JP2003270346A - Pulse signal generation circuit and distance ranging device - Google Patents

Pulse signal generation circuit and distance ranging device

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JP2003270346A
JP2003270346A JP2002073900A JP2002073900A JP2003270346A JP 2003270346 A JP2003270346 A JP 2003270346A JP 2002073900 A JP2002073900 A JP 2002073900A JP 2002073900 A JP2002073900 A JP 2002073900A JP 2003270346 A JP2003270346 A JP 2003270346A
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智弘 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse signal generation circuit with generated pulse signal timing free of influence of fluctuation in an input signal amplitude and to provide a ranging device capable of measuring a distance with high precision. <P>SOLUTION: After laser pulse light is radiated to a measurement object, reflected pulse light is received and its light receipt signal is used as an input signal S105. In formation of a receipt timing signal, a signal S401 formed by delaying the input signal S105 by a half width equivalent by means of a delay 401 is outputted, a signal S402 formed by delaying the input signal S105 by a double of the half width is outputted, an intersection of an output level between the input signal S105 and the signal S401 is detected for forming a front side edge of the receipt timing signal 106, and an intersection of an output level between the signal S401 and the signal S402 is detected for forming a back side edge of the receipt timing signal 106. Time measurement is started by irradiation with the laser pulse light, the time measurement is stopped by the receipt timing signal 106, and from the obtained light travel time, a distance to the measurement object is found. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号に対応す
るパルス信号を生成するパルス信号生成回路、および、
このパルス信号生成回路を使用し、光を用いて測定対象
物までの距離を測定する距離測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse signal generation circuit for generating a pulse signal corresponding to an input signal, and
The present invention relates to a distance measuring device that uses this pulse signal generation circuit to measure the distance to an object to be measured using light.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な測量機に用いる距離測定装置
は、1m〜数kmといった範囲の距離を精度5mm+3
ppm×D(Dは測定する距離)という高精度で測定す
る必要がある。この精度を劣化させる要因として受信信
号振幅の変動があげられる。この変動を吸収するための
方法として、微分回路による信号検出がある。パルス状
の受信信号を、定数を最適化した微分回路に通すと、パ
ルスのピークのタイミングで符号が反転する出力信号が
得られる。パルスの振幅が変化してもピーク位置のタイ
ミングは変化しないので、微分回路の出力のゼロクロス
を検出することにより、振幅変動による影響の少ないタ
イミング検出を行うことができる。
2. Description of the Related Art A distance measuring device used in a general surveying instrument has an accuracy of 5 mm + 3 in a range of 1 m to several km.
It is necessary to measure with high accuracy of ppm × D (D is a distance to be measured). Fluctuations in the received signal amplitude can be cited as a factor that deteriorates this accuracy. As a method for absorbing this fluctuation, there is signal detection by a differentiating circuit. When the pulsed reception signal is passed through a differentiating circuit with optimized constants, an output signal whose sign is inverted at the timing of the peak of the pulse is obtained. Even if the amplitude of the pulse changes, the timing of the peak position does not change. Therefore, by detecting the zero cross of the output of the differentiating circuit, it is possible to detect the timing that is less affected by the amplitude fluctuation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この微分回路
による方式は微分回路の定数の最適化が難しく、また1
台の装置について最適化したとしても、装置によってパ
ルス幅の個体差があるため、同じ定数で全数の最適化を
行うと、振幅変動によるタイミングずれの影響が大きく
なるという問題点がある。
However, it is difficult to optimize the constants of the differentiating circuit in the method using the differentiating circuit.
Even if it is optimized for a single device, there is a problem in that there is a large difference in pulse width depending on the device. Therefore, if all the devices are optimized with the same constant, the influence of the timing deviation due to the amplitude variation becomes large.

