(57)【要約】【課題】ＳＰＡＤを用いた光検出器において、ＳＰＡＤの検出感度を温度補償できるようにする。【解決手段】光検出器１は、ＳＰＡＤ４に逆バイアス電圧を印加して光検出を行う検出部２と、検出部２からの出力に基づき、逆バイアス電圧の調整量を設定する調整量設定部２０と、調整量設定部にて設定された調整量に基づいて逆バイアス電圧を制御する電圧制御部１０と、を備える。【選択図】図１
2018174224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＰＡＤ（４）を備え、該ＳＰＡＤに逆バイアス電圧を印加して光検出を行う検出部（２）と、
前記検出部からの出力に基づき、前記逆バイアス電圧の調整量を設定する調整量設定部（２０，２４，２８，３６，４４）と、
前記調整量設定部にて設定された前記調整量に基づいて前記逆バイアス電圧を制御する電圧制御部（１０，４６）と、
を備えた、光検出器。
【請求項２】
前記調整量設定部（２０，２４，２８，３６，４４）は、前記検出部からの出力に基づき前記ＳＰＡＤのエクセス電圧を検知し、該エクセス電圧に基づいて前記調整量を設定する、請求項１に記載の光検出器。
【請求項３】
前記検出部は、前記ＳＰＡＤからの出力をデジタルパルスに変換するパルス変換部（８）を備え、
前記調整量設定部（２０，２４，３６）は、前記デジタルパルスのパルス幅から前記エクセス電圧を検知するよう構成されている、請求項２に記載の光検出器。
【請求項４】
前記調整量設定部（２０，２４）は、前記デジタルパルスと基準エクセス電圧に対応する基準パルスとを比較し、パルス幅の差に基づいて前記調整量を設定するよう構成されている、請求項３に記載の光検出器。
【請求項５】
前記調整量設定部（３６）は、前記デジタルパルスを、該デジタルパルスのパルス幅に応じた電圧に変換する電圧変換部（３０）を備え、該電圧変換部にて変換された電圧と基準パルス幅に対応する基準電圧とを比較し、各電圧の差に基づいて前記調整量を設定するよう構成されている、請求項３に記載の光検出器。
【請求項６】
前記調整量設定部（４４）は、前記検出部において前記ＳＰＡＤから出力される電圧信号の振幅に基づいて前記調整量を設定するよう構成されている、請求項１又は請求項２に記載の光検出器。
【請求項７】
前記調整量設定部（２８）は、複数回の前記検出部からの出力に基づいて前記調整量を設定するよう構成されている、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の光検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アバランシェ効果を利用した光検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ）を用いた光検出器において、ＡＰＤの温度補償を行うために、電流増幅率の温度特性がＡＰＤと略同じで、逆バイアスされた参照用接合構造を利用することが開示されている。
【０００３】
この光検出器では、参照用接合構造に参照電流を注入する電流注入用接合構造を有するトランジスタを利用し、参照電流の増幅率を所定値に保つように、ＡＰＤと参照用接合構造に印加する電圧を制御することで、ＡＰＤの増倍率を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２１１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたものでは、ＡＰＤの増倍率を制御することでＡＰＤを温度補償制御することから、ＡＰＤに降伏電圧未満の逆バイアス電圧を印加して動作させるリニアモードでは有効である。
【０００６】
しかし、引用文献１に開示された技術は、ＡＰＤをカイガーモードで動作させる光検出器に適用することはできない。
つまり、ガイガーモードで動作するＡＰＤは、ＳＰＡＤと呼ばれ、逆バイアス電圧は降伏電圧よりも高い電圧値に設定される。なお、ＳＰＡＤは、Single Photon Avalanche Diode の略である。
【０００７】
そして、ＳＰＡＤはフォトンが入射するとブレイクダウンするため、ＳＰＡＤを利用する光検出器は、ＳＰＡＤがブレイクダウンしたときに所定パルス幅のパルス信号が出力されるよう構成される。
【０００８】
従って、ＳＰＡＤを利用する光検出器の出力は「１」か「０」であり、この種の光検出器では、増倍率を制御する概念はない。このため、特許文献１に開示された技術を利用して、ＳＰＡＤによる検出感度を温度補償することは困難である。
【０００９】
本開示の一局面では、ＳＰＡＤを用いた光検出器において、ＳＰＡＤの検出感度、より具体的にはＳＰＡＤのフォトン検出感度、を温度補償できるようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一局面の光検出器（１Ａ〜１Ｄ）は、検出部（２）と、調整量設定部（２０，２４，２８，３６，４４）と、電圧制御部（１０）と、を備える。検出部は、ＳＰＡＤ（４）を備え、ＳＰＡＤに逆バイアス電圧を印加して光検出を行うものである。
