JP2014102072A - Signal processing circuit for distance measurement and distance measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、距離測定用の信号処理回路および距離測定装置に関する。 The present invention relates to a signal processing circuit and a distance measuring device for distance measurement.
特許文献1には、飛行時間(Time Of Flight;TOF)測定方式の測距装置が開示されている。この測距装置は、パルス光を出射する送信手段と、測距対象物において反射して戻ったパルス光を受光する受信手段とを備えており、送信時点から受信時点までの時間に基づいて測距対象物までの距離を測定する。
TOF方式による距離の測定は、測距対象物に光パルスを照射し、その反射光を検出し、測距対象物までの光のTOFを求めることにより行われる。具体的には、光検出素子が反射光を受光し、その光量に応じた大きさの電流(以下、測定信号電流という)を出力する。この測定信号電流は、増幅器によって電圧信号に変換されたのち、アナログ/ディジタル変換回路に入力される。増幅器から出力される電圧信号の大きさが或る閾値に達すると、アナログ/ディジタル変換回路は、この電圧信号を短い時間間隔でもってディジタル値に変換することにより、この電圧信号の時間波形を表すデータを作成する。そして、このデータから電圧信号の時間重心が算出され、この時間重心と光パルスの照射タイミングとの時間差に基づいてTOFが算出される。 The distance measurement by the TOF method is performed by irradiating a distance measuring object with a light pulse, detecting the reflected light, and obtaining the TOF of the light to the distance measuring object. Specifically, the light detection element receives the reflected light and outputs a current having a magnitude corresponding to the amount of light (hereinafter referred to as a measurement signal current). The measurement signal current is converted into a voltage signal by an amplifier and then input to an analog / digital conversion circuit. When the magnitude of the voltage signal output from the amplifier reaches a certain threshold value, the analog / digital conversion circuit represents the time waveform of the voltage signal by converting the voltage signal into a digital value in a short time interval. Create data. Then, the time centroid of the voltage signal is calculated from this data, and the TOF is calculated based on the time difference between the time centroid and the light pulse irradiation timing.
しかしながら、上記方式によって測定されるTOFには、光検出素子に反射光が入射してからディジタル値が生成されるまでの時間、すなわち回路内での信号遅延に起因する遅延時間が含まれる。すなわち、測定されたTOF(以下、測定時間という)Tmは、下記の数式(1)によって表される。なお、TTOFは本来のTOF、Tdは回路内での遅延時間である。
図11は、遅延時間Tdと測定信号電流の対数値との関係の一例を示すグラフである。図11に示されるように、遅延時間Tdは、測定信号電流が大きいほど短くなる傾向がある。したがって、近距離から遠距離までの広範囲が測定対象である場合には、反射光強度の変動すなわち測定信号電流の変動が大きくなり、遅延時間Tdが測定距離によって大きく変動してしまう。このため、高精度のTOF測定が困難となる。 FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between the delay time Td and the logarithmic value of the measurement signal current. As shown in FIG. 11, the delay time Td tends to be shorter as the measurement signal current is larger. Therefore, when a wide range from a short distance to a long distance is a measurement target, a variation in reflected light intensity, that is, a variation in measurement signal current increases, and the delay time Td greatly varies depending on the measurement distance. For this reason, highly accurate TOF measurement becomes difficult.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、広い距離範囲を測定でき、且つTOFを高い精度で測定することができる距離測定用の信号処理回路および距離測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a signal processing circuit and a distance measuring device for distance measurement that can measure a wide distance range and can measure TOF with high accuracy. For the purpose.