【0004】本発明は、生成するパルス信号のタイミン
グが入力信号の振幅の変動の影響を受けないパルス信号
生成回路を提供し、また、精度の高い距離測定を可能と
した距離測定装置を提供する。
The present invention provides a pulse signal generation circuit in which the timing of the generated pulse signal is not affected by fluctuations in the amplitude of the input signal, and also provides a distance measuring device that enables highly accurate distance measurement. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
信号に対応するパルス信号を生成するパルス信号生成回
路に適用され、入力信号を、入力信号の信号幅以内の値
である第1の時間遅延させて第1の遅延信号を出力する
第1の遅延手段と、入力信号を、入力信号の信号幅の2
倍以内の値であり第1の時間より長い第2の時間遅延さ
せて第2の遅延信号を出力する第2の遅延手段と、入力
信号と第1の遅延信号と第2の遅延信号とに基づき、入
力信号と第1の遅延信号との出力レベルの交点を検出し
てパルス信号の前側エッジを生成し、第1の遅延信号と
第2の遅延信号の出力レベルの交点を検出してパルス信
号の後側エッジを生成してパルス信号を生成する交点検
出手段とを備えるものである。請求項2の発明は、請求
項1記載のパルス信号生成回路において、交点検出手段
は、入力信号が所定のレベル以上であることを検出した
ときに第1の信号をアクティブとして出力する第1のコ
ンパレータ手段と、第1の信号がアクティブとなったと
きにイネーブルとされ、イネーブルとされているときか
つ入力信号のレベルが第1の遅延信号のレベルより低い
とき第2の信号をアクティブとして出力する第2のコン
パレータ手段と、第2の信号がアクティブとなったとき
イネーブルとされ、イネーブルとされているときかつ第
1の遅延信号のレベルが第2の遅延信号のレベルより高
いときに第3の信号をアクティブとし、第1の遅延信号
のレベルが第2の遅延信号のレベルより低いときに第3
の信号を反転して出力する第3のコンパレータ手段とを
備え、第3のコンパレータ手段が出力する第3の信号を
パルス信号とするものである。請求項3の発明は、請求
項1または2記載のパルス信号生成回路において、第1
の時間は入力信号の振幅の約半分の値におけるパルス幅
に相当し、第2の時間は入力信号の振幅の約半分の値に
おけるパルス幅の約2倍に相当するとするものである。
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載
のパルス信号生成回路において、交点検出手段はECL
素子を使用し、ECL素子より出力されたパルス信号
を、ECLレベルからTTLレベルに変換する変換手段
をさらに備えるとするものである。請求項5の発明は、
測距指令信号に基づき距離測定用光を目標物に向けて送
光する送光手段と、目標物で反射された距離測定用光を
受光して受光信号を出力する受光手段と、受光信号に基
づき時間計測終了信号を生成する時間計測終了信号生成
手段と、測距指令信号に基づき時間計測を開始し、時間
計測終了信号に基づき時間計測を終了し、送光から受光
までの光走行時間を計測する時間計測手段と、時間計測
手段により計測された光走行時間を取得し、取得した光
走行時間に基づいて目標物までの距離を演算する演算手
段とを備える距離測定装置に適用され、時間計測終了信
号生成手段は、請求項1から4のいずれか1項記載のパ
ルス信号生成回路を備え、パルス信号生成回路の入力信
号は受光信号に対応し、パルス信号生成回路のパルス信
号は時間計測終了信号に対応するものである。請求項6
の発明は、請求項5記載の距離測定装置を備えるもので
ある。
A first aspect of the present invention is applied to a pulse signal generating circuit for generating a pulse signal corresponding to an input signal, wherein the input signal has a value within a signal width of the input signal. And a first delay means for delaying the output signal to output a first delay signal and an input signal having a signal width of 2
A second delay means for delaying a second time, which is a value within twice the first time and outputting a second delay signal, and an input signal, a first delay signal, and a second delay signal. Based on this, the intersection of the output levels of the input signal and the first delay signal is detected to generate the front edge of the pulse signal, and the intersection of the output levels of the first delay signal and the second delay signal is detected to generate the pulse. And an intersection point detecting means for generating a pulse signal by generating a trailing edge of the signal. According to a second aspect of the present invention, in the pulse signal generating circuit according to the first aspect, the intersection detecting means outputs the first signal as active when it detects that the input signal is equal to or higher than a predetermined level. Comparator means and an enable signal when the first signal is activated, and when the enable signal is enabled and the level of the input signal is lower than the level of the first delayed signal, the second signal is output as active. A second comparator means and a third comparator which is enabled when the second signal is activated, and which is third when the level of the first delayed signal is higher than the level of the second delayed signal when enabled. A third signal is activated when the level of the first delayed signal is lower than the level of the second delayed signal.
And a third comparator means for inverting the signal and outputting the signal, and the third signal output by the third comparator means is a pulse signal. The invention of claim 3 is the pulse signal generating circuit according to claim 1 or 2, wherein
The time of 1 corresponds to the pulse width at the value of about half the amplitude of the input signal, and the second time corresponds to about twice the pulse width at the value of about half the amplitude of the input signal.
According to a fourth aspect of the present invention, in the pulse signal generation circuit according to any one of the first to third aspects, the intersection point detecting means is ECL.
The device further comprises conversion means for converting the pulse signal output from the ECL device from the ECL level to the TTL level by using the device. The invention of claim 5 is
A light sending unit that sends the distance measuring light to the target object based on the distance measurement command signal, a light receiving unit that receives the distance measuring light reflected by the target object and outputs a light receiving signal, and a light receiving signal Based on the time measurement end signal generating means for generating a time measurement end signal based on the distance measurement command signal, the time measurement is ended based on the time measurement end signal, and the light traveling time from light transmission to light reception is determined. It is applied to a distance measuring device provided with a time measuring means for measuring and a light traveling time measured by the time measuring means, and a calculating means for calculating a distance to a target object based on the obtained light traveling time. The measurement end signal generation means includes the pulse signal generation circuit according to any one of claims 1 to 4, an input signal of the pulse signal generation circuit corresponds to a light reception signal, and a pulse signal of the pulse signal generation circuit measures time. End Which corresponds to the issue. Claim 6
The present invention comprises the distance measuring device according to the fifth aspect.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図を
用いて説明する。図1は、本発明の実施形態である距離
測定装置のブロック図である。本実施の形態の距離測定
装置は、パルス光を用いて測定対象物(目標物)までの
距離を測定するものである。この距離測定装置は、特
に、測定対象物までの距離や測定対象物方向の角度など
を測量する測量機に備えられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring device that is an embodiment of the present invention. The distance measuring device according to the present embodiment measures the distance to a measurement target (target) using pulsed light. This distance measuring device is particularly provided in a surveying instrument that measures the distance to the measurement object, the angle in the direction of the measurement object, and the like.

【0007】CPUなどで構成される演算制御部1は、
オペレータ等からの測定指令信号に従い、時間計測部2
に測距指令信号S101を与える。時間計測部2は、送
光部3にパルス発光指令S102を与えると共に、時間
計測を開始する。時間計測部2は、時間計測の開始から
終了までの間基準クロックをカウントするカウンタと、
基準クロック間の時間を補間計算する積分回路(不図
示)を有する。積分回路は、基準クロック間において、
経過時間に応じた電圧信号を出力する。これらのカウン
タと積分回路などの組み合わせにより精密な時間が計測
される。
The operation control unit 1 composed of a CPU, etc.,
According to the measurement command signal from the operator or the like, the time measuring unit 2
A distance measurement command signal S101 is given to. The time measuring unit 2 gives a pulse emission command S102 to the light transmitting unit 3 and starts time measurement. The time measuring unit 2 includes a counter that counts a reference clock from the start to the end of time measurement,
It has an integration circuit (not shown) that interpolates the time between reference clocks. The integrator circuit, between the reference clock,
It outputs a voltage signal according to the elapsed time. Precise time is measured by a combination of these counters and an integrating circuit.

【0008】送光部3は、例えば半導体レーザ駆動回路
31、半導体レーザ32、及び発光されたパルス光10
3を送光する送光光学系33を有する。送光光学系33
中には、パルス光103を外部光路である測距光路11
0と内部光路である基準光路111とに分割する光路分
割部34が設けられている。光路分割部34は、例えば
パルス光103の入射光路に45°に配置された半透過
鏡で構成された光路分割部34が設けられている。従っ
てパルス光103は、測距光路110に射出されるパル
ス光104と基準光路111に射出されるパルス光10
5に分割される。
The light transmitting section 3 includes, for example, a semiconductor laser driving circuit 31, a semiconductor laser 32, and the emitted pulsed light 10.
It has a light transmitting optical system 33 for transmitting the light. Light transmitting optical system 33
Inside, the pulsed light 103 is transmitted to the distance measuring optical path 11 which is an external optical path.
There is provided an optical path splitting section 34 that splits the optical path into 0 and the reference optical path 111 which is an internal optical path. The optical path splitting unit 34 is provided with the optical path splitting unit 34 including, for example, a semi-transmissive mirror arranged at 45 ° in the incident optical path of the pulsed light 103. Therefore, the pulsed light 103 is the pulsed light 104 emitted to the distance measuring optical path 110 and the pulsed light 10 emitted to the reference optical path 111.
It is divided into 5.

【0009】また、送光光学系33中には光路切り替え
部36が備えられ、演算制御部1からの切り替え信号
(不図示)により、測距光路110または基準光路11
1のどちらか一方を遮光する。基準光路111が遮光さ
れ、測距光路110よりパルス光が投光された場合に
は、測定対象物で反射され測距光路110を戻った反射
パルス光106が、受光部4内にある受光光学系41a
に入射される。受光光学系41aに入射したパルス光1
06は、光量調整フィルタ44、受光光学系41bを経
由してAPD(アバランシェフォトダイオード)等の受
光素子42に集光され、光電変換される。
An optical path switching unit 36 is provided in the light transmitting optical system 33, and a distance measuring optical path 110 or a reference optical path 11 is generated by a switching signal (not shown) from the arithmetic control unit 1.
Shield one of the two. When the reference optical path 111 is shielded and the pulsed light is projected from the distance measuring optical path 110, the reflected pulsed light 106 reflected by the object to be measured and returning from the distance measuring optical path 110 is received by the light receiving optical unit in the light receiving unit 4. System 41a
Is incident on. Pulsed light 1 incident on the light receiving optical system 41a
06 is focused on the light receiving element 42 such as an APD (avalanche photodiode) via the light amount adjustment filter 44 and the light receiving optical system 41b, and photoelectrically converted.

