｔが出力されている。

【0034】

図４は、動作電圧Ｖ_ＡＰＤと増倍率Ｍとの関係の一例を示すグラフである。図４において、グラフの横軸は、アバランシェダイオード１３０の動作電圧Ｖ_ＡＰＤ（単位：Ｖ）を示している。また、グラフの縦軸は、アバランシェダイオード１３０の増倍率Ｍを示している。

【0035】

図４を参照しながら図１～図３を用いて、制御装置２０の動作の一例を説明する。

【0036】

推定部２１０は、アバランシェダイオード１３０の増倍率Ｍが１０００００となる動作電圧Ｖ_ＡＰＤをアバランシェダイオード１３０の降伏電圧Ｖ_ＢＲとして推定している。設定部２２０は、推定部２１０によって推定された降伏電圧Ｖ_ＢＲを用いてアバランシェダイオード１３０の増倍率を設定している。

【0037】

図５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６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。

【0038】

図５において、グラフの横軸は、アバランシェダイオード１３０の動作電圧Ｖ_ＡＰＤ（単位：Ｖ）を示している。図６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５及び図６において、グラフの縦軸は、アバランシェダイオード１３０の増倍率Ｍを示している。図５における各曲線は、アバランシェダイオード１３０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。

【0039】

増倍率Ｍは、Ｍｉｌｌｅｒの近似式によって、以下の式（１）に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、アバランシェダイオード１３０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。

【0040】

図５に示すように、動作電圧Ｖ_ＡＰＤと増倍率Ｍとの関係は、アバランシェダイオード１３０の温度に依存して変動する。これに対して、図６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、アバランシェダイオード１３０の温度によらず一定となる。なお、増倍率が比較的高い領域では、アバランシェダイオード１３０の暗電流が比較的大きくなり、暗電流によってアバランシェダイオード１３０の温度が上昇し、増倍率が低下し得る。したがって、増倍率が比較的高い領域では、アバランシェダイオード１３０の温度が高いほど、増倍率が僅かに低下し得る。

【0041】

図７は、制御装置２０の動作の第１例を説明するためのグラフである。図７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、グラフの縦軸は、出力電圧Ｖ_ｏｕｔ（単位：Ｖ）を示している。

【0042】

図７を参照しながら図１～図３を用いて、制御装置２０の動作の一例を説明する。

【0043】

図７では、初期化として、暗状態において、Ｖ_ｏｕｔ＝０．５Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを取得し、アバランシェダイオード１３０の降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定している。

【0044】

図７では、最大背景光量２８ｎＷの背景光Ｐがアバランシェダイオード１３０に入射している。Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲ＝０．９８５から１６．７ｍｓごとに電圧Ｖ_ｈを約０．１Ｖずつ上昇させて、Ｖ_ｏｕｔ＝０．５Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを取得している。電圧Ｖ_ｈは、７～１４点において取得されている。このため、各電圧Ｖ_ｈの取得にかかる時間は、１１７ｍｓ～２３４ｍｓとなっている。推定部２１０は、Ｖ_ｏｕｔ＝０．５Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを線形近似によって算出し、算出された電圧Ｖ_ｈから降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する。

【0045】

例えば、可動反射部１２０の走査線Ｌが第１方向Ｘにおいて一往復するのに要する時間が約１ｍｓである場合において、推定部２１０が視野Ｆの第２方向Ｙにおける両外側の一方のみを用いて降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定するとき、推定部２１０は、２３４フレームで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定することができる。一方、推定部２１０が視野Ｆの第２方向Ｙにおける両外側の双方を用いて降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定するとき、推定部２１０は、１１７フレームで降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定することができる。

【0046】

図８は、制御装置２０の動作の第２例を説明するためのグラフである。図８に示す例は、以下の点を除いて、図７に示す例と同様である。

【0047】

図８では、アバランシェダイオード１３０を暗状態に置いている。Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲ＝０．９８５から１６．７ｍｓごとに電圧Ｖ_ｈを約０．１Ｖずつ上昇させて、Ｖ_ｏｕｔ＝０．５Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを取得している。電圧Ｖ_ｈは、１１～１９点において取得されている。このため、各電圧Ｖ_ｈの取得にかかる時間は、１８４ｍｓ～３１７ｍｓとなっている。推定部２１０は、Ｖ_ｏｕｔ＝０．５Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを線形近似によって算出し、算出された電圧Ｖ_ｈから降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する。

【0048】

図７及び図８では、電圧Ｖ_ｈを約０．１Ｖずつ上昇させている。しかしながら、電圧Ｖ_ｈは、０．１Ｖより小さい電圧ずつ上昇させてもよい。推定部２１０は、Ｖ_ｏｕｔ＝０．５Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを線形近似によって算出している。このため、電圧Ｖ_ｈの上昇の刻みを小さくすることで、推定部２１０の算出の精度を向上させることができる。

【0049】

図９は、制御装置２０の制御の第３例を説明するためのグラフである。図９に示す例は、以下の点を除いて、図７に示す例と同様である。

【0050】

図９では、最大背景光量２８ｎＷの背景光Ｐがアバランシェダイオード１３０に入射している。Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲ＝０．９８５から１６．７ｍｓごとに電圧Ｖ_ｈを約０．１Ｖずつ上昇させて、Ｖ_ｏｕｔ＝１．０Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを取得している。電圧Ｖ_ｈは、１４～２０点において取得されている。このため、各電圧Ｖ_ｈの取得にかかる時間は、２３４ｍｓ～３３４ｍｓとなっている。推定部２１０は、Ｖ_ｏｕｔ＝１．０Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを線形近似によって算出し、算出された電圧Ｖ_ｈから降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する。

【0051】

図１０は、制御装置２０の制御の第４例を説明するためのグラフである。図１０に示す例は、以下の点を除いて、図９に示す例と同様である。

【0052】

図１０では、アバランシェダイオード１３０を暗状態に置いている。Ｖ_ＡＰＤ／Ｖ_ＢＲ＝０．９８５から１６．７ｍｓごとに電圧Ｖ_ｈを約０．１Ｖずつ上昇させて、Ｖ_ｏｕｔ＝１．０Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを取得している。電圧Ｖ_ｈは、１６～２５点において取得されている。このため、各電圧Ｖ_ｈの取得にかかる時間は、２６７ｍｓ～４１８ｍｓとなっている。推定部２１０は、Ｖ_ｏｕｔ＝１．０Ｖとなる電圧Ｖ_ｈを線形近似によって算出し、算出された電圧Ｖ_ｈから降伏電圧Ｖ_ＢＲを推定する。

【0053】

以上、図面を参照して実施形態について述べたが、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。

【0054】

例えば、実施形態では、センサ装置１０は、ＬｉＤＡＲとなっている。すなわち、アバランシェダイオード１３０は、出射部１１０から出射され、可動反射部１２０によって所定の走査範囲に向けて反射され、走査範囲内に存在する物体によって反射された電磁波を受信している。しかしながら、制御装置２０は、ＬｉＤＡＲ以外に用いられるアバランシェダイオードを制御してもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０ センサ装置
２０ 制御装置
１１０ 出射部
１２０ 可動反射部
１３０ アバランシェダイオード
１４０ ビームスプリッタ
２１０ 推定部
２２０ 設定部
３００ 基準反射体
Ｆ 視野
Ｌ 走査線
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】