上述した課題を解決するために、本発明による距離測定用の第1の信号処理回路は、測距対象物に向けて出射されたパルス光が測距対象物にて反射して戻るまでの飛行時間に基づく距離測定に用いられる信号処理回路であって、(1)互いに直列に接続された第1段ないし第N段の増幅回路(Nは2以上の整数)を有し、測距対象物において反射したパルス光の光強度に応じた大きさの測定信号電流を第1段の増幅回路の入力端に受ける多段増幅回路と、(2)第1段ないし第N段の増幅回路にそれぞれ接続され、対応する増幅回路から出力される測定信号電圧が基準電圧に達した場合に有意値を出力するN個の比較回路と、(3)パルス光の出射タイミングを示す信号と、N個の比較回路から出力される信号とを入力し、パルス光が出射されてから各比較回路の出力信号が有意値となるまでの各時間(以下、第1ないし第Nの測定時間という)を測定する時間測定回路と、(4)当該信号処理回路における信号遅延により各測定時間に含まれる遅延時間と測定信号電流との関係を表す第1のデータ、並びに、一の測定時間に含まれる遅延時間と別の測定時間に含まれる遅延時間との差である遅延時間差と測定信号電流との関係を表す第2のデータを予め記憶する記憶部と、(5)第1ないし第Nの測定時間に基づいて飛行時間を算出する演算部とを備えている。多段増幅回路の第2段ないし第N段の増幅回路は非反転増幅回路によって構成されている。演算部は、時間測定回路によって測定された第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも二つの測定時間から遅延時間差を算出し、該遅延時間差と第2のデータとに基づいて測定信号電流の大きさを求めたのち、該測定信号電流の大きさと第1のデータとに基づいて、第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも一つの測定時間に含まれる遅延時間を求め、少なくとも一つの測定時間から遅延時間を減ずることによって飛行時間を算出する。 In order to solve the above-described problem, the first signal processing circuit for distance measurement according to the present invention performs the flight until the pulsed light emitted toward the distance measurement object is reflected by the distance measurement object and returned. A signal processing circuit used for time-based distance measurement, comprising: (1) first-stage to N-th stage amplifier circuits (N is an integer of 2 or more) connected in series with each other; A multi-stage amplifier circuit receiving a measurement signal current having a magnitude corresponding to the light intensity of the pulsed light reflected at the input terminal of the first stage amplifier circuit; and (2) connected to the first stage to the Nth stage amplifier circuit, respectively. N comparison circuits that output a significant value when the measurement signal voltage output from the corresponding amplifier circuit reaches the reference voltage, (3) a signal indicating the emission timing of the pulsed light, and N comparisons The signal output from the circuit is input and pulsed light is emitted. A time measuring circuit for measuring each time (hereinafter referred to as the first to Nth measurement times) until the output signal of each comparison circuit becomes a significant value, and (4) each signal delay in the signal processing circuit. First data representing the relationship between the delay time included in the measurement time and the measurement signal current, and a delay time difference which is a difference between the delay time included in one measurement time and the delay time included in another measurement time; A storage unit that stores in advance second data representing a relationship with the measurement signal current; and (5) a calculation unit that calculates a flight time based on the first to Nth measurement times. The second to Nth stage amplifier circuits of the multistage amplifier circuit are constituted by non-inverting amplifier circuits. The calculation unit calculates a delay time difference from at least two measurement times among the first to Nth measurement times measured by the time measurement circuit, and determines the magnitude of the measurement signal current based on the delay time difference and the second data. Then, a delay time included in at least one of the first to Nth measurement times is obtained based on the magnitude of the measurement signal current and the first data, and at least one measurement time is obtained. The flight time is calculated by subtracting the delay time from.
