JP2000227483A - 時間測定回路 - Google Patents
時間測定回路Info
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- JP2000227483A JP2000227483A JP11029698A JP2969899A JP2000227483A JP 2000227483 A JP2000227483 A JP 2000227483A JP 11029698 A JP11029698 A JP 11029698A JP 2969899 A JP2969899 A JP 2969899A JP 2000227483 A JP2000227483 A JP 2000227483A
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- Japan
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- circuit
- clock signal
- signal
- time measuring
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- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】安価で高い分解能と精度を有する時間測定回路
を提供する。 【解決手段】本発明の時間測定回路は、一定周期のクロ
ック信号を発生するクロック信号発生部(1) と、このク
ロック信号をカウントするカウント部(2,8,9,10)と、こ
のクロック信号の周期で振幅が変化するアナログ信号を
発生するアナログ信号発生部(3a,3b，16) と、上記カウ
ント部によるクロック信号のカウント値と上記アナログ
信号発生部が発生したアナログ信号の振幅とから時間を
算定する算定部とを備えている。
を提供する。 【解決手段】本発明の時間測定回路は、一定周期のクロ
ック信号を発生するクロック信号発生部(1) と、このク
ロック信号をカウントするカウント部(2,8,9,10)と、こ
のクロック信号の周期で振幅が変化するアナログ信号を
発生するアナログ信号発生部(3a,3b，16) と、上記カウ
ント部によるクロック信号のカウント値と上記アナログ
信号発生部が発生したアナログ信号の振幅とから時間を
算定する算定部とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを利用す
るレーザ距離計などに利用される時間測定回路に関する
ものであり、特にクロックカウンタ方式とＴＡＣ方式と
を組合せることによって高精度の測定を実現した時間測
定回路に関するものである。
るレーザ距離計などに利用される時間測定回路に関する
ものであり、特にクロックカウンタ方式とＴＡＣ方式と
を組合せることによって高精度の測定を実現した時間測
定回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ・レーダを用いた長距離用
かつ高分解能の距離計は、目標物体に向けて鋭いパルス
状のレーザビーム（レーザパルス）を放射し、この物体
からの反射パルスを受信することにより距離を測定して
いる。
かつ高分解能の距離計は、目標物体に向けて鋭いパルス
状のレーザビーム（レーザパルス）を放射し、この物体
からの反射パルスを受信することにより距離を測定して
いる。
【０００３】上記距離測定の第１の方式として、物体に
レーザパルスを放射し、この物体からの反射パルスを受
信するという動作を多数回にわたって反復しながら、各
受信パルスを順次一定の微小量だけ遅延させたタイミン
グでサンプルホールドすることにより、時間軸を伸長し
た受信パルスを作成し、レーザパルスの放射から反射パ
ルスの受信までの経過時間を、比較的低周波のクロック
パルスを用いて高分解能で測定するサンプルホールド方
式が知られている。
レーザパルスを放射し、この物体からの反射パルスを受
信するという動作を多数回にわたって反復しながら、各
受信パルスを順次一定の微小量だけ遅延させたタイミン
グでサンプルホールドすることにより、時間軸を伸長し
た受信パルスを作成し、レーザパルスの放射から反射パ
ルスの受信までの経過時間を、比較的低周波のクロック
パルスを用いて高分解能で測定するサンプルホールド方
式が知られている。
【０００４】また、距離測定の第２の方式として、時間
と共に振幅が増大するアナログのランプ(ramp ) 電圧を
発生させ、その振幅の変化量を２時点間にわたって測定
することにより距離を測定するＴＡＣ ( Time to Ampli
tude Converter) 方式が知られている。さらに、距離測
定の第３の方式として、高周波のクロック信号を発生さ
せ、これを２時点間にわたってカウントするクロックカ
ウント方式が知られている。
と共に振幅が増大するアナログのランプ(ramp ) 電圧を
発生させ、その振幅の変化量を２時点間にわたって測定
することにより距離を測定するＴＡＣ ( Time to Ampli
tude Converter) 方式が知られている。さらに、距離測
定の第３の方式として、高周波のクロック信号を発生さ
せ、これを２時点間にわたってカウントするクロックカ