【0010】一方、測距光路110が遮光された場合に
は、基準パルス光105が基準光路111に送光され、
減光フィルタ35で光量を所定のレベルに減衰され、光
量調整フィルタ44を介して受光部4内の受光光学系4
1bに至る。受光光学系41bは、入射光軸に対して4
5°に配置された半透過鏡43を備え、基準パルス光1
05も反射パルス光106と同じ光軸に導かれ、受光素
子42に集光され、光電変換される。
On the other hand, when the distance measuring optical path 110 is shielded, the reference pulsed light 105 is sent to the reference optical path 111,
The light amount is attenuated to a predetermined level by the neutral density filter 35, and the light receiving optical system 4 in the light receiving unit 4 is passed through the light amount adjusting filter 44.
It reaches 1b. The light receiving optical system 41b is 4
The reference pulsed light 1 is provided with a semi-transmissive mirror 43 arranged at 5 °.
05 is also guided to the same optical axis as the reflected pulsed light 106, condensed on the light receiving element 42, and photoelectrically converted.

【0011】APD42の出力である受信パルス信号S
104は、信号増幅部5により増幅され、増幅された受
信パルス信号S105が受信タイミング検出部6に供給
される。受信タイミング検出部6は、コンパレータ部6
1とレベル変換部62とで構成され、入力の受信パルス
信号S105に対して、振幅が変動した場合にも時間的
に安定な受信タイミング信号S106を時間計測部2に
出力する。受信タイミング検出部6の詳細な動作につい
ては後述する。
The received pulse signal S which is the output of the APD 42
104 is amplified by the signal amplification unit 5, and the amplified reception pulse signal S105 is supplied to the reception timing detection unit 6. The reception timing detector 6 includes a comparator 6
1 and the level conversion unit 62, the reception timing signal S106 that is stable in time is output to the time measurement unit 2 even when the amplitude varies with respect to the input reception pulse signal S105. The detailed operation of the reception timing detection unit 6 will be described later.

【0012】時間計測部2は、パルス発光指令S102
から受信タイミング信号S106までの時間(パルス光
走行時間)を計測し、時間データS112を演算制御部
1に送る。演算制御部1は、時間データS112と光速
をもとに被測定物までの距離を算出する。
The time measuring unit 2 uses the pulse emission command S102.
To the reception timing signal S106 (pulse light traveling time) is measured, and time data S112 is sent to the arithmetic control unit 1. The arithmetic control unit 1 calculates the distance to the object to be measured based on the time data S112 and the speed of light.

【0013】図2は、図1の装置による測距方法を説明
する図である。図2の(1)と(2)は、基準光路11
1を選択した場合のパルス発光指令S102と受信タイ
ミング信号S106との関係を示す。また、(3)と
(4)は、測距光路110を選択した場合のパルス発光
指令S102と受信タイミング信号S106との関係を
示す。
FIG. 2 is a diagram for explaining a distance measuring method by the apparatus of FIG. (1) and (2) of FIG.
The relationship between the pulse emission command S102 and the reception timing signal S106 when 1 is selected is shown. Further, (3) and (4) show the relationship between the pulse emission command S102 and the reception timing signal S106 when the distance measuring optical path 110 is selected.

【0014】図1に戻り、実際の測距シーケンスについ
て説明する。演算制御部1は、距離測定の前に測距光路
110からの受信信号レベルの確認を行う(光量平衡処
理)。まず、演算制御部1は、ゲインコントロール信号
S108より増幅部5のゲインを最小にし、駆動信号S
109により駆動部45を介して光量調整フィルタ44
を基準光路111、測距光路110で共に透過率最大と
なるように設定する。光量調整フィルタ44は、1枚の
フィルタに対して基準光路111の光が通る部分と測距
光路110の光が通る部分と別々になっており、基準光
路111の光を減衰させる場合には測距光路110の光
は開放のまま変化せず、測距光路110の光を減衰させ
る場合には基準光路111の光は開放のまま変化しない
ように構成されている。
Returning to FIG. 1, the actual distance measuring sequence will be described. The arithmetic control unit 1 confirms the level of the received signal from the distance measuring optical path 110 before measuring the distance (light quantity balance processing). First, the arithmetic control unit 1 minimizes the gain of the amplification unit 5 based on the gain control signal S108, and the drive signal S
The light amount adjusting filter 44 is driven by the driving unit 45 by the 109.
Are set so that both the reference optical path 111 and the distance measuring optical path 110 have maximum transmittance. The light amount adjustment filter 44 is divided into a part through which light of the reference optical path 111 passes and a part through which light of the distance measuring optical path 110 passes for one filter. The light on the distance optical path 110 remains open and does not change, and when the light on the distance measuring optical path 110 is attenuated, the light on the reference optical path 111 remains open and does not change.

【0015】次に、光路切り替え部36を基準光路11
1側開放とし、演算制御部1は増幅部5の出力S105
をレベル検出部7でピークホールドした受信レベル信号
S107を読み込む。このとき基準光路111の受信レ
ベルS107は、所定のレベルになるようにあらかじめ
減光フィルタ35で調整されている。次に、光路切り替
え部36を測距光路110側開放とし、被測定物からの
受信信号レベルを同様にS107を読み込むことにより
測定する。
Next, the optical path switching unit 36 is moved to the reference optical path 11
The first side is opened, and the arithmetic control unit 1 outputs the output S105 of the amplification unit 5.
The reception level signal S107 obtained by peak-holding the signal is read. At this time, the reception level S107 of the reference optical path 111 is adjusted in advance by the neutral density filter 35 so as to be a predetermined level. Next, the optical path switching unit 36 is opened on the side of the distance measuring optical path 110, and the received signal level from the object to be measured is similarly measured by reading S107.

【0016】被測定物からの受信信号レベルの方が基準
光路111の信号レベルより大きい場合には、駆動信号
S109、駆動部45を介して光量調整フィルタ44の
測距光路110の光量を減衰させて、2つの光路の信号
レベルが等しくなるように調整する。また、被測定物か
らの受信信号レベルの方が基準光路111の信号レベル
より小さい場合には、ゲインコントロール信号S108
を介して増幅部5のゲインを上げ、被測定物からの受信
信号レベルを基準光路111の信号レベルに等しくす
る。この場合、増幅部5のゲインを上げたことで基準光
路111の信号レベルが上がっているので、駆動信号S
109、駆動部45を介して光量調整フィルタ44の基
準光路111の光量を減衰させて、2つの光路の信号レ
ベルが等しくなるように調整する。演算制御部1は、2
つの光路の信号レベルが等しくなった後に測距動作に入
る。
When the received signal level from the object to be measured is higher than the signal level of the reference optical path 111, the light quantity of the distance measuring optical path 110 of the light quantity adjusting filter 44 is attenuated via the drive signal S109 and the drive section 45. And adjust so that the signal levels of the two optical paths are equal. If the received signal level from the DUT is lower than the signal level of the reference optical path 111, the gain control signal S108
The gain of the amplifying section 5 is increased via to make the received signal level from the DUT equal to the signal level of the reference optical path 111. In this case, since the signal level of the reference optical path 111 is increased by increasing the gain of the amplifier 5, the drive signal S
The light amount of the reference optical path 111 of the light amount adjusting filter 44 is attenuated via the 109 and the drive unit 45, and the signal levels of the two optical paths are adjusted to be equal. The arithmetic control unit 1 is 2
After the signal levels of the two optical paths become equal, the distance measuring operation starts.