また、本発明による距離測定用の第2の信号処理回路は、測距対象物に向けて出射されたパルス光が測距対象物にて反射して戻るまでの飛行時間に基づく距離測定に用いられる信号処理回路であって、(1)互いに直列に接続された第1段ないし第N段の増幅回路(Nは2以上の整数)を有し、測距対象物において反射したパルス光の光強度に応じた大きさの測定信号電流を第1段の増幅回路の入力端に受ける多段増幅回路と、(2)第1段ないし第N段の増幅回路にそれぞれ接続され、対応する増幅回路から出力される測定信号電圧が基準電圧に達した場合に有意値を出力するN個の比較回路と、(3)パルス光の出射タイミングを示す信号と、N個の比較回路から出力される信号とを入力し、パルス光が出射されてから各比較回路の出力信号が有意値となるまでの各時間(以下、第1ないし第Nの測定時間という)を測定する時間測定回路と、(4)当該信号処理回路における信号遅延により各測定時間に含まれる遅延時間と測定信号電流との関係を表す第1のデータを予め記憶する記憶部と、(5)第1ないし第Nの測定時間に基づいて飛行時間を算出する演算部とを備えている。多段増幅回路の第2段ないし第N段の増幅回路は非反転増幅回路によって構成されている。演算部は、時間測定回路によって測定された第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも二つの測定時間から、一の測定時間に含まれる遅延時間と別の測定時間に含まれる遅延時間との差である遅延時間差を算出し、第1のデータから求められる遅延時間差と測定信号電流との関係に基づいて測定信号電流の大きさを求めたのち、該測定信号電流の大きさと第1のデータとに基づいて第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも一つの測定時間に含まれる遅延時間を求め、少なくとも一つの測定時間から該遅延時間を減ずることによって飛行時間を算出する。 In addition, the second signal processing circuit for distance measurement according to the present invention is used for distance measurement based on the flight time until the pulsed light emitted toward the distance measurement object is reflected by the distance measurement object and returned. (1) a first-stage to N-th stage amplifier circuit (N is an integer of 2 or more) connected in series with each other, and light of pulsed light reflected from a distance measuring object A multi-stage amplifier circuit that receives a measurement signal current having a magnitude corresponding to the intensity at the input terminal of the first-stage amplifier circuit; and (2) connected to the first-stage to N-th stage amplifier circuits, respectively. N comparison circuits that output a significant value when the output measurement signal voltage reaches the reference voltage, (3) a signal indicating the emission timing of the pulsed light, and a signal output from the N comparison circuits And output of each comparison circuit after the pulsed light is emitted. A time measurement circuit for measuring each time until the signal becomes a significant value (hereinafter referred to as the first to Nth measurement times), and (4) a delay time included in each measurement time due to a signal delay in the signal processing circuit. And a storage unit that preliminarily stores first data representing the relationship between the measurement signal current and (5) a calculation unit that calculates a flight time based on the first to Nth measurement times. The second to Nth stage amplifier circuits of the multistage amplifier circuit are constituted by non-inverting amplifier circuits. The arithmetic unit calculates a difference between a delay time included in one measurement time and a delay time included in another measurement time from at least two measurement times among the first to Nth measurement times measured by the time measurement circuit. And calculating the magnitude of the measurement signal current based on the relationship between the delay time difference obtained from the first data and the measurement signal current, and then calculating the magnitude of the measurement signal current and the first data Based on the above, a delay time included in at least one of the first to Nth measurement times is obtained, and the flight time is calculated by subtracting the delay time from at least one measurement time.
これらの信号処理回路では、反射光に基づく測定信号電流が多段増幅回路に入力されると、第1段の増幅回路によって測定信号電流が測定信号電圧に変換され、この測定信号電圧が第2段ないし第N段の増幅回路によって順次増幅される。そして、各段の増幅回路から出力された測定信号電圧は、各増幅回路に接続された比較回路にそれぞれ入力される。比較回路は、測定信号電圧が基準電圧を超えると、有意値を出力する。このとき、増幅回路はより後段に位置するほど大きな測定信号電圧を出力するので、後段の比較回路ほど有意値を早く出力する。したがって、N個の比較回路の間で有意値を出力するタイミングに差が生じる。この差は、時間測定回路から出力される第1ないし第Nの測定時間の差として現れる。 In these signal processing circuits, when the measurement signal current based on the reflected light is input to the multistage amplifier circuit, the measurement signal current is converted into the measurement signal voltage by the first stage amplifier circuit, and this measurement signal voltage is converted to the second stage amplifier circuit. Or they are sequentially amplified by the Nth stage amplifier circuit. Then, the measurement signal voltage output from the amplifier circuit at each stage is input to the comparison circuit connected to each amplifier circuit. The comparison circuit outputs a significant value when the measurement signal voltage exceeds the reference voltage. At this time, since the amplifier circuit outputs a larger measurement signal voltage as it is located at a later stage, the later comparison circuit outputs a significant value earlier. Therefore, a difference occurs in the timing for outputting a significant value among the N comparison circuits. This difference appears as a difference between the first to Nth measurement times output from the time measurement circuit.