【００１１】
そして、調整量設定部は、検出部からの出力に基づき、逆バイアス電圧の調整量を設定し、電圧制御部は、調整量設定部にて設定された調整量に基づいて逆バイアス電圧を制御する。
【００１２】
以下、この理由を説明する。
まず、ＳＰＡＤを利用する光検出器では、ＳＰＡＤに降伏電圧を超える逆バイアス電圧を印加し、ＳＰＡＤにフォトンが入射して、ＳＰＡＤがブレイクダウンしたときに流れる電流に基づき、検出信号を出力する。
【００１３】
そして、ＳＰＡＤの降伏電圧は、温度により変化するため、ＳＰＡＤに印加する逆バイアス電圧を一定にしていると、逆バイアス電圧から降伏電圧を減じた余剰電圧であるエクセス電圧も温度により変化し、その電圧変化によって、検出感度が変化する。
【００１４】
そこで、本開示の光検出器では、エクセス電圧に応じて変化する検出部からの出力に基づき、ＳＰＡＤに印加する逆バイアス電圧を制御することで、ＳＰＡＤの検出感度を温度補償するのである。
【００１５】
このため、本開示の光検出器によれば、ＳＰＡＤの温度変化の影響を受けることなく、所望の検出感度で光検出を行うことができるようになり、温度によって検出精度が変化するのを抑制できる。
【００１６】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の光検出器の構成を表すブロック図である。
【図２】ＳＰＡＤの温度変化により生じる検出部の出力変化を表す説明図である。
【図３】第２実施形態の光検出器の構成を表すブロック図である。
【図４】第３実施形態の光検出器の構成を表すブロック図である。
【図５】第４実施形態の光検出器の構成を表すブロック図である。
【図６】第１変形例の光検出器の構成を表すブロック図である。
【図７】第２変形例の光検出器の構成を表すブロック図である。
【図８】第２変形例のパルス幅比較部の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の光検出器１Ａは、ＳＰＡＤ４と、クエンチング抵抗６と、パルス変換部８とを含む検出部２を備える。
【００１９】
ＳＰＡＤ４は、上述したようにガイガーモードで動作可能なＡＰＤであり、クエンチング抵抗６は、ＳＰＡＤ４への通電経路に直列接続されている。
クエンチング抵抗６は、ＳＰＡＤ４にフォトンが入射して、ＳＰＡＤ４がブレイクダウンしたときに、ＳＰＡＤ４に流れる電流により、電圧降下を発生して、ＳＰＡＤ４のガイガー放電を停止させるものである。
【００２０】
そして、クエンチング抵抗６の両端電圧は検出信号Ｖ１としてパルス変換部８に入力される。なお、クエンチング抵抗４は、いわゆる一般的な受動素子である「抵抗」で構成してもよいし、「トランジスタ」のような能動素子で構成してもよい。
【００２１】
パルス変換部８は、図２に示すように、検出信号Ｖ１が予め設定された閾値電圧Ｖｔｈ以上であるときに「１」となり、そうでなければ「０」となるデジタルパルスＶ２を出力するよう構成されている。
【００２２】
ここで、ＳＰＡＤ４は、降伏電圧よりも大きい逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤが印加されることで動作するが、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤが一定であると、検出信号Ｖ１のピーク電圧、延いては、デジタルパルスＶ２のパルス幅Ｔｐが、ＳＰＡＤ４の温度に応じて変化する。
【００２３】
これは、ＳＰＡＤ４の降伏電圧が、温度に応じて変化し、温度が高いほど大きくなるためである。つまり、図２に示すように、検出信号Ｖ１のピーク電圧は、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤからＳＰＡＤ４の降伏電圧を減じたエクセス電圧ＶＥＸと略同じであるため、温度が高いほど小さくなる。従って、デジタルパルスＶ２のパルス幅Ｔｐは、ＳＰＡＤ４の温度が高いほど、狭くなる。
【００２４】
一方、ＳＰＡＤ４による検出感度は、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸにより変化し、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸが高いほど、検出感度が高くなる。このため、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸが温度によって変化すると、ＳＰＡＤ４の検出感度も変化し、温度が高くなるほど、検出感度が低下する。
【００２５】