【0017】光路切り替え部36で基準光路111側を
開放とし、パルス光103を基準光路111に送光す
る。減光フィルタ35で所定の光量に減衰された基準パ
ルス光105が、受光部4、増幅部5、受信タイミング
検出部6を経て時間計測部2へ受信タイミング信号S1
06として送られる。前述のように時間計測部2は、パ
ルス発光指令S102から受信タイミング信号S106
までの時間S112を計測し、演算制御部1は、その計
測時間S112と光速をもとに基準光路111での測定
距離Lrefを求める。
The optical path switching unit 36 opens the side of the reference optical path 111 and sends the pulsed light 103 to the reference optical path 111. The reference pulse light 105 attenuated to a predetermined light amount by the neutral density filter 35 passes through the light receiving section 4, the amplifying section 5, and the reception timing detecting section 6 to the time measuring section 2 and receives the reception timing signal S1.
Sent as 06. As described above, the time measuring unit 2 receives the reception timing signal S106 from the pulse emission command S102.
Up to S112, and the arithmetic control unit 1 obtains the measurement distance Lref on the reference optical path 111 based on the measurement time S112 and the speed of light.

【0018】次に、光路切り替え部36で測距光路11
0側を開放とし、パルス光103を測距光路110に送
光する。被測定物で反射した反射パルス光106は、測
距光路110を戻り、受光部4で検出され、基準光路の
場合と同様に受信タイミング信号S106が時間計測部
2に送られ、演算制御部1内で測距光路での測定距離L
sが求められる。演算制御部1は、測距光路での測定距
離Lsから基準光路での測定距離Lrefを引くことによ
り、電気系回路の温度等による変動による誤差要因をキ
ャンセルし、正確な被測定物までの距離Lを算出する。
Next, the distance measuring optical path 11 is measured by the optical path switching unit 36.
The 0 side is opened and the pulsed light 103 is sent to the distance measuring optical path 110. The reflected pulsed light 106 reflected by the object to be measured returns through the distance measuring optical path 110, is detected by the light receiving section 4, and the reception timing signal S106 is sent to the time measuring section 2 as in the case of the reference optical path, and the arithmetic control section 1 Measuring distance L in the optical path
s is required. The arithmetic control unit 1 subtracts the measurement distance Lref in the reference optical path from the measurement distance Ls in the distance measuring optical path to cancel the error factor due to the fluctuation due to the temperature of the electric system circuit and the accurate distance to the object to be measured. Calculate L.

【0019】図3は、図1に示した本実施の形態の距離
測定装置における測距光路110、基準光路111、及
び、送光部3、受光部4の構成の詳細を示す図である。
半導体レーザ32で発光されたパルス光は、コリメータ
レンズ301で平行光束となり、半透過プリズム302
(光路分割部34に相当)に入射する。半透過プリズム
302は、例えば透過T:反射Rの比がT:R=1:9
9の特性を有し基準光路111側へ送光される基準パル
ス光は大きく減衰される。
FIG. 3 is a diagram showing details of the structures of the distance measuring optical path 110, the reference optical path 111, the light transmitting section 3 and the light receiving section 4 in the distance measuring apparatus of the present embodiment shown in FIG.
The pulsed light emitted by the semiconductor laser 32 becomes a parallel light flux by the collimator lens 301, and the semi-transmissive prism 302
It is incident on (corresponding to the optical path splitting unit 34). The semi-transmissive prism 302 has, for example, a transmission T: reflection R ratio of T: R = 1: 9.
The reference pulsed light having the characteristics of 9 and sent to the reference optical path 111 side is greatly attenuated.

【0020】光路切り替え部36により基準光路111
が選択されているときには、基準パルス光はミラー31
3で反射し、減光フィルタ35、光量調整フィルタ44
を通り、半透過プリズム311(半透過鏡43に相当)
に入射する。基準パルス光は、半透過プリズム311で
反射した後、リレーレンズ312を介してAPD42で
受光される。
The reference optical path 111 is controlled by the optical path switching unit 36.
When is selected, the reference pulsed light is reflected by the mirror 31.
The light is reflected at 3, and the neutral density filter 35 and the light amount adjustment filter 44
Through the semi-transmissive prism 311 (corresponding to the semi-transmissive mirror 43)
Incident on. The reference pulsed light is reflected by the semi-transmissive prism 311, and then received by the APD 42 via the relay lens 312.

【0021】一方、光路切り替え部36により測距光路
110が選択されているときには、半透過プリズム30
2で反射されて測距光路110側に送光されたパルス光
は、コリメータレンズ304からミラー305、対物レ
ンズ306を介して測定対象物に向けて測距パルス光1
04として送光される。測定対象物で反射して戻ってき
た反射パルス光106は、対物レンズ306で受光さ
れ、ダイクロイックミラー307を介して光ファイバ3
09に入射する。
On the other hand, when the distance measuring optical path 110 is selected by the optical path switching unit 36, the semi-transmissive prism 30
The pulsed light reflected by 2 and sent to the distance measuring optical path 110 side is directed to the object to be measured through the collimator lens 304, the mirror 305, and the objective lens 306.
It is sent as 04. The reflected pulsed light 106 reflected by the measurement object and returned is received by the objective lens 306 and passes through the dichroic mirror 307 to the optical fiber 3.
It is incident on 09.

【0022】上記のダイクロイックミラー307は、赤
外光を反射し、可視光を透過する特性を有する。光ファ
イバ309に入射した反射パルス光106は、光ファイ
バ309の他端部に配置されたコリメータレンズ310
で平行光とされた後、光量調整フィルタ44により基準
光路を通る基準パルス光と等しい光量に減衰されて、ミ
ラー317で反射され、半透過プリズム311、コリメ
ータレンズ312を介してAPD42で受光される。
The above dichroic mirror 307 has a characteristic of reflecting infrared light and transmitting visible light. The reflected pulsed light 106 incident on the optical fiber 309 is reflected by the collimator lens 310 arranged at the other end of the optical fiber 309.
After being collimated by the light source, the light amount adjusting filter 44 attenuates the light amount to the same amount as the reference pulse light passing through the reference optical path, is reflected by the mirror 317, and is received by the APD 42 via the semi-transmissive prism 311 and the collimator lens 312. .