後述するように、この測定時間の差は、一の測定時間に含まれる遅延時間と別の測定時間に含まれる遅延時間との差(遅延時間差)に等しい。したがって、上述した第1の信号処理回路のように、遅延時間差と測定信号電流との関係を表す第2のデータを予め用意しておくことによって、測定信号電流の大きさを求めることが可能となる。更に、遅延時間と測定信号電流との関係を表す第1のデータを予め用意しておくことによって、遅延時間を求めることが可能となる。そして、この遅延時間と測定時間との差を演算することにより、本来の正確なTOFを得ることができる。 As will be described later, this difference in measurement time is equal to the difference (delay time difference) between the delay time included in one measurement time and the delay time included in another measurement time. Therefore, as in the first signal processing circuit described above, it is possible to obtain the magnitude of the measurement signal current by preparing in advance the second data representing the relationship between the delay time difference and the measurement signal current. Become. Furthermore, the delay time can be obtained by preparing in advance the first data representing the relationship between the delay time and the measurement signal current. Then, the original accurate TOF can be obtained by calculating the difference between the delay time and the measurement time.
或いは、上述した第2の信号処理回路のように、遅延時間と測定信号電流との関係を表す第1のデータを予め用意しておくことによって、この第1のデータから遅延時間差と測定信号電流との関係を求め、この関係から測定信号電流の大きさを求めることが可能となる。更に、この第1のデータを使用して測定信号電流の大きさから遅延時間を求めることが可能となる。そして、この遅延時間と測定時間との差を演算することにより、本来の正確なTOFを得ることができる。 Alternatively, as in the second signal processing circuit described above, by preparing first data representing the relationship between the delay time and the measurement signal current in advance, the delay time difference and the measurement signal current can be calculated from the first data. And the magnitude of the measurement signal current can be obtained from this relationship. Furthermore, it becomes possible to obtain the delay time from the magnitude of the measurement signal current using this first data. Then, the original accurate TOF can be obtained by calculating the difference between the delay time and the measurement time.
また、これらの信号処理回路では、多段増幅回路が第1段ないし第N段の増幅回路を有している。このように複数の増幅回路が接続された構成によれば、入力された測定信号電流が微弱であっても、後段の増幅回路からは大きく増幅された測定信号電圧が出力される。したがって、測定信号電流が微弱である場合(すなわち測定距離が長い場合)、及び測定信号電流が大きい場合(すなわち測定距離が短い場合)のいずれにおいても測定時間を好適に測定し、正確なTOFを算出することができる。 In these signal processing circuits, the multistage amplifier circuit includes first to Nth stage amplifier circuits. According to the configuration in which a plurality of amplifier circuits are connected in this manner, even if the input measurement signal current is weak, a greatly amplified measurement signal voltage is output from the subsequent amplifier circuit. Therefore, the measurement time is suitably measured both when the measurement signal current is weak (that is, when the measurement distance is long) and when the measurement signal current is large (that is, when the measurement distance is short), and an accurate TOF is obtained. Can be calculated.
このように、上述した距離測定用の第1及び第2の信号処理回路によれば、広い距離範囲を測定でき、且つTOFを高い精度で測定することができる。 Thus, according to the first and second signal processing circuits for distance measurement described above, a wide distance range can be measured, and TOF can be measured with high accuracy.
また、これらの信号処理回路は、演算部が、測定信号電流と第1のデータとに基づいて、第1ないし第Nの測定時間のうち二以上の測定時間に含まれる遅延時間を求め、二以上の測定時間から遅延時間を減ずることによって二以上の飛行時間を算出したのち、二以上の飛行時間の平均値を算出してもよい。このような構成によって、更に正確なTOFを算出することができる。 Further, in these signal processing circuits, the arithmetic unit obtains a delay time included in two or more measurement times from the first to Nth measurement times based on the measurement signal current and the first data. After calculating two or more flight times by subtracting the delay time from the above measurement time, an average value of the two or more flight times may be calculated. With such a configuration, a more accurate TOF can be calculated.