ウント方式が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のサンプルホール
ド方式は、一つの測定値を得るうえで多数回の送受信が
必要となるため、測定に時間がかかる。このため、この
サンプルホールド方式は目標物体が完全に、あるいは、
ほとんど静止している場合には有効な技術であるが、目
標物体がある程度の速度で移動中の場合には、この動き
に追随できず、正確な測定ができなくなるという問題が
ある。
ド方式は、一つの測定値を得るうえで多数回の送受信が
必要となるため、測定に時間がかかる。このため、この
サンプルホールド方式は目標物体が完全に、あるいは、
ほとんど静止している場合には有効な技術であるが、目
標物体がある程度の速度で移動中の場合には、この動き
に追随できず、正確な測定ができなくなるという問題が
ある。
【０００６】また、上述のＴＡＣ方式では、アナログ回
路を使用するため、周囲温度の変化や使用部品の経年変
化などに起因して精度が劣化するという問題がある。
路を使用するため、周囲温度の変化や使用部品の経年変
化などに起因して精度が劣化するという問題がある。
【０００７】更に、上記クロックカウント方式は、例え
ば１cm程度の距離分解能を得ようとすると、カウント対
象のクロック信号を15GHz もの高周波にする必要があ
る。しかしながら、現在、クロック周波数の実用的な値
は15MHz 程度であり、対応の距離分解能は10ｍ程度に留
まる。従って、１cm程度の距離分解能を得る場合、現在
の技術では製造費用が高くなりすぎて実用的でなくなる
という問題がある。
ば１cm程度の距離分解能を得ようとすると、カウント対
象のクロック信号を15GHz もの高周波にする必要があ
る。しかしながら、現在、クロック周波数の実用的な値
は15MHz 程度であり、対応の距離分解能は10ｍ程度に留
まる。従って、１cm程度の距離分解能を得る場合、現在
の技術では製造費用が高くなりすぎて実用的でなくなる
という問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の時間測定回路
は、一定周期のクロック信号を発生するクロック信号発
生回路と、このクロック信号をカウントするカウント回
路と、このクロック信号の周期で振幅が変化するアナロ
グ信号を発生するアナログ信号発生回路と、上記カウン
ト回路によるクロック信号のカウント値と上記アナログ
信号発生回路が発生したアナログ信号の振幅とから時間
を算定する算定回路とを備えている。
は、一定周期のクロック信号を発生するクロック信号発
生回路と、このクロック信号をカウントするカウント回
路と、このクロック信号の周期で振幅が変化するアナロ
グ信号を発生するアナログ信号発生回路と、上記カウン
ト回路によるクロック信号のカウント値と上記アナログ
信号発生回路が発生したアナログ信号の振幅とから時間
を算定する算定回路とを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態によれ
ば、上記アナログ信号発生回路は、上記クロック信号の
半周期の幅を有する第１，第２のアナログ信号を発生す
る第１，第２の部分から成っている。
ば、上記アナログ信号発生回路は、上記クロック信号の
半周期の幅を有する第１，第２のアナログ信号を発生す
る第１，第２の部分から成っている。
【００１０】本発明の更に好適な実施の形態によれば、
上記アナログ信号又は上記第１，第２のアナログ信号
は、鋸歯状波、三角波、正弦波などから成り、第１，第
２のアナログ信号は、好適には、クロック信号を２分周
した信号を処理することによって発生される。
上記アナログ信号又は上記第１，第２のアナログ信号
は、鋸歯状波、三角波、正弦波などから成り、第１，第
２のアナログ信号は、好適には、クロック信号を２分周
した信号を処理することによって発生される。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の時間測定回路を
含むレーザ距離計の構成を示す機能ブロック図である。
このレーザ距離計を構成する主要部の一つである時間測
定回路は、クロック信号発生回路１、クロックカウンタ
２、第１，第２のＴＡＣ回路３ａ，３ｂ、遅延回路１
１，１５、ラッチ回路１２，１３、２分周回路１６、セ
レクタ１７、Ａ／Ｄ変換回路１８などを備えている。こ
のレーザ距離計を構成する他の主要部であるレーザ送受
光部は、送信カウンタ２１、波形微分回路２２、発光回
路２３、受光回路２４、比較回路２５などを備えてい
る。
含むレーザ距離計の構成を示す機能ブロック図である。
このレーザ距離計を構成する主要部の一つである時間測
定回路は、クロック信号発生回路１、クロックカウンタ
２、第１，第２のＴＡＣ回路３ａ，３ｂ、遅延回路１
１，１５、ラッチ回路１２，１３、２分周回路１６、セ
レクタ１７、Ａ／Ｄ変換回路１８などを備えている。こ
のレーザ距離計を構成する他の主要部であるレーザ送受
光部は、送信カウンタ２１、波形微分回路２２、発光回
路２３、受光回路２４、比較回路２５などを備えてい
る。
【００１２】図２は、図１の各回路から出力される主要
な信号の波形と、発生タイミングとを示す波形図であ
る。以下、この波形図を参照しながら、図１のレーザ距
離計の動作を説明する。クロック信号発生回路１は、１
５MHz 程度の一定周期のクロック信号ＣＬＫを発生す