【0023】ここで、光量調整フィルタ44は、基準パ
ルス光及び測距パルス光の通過位置において、その透過
率が円周方向でそれぞれ所定の勾配で徐々に変化する円
盤状フィルタであり、その中心を駆動部(駆動モータ)
45で回転駆動される。また、フィルタ上における基準
パルス光の通過位置と測距パルス光の通過位置は、それ
ぞれ別の半径の円周上にあり、基準光路の濃度勾配が徐
々に変化する位置では測距光路の透過率は最大で一定と
なり、逆に測距光路の濃度勾配が徐々に変化する位置で
は基準光路の透過率は最大で一定となる。
Here, the light quantity adjusting filter 44 is a disk-shaped filter whose transmittance gradually changes at a predetermined gradient in the circumferential direction at the passage position of the reference pulse light and the distance measuring pulse light, and its center Drive unit (drive motor)
It is rotationally driven at 45. Further, the reference pulse light passing position and the distance measuring pulse light passing position on the filter are on the circumferences of different radii, and the transmittance of the distance measuring optical path at the position where the density gradient of the reference optical path gradually changes. Is constant at the maximum, and conversely, the transmittance of the reference optical path is constant at the maximum at the position where the density gradient of the distance measuring optical path gradually changes.

【0024】図3には、さらに測定対象物の方向に送
光、受光光学系の光軸を一致させる為の視準光学系が示
されている。すなわち、オペレータ321に対して、接
眼レンズ320、レチクル319、正立プリズム31
8、合焦レンズ308及び対物レンズ306により視準
光学系が構成される。ダイクロイックミラー307は、
可視光を透過する特性を有する。本実施の形態において
は、視準光学系及び送光光学系、受光光学系は全て同一
の光軸上に構成される。
FIG. 3 further shows a collimation optical system for aligning the optical axes of the light-transmitting and light-receiving optical systems in the direction of the object to be measured. That is, with respect to the operator 321, the eyepiece lens 320, the reticle 319, and the erecting prism 31.
8, the focusing lens 308 and the objective lens 306 constitute a collimation optical system. Dichroic mirror 307
It has the property of transmitting visible light. In this embodiment, the collimating optical system, the light transmitting optical system, and the light receiving optical system are all configured on the same optical axis.

【0025】次に、図4のブロック図及び図5のタイミ
ングチャートに従って本実施の形態による受信タイミン
グ検出部6の詳細について説明する。図4は、受信タイ
ミング検出部6のブロック図である。図5は、図4のブ
ロック図におけるタイミングチャートである。図4にお
ける前段のコンパレータ部61は、2つのディレイ(遅
延素子)401、402および3つのコンパレータ40
3、404、405で構成される。ディレイ401、4
02は、コイルやコンデンサなどから構成されるパッシ
ブディレイラインを使用する。なお、アクティブディレ
イラインなどのその他のディレイ素子を使用するように
してもよい。
Next, details of the reception timing detector 6 according to the present embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. 4 and the timing chart of FIG. FIG. 4 is a block diagram of the reception timing detection unit 6. FIG. 5 is a timing chart in the block diagram of FIG. The comparator section 61 at the front stage in FIG. 4 includes two delays (delay elements) 401 and 402 and three comparators 40.
3, 404, 405. Delay 401, 4
02 uses a passive delay line including a coil and a capacitor. In addition, you may make it use other delay elements, such as an active delay line.

【0026】高精度化のためには、入力のパルス信号の
パルス幅は狭い程望ましく、10ns以下のパルス幅に
なると、コンパレータはECLタイプを使用することが
望ましい。本構成例は、ECLタイプのコンパレータを
使用することを前提としており、そのため出力信号をT
TLレベルに変換するためのレベル変換部62が接続さ
れている。
For higher accuracy, it is desirable that the pulse width of the input pulse signal is narrower, and when the pulse width is 10 ns or less, it is desirable to use the ECL type comparator. This configuration example is based on the premise that an ECL type comparator is used, and therefore the output signal is T
A level conversion unit 62 for converting to a TL level is connected.

【0027】次にコンパレータ部61の動作を説明す
る。受信パルス信号S105がコンパレータ403に入
力されると、この信号レベルが所定のスレッショルドを
越えた時点でコンパレータ404に出力S403を出
し、コンパレータ404はこの信号によりラッチモード
からコンパレートモードへと変化し、同時に出力S40
4がレベルHからレベルLへと変化する。ラッチモード
とは出力状態を保持するモードであり、コンパレートモ
ードとはコンパレート動作を行うモードである。言い換
えれば、出力S403がアクティブ(レベルH)となっ
たとき、コンパレータ404はイネーブルとなりコンパ
レート動作を行う。
Next, the operation of the comparator section 61 will be described. When the reception pulse signal S105 is input to the comparator 403, the output S403 is output to the comparator 404 when the signal level exceeds a predetermined threshold, and the comparator 404 changes from the latch mode to the comparator mode by this signal, Output S40 at the same time
4 changes from level H to level L. The latch mode is a mode for holding the output state, and the comparator mode is a mode for performing a comparator operation. In other words, when the output S403 becomes active (level H), the comparator 404 is enabled and performs the comparator operation.

【0028】コンパレータ404の2つの入力のうちの
S401は、S105をおよそパルスの半値幅(振幅の
約半分の値におけるパルス幅)だけディレイ401で遅
らせた信号であり、2つの信号はクロスポイントのタイ
ミングで大小関係が逆転し、出力S404はこのタイミ
ングでレベルLからレベルHへと変化する。
S401 of the two inputs of the comparator 404 is a signal obtained by delaying S105 by a delay 401 by about a half-value width of the pulse (a pulse width at a value of about half the amplitude), and the two signals are the crosspoints. The magnitude relationship is reversed at the timing, and the output S404 changes from the level L to the level H at this timing.

【0029】コンパレータ405は、出力S404の立
ち上がりエッジによりラッチモードからコンパレートモ
ードになり、同時に出力S405が、レベルLからレベ
ルHへと変化する。コンパレータ405の入力のうちの
S402は、S105をディレイ401の遅延時間のお
よそ2倍の遅延時間に設定されたディレイ402で遅ら
せた信号であり、2つの入力S401とS402は、ク
ロスポイントのタイミングで大小関係が逆転し、出力S
405はこのタイミングでレベルHからレベルLへと変
化する。
The comparator 405 changes from the latch mode to the comparator mode by the rising edge of the output S404, and at the same time, the output S405 changes from the level L to the level H. S402 of the inputs of the comparator 405 is a signal obtained by delaying S105 by a delay 402 set to a delay time which is approximately twice the delay time of the delay 401, and the two inputs S401 and S402 are at the cross point timing. The magnitude relationship is reversed, and the output S
405 changes from level H to level L at this timing.

【0030】なお、受信パルス信号S105が所定のス
レッショルドより小さくなった時点で、出力S403は
レベルHからレベルLへ変化する。ただし、この所定の
スレッショルドは、クロスポイントの変動するレベルよ
りも十分小さな値を設定しておけばよい。
The output S403 changes from the level H to the level L when the received pulse signal S105 becomes smaller than a predetermined threshold. However, this predetermined threshold may be set to a value that is sufficiently smaller than the level at which the cross point fluctuates.