また、本発明による距離測定装置は、測距対象物に向けて出射されたパルス光が測距対象物にて反射して戻るまでの飛行時間に基づいて測距対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、(1)上述したいずれかの信号処理回路と、(2)測距対象物に向けてパルス光を出射する光出射部と、(3)測距対象物において反射したパルス光を受け、該パルス光の光強度に応じた大きさの測定信号電流を生成する光検出部とを備える。この距離測定装置によれば、上述したいずれかの信号処理回路を備えることによって、広い距離範囲を測定でき、且つTOFを高い精度で測定することができる。 The distance measuring device according to the present invention measures the distance to the distance measuring object based on the flight time until the pulsed light emitted toward the distance measuring object is reflected by the distance measuring object and returned. A distance measuring device comprising: (1) one of the signal processing circuits described above; (2) a light emitting unit that emits pulsed light toward a distance measuring object; and (3) reflected from the distance measuring object. A light detection unit that receives the pulsed light and generates a measurement signal current having a magnitude corresponding to the light intensity of the pulsed light. According to this distance measuring device, by providing any of the signal processing circuits described above, a wide distance range can be measured, and TOF can be measured with high accuracy.
本発明による距離測定用の信号処理回路および距離測定装置によれば、広い距離範囲を測定でき、且つTOFを高い精度で測定することができる。 According to the signal processing circuit and the distance measuring device for distance measurement according to the present invention, a wide distance range can be measured and the TOF can be measured with high accuracy.
以下、添付図面を参照しながら本発明による距離測定用の信号処理回路および距離測定装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of a distance measurement signal processing circuit and a distance measurement device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本実施形態に係る距離測定装置の構成を示す概略図である。この距離測定装置10は、測距対象物Bに向けてパルス光P1を出射し、パルス光P1のうち測距対象物Bにおいて反射した光(反射パルス光)P2が戻るとその反射パルス光P2を検出し、パルス光P1の出射から反射パルス光P2の検出までの時間(TOF)に基づいて、測距対象物Bまでの距離を測定する装置である。図1に示されるように、この距離測定装置10は、測距対象物Bに向けてパルス光P1を出射する光出射部11と、測距対象物Bにて反射した反射パルス光P2を受ける光検出部12とを備えている。光出射部11は、例えばレーザダイオードを含んで構成される。光検出部12は、例えばフォトダイオードを含んで構成され、反射パルス光P2の光強度に応じた大きさの測定信号電流Ipを生成する。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a distance measuring apparatus according to the present embodiment. This