る。送信カウンタ回路２１は、このクロック信号の立ち
上がり回数を計数し、これが予め設定されている所定値
に達すると、微分回路２２を駆動する。駆動された微分
回路２２は、クロック信号発生回路１から供給されるク
ロック信号ＣＬＫを微分して鋭い送信トリガパルスＴを
発生し、発光回路２３に供給する。
な信号の波形と、発生タイミングとを示す波形図であ
る。以下、この波形図を参照しながら、図１のレーザ距
離計の動作を説明する。クロック信号発生回路１は、１
５MHz 程度の一定周期のクロック信号ＣＬＫを発生す
る。送信カウンタ回路２１は、このクロック信号の立ち
上がり回数を計数し、これが予め設定されている所定値
に達すると、微分回路２２を駆動する。駆動された微分
回路２２は、クロック信号発生回路１から供給されるク
ロック信号ＣＬＫを微分して鋭い送信トリガパルスＴを
発生し、発光回路２３に供給する。
【００１３】発光回路２３は、レーザダイオードと、こ
のレーザダイオードの駆動回路と、このレーザダイオー
ドが発生したレーザビームを絞る送光レンズなどから成
っている。この発光回路２３は、前段の微分回路２２か
ら供給された送信トリガパルスＴに同期して鋭いパルス
状のレーザビームを発生し、距離測定対象の物体に向け
て放射する。この物体で生じた反射レーザビームは、受
光レンズとアバランシェフォトダイオードと低雑音増幅
器などから成る受光回路２４に受光され、電気信号に変
換される。この電気信号は、シュミットトリガ回路など
から成る振幅比較回路２５において、鋭い波形の受光信
号Ｓとなり、オアゲート９とラッチ回路１３と遅延回路
１１とに供給される。
のレーザダイオードの駆動回路と、このレーザダイオー
ドが発生したレーザビームを絞る送光レンズなどから成
っている。この発光回路２３は、前段の微分回路２２か
ら供給された送信トリガパルスＴに同期して鋭いパルス
状のレーザビームを発生し、距離測定対象の物体に向け
て放射する。この物体で生じた反射レーザビームは、受
光レンズとアバランシェフォトダイオードと低雑音増幅
器などから成る受光回路２４に受光され、電気信号に変
換される。この電気信号は、シュミットトリガ回路など
から成る振幅比較回路２５において、鋭い波形の受光信
号Ｓとなり、オアゲート９とラッチ回路１３と遅延回路
１１とに供給される。
【００１４】一方、クロック信号発生回路１で発生され
たクロック信号ＣＬＫは、２入力アンドゲート８の一方
の入力端子にも供給される。この２入力アンドゲート８
の他方の入力端子はフリップ・フロップ１０の出力端子
Ｑに接続されている。このフリップ・フロップ１０の出
力ｑは、クロック入力端子ｃｋに受けた送信トリガパル
スＴに同期してＤ入力端子に供給中の＋５ｖのハイ信号
をホールドすることにより、ハイとなる。この結果、ア
ンドゲート８が導通状態となり、クロック信号発生回路
１で発生されたクロック信号ＣＬＫがクロックカウンタ
２に供給され、クロック信号ＣＬＫのカウントが開始さ
れる。
たクロック信号ＣＬＫは、２入力アンドゲート８の一方
の入力端子にも供給される。この２入力アンドゲート８
の他方の入力端子はフリップ・フロップ１０の出力端子
Ｑに接続されている。このフリップ・フロップ１０の出
力ｑは、クロック入力端子ｃｋに受けた送信トリガパル
スＴに同期してＤ入力端子に供給中の＋５ｖのハイ信号
をホールドすることにより、ハイとなる。この結果、ア
ンドゲート８が導通状態となり、クロック信号発生回路
１で発生されたクロック信号ＣＬＫがクロックカウンタ
２に供給され、クロック信号ＣＬＫのカウントが開始さ
れる。
【００１５】２入力アンドゲート８から出力されるクロ
ック信号ＣＬＫは、２分周回路１６にも供給され、その
２分周が開始される。この２分周回路１６の非反転出力
端子Ｑと反転出力端子からは第１の選択信号ＣＫａと、
第２の選択信号ＣＫｂとが出力される。第１のＴＡＣ回
路３ａでは、定電流回路Ｊａから出力される一定値の電
流がコンデンサＣａに充電されることにより、コンデン
サＣａの端子間電圧値がランプ（ramp) 電圧Ｒａとして
直線的に増加する。この充電は第１の選択信号ＣＫａが
ハイの間スイッチＳ２ａが開かれ、このスイッチＳ２ａ
が開かれている期間内だけ行われ、第１の選択信号ＣＫ
ａがローとなりスイッチＳ２ａが閉じられる期間内は、
コンデンサＣａの放電が行われ、ランプ電圧Ｒａはゼロ
に保持される。
ック信号ＣＬＫは、２分周回路１６にも供給され、その
２分周が開始される。この２分周回路１６の非反転出力
端子Ｑと反転出力端子からは第１の選択信号ＣＫａと、
第２の選択信号ＣＫｂとが出力される。第１のＴＡＣ回
路３ａでは、定電流回路Ｊａから出力される一定値の電
流がコンデンサＣａに充電されることにより、コンデン
サＣａの端子間電圧値がランプ（ramp) 電圧Ｒａとして
直線的に増加する。この充電は第１の選択信号ＣＫａが
ハイの間スイッチＳ２ａが開かれ、このスイッチＳ２ａ
が開かれている期間内だけ行われ、第１の選択信号ＣＫ
ａがローとなりスイッチＳ２ａが閉じられる期間内は、
コンデンサＣａの放電が行われ、ランプ電圧Ｒａはゼロ
に保持される。
【００１６】同様に、第２のＴＡＣ回路３ｂでは、定電
流回路Ｊｂから出力される一定値の電流がコンデンサＣ
ｂに充電されることにより、コンデンサＣｂの端子間電