【0031】以上により、図5に示すように、コンパレ
ータ405の出力S405は、元のパルス信号S105
に対して遅延時間の異なる2つのディレイで遅らせたパ
ルス信号により発生する2つのクロスポイントにより論
理が反転する信号となる。すなわち、元のパルス信号S
105と出力S401のレベルが交差する点(交点)で
出力S405のアクティブパルス信号の前側エッジが生
成され、出力S401と出力S402のレベルが交差す
る点(交点)で出力S405のアクティブパルス信号の
後側エッジが生成される。この出力S405のアクティ
ブパルス信号が受信タイミング信号S106となる。
From the above, as shown in FIG. 5, the output S405 of the comparator 405 is the original pulse signal S105.
On the other hand, the logic signal is inverted by two cross points generated by the pulse signals delayed by two delays having different delay times. That is, the original pulse signal S
The front edge of the active pulse signal of the output S405 is generated at a point (intersection) where 105 and the level of the output S401 intersect, and after the active pulse signal of the output S405 at a point (intersection) where the levels of the output S401 and the output S402 intersect. Side edges are generated. The active pulse signal of this output S405 becomes the reception timing signal S106.

【0032】ここで、本実施の形態において、クロスポ
イントにより受信タイミング信号S106を生成してい
る理由について説明する。図6は、受信パルス信号をあ
るスレッショルドレベルで検出したときの受信タイミン
グの変化を示す図である。受信パルス信号の振幅が、温
度やその他の環境変化により、実線の振幅レベルから上
下の破線のレベルに変化したとき、受信タイミング信号
は図6に示すようにδtだけ前後に変動することがわか
る。この信号をそのまま受信タイミング信号として使用
したのでは、受信タイミングに変動が生じ、精度の高い
測定が達成できない。そこで、本実施の形態では、この
変動を吸収するための方法として、クロスポイントによ
りパルス信号を生成する。
Here, the reason why the reception timing signal S106 is generated by the cross points in the present embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing changes in the reception timing when the reception pulse signal is detected at a certain threshold level. It can be seen that when the amplitude of the reception pulse signal changes from the amplitude level of the solid line to the levels of the upper and lower broken lines due to temperature and other environmental changes, the reception timing signal fluctuates back and forth by δt as shown in FIG. If this signal is used as it is as a reception timing signal, the reception timing fluctuates and accurate measurement cannot be achieved. Therefore, in the present embodiment, as a method for absorbing this fluctuation, a pulse signal is generated by cross points.

【0033】例えば、コンパレータ404を例に考えて
見る。図7は、コンパレータ404に入力する受信パル
ス信号S105と受信パルスS105をディレイ401
で遅らせた信号S401の信号波形を示す図である。図
6に示す通り、受信パルス信号S105と信号S401
の振幅が変動しても、クロスポイントのタイミングは変
動しないことが分かる。これにより、環境変化に影響を
受けないタイミングを取得することができる。
Consider, for example, the comparator 404 as an example. In FIG. 7, the received pulse signal S105 and the received pulse S105 input to the comparator 404 are delayed 401.
It is a figure which shows the signal waveform of the signal S401 delayed by. As shown in FIG. 6, the received pulse signal S105 and the signal S401
It can be seen that the timing of the cross point does not change even if the amplitude of f changes. This makes it possible to acquire the timing that is not affected by the environmental change.

【0034】1つのクロスポイントにより、受信タイミ
ングの後部エッジが生成できれば、その後部エッジを時
間計測の基準にしていれば精度の高い測定が可能であ
る。しかし、本実施の形態では、上述した通り、コンパ
レータにはECLタイプを使用し、その出力信号をTT
Lレベル(あるいはCMOSレベル)に変換するための
レベル変換部62を使用している。図8は、ECLレベ
ルをTTLレベルに変換する回路例である。このレベル
変換回路では、入力されたパルスはトランジスタのベー
ス容量の影響を受け、入力パルス幅が変化すると、後ろ
側エッジの遅延時間が変化する。
If the rear edge of the reception timing can be generated by one cross point, highly accurate measurement is possible if the rear edge is used as a reference for time measurement. However, in the present embodiment, as described above, the ECL type is used for the comparator and its output signal is TT.
A level conversion unit 62 for converting to L level (or CMOS level) is used. FIG. 8 is an example of a circuit for converting the ECL level to the TTL level. In this level conversion circuit, the input pulse is affected by the base capacitance of the transistor, and when the input pulse width changes, the delay time of the rear edge changes.

【0035】例えば、図4のコンパレータ404の出力
S404を、そのままレベル変換回路62を経由して受
信タイミング信号S106として利用する場合を想定す
ればよい。このような場合、出力S404の後部エッジ
はクロスポイントにより生成されているので、変動の受
けないタイミングで生成されるが、前部エッジはパルス
信号S105の振幅の影響を受けて変動する。すなわ
ち、出力S404は、後部エッジのタイミングは変動を
受けないがパルス幅は変動する。このような変動するパ
ルス幅をレベル変換部62に入力すると、振幅変動に対
してクロスポイントは変化しなくても、最終的なTTL
出力信号の後部エッジのタイミングは変化してしまうこ
とになる。
For example, it may be assumed that the output S404 of the comparator 404 of FIG. 4 is used as it is as the reception timing signal S106 via the level conversion circuit 62. In such a case, since the rear edge of the output S404 is generated by the cross point, it is generated at a timing that does not change, but the front edge changes due to the influence of the amplitude of the pulse signal S105. That is, in the output S404, the timing of the rear edge is not changed, but the pulse width is changed. When such a varying pulse width is input to the level converting unit 62, the final TTL is obtained even if the cross point does not change with respect to the amplitude variation.
The timing of the trailing edge of the output signal will change.

【0036】そこで、本実施の形態では前述したよう
に、パルス幅においても変動を受けないように、受信タ
イミング信号の前部エッジおよび後部エッジの両方おい
て、クロスポイントによりタイミングを生成するように
している。これにより、図8のようなレベル変換回路を
使用するような場合であっても、タイミング的に安定な
受信タイミング信号S106を出力することができる。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the timing is generated by the cross points at both the front edge and the rear edge of the reception timing signal so that the pulse width does not change. ing. As a result, even when the level conversion circuit as shown in FIG. 8 is used, the timing-stable reception timing signal S106 can be output.

【0037】以上により、受信信号の振幅が変動して
も、タイミング的に安定した受信タイミング信号S10
6を生成することができ、ひいては、精度の高い距離測
定が可能となる。また、微分回路を使用する場合に比べ
て、回路定数のばらつきの影響を受けにくく、構成部品
の選定が容易となり、製造工程も容易となる。その結
果、部品コストや製造コストも安くなる。
As described above, the reception timing signal S10 is stable in timing even if the amplitude of the reception signal fluctuates.
6 can be generated, which in turn enables accurate distance measurement. Further, as compared with the case of using a differentiating circuit, it is less affected by variations in circuit constants, selection of components is facilitated, and the manufacturing process is facilitated. As a result, parts cost and manufacturing cost are also reduced.