また、距離測定装置10は、光検出部12から出力された測定信号電流Ipを受けてTOFを算出する信号処理回路20を更に備えている。信号処理回路20は、測定信号電流Ipを電圧信号に変換したのち、この電圧信号を増幅する。そして、増幅後の電圧信号が基準電圧を超えるタイミングと、光出射部11からパルス光P1が出射されたタイミングとの差に基づいてTOFを算出する。
The
図2は、信号処理回路20の内部構成の一例を示す図である。図2に示されるように、信号処理回路20は、多段増幅回路30と、N個(Nは2以上の整数)の比較回路(コンパレータ)40と、N個の時間測定回路50と、記憶部60と、TOF推定回路70とを備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the
多段増幅回路30は、第1段ないし第N段の増幅回路A(1)〜A(N)を有している。これらの増幅回路A(1)〜A(N)は、互いに直列に接続されている。換言すれば、増幅回路A(n)の信号出力端と、増幅回路A(n+1)の信号入力端とが互いに電気的に接続されている。但し、nは1以上(N−1)以下の整数である。第1段の増幅回路A(1)の信号入力端には、光検出部12から測定信号電流Ipが入力される。
The
N個の比較回路40の信号入力端は、第1段ないし第N段の増幅回路A(1)〜A(N)の信号出力端にそれぞれ電気的に接続されている。また、これらの比較回路40には、互いに共通の基準電圧Vrefが入力される。これらの比較回路40は、対応する増幅回路A(1)、A(2)、・・・、又はA(N)から出力される電圧(以下、測定信号電圧という)VO(1)、VO(2)、・・・、又はVO(N)が基準電圧Vrefに達した場合に、出力信号SC(1)、SC(2)、・・・、又はSC(N)として有意な論理レベルの値を出力する。
The signal input terminals of the
N個の時間測定回路50それぞれには、N個の比較回路40それぞれから出力される信号SC(1)〜SC(N)が入力される。また、N個の時間測定回路50には、パルス光P1の出射タイミングを示す信号Sstartが入力される。この信号Sstartは、例えば光出射部11から各時間測定回路50へ提供される。N個の時間測定回路50それぞれは、これらの信号SC(1)〜SC(N)及び信号Sstartに基づいて、パルス光P1が出射されてから各比較回路40の出力信号SC(1)〜SC(N)が有意値となるまでの各時間を測定する。なお、以下の説明において、パルス光P1が出射されてから出力信号SC(k)が有意値となるまでの時間を「第kの測定時間Tm(k)」という。但し、kは1以上N以下の整数である。
Signals S C (1) to S C (N) output from each of the
ここで、図3は、多段増幅回路30の具体的な構成例を示す回路図である。同図に示される多段増幅回路30において、第1段の増幅回路A(1)は、増幅器31及び積分容量素子32を含む積分回路によって構成されている。なお、積分容量素子32は増幅器31の反転入力端子と出力端子との間に接続されており、また、測定信号電流Ipは増幅器31の反転入力端子に入力される。したがって、測定信号電流Ipは積分容量素子32に蓄えられる。増幅器31の非反転入力端子の電位は基準電位VCMに設定される。このような構成により、増幅器31の出力端子では、測定信号電流Ipの積分値に相当する電圧すなわち測定信号電圧VO(1)が生成される。なお、積分容量素子32に蓄えられた電荷をリセットする為に、リセットスイッチ33が積分容量素子32と並列に接続されている。
Here, FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the
第2段ないし第N段の増幅回路A(2)〜A(N)は、増幅器34、帰還容量素子35、及び負荷容量素子36を含む非反転増幅回路によって構成されている。帰還容量素子35は増幅器34の反転入力端子と出力端子との間に接続されており、負荷容量素子36は増幅器34の反転入力端子と接地電位線との間に接続されている。そして、前段の増幅回路A(1)、A(2)、・・・、又はA(N−1)からの測定信号電圧VO(1)、VO(2)、・・・、VO(N−1)は、増幅器34の非反転入力端子に入力される。このような構成によって、これらの増幅回路A(2)〜A(N)の増幅器34の出力端子では、前段の増幅回路A(1)〜A(N−1)からの測定信号電圧VO(1)〜VO(N−1)が増幅された同相の測定信号電圧VO(2)〜VO(N)が生成される。なお、帰還容量素子35に蓄えられた電荷をリセットする為に、リセットスイッチ37が帰還容量素子35と並列に接続されている。
The second to Nth stage amplifier circuits A (2) to A (N) are constituted by non-inverting amplifier circuits including an