そこで、本実施形態の光検出器１Ａには、デジタルパルスＶ２のパルス幅Ｔｐと予め設定された基準パルス幅との差△Ｔを検出するパルス幅比較部２０と、そのパルス幅の差△Ｔに基づき、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを制御する電圧制御部１０とが備えられている。
【００２６】
パルス幅比較部２０は、デジタルパルスＶ２のパルス幅Ｔｐを、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸを表すパラメータとして取り込み、そのパルス幅と基準パルス幅とを比較して、各パルス幅の差△Ｔを求めるように構成されている。
【００２７】
なお、このパルス幅比較部２０には、例えば、デジタルパルスＶ２のパルス幅と基準パルス幅とを数値化して、その差を演算する演算回路を利用することができる。
パルス幅比較部２０は、デジタルパルスＶ２のパルス幅Ｔｐと基準パルス幅との差△Ｔを求めることで、エクセス電圧ＶＥＸの基準エクセス電圧からのずれを、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤの調整量として設定するものであり、本開示の調整量設定部として機能する。
【００２８】
また、電圧制御部１０は、パルス幅比較部２０にて検出されたパルス幅の差△Ｔが、零若しくは一定値、若しくは所定の範囲の値、或いは、所定値以下となるように、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを制御することで、エクセス電圧ＶＥＸを基準パルス幅に対応する基準エクセス電圧に制御する。
【００２９】
具体的には、電圧制御部１０は、例えば、デジタルパルスＶ２のパルス幅が基準パルス幅よりも小さい場合には、パルス幅の差△Ｔに応じて、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを上昇させる。また、デジタルパルスＶ２のパルス幅が基準パルス幅よりも大きい場合には、パルス幅の差△Ｔに応じて、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを低下させる。
【００３０】
この結果、本実施形態の光検出器１Ａによれば、ＳＰＡＤ４の降伏電圧が温度によって変化しても、エクセス電圧ＶＥＸが基準エクセス電圧若しくは基準エクセス電圧近傍の電圧値となるように制御することができ、ＳＰＡＤ４の検出感度を温度補償することができる。
【００３１】
よって、本実施形態の光検出器１Ａによれば、ＳＰＡＤ４の温度変化の影響を受けることなく、所望の検出感度で光検出を行うことができるようになり、温度によって検出精度が変化するのを抑制できる。
［第２実施形態］
図３に示すように、第２実施形態の光検出器１Ｂは、基本構成は第１実施形態の光検出器１Ａと同じであり、第１実施形態と異なる点は、本開示の調整量設定部として、パルス幅比較部２０に代えて、パルス幅比較回路２４を備えている点である。
【００３２】
そこで、本実施形態では、第１実施形態と同様の構成については、図面に同一符号を付与することで詳細な説明は省略し、第１実施形態との相違点について説明する。
図３に示すように、本実施形態の光検出器１Ｂには、パルス変換部８から出力されるデジタルパルスＶ２の立ち上がりタイミングに同期して、一定パルス幅の基準パルスを発生する基準パルス発生器２２が備えられている。
【００３３】
そして、この基準パルス発生器２２が発生した基準パルスは、パルス変換部８から出力されるデジタルパルスＶ２と共に、パルス幅比較回路２４に入力される。このため、パルス幅比較回路２４からは、デジタルパルスＶ２と基準パルスとのパルス幅の差△Ｔに応じたパルス幅のパルス信号が、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤの調整量として出力されることになる。
【００３４】
なお、パルス幅比較回路２４は、例えば、コンパレータ等にて構成され、上記各パルスのレベルが同じであれば中間電位となり、デジタルパルスＶ２の入力レベルが「０」で、基準パルスの入力レベルが「１」であれば、中間電位よりも高い正のパルス信号を出力する。また、デジタルパルスＶ２の入力レベルが「１」で、基準パルスの入力レベルが「０」であるときには、中間電位よりも低い負のパルス信号を出力する。
【００３５】
次に、パルス幅比較回路２４からの出力は、電圧変換回路２６に入力される。電圧変換回路２６は、パルス幅比較回路２４からのパルス信号が正のパルス信号であれば、そのパルス幅に応じた正の電圧信号Ｖｔを電圧制御部１０に出力する。また、電圧変換回路２６は、パルス幅比較回路２４からのパルス信号が負のパルス信号であれば、そのパルス幅に応じた負の電圧信号Ｖｔを電圧制御部１０に出力する。
【００３６】