圧値がランプ電圧Ｒｂとして直線的に増加する。この充
電は、第２の選択信号ＣＫｂがハイの間スイッチＳ２ｂ
が開かれ、このスイッチＳ２ｂが開かれている期間内だ
け行わる。第２の選択信号ＣＫｂがローとなりスイッチ
Ｓ２ｂが閉じられる期間内は、コンデンサＣｂの放電が
行われ、ランプ電圧Ｒｂはゼロに保持される。
流回路Ｊｂから出力される一定値の電流がコンデンサＣ
ｂに充電されることにより、コンデンサＣｂの端子間電
圧値がランプ電圧Ｒｂとして直線的に増加する。この充
電は、第２の選択信号ＣＫｂがハイの間スイッチＳ２ｂ
が開かれ、このスイッチＳ２ｂが開かれている期間内だ
け行わる。第２の選択信号ＣＫｂがローとなりスイッチ
Ｓ２ｂが閉じられる期間内は、コンデンサＣｂの放電が
行われ、ランプ電圧Ｒｂはゼロに保持される。
【００１７】第１選択信号ＣＫａと第２の選択信号ＣＫ
ｂとは互いに逆位相であるため、鋸歯状のランプ電圧Ｒ
ａとＲｂは、互いに補間し合うように、電圧の直線上昇
部分を出現させる。このランプ電圧ＲａとＲｂは、第
１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂに従って選択動作を
行うセレクタ１７を通してＡ／Ｄ変換回路１８に供給さ
れ、ディジタル信号に変換され、距離信号Ｂとして図示
しない上位装置に転送される。
ｂとは互いに逆位相であるため、鋸歯状のランプ電圧Ｒ
ａとＲｂは、互いに補間し合うように、電圧の直線上昇
部分を出現させる。このランプ電圧ＲａとＲｂは、第
１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂに従って選択動作を
行うセレクタ１７を通してＡ／Ｄ変換回路１８に供給さ
れ、ディジタル信号に変換され、距離信号Ｂとして図示
しない上位装置に転送される。
【００１８】上述したクロックカウンタ２によるクロッ
ク信号のカウント動作と、ＴＡＣ回路３ａ，３ｂによる
によるランプ電圧の発生動作の進行中に、物体で反射さ
れたレーザビームが受光回路２４に受光され、振幅比較
回路２５から鋭い波形の受光信号Ｓが出力されたものと
する。
ク信号のカウント動作と、ＴＡＣ回路３ａ，３ｂによる
によるランプ電圧の発生動作の進行中に、物体で反射さ
れたレーザビームが受光回路２４に受光され、振幅比較
回路２５から鋭い波形の受光信号Ｓが出力されたものと
する。
【００１９】この受光信号Ｓは、オアゲート９を介して
フリップ・フロップ１０のリセット端子Ｒに供給され、
フリップ・フロップ１０の出力Ｑをローに立ち下げる。
これに伴って２入力アンドゲート８が閉じられ、カウン
タ２によるクロック信号のカウント動作は停止する。ま
た、上記受光信号Ｓは遅延回路１１を経てラッチ回路１
２を起動する。これに伴い、カウンタ２に保持中のカウ
ント値がラッチ回路１２に保持され、距離信号Ａとして
図示しない上位装置に転送される。
フリップ・フロップ１０のリセット端子Ｒに供給され、
フリップ・フロップ１０の出力Ｑをローに立ち下げる。
これに伴って２入力アンドゲート８が閉じられ、カウン
タ２によるクロック信号のカウント動作は停止する。ま
た、上記受光信号Ｓは遅延回路１１を経てラッチ回路１
２を起動する。これに伴い、カウンタ２に保持中のカウ
ント値がラッチ回路１２に保持され、距離信号Ａとして
図示しない上位装置に転送される。
【００２０】更に、上記受光信号Ｓはラッチ回路１３に
も保持される。この保持された信号により、ＴＡＣ回路
３ａ，３ｂ内のスイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂが開かれて定電
流回路Ｊａ，Ｊｂへの給電が停止される。これに伴って
対応のコンデンサへの充電動作が停止され、放電状態に
ない側のコンデンサに保持されたランプ電圧が保存され
る。この保持されたランプ電圧は、セレクタ１７を通し
てＡ／Ｄ変換回路１８に転送され、ディジタル信号に変
換されて距離信号Ｂとして上位装置に転送される。
も保持される。この保持された信号により、ＴＡＣ回路
３ａ，３ｂ内のスイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂが開かれて定電
流回路Ｊａ，Ｊｂへの給電が停止される。これに伴って
対応のコンデンサへの充電動作が停止され、放電状態に
ない側のコンデンサに保持されたランプ電圧が保存され
る。この保持されたランプ電圧は、セレクタ１７を通し
てＡ／Ｄ変換回路１８に転送され、ディジタル信号に変
換されて距離信号Ｂとして上位装置に転送される。
【００２１】図２の例では、ＴＡＣ回路３ａで発生され
たアナログのランプ電圧Ｂがセレクタ１７を通してＡ／
Ｄ変換回路１８に転送され、ディジタル信号Ｂに変換さ
れて上位装置に転送される。上位装置は、ラッチ回路１
２に保持されたクロックカウンタのカウント値Ａとクロ
ック信号の周期Ｔとの積Ａ×Ｔと、ランプ電圧の最大変
化幅で規格化したランプ電圧Ｂとクロック信号の周期Ｔ
との積[B/(Vmax−Vmin)]×Ｔとの和をレーザビームの往
復の伝播所要時間τとして算定する。 τ＝〔 A＋B/(Vmax −Vmin) 〕×T
たアナログのランプ電圧Ｂがセレクタ１７を通してＡ／
Ｄ変換回路１８に転送され、ディジタル信号Ｂに変換さ
れて上位装置に転送される。上位装置は、ラッチ回路１
２に保持されたクロックカウンタのカウント値Ａとクロ