【0038】上記の実施の形態では、測量機における距
離測定装置の例を説明したが、この内容に限定する必要
はない。入力信号に対応するパルス信号を生成する場合
に、入力信号の振幅の変動の影響を受けないタイミング
でパルス信号を生成する必要があるあらゆる用途に適用
することができる。また、距離測定装置においては、測
量機に搭載されるものに限定する必要はない。例えば、
車両の車間距離を測定するような装置にも使用すること
ができる。すなわち、目標物までの距離を測定する必要
があるあらゆる用途に適用することができる。
In the above embodiment, an example of the distance measuring device in the surveying instrument has been described, but the present invention is not limited to this. When the pulse signal corresponding to the input signal is generated, the present invention can be applied to any application that needs to generate the pulse signal at a timing that is not affected by the fluctuation of the amplitude of the input signal. Further, the distance measuring device need not be limited to the one mounted on the surveying instrument. For example,
It can also be used in a device for measuring the distance between vehicles. That is, it can be applied to any application in which the distance to the target object needs to be measured.

【0039】上記の実施の形態では、信号S105をお
よそパルスの半値幅(振幅の約半分の値におけるパルス
幅)だけディレイ401で遅らせ、さらに信号S105
をパルスの半値幅の2倍だけディレイ402で遅らせる
例を説明したが、この内容に限定する必要はない。信号
S105のパルス幅以内の値でクロスポイントが検出で
きる範囲で可変してもよい。
In the above-described embodiment, the signal S105 is delayed by the delay 401 by the half-value width of the pulse (pulse width at about half the amplitude), and the signal S105 is further delayed.
In the above description, the delay 402 is delayed by twice the full width at half maximum of the pulse. However, the invention is not limited to this. The value may be varied within the pulse width of the signal S105 within a range in which the cross point can be detected.

【0040】上記の実施の形態では、信号S105をデ
ィレイ401およびディレイ402に入力し、ディレイ
402はディレイ401に対し約2倍のディレイ値が設
定されている例を説明したが、この内容に限定する必要
はない。ディレイ401とディレイ402は同じディレ
イ値をもつものを使用し、ディレイ401の出力をディ
レイ402に入力するようにしてもよい。
In the above embodiment, the signal S105 is input to the delay 401 and the delay 402, and the delay 402 is set to a delay value which is about twice the delay 401. However, the present invention is not limited to this. do not have to. The delay 401 and the delay 402 may have the same delay value, and the output of the delay 401 may be input to the delay 402.

【0041】上記の実施の形態では、コンパレータ40
3〜405にECL素子を使用する例を説明したが、こ
の内容に限定する必要はない。TTLやCMOSなどの
他のテクノロジーの素子であってもよい。レベル変換回
路を使用しない場合でも本発明は適用することができ
る。
In the above embodiment, the comparator 40
Although the example in which the ECL element is used is described in Nos. 3 to 405, it is not necessary to limit to this content. It may be an element of another technology such as TTL or CMOS. The present invention can be applied even when the level conversion circuit is not used.

【0042】上記の実施の形態では、パルスレーザ光の
例を説明したが、この内容に限定する必要はない。目標
物に対しねらいを定めて照射することが可能であり、そ
の光が目標物から反射するときに受光素子で受光できる
ような光であればどのようなものでもよい。
In the above-mentioned embodiment, the example of the pulsed laser light is explained, but it is not necessary to limit to this content. Any light may be used as long as it can be aimed and irradiated on the target object and can be received by the light receiving element when the light is reflected from the target object.

【0043】上記の実施の形態では、信号がGNDに対
してハイレベルの場合をアクティブである、いわゆる正
論理で説明をしたが、この内容に限定する必要はない。
信号が一定のレベルに対してGNDレベルをアクティブ
とする、いわゆる負論理で回路等を構成する場合にも適
用できる。すなわち、本明細書では、説明の便宜上正論
理を使用して発明を表しているが、本発明は正論理およ
び負論理の両方で構成されるものを含むものである。
In the above embodiment, the case where the signal is at a high level with respect to the GND is active, that is, the so-called positive logic has been described, but the present invention is not limited to this.
It can also be applied to the case where a circuit or the like is configured by so-called negative logic, in which the GND level is activated with respect to a certain level of a signal. That is, in the present specification, the invention is represented by using positive logic for convenience of description, but the present invention includes those configured by both positive logic and negative logic.

【0044】上記の実施の形態では、2入力のレベルを
比較するのにコンパレータを使用する例で説明をした
が、この内容に限定する必要はない。すなわち、2入力
のレベルを比較し、その比較結果に応じた信号を出力す
ることが可能な回路、素子等であればどのようなもので
もよい。本明細書では、これらをコンパレータ手段と言
う。
In the above-described embodiment, an example in which a comparator is used to compare the levels of two inputs has been described, but the contents are not limited to this. That is, any circuit, element, or the like capable of comparing the levels of two inputs and outputting a signal according to the comparison result may be used. In this specification, these are referred to as comparator means.

【0045】本明細書で、送光とは、光を送り出すこ
と、照射すること、出射することなどを意味する。
In the present specification, "light transmission" means to emit light, to irradiate light, to emit light, and the like.

【0046】上記では、種々の実施の形態および変形例
を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるもの
ではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるそ
の他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects that are conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、例えば、入力信号の振幅が変動しても、入力
信号に対応するパルス信号を安定したタイミングで生成
することが可能となる。また、このようなパルス信号生
成回路を距離測定装置に使用すると、低コストで精度の
高い距離測定が可能となる。
Since the present invention is configured as described above, it is possible to generate a pulse signal corresponding to an input signal at a stable timing even if the amplitude of the input signal changes, for example. Become. Further, when such a pulse signal generation circuit is used in a distance measuring device, it becomes possible to perform distance measurement with high accuracy at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態である距離測定装置のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置による測距方法を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a distance measuring method by the device of FIG.

【図3】測距光路、基準光路、送光部、受光部の構成の
詳細を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing details of configurations of a distance measuring optical path, a reference optical path, a light transmitting section, and a light receiving section.

【図4】受信タイミング検出部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a reception timing detection unit.

【図5】図4のブロック図におけるタイミングチャート
である。
5 is a timing chart in the block diagram of FIG.

【図6】受信パルス信号をあるスレッショルドレベルで
検出したときの受信タイミングの変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing changes in reception timing when a reception pulse signal is detected at a certain threshold level.

【図7】受信パルス信号S105とディレイで遅らせた
信号S401の信号波形を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing signal waveforms of a reception pulse signal S105 and a signal S401 delayed by a delay.