そして、電圧制御部１０は、電圧変換回路２６から入力される電圧信号Ｖｔが正であれば、その電圧信号Ｖｔの電圧値に応じて逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを上昇させ、電圧信号Ｖｔが負であれば、その電圧信号Ｖｔの電圧値に応じて逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを低下させる。
【００３７】
この結果、本実施形態の光検出器１Ｂにおいても、デジタルパルスＶ２のパルス幅からＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸを検知して、エクセス電圧ＶＥＸが基準パルスのパルス幅に対応した基準エクセス電圧となるよう、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを制御することができる。
【００３８】
よって、本実施形態の光検出器１Ｂにおいても、第１実施形態の光検出器１Ａと同様、ＳＰＡＤ４の温度変化の影響を受けることなく、所望の検出感度で光検出を行うことができるようになり、温度によって検出精度が変化するのを抑制できる。
［第３実施形態］
図４に示すように、第３実施形態の光検出器１Ｃは、基本構成は第１実施形態の光検出器１Ａと同じであり、第１実施形態と異なる点は、本開示の調整量設定部として、パルス幅比較部２０に代えて、電圧変換部３０と電圧比較回路３６とを備えている点である。
【００３９】
そこで、本実施形態では、第１実施形態と同様の構成については、図面に同一符号を付与することで詳細な説明は省略し、第１実施形態との相違点について説明する。
電圧変換部３０は、パルス変換部８から出力されるデジタルパルスＶ２を、デジタルパルスＶ２のパルス幅に応じた電圧値の電圧信号に変換するものであり、バッファ３１を介してデジタルパルスＶ２を取り込み、コンデンサ３２を充電するよう構成されている。
【００４０】
つまり、デジタルパルスＶ２が値「１」のハイレベルであるとき、そのデジタルパルスＶ２にてコンデンサ３２を充電することにより、コンデンサ３２の両端電圧から、デジタルパルスＶ２のパルス幅を検知できるようにするのである。
【００４１】
このため、電圧変換部３０には、デジタルパルスＶ２が値「１」のハイレベルであるときにオン状態となって、バッファ３１を介してコンデンサ３２を充電させるスイッチング素子３３が備えられている。
【００４２】
また、電圧変換部３０には、コンデンサ３２の両端電圧を、デジタルパルスＶ２のパルス幅に対応した電圧値として電圧比較回路３６に入力するため、コンデンサ３２と電圧比較回路３６とを接続するスイッチング素子３５とインバータ３４とが備えられている。
【００４３】
インバータ３４は、デジタルパルスＶ２を反転して入力することで、デジタルパルスＶ２が値「０」のローレベルであるときに、スイッチング素子３５をオン状態にして、コンデンサ３２の両端電圧を、電圧比較回路３６に入力するためのものである。
【００４４】
そして、電圧比較回路３６は、インバータ３４からの入力信号に基づき、スイッチング素子３５がオン状態となってコンデンサ３２の両端電圧が入力されるタイミングで、その両端電圧をラッチし、ラッチした電圧値と基準電圧Ｖref とを比較する。
【００４５】
基準電圧Ｖref は、上記各実施形態の基準パルス幅に対応する電圧値であり、電圧比較回路３６は、基準電圧Ｖref と電圧変換部３０からの入力電圧とを比較することで、デジタルパルスＶ２のパルス幅と基準パルス幅との差△Ｔに応じた電圧信号Ｖｔを生成する。
【００４６】
なお、電圧比較回路３６は、例えば、差動増幅回路にて構成されており、電圧変換部３０からの入力電圧が基準電圧Ｖref よりも低い場合には正の電圧信号Ｖｔを生成し、逆に、入力電圧が基準電圧Ｖref よりも高い場合には負の電圧信号Ｖｔを生成する。
【００４７】
そして、この電圧信号Ｖｔは、電圧制御部１０に入力され、電圧制御部１０は、電圧比較回路３６から入力される電圧信号Ｖｔが正であれば、その電圧信号Ｖｔの電圧値に応じて逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを上昇させ、電圧信号Ｖｔが負であれば、その電圧信号Ｖｔの電圧値に応じて逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを低下させる。
【００４８】
この結果、本実施形態の光検出器１Ｃにおいても、デジタルパルスＶ２のパルス幅からＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸを検知して、エクセス電圧ＶＥＸが基準電圧Ｖref に対応した基準エクセス電圧となるよう、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを制御することができる。
【００４９】
よって、本実施形態の光検出器１Ｃにおいても、第１，第２実施形態の光検出器１Ａ，１Ｂと同様、ＳＰＡＤ４の温度変化の影響を受けることなく、所望の検出感度で光検出を行うことができるようになり、温度によって検出精度が変化するのを抑制できる。