ック信号の周期Ｔとの積Ａ×Ｔと、ランプ電圧の最大変
化幅で規格化したランプ電圧Ｂとクロック信号の周期Ｔ
との積[B/(Vmax−Vmin)]×Ｔとの和をレーザビームの往
復の伝播所要時間τとして算定する。 τ＝〔 A＋B/(Vmax −Vmin) 〕×T
【００２２】クロック信号CLK の周期Ｔを66.666ns（距
離換算10ｍ）、ディジタル信号のビット幅を10とすれ
ば、最大の分解能は、クロック信号の周期66.666nsを10
24で除算した値、すなわち、66psとなり、距離分解能は
ほぼ1cm となる。一例として、クロック信号のカウント
値Ａが14で、Ｂの規格値[B/(Vmax−Vmin)]が 511/1024
の場合、算定される距離は144.99ｍとなる。
離換算10ｍ）、ディジタル信号のビット幅を10とすれ
ば、最大の分解能は、クロック信号の周期66.666nsを10
24で除算した値、すなわち、66psとなり、距離分解能は
ほぼ1cm となる。一例として、クロック信号のカウント
値Ａが14で、Ｂの規格値[B/(Vmax−Vmin)]が 511/1024
の場合、算定される距離は144.99ｍとなる。
【００２３】なお、受光信号Ｓの出現前にクロックカウ
ンタ２がオバーフローすると、そのキャリ信号がオアゲ
ート９を通してフリップ・フロップ１０のリセット端子
Ｒに供給される。これにより、フリップ・フロップ１０
がリセットされ、２入力アンドゲート８が閉じられてク
ロックカウンタ２のカウント動作が停止する。また、ラ
ッチ回路１３の初期化は、レーザビームの送光を行わせ
る送信トリガパルスＴによって行われる。これに伴い、
スイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂが閉じられ、非放電状態のコン
デンサに対する対応の定電流回路Ｊａ又はＪｂによるの
充電動作が開始される。
ンタ２がオバーフローすると、そのキャリ信号がオアゲ
ート９を通してフリップ・フロップ１０のリセット端子
Ｒに供給される。これにより、フリップ・フロップ１０
がリセットされ、２入力アンドゲート８が閉じられてク
ロックカウンタ２のカウント動作が停止する。また、ラ
ッチ回路１３の初期化は、レーザビームの送光を行わせ
る送信トリガパルスＴによって行われる。これに伴い、
スイッチＳ１ａ，Ｓ１ｂが閉じられ、非放電状態のコン
デンサに対する対応の定電流回路Ｊａ又はＪｂによるの
充電動作が開始される。
【００２４】図３は、本発明の他の実施例の時間測定回
路を含むレーザ距離計の構成を示す機能ブロック図であ
り、図４は、図３の各部から出力される主要な信号の波
形と発生タイミングとを示す波形図である。
路を含むレーザ距離計の構成を示す機能ブロック図であ
り、図４は、図３の各部から出力される主要な信号の波
形と発生タイミングとを示す波形図である。
【００２５】この実施例の時間測定回路は、図１の時間
測定回路中の第１，第２のＴＡＣ回路３ａ，３ｂを、第
１，第２の三角波発生回路４ａ，４ｂと、第１，第２の
サンプルホールド回路５ａ，５ｂに置き換えたものであ
り、その他の構成部分は図１のものと同一である。従っ
て、図３において、図１と同一の参照符号が付された構
成部分は図１に関して既に説明した構成部分と同一であ
り、これらについては重複する説明を省略する。
測定回路中の第１，第２のＴＡＣ回路３ａ，３ｂを、第
１，第２の三角波発生回路４ａ，４ｂと、第１，第２の
サンプルホールド回路５ａ，５ｂに置き換えたものであ
り、その他の構成部分は図１のものと同一である。従っ
て、図３において、図１と同一の参照符号が付された構
成部分は図１に関して既に説明した構成部分と同一であ
り、これらについては重複する説明を省略する。
【００２６】第１，第２の三角波発生回路４ａ，４ｂ
は、それぞれローパスフィルタと積分回路などから構成
され、図４のランプ波形Ｒａ，Ｒｂに示すように、互い
に逆相の三角波を発生する。これらの三角波は、受光信
号Ｓがラッチ回路１３に保持されると、サンプルホール
ド回路５ａと５ｂにそれぞれ電圧値Ｂ，Ｃとして保持さ
れる。これらサンプルホールド回路に保持された電圧値
の一方が、第１，第２のクロック信号ＣＫａ，ＣＫｂに
応じて動作するセレクタ１７によって選択され、Ａ／Ｄ
変換されたのち信号Ｂ又はＣとして上位装置に転送され
る。
は、それぞれローパスフィルタと積分回路などから構成
され、図４のランプ波形Ｒａ，Ｒｂに示すように、互い
に逆相の三角波を発生する。これらの三角波は、受光信
号Ｓがラッチ回路１３に保持されると、サンプルホール
ド回路５ａと５ｂにそれぞれ電圧値Ｂ，Ｃとして保持さ
れる。これらサンプルホールド回路に保持された電圧値
の一方が、第１，第２のクロック信号ＣＫａ，ＣＫｂに
応じて動作するセレクタ１７によって選択され、Ａ／Ｄ
変換されたのち信号Ｂ又はＣとして上位装置に転送され
る。
【００２７】電圧値ＢとＣとは、三角波の最大振幅（Vm
ax−Vmin）に介して相補の関係、すなわち、両者の和が
一定値になる（Ｂ＋Ｃ＝Vmax−Vmin）という関係にあ
る。従って、三角波発生回路とサンプルホールド回路と
を一組だけ設置し、このサンプルホールド回路でホール
ドした値と、第１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂとを
