JP5535584B2 - 投光信号の検出器 - Google Patents
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Description
第1の実施の形態に係る投光信号の検出器は、図1に示すように、周期的な投光信号を受信し電気信号に変換する受光素子15と、投光信号の周期毎に異なるノイズを付加した電気信号を所定の閾値と比較するコンパレータ35と、周期と同じ時間間隔毎の複数の時刻において、一定期間に含まれる投光信号の周期の総数に対するノイズが付加された電気信号が所定の閾値より大きい回数の比を算出する比算出部65と、ノイズが付加される前の電気信号の変数を含みノイズが付加された電気信号が所定の閾値より大きい確率を与える関数及び比算出部65で算出された比が等しいものとしてノイズが付加される前の電気信号の値を算出する電気信号算出部75と、を備える。
x(t) = s(t) + z(t) ・・・(1)
(2)式においてσはノイズの分散を表す。ここで、図2に示すように、ノイズが付加される前の電気信号sが非常に小さく第1の閾値電圧Vth+の値Bを超えることができなかった場合でも、ノイズが付加されることにより、投光信号のピークに対応する電気信号xが第1の閾値電圧Vth+の値Bを超える確率が高くなる。
第2の実施の形態に係る投光信号の検出器は、図4に示すように、投光信号を受信し電気信号に変換する受光素子10と、ノイズが付加された複数の電気信号を生成する複数のアンプ20a,20b,20c,・・・,20nと、複数のアンプ20a,20b,20c,・・・,20nの個数に対する所定の時刻においてノイズが付加され所定の閾値より大きい複数の電気信号の信号数の比を算出する比算出部60と、ノイズが付加される前の電気信号の変数を含みノイズが付加された複数の電気信号のそれぞれが閾値より大きい確率を与える関数及び比算出部60で算出された比が等しいものとして所定の時刻におけるノイズが付加される前の電気信号の値を算出する電気信号算出部70と、を備える。
図5に示す第3の実施の形態に係る投光信号の検出器は、アンプ22を介して受光素子10に電気的に接続された複数のN個のコンパレータ31a,31b,31c,・・・,31nを備える。複数のコンパレータ31a,31b,31c,・・・,31nは、アンプ22を介して受光素子10から電気信号sを受信する。また、複数のコンパレータ31a,31b,31c,・・・,31nには第1の閾値電圧Vth+を供給する第1の閾値電圧電源41a,41B,41C・・・,41nと、第2の閾値電圧Vth-を供給する第2の閾値電圧電源42a,42B,42C・・・,42nと、がそれぞれ電気的に接続されている。第1の閾値電圧電源41a,41B,41C・・・,41nのそれぞれが供給する第1の閾値電圧Vth+には、独立にノイズzが付加されている。mた、第2の閾値電圧電源42a,42B,42C・・・,42nのそれぞれが供給する第2の閾値電圧Vth-にも、独立にノイズzが付加されている。
図6に示す第4の実施の形態に係る投光信号の検出器は、図4に示す第2の実施の形態に係る投光信号の検出器と異なり、図6に示すように、複数のNA個の受光素子11a,11b,11c,・・・11nを備える。複数の受光素子11a,11b,11c,・・・11nのそれぞれは同一の投光信号を受信し電気信号sに変換する。また、複数の受光素子11a,11b,11c,・・・11nは、上記(1)式で示したように電気信号sにそれぞれ異なるノイズzを付加しノイズを付加した電気信号xを生成する。例えば、ノイズとして、外乱光ノイズや量子ノイズ等が利用される。このように、第4の実施の形態においては、複数の受光素子11a,11b,11c,・・・11nのそれぞれがノイズ付加部としての機能を有する。
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第1の実施の形態において、図1に示すアンプ25が電気信号にノイズを与える例を説明した。これに対し、受光素子15又はコンパレータ35が閾値と比較される前の電気信号にノイズを与えてもよい。この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
20a,20b,20c,・・・,20n,21a,21b,21c,・・・,21n,25 アンプ
30a,30b,30c,・・・,30n,31a,31b,31c,・・・,31n,35 コンパレータ
41,42 閾値電圧電源
50 合算器
60,65 比算出部
70,75 電気信号算出部
80 記憶装置
90 出力装置
100 レコーダ
Claims (8)
- 周期的な投光信号を受信し電気信号に変換する受光素子と、
前記投光信号の周期毎に異なるガウスノイズを付加した前記電気信号を閾値と比較するコンパレータと、
一定期間内、前記周期と同じ時間間隔毎の複数の時刻において、前記ガウスノイズが付加された前記電気信号が前記閾値より大きかった回数を記録するレコーダと、
前記一定期間に含まれる前記投光信号の周期の総数に対する前記記録された回数の比を算出する比算出部と、
前記ガウスノイズが付加される前の電気信号の変数を含み前記ガウスノイズが付加された電気信号が前記閾値より大きい確率を与える関数及び前記比算出部で算出された比が等しいものとして前記ガウスノイズが付加される前の電気信号の値を算出する電気信号算出部と、
を備える投光信号の検出器。 - 前記確率が誤差関数を含む式で与えられる請求項1に記載の投光信号の検出器。
- 投光信号を受信し電気信号に変換する受光素子と、
前記電気信号にそれぞれ異なるガウスノイズを付加しガウスノイズが付加された複数の電気信号を生成する複数のノイズ付加部と、
前記複数のノイズ付加部の個数に対する前記ガウスノイズが付加され所定の時刻において閾値より大きい複数の電気信号の信号数の比を算出する比算出部と、
前記ガウスノイズが付加される前の電気信号の変数を含み前記ガウスノイズが付加された複数の電気信号のそれぞれが前記閾値より大きい確率を与える関数及び前記比算出部で算出された比が等しいものとして前記ガウスノイズが付加される前の電気信号の値を算出する電気信号算出部と、
を備える投光信号の検出器。 - 前記確率が誤差関数を含む式で与えられる請求項3に記載の投光信号の検出器。
- 前記複数のノイズ付加部のそれぞれがアンプである請求項3又は4に記載の投光信号の検出器。
- 前記複数のノイズ付加部のそれぞれがコンパレータである請求項3又は4に記載の投光信号の検出器。
- 投光信号を各々受信しそれぞれ異なるガウスノイズを付加した複数の電気信号を生成する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子の個数に対する前記ガウスノイズが付加され所定の時刻において閾値より大きい複数の電気信号の信号数の比を算出する比算出部と、
前記ガウスノイズが付加される前の電気信号の変数を含み前記ガウスノイズが付加された複数の電気信号のそれぞれが前記閾値より大きい確率を与える関数及び前記比算出部で算出された比が等しいものとして前記ガウスノイズが付加される前の電気信号の値を算出する電気信号算出部と、
を備える投光信号の検出器。 - 前記確率が誤差関数を含む式で与えられる請求項7に記載の投光信号の検出器。
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