【００５０】
なお、電圧比較回路３６にて、コンデンサ３２の両端電圧をラッチした後、コンデンサ３２を充電状態に保持すると、次に、デジタルパルスＶ２にてコンデンサ３２を充電する際に、コンデンサ３２の電圧がデジタルパルスＶ２のパルス幅よりも高くなる。
【００５１】
このため、本実施形態の光検出器１Ｃには、コンデンサ３２に蓄積された電荷を放電させるスイッチング素子３７と、インバータ３４からの入力を遅延させてスイッチング素子３７の駆動信号として取り込む遅延回路３８とが設けられている。
【００５２】
この結果、電圧変換部３０は、電圧比較回路３６がコンデンサ３２の両端電圧をラッチした後、コンデンサ３２に蓄積された電荷が放電されて、初期状態にリセットされることになる。
［第４実施形態］
上述した第１実施形態から第３実施形態の光検出器１Ａ〜１Ｃにおいては、デジタルパルスＶ２のパルス幅からＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸを検知するものとして説明した。
【００５３】
しかし、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸは、図２に示すように、ＳＰＡＤ４がブレイクダウンしたときの検出信号Ｖ１の電圧振幅Ｖsig に対応することから、この電圧振幅Ｖsig を検出することによっても、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸを検知できる。
【００５４】
そこで、第４実施形態では、ＳＰＡＤ４のエクセス電圧ＶＥＸを、検出信号Ｖ１の電圧振幅Ｖsig に基づき検知して、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤの調整量を設定するように構成した光検出器１Ｄについて説明する。
【００５５】
図５に示すように、本実施形態の光検出器１Ｄは、上述した各実施形態の光検出器１Ａ〜１Ｃと同様、ＳＰＡＤ４と、クエンチング抵抗６と、パルス変換部８とを含む検出部２を備える。
【００５６】
そして、本実施形態の光検出器１Ｄには、検出信号Ｖ１をピークホールドすることで、検出信号Ｖ１の電圧振幅Ｖsig を測定する電圧振幅測定回路４２と、その測定された電圧振幅Ｖsig から補正電圧△Ｖを算出する補正電圧算出部４４とが備えられている。
【００５７】
補正電圧算出部４４は、本開示の調整量設定部として機能し、電圧振幅測定回路４２にて測定された電圧振幅Ｖsig と基準エクセス電圧との差を、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤの補正電圧△Ｖとして算出するように構成されている。
【００５８】
なお、補正電圧算出部４４は、検出信号の電圧振幅Ｖsig が基準エクセス電圧よりも低いときに補正電圧△Ｖが正電圧となり、検出信号の電圧振幅Ｖsig が基準エクセス電圧よりも高いときに補正電圧△Ｖが負電圧となるように、補正電圧△Ｖを算出する。
【００５９】
また、本実施形態の光検出器１Ｄには、本開示の電圧制御部として、電圧加算回路４６が備えられている。電圧加算回路４６は、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤに補正電圧算出部４４にて算出された補正電圧△Ｖを加算することで、エクセス電圧に対応する電圧振幅Ｖsig が基準エクセス電圧となるように、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを補正するものである。
【００６０】
このため、本実施形態の光検出器１Ｄにおいても、エクセス電圧ＶＥＸが基準エクセス電圧となるように逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを制御して、ＳＰＡＤ４の検出感度を温度補償することができるようになり、温度によって検出精度が変化するのを抑制できる。
【００６１】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の光検出器は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
［第１変形例］
例えば、上記各実施形態では、調整量設定部として機能するパルス幅比較部２０、パルス幅比較回路２４、及び、電圧比較回路３６は、単に、検出部２からの出力であるデジタルパルスＶ２又は検出信号Ｖ１に基づき、調整量を設定するものとして説明した。
【００６２】
しかし、検出部２からの出力は測定誤差やノイズの影響を受けて変動することがあるので、調整量設定部は、検出部２からの複数回の出力に基づいて、調整量を設定するように構成してもよい。
【００６３】