上位装置に転送し、上記装置は、各選択信号のハイ／ロ
ーに応じて、転送されてきたホールド値そのもの、ある
いは、このホールド値を三角波の最大振幅（Vmax−Vmi
n）から減算した値を選択する構成とすることもでき
る。この構成によれば、回路が一層簡単になり、安価に
なるという利点がある。
ax−Vmin）に介して相補の関係、すなわち、両者の和が
一定値になる（Ｂ＋Ｃ＝Vmax−Vmin）という関係にあ
る。従って、三角波発生回路とサンプルホールド回路と
を一組だけ設置し、このサンプルホールド回路でホール
ドした値と、第１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂとを
上位装置に転送し、上記装置は、各選択信号のハイ／ロ
ーに応じて、転送されてきたホールド値そのもの、ある
いは、このホールド値を三角波の最大振幅（Vmax−Vmi
n）から減算した値を選択する構成とすることもでき
る。この構成によれば、回路が一層簡単になり、安価に
なるという利点がある。
【００２８】図５は、本発明の更に他の実施例の時間測
定回路を含むレーザ距離計の構成を示す機能ブロック図
であり、図６は、図５の各部から出力される主要な信号
の波形と発生タイミングとを示す波形図である。
定回路を含むレーザ距離計の構成を示す機能ブロック図
であり、図６は、図５の各部から出力される主要な信号
の波形と発生タイミングとを示す波形図である。
【００２９】この実施例の時間測定回路は、図３の時間
測定回路中の第１，第２の三角波発生回路４ａ，４ｂ
を、第１，第２の正弦波発生回路６ａ，６ｂに置き換え
たものであり、その他の構成部分は図３のものと同一で
ある。従って、図５において、図３や図１と同一の参照
符号が付された構成部分は図１に関して既に説明した構
成部分と同一であり、これらについては重複する説明を
省略する。
測定回路中の第１，第２の三角波発生回路４ａ，４ｂ
を、第１，第２の正弦波発生回路６ａ，６ｂに置き換え
たものであり、その他の構成部分は図３のものと同一で
ある。従って、図５において、図３や図１と同一の参照
符号が付された構成部分は図１に関して既に説明した構
成部分と同一であり、これらについては重複する説明を
省略する。
【００３０】第１，第２の正弦波発生回路６ａ，６ｂは
バンドパスフィルタと積分回路などから構成され、図６
のランプ波形Ｒａ，Ｒｂに示すように、互いに逆相の正
弦波を発生する。これらの正弦波は、受光信号Ｓがラッ
チ回路１３に保持されると、サンプルホールド回路５ａ
と５ｂにそれぞれ電圧値Ｂ，Ｃとして保持される。これ
らサンプルホールド回路に保持された電圧値の一方が、
第１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂのハイとローとに
応じて動作するセレクタ１７によって選択され、Ａ／Ｄ
変換されたのち信号Ｂ又はＣとして上位装置に転送され
る。
バンドパスフィルタと積分回路などから構成され、図６
のランプ波形Ｒａ，Ｒｂに示すように、互いに逆相の正
弦波を発生する。これらの正弦波は、受光信号Ｓがラッ
チ回路１３に保持されると、サンプルホールド回路５ａ
と５ｂにそれぞれ電圧値Ｂ，Ｃとして保持される。これ
らサンプルホールド回路に保持された電圧値の一方が、
第１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂのハイとローとに
応じて動作するセレクタ１７によって選択され、Ａ／Ｄ
変換されたのち信号Ｂ又はＣとして上位装置に転送され
る。
【００３１】ランプ波形として三角波を発生させる場合
と同様に、電圧値ＢとＣとは、正弦波の最大振幅（Vmax
−Vmin）に介して相補の関係（Ｂ＋Ｃ＝Vmax−Vmin）に
ある。従って、正弦波発生回路とサンプルホールド回路
とを一組だけ設置し、このサンプルホールド回路でホー
ルドした値と、第１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂの
ハイ／ローとを上位装置に転送し、上記装置は、各選択
信号のハイとローとの組合せに応じて、転送されてきた
ホールド値そのもの、あるいは、このホールド値を三角
波の最大振幅（Vmax−Vmin）から減算した値を選択する
構成とすることもできる。この構成によれば、回路が一
層簡単になり、一層安価になるという利点がある。
と同様に、電圧値ＢとＣとは、正弦波の最大振幅（Vmax
−Vmin）に介して相補の関係（Ｂ＋Ｃ＝Vmax−Vmin）に
ある。従って、正弦波発生回路とサンプルホールド回路
とを一組だけ設置し、このサンプルホールド回路でホー
ルドした値と、第１，第２の選択信号ＣＫａ，ＣＫｂの
ハイ／ローとを上位装置に転送し、上記装置は、各選択
信号のハイとローとの組合せに応じて、転送されてきた
ホールド値そのもの、あるいは、このホールド値を三角
波の最大振幅（Vmax−Vmin）から減算した値を選択する
構成とすることもできる。この構成によれば、回路が一
層簡単になり、一層安価になるという利点がある。
【００３２】また、ランプ波形として正弦波を発生させ
る図５の実施例の時間測定回路によれば、電圧が常時滑
らかに変化し、三角波や鋸状波の場合のように急峻な折
り返し点がなくなるので、常に安定な測定が可能になる
という利点がある。