【図8】ECLレベルをTTLレベルに変換する回路例
である。
FIG. 8 is an example of a circuit for converting an ECL level into a TTL level.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 演算制御部 2 時間計測部 3 送光部 4 受光部 5 信号増幅部 6 受信タイミング検出部 61 コンパレータ部 62 レベル変換部 401、402 ディレイ 403〜405 コンパレータ 1 Arithmetic control unit 2 hours measurement section 3 Light transmitter 4 Light receiving part 5 Signal amplifier 6 Reception timing detector 61 Comparator section 62 Level converter 401, 402 delay 403-405 comparator

フロントページの続き (72)発明者 渋谷 仁 東京都大田区南蒲田2丁目16番2号 株式 会社ニコンジオテックス内 Fターム(参考) 5J084 AA05 AD01 BA04 BA36 BB04 BB14 BB21 BB31 BB38 CA12 CA19 CA21 CA57 CA64 DA01 DA08 EA04 EA31 EA33 Continued front page    (72) Inventor Hitoshi Shibuya             2-16-2 Minami Kamata, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Nikon Geotex F term (reference) 5J084 AA05 AD01 BA04 BA36 BB04                       BB14 BB21 BB31 BB38 CA12                       CA19 CA21 CA57 CA64 DA01                       DA08 EA04 EA31 EA33

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号に対応するパルス信号を生成する
パルス信号生成回路であって、 前記入力信号を、前記入力信号の信号幅以内の値である
第1の時間遅延させて第1の遅延信号を出力する第1の
遅延手段と、 前記入力信号を、前記入力信号の信号幅の2倍以内の値
であり前記第1の時間より長い第2の時間遅延させて第
2の遅延信号を出力する第2の遅延手段と、 前記入力信号と前記第1の遅延信号と前記第2の遅延信
号とに基づき、前記入力信号と前記第1の遅延信号との
出力レベルの交点を検出して前記パルス信号の前側エッ
ジを生成し、前記第1の遅延信号と前記第2の遅延信号
の出力レベルの交点を検出して前記パルス信号の後側エ
ッジを生成して前記パルス信号を生成する交点検出手段
とを備えることを特徴とするパルス信号生成回路。
1. A pulse signal generation circuit for generating a pulse signal corresponding to an input signal, wherein the input signal is delayed by a first time, which is a value within a signal width of the input signal, and a first delay. A first delay means for outputting a signal, and delaying the input signal by a second time that is a value within twice the signal width of the input signal and is longer than the first time to generate a second delay signal. Output second delay means, and detecting an intersection of output levels of the input signal and the first delay signal based on the input signal, the first delay signal, and the second delay signal. An intersection point for generating a front edge of the pulse signal, detecting an intersection of output levels of the first delay signal and the second delay signal, and generating a rear edge of the pulse signal for generating the pulse signal A pulse signal, characterized by comprising: Generating circuit.
【請求項2】請求項1記載のパルス信号生成回路におい
て、 前記交点検出手段は、 前記入力信号が所定のレベル以上であることを検出した
ときに第1の信号をアクティブとして出力する第1のコ
ンパレータ手段と、 前記第1の信号がアクティブとなったときにイネーブル
とされ、イネーブルとされているときかつ前記入力信号
のレベルが前記第1の遅延信号のレベルより低いとき第
2の信号をアクティブとして出力する第2のコンパレー
タ手段と、 前記第2の信号がアクティブとなったときイネーブルと
され、イネーブルとされているときかつ前記第1の遅延
信号のレベルが前記第2の遅延信号のレベルより高いと
きに第3の信号をアクティブとし、前記第1の遅延信号
のレベルが前記第2の遅延信号のレベルより低いときに
第3の信号を反転して出力する第3のコンパレータ手段
とを備え、 前記第3のコンパレータ手段が出力する前記第3の信号
を前記パルス信号とすることを特徴とするパルス信号生
成回路。
2. The pulse signal generating circuit according to claim 1, wherein the intersection detecting means outputs a first signal as active when it detects that the input signal is at a predetermined level or higher. Comparator means and enabled when the first signal is active, and activating the second signal when enabled and when the level of the input signal is lower than the level of the first delayed signal And a second comparator means for outputting the second delay signal when the second signal is activated, and the level of the first delay signal is higher than the level of the second delay signal when the second signal is active. When the level is high, the third signal is activated, and when the level of the first delayed signal is lower than the level of the second delayed signal, the third signal is activated. A pulse signal generation circuit, comprising: a third comparator means for inverting and outputting the third signal, wherein the third signal output by the third comparator means is the pulse signal.
【請求項3】請求項1または2記載のパルス信号生成回
路において、 前記第1の時間は前記入力信号の振幅の約半分の値にお
けるパルス幅に相当し、前記第2の時間は前記入力信号
の振幅の約半分の値におけるパルス幅の約2倍に相当す
ることを特徴とするパルス信号生成回路。
3. The pulse signal generation circuit according to claim 1, wherein the first time corresponds to a pulse width at a value of about half the amplitude of the input signal, and the second time corresponds to the input signal. A pulse signal generation circuit corresponding to about twice the pulse width at a value of about half the amplitude of the pulse signal.
【請求項4】請求項1から3のいずれか1項記載のパル
ス信号生成回路において、 前記交点検出手段はECL素子を使用し、 ECL素子より出力された前記パルス信号を、ECLレ
ベルからTTLレベルに変換する変換手段をさらに備え
ることを特徴とするパルス信号生成回路。
4. The pulse signal generation circuit according to claim 1, wherein the intersection detecting means uses an ECL element, and the pulse signal output from the ECL element is changed from an ECL level to a TTL level. A pulse signal generation circuit further comprising conversion means for converting to.
【請求項5】測距指令信号に基づき距離測定用光を目標
物に向けて送光する送光手段と、 前記目標物で反射された前記距離測定用光を受光して受
光信号を出力する受光手段と、 前記受光信号に基づき時間計測終了信号を生成する時間
計測終了信号生成手段と、 前記測距指令信号に基づき時間計測を開始し、前記時間
計測終了信号に基づき時間計測を終了し、前記送光から
前記受光までの光走行時間を計測する時間計測手段と、 前記時間計測手段により計測された光走行時間を取得
し、取得した光走行時間に基づいて前記目標物までの距
離を演算する演算手段とを備える距離測定装置であっ
て、 前記時間計測終了信号生成手段は、請求項1から4のい
ずれか1項記載のパルス信号生成回路を備え、 前記パルス信号生成回路の入力信号は前記受光信号に対
応し、前記パルス信号生成回路のパルス信号は前記時間
計測終了信号に対応することを特徴とする距離測定装
置。
5. A light sending means for sending a distance measuring light toward a target object based on a distance measuring command signal, and a light receiving signal for receiving the distance measuring light reflected by the target object and outputting a light receiving signal. A light receiving means, a time measurement end signal generating means for generating a time measurement end signal based on the light reception signal, and a time measurement start based on the distance measurement command signal, and a time measurement end based on the time measurement end signal, A time measuring unit that measures a light traveling time from the light transmission to the light reception, and a light traveling time measured by the time measuring unit is acquired, and a distance to the target object is calculated based on the acquired light traveling time. A distance measuring device comprising: a calculating means for performing the time measurement end signal generating means, the pulse signal generating circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the input signal of the pulse signal generating circuit is The above Corresponding to the optical signal, the pulse signal of the pulse signal generating circuit is a distance measuring device, characterized in that it corresponds to the time measurement completion signal.
【請求項6】請求項5記載の距離測定装置を備えたこと
を特徴とする測量機。
6. A surveying instrument comprising the distance measuring device according to claim 5.
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