例えば、図６に示す光検出器１Ｅは、第１実施形態の光検出器１Ａに、平均化部２８を設けて、パルス幅比較部２０から出力されるパルス幅の差△Ｔを平均化し、電圧制御部１０に出力するように構成されている。
【００６４】
このようにすれば、検出部２からの複数回の出力に基づいて逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤの調整量を設定できることになり、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤが検出部２の測定誤差やノイズの影響を受けて変動するのを抑制できる。
【００６５】
なお、平均化部２８は、所謂ローパスフィルタであり、積分回路等のアナログ回路で構成することもできるし、平均化処理を行うデジタル回路で構成することもできる。
また、平均化部２８は、検出部２からの出力を複数回測定して、平均を求め、パルス幅比較部２０等の調整量設定部に入力するように構成してもよい。
［第２変形例］
また、上記平均化部２８を含め、パルス幅比較部２０、パルス幅比較回路２４、及び、電圧比較回路３６は、一定周期のクロックに同期して動作する同期回路の一つとして構成することもできる。
【００６６】
例えば、図７に示した光検出器１Ｆは、第１実施形態の光検出器１Ａにおいて、パルス幅比較部２０を同期回路にて構成したものである。この場合、パルス幅比較部２０には、検出部２から出力されるデジタルパルスＶ２が、サンプリング回路２１を介して入力される。なお、サンプリング回路２１は、クロックＣＬＫに同期してデジタルパルスＶ２をラッチする周知のものである。
【００６７】
そして、パルス幅比較部２０は、図８に示す手順で、サンプリング回路２１にてラッチされたデジタルパルスＶ２の値に基づき、パルス幅を測定し、電圧制御部１０に電圧制御信号を出力する。
【００６８】
すなわち、パルス幅比較部２０においては、Ｓ１１０にて、サンプリング回路２１からの入力が値１であるか否かを判断することで、検出部２からデジタルパルスＶ２が出力されているか否かを判断する。
【００６９】
Ｓ１１０にて、検出部２からデジタルパルスＶ２が出力されていないと判断されると、Ｓ１１０の処理を再度実行することで、デジタルパルスＶ２が出力されるのを待ち、デジタルパルスＶ２が出力されていると判断されると、Ｓ１２０に移行する。
【００７０】
Ｓ１２０では、サンプリング回路２１からの入力に基づき、検出部２からのデジタルパルスＶ２の継続時間をカウントすることで、デジタルパルスＶ２のパルス幅を測定し、続くＳ１３０にて、そのパルス幅のカウント値と設定値とを比較する。
【００７１】
そして、Ｓ１４０では、Ｓ１３０での比較結果に応じて、電圧制御部１０に出力する電圧制御信号を設定し、Ｓ１１０に移行する。
つまり、Ｓ１４０では、パルス幅のカウント値が設定値よりも小さい場合には逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを上昇させ、パルス幅のカウント値が設定値よりも大きい場合には逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを低下させるように、電圧制御部１０に出力する電圧制御信号を変化させる。
【００７２】
また、Ｓ１４０では、パルス幅のカウント値が設定値と同じか、設定値を中心とする許容範囲内にある場合には、電圧制御信号を現在の状態に保持して、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを維持させる。
【００７３】
従って、上記のようにパルス幅比較部２０を同期回路にて構成しても、逆バイアス電圧ＶＳＰＡＤを第１実施形態の光検出器１Ａと同様に制御することができる。
［第３変形例］
また、上記各実施形態では、単にＳＰＡＤ４からの出力に基づきＳＰＡＤ４に印加する逆バイアス電圧を制御するものとして説明したが、逆バイアス電圧が制御されるＳＰＡＤ４は温度補償専用のものとしてもよい。
【００７４】
つまり、上記各実施形態のＳＰＡＤ４を温度補償用として利用し、そのＳＰＡＤ４に印加される、温度補償されたバイアス電圧を、他のＳＰＡＤの逆バイアス電圧として利用するのである。そして、このようにすれば、温度補償専用のＳＰＡＤ４を利用して、他のＳＰＡＤの温度補償を行うことができるようになる。
【００７５】
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【００７６】
１Ａ〜１Ｆ…光検出器、２…検出部、４…ＳＰＡＤ、６…クエンチング抵抗、８…パルス変換部、１０…電圧制御部、２０…パルス幅比較部、２４…パルス幅比較回路、２８…平均化部、３６…電圧比較回路、４４…補正電圧算出部、４６…電圧加算回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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