る図５の実施例の時間測定回路によれば、電圧が常時滑
らかに変化し、三角波や鋸状波の場合のように急峻な折
り返し点がなくなるので、常に安定な測定が可能になる
という利点がある。
【００３３】以上、レーザ距離計に組み込んで利用する
場合を例にとって本発明の時間測定回路を説明した。し
かしながら、本発明の時間測定回路は、レーザ距離計に
限らず他の適宜な測定装置などの任意の電子装置内に組
み込んで利用することができる。
場合を例にとって本発明の時間測定回路を説明した。し
かしながら、本発明の時間測定回路は、レーザ距離計に
限らず他の適宜な測定装置などの任意の電子装置内に組
み込んで利用することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の時
間測定回路は、クロック周期単位の概略の時間はクロッ
クカウント方式を利用して高い信頼性のもとに測定し、
クロック周期以下の端数の時間はＴＡＣ方式を利用して
高精度で測定するというクロックカウント方式の利点と
ＴＡＣ方式の利点とを組合せた構成であるから、比較的
安価な部品を用いて、高信頼性・高精度の時間の測定を
実現できるという効果が奏される。
間測定回路は、クロック周期単位の概略の時間はクロッ
クカウント方式を利用して高い信頼性のもとに測定し、
クロック周期以下の端数の時間はＴＡＣ方式を利用して
高精度で測定するというクロックカウント方式の利点と
ＴＡＣ方式の利点とを組合せた構成であるから、比較的
安価な部品を用いて、高信頼性・高精度の時間の測定を
実現できるという効果が奏される。
【００３５】また、クロックカウント方式もＴＡＣ方式
も１回の測定で高信頼性かつ高精度で時間や距離を測定
できる。このため、測定所要時間が短く、早い物標の動
きにも追随可能である。また、早いデータの読出しが可
能なため加算平均化処理が適用でき、バラツキの少ない
データを得ることが可能になるという利点もある。
も１回の測定で高信頼性かつ高精度で時間や距離を測定
できる。このため、測定所要時間が短く、早い物標の動
きにも追随可能である。また、早いデータの読出しが可
能なため加算平均化処理が適用でき、バラツキの少ない
データを得ることが可能になるという利点もある。
【図１】本発明の一実施例の時間測定回路を含むレーザ
距離計の構成を示す機能ブロック図である。
距離計の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１中の各部の信号の出現タイミングと波形と
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図３】本発明の他の実施例の時間測定回路を含むレー
ザ距離計の構成を示す機能ブロック図である。
ザ距離計の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図３中の各部の信号の出現タイミングと波形と
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図５】本発明の更に他の実施例の時間測定回路を含む
レーザ距離計の構成を示す機能ブロック図である。
レーザ距離計の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】図５中の各部の信号の出現タイミングと波形と
を示す波形図である。
を示す波形図である。
1 クロック発生回路 2 クロックカウンタ 3a,3b 第１, 第２のＴＡＣ回路 4a,4b 第１, 第２の三角波発生回路 5a,5b 第１, 第２のサンプルホールド回路 6a,6b 第１, 第２の正弦波発生回路 16 ２分周回路 17 セレクタ 18 Ａ／Ｄ変換回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F085 AA05 BB00 CC10 EE09 FF04 FF06 FF20 GG06 GG11 GG14 GG21 GG23 GG24 GG27 5J084 AA05 AB17 AD01 BA03 BA36 CA03 CA20 CA23 CA27 CA43 CA44 CA52 CA53 CA54 CA55 CA56 CA57 CA59 CA60 CA64 CA69 DA08 EA04 FA03
Claims (6)
- 【請求項１】一定周期のクロック信号を発生するクロッ
ク信号発生部と、 このクロック信号をカウントするカウント部と、 このクロック信号の周期で振幅が変化するアナログ信号
を発生するアナログ信号発生部と、 前記カウント部によるクロック信号のカウント値と前記
アナログ信号発生部が発生したアナログ信号の振幅とか
ら時間を算定する算定部とを備えたことを特徴とする時
間測定回路。 - 【請求項２】請求項１において、 前記アナログ信号発生部は、前記クロック信号の半周期
の幅を有する第１，第２のアナログ信号を発生する第
１，第２の部分から成ることを特徴とする時間測定回
路。 - 【請求項３】請求項１と２のそれぞれにおいて、 前記アナログ信号又は前記第１，第２のアナログ信号
は、鋸歯状波であることを特徴とする時間測定回路。 - 【請求項４】請求項１と２のそれぞれにおいて、 前記アナログ信号又は前記第１，第２のアナログ信号
は、三角波であることを特徴とする時間測定回路。 - 【請求項５】請求項１と２のそれぞれにおいて、 前記アナログ信号又は前記第１，第２のアナログ信号
は、正弦波であることを特徴とする時間測定回路。 - 【請求項６】請求項３乃至５のそれぞれにおいて、 前記第１，第２のアナログ信号は、前記クロック信号を
２分周した信号を処理することによって発生されること
を特徴とする時間測定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11029698A JP2000227483A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 時間測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11029698A JP2000227483A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 時間測定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000227483A true JP2000227483A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12283343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11029698A Pending JP2000227483A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 時間測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000227483A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214369A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-07-31 | Denso Corp | 時間測定装置及び距離測定装置 |
| JP2004077173A (ja) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Japan Radio Co Ltd | タイミング測定装置 |
| JP2004325373A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Nec Engineering Ltd | 距離測定装置 |
| JP2011027621A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 時間計測回路 |
| JP2018152823A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-09-27 | 株式会社リコー | 時間計測装置、および距離計測装置 |
| JP2021057647A (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、物理量測定装置、電子機器及び移動体 |
-
1999
- 1999-02-08 JP JP11029698A patent/JP2000227483A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214369A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-07-31 | Denso Corp | 時間測定装置及び距離測定装置 |
| JP2004077173A (ja) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Japan Radio Co Ltd | タイミング測定装置 |
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| JP2018152823A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-09-27 | 株式会社リコー | 時間計測装置、および距離計測装置 |
| JP2021057647A (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、物理量測定装置、電子機器及び移動体 |
| JP7375420B2 (ja) | 2019-09-27 | 2023-11-08 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、物理量測定装置、電子機器及び移動体 |
| US11897539B2 (en) | 2019-09-27 | 2024-02-13 | Seiko Epson Corporation | Circuit device, physical quantity measurement device, electronic apparatus, and vehicle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050808 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060131 |