図4は、時間測定回路50の具体的な構成例を示す回路図である。同図に示される時間測定回路50は、いわゆるTDC(Time to Digital Converter)回路を含んでおり、複数のD型フリップフロップ51と、互いに直列に接続された複数の遅延回路52と、エンコーダ53と、リファレンスクロック回路54と、カウンタ回路55と、処理回路56とを有している。リファレンスクロック回路54から出力されるリファレンスクロックCLKは、初段の遅延回路52に入力される。各遅延回路52からは、順次遅延されたリファレンスクロックが出力される。これらのリファレンスクロックは各D型フリップフロップ51のD端子に入力される。また、各D型フリップフロップ51のCK端子には、パルス光P1の出射タイミングを示す信号Sstartの入力に応じて立ち上がり、比較回路40からの信号SC(k)の有意な論理レベルへの変化に応じて再び立ち上がる信号が入力される。各D型フリップフロップ51のQ出力は、エンコーダ53に提供される。これにより、信号Sstartの入力、及び対応する信号SC(k)の有意な論理レベルへの変化それぞれの時点で何れの遅延回路52がリファレンスクロックを出力しているかがエンコーダ53において特定される。一方、カウンタ回路55は、リファレンスクロック回路54から出力されるリファレンスクロックCLKをカウントする。カウンタ回路55から出力されるカウント信号は、処理回路56に入力される。処理回路56は、エンコーダ53から提供される情報と、カウンタ回路55からのカウント信号とに基づいて、パルス光P1が出射されてから比較回路40の出力信号SC(k)が有意値となるまでの第kの測定時間Tm(k)に相当するディジタルデータを生成する。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of the
図5は、時間測定回路50によって測定される測定時間の概念を説明するためのタイミングチャートである。図5には、パルス光P1の時間波形(グラフG1)と、反射パルス光P2の時間波形(グラフG2)と、第1段ないし第3段の増幅回路A(1)〜A(3)から出力される測定信号電圧VO(1)〜VO(3)の時間波形(グラフG3〜G5)とが示されている。図5では、或る時刻t1にパルス光P1が出射され、時刻t2に反射パルス光P2が検出されている。時刻t1から時刻t2までの時間TTOFが、真の飛行時間(TOF)である。また、測定信号電圧VO(1)〜VO(3)は、或る時定数でもってなだらかに立ち上がる。これは、主に光検出部12(図2を参照)から比較回路40までの回路内を信号が通過する際に生じる遅延に起因している。測定信号電圧VO(1)〜VO(3)は後段のものほど絶対値が大きくなるので、同一の時定数であれば、或る基準電圧Vrefに達するまでの時間(遅延時間)は後段のものほど早くなる。同図では、測定信号電圧VO(1)〜VO(3)それぞれが基準電圧Vrefに達するまでの遅延時間Td(1)〜Td(3)が示されており、Td(1)>Td(2)>Td(3)である。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the concept of the measurement time measured by the
時間測定回路50において測定される測定時間は、図5に示された真の飛行時間TTOFと遅延時間Td(1)〜Td(3)との和となる。すなわち、測定信号電圧VO(1)について測定される測定時間Tm(1)=TTOF+Td(1)であり、測定信号電圧VO(2)について測定される測定時間Tm(2)=TTOF+Td(2)であり、測定信号電圧VO(3)について測定される測定時間Tm(3)=TTOF+Td(3)である。
The measurement time measured by the
図2を再び参照する。TOF推定回路70は、本実施形態における演算部であり、N個の時間測定回路50から提供される第1ないし第Nの測定時間Tm(1)〜Tm(N)に基づいて、TOFを算出する。図6は、TOF推定回路70におけるTOF算出方法を示すフローチャートである。以下、図6を参照しつつ、このTOF算出方法について詳細に説明する。
Reference is again made to FIG. The
いま、第n段の増幅回路A(n)から出力される測定信号電圧VO(n)に基づいて測定される測定時間Tm(n)は、次の数式(2)によって表される。
また、第(n+1)段の増幅回路A(n+1)から出力される測定信号電圧VO(n+1)に関する測定時間Tm(n+1)は、次の数式(3)によって表される。
The measurement time T m (n + 1) related to the measurement signal voltage V O (n + 1) output from the (n + 1) -th stage amplifier circuit A (n + 1) is expressed by the following equation (3).
数式(2)及び(3)において、測距対象物Bまでの距離は一定なので真の飛行時間TTOFは互いに等しい。したがって、数式(2)と数式(3)との差を求めると、次の数式(4)のように、真の飛行時間TTOFに関する項を消去することができる。
数式(4)に示されるように、測定時間Tm(n+1)と測定時間Tm(n)との差は、遅延時間Td(n+1)と遅延時間Td(n)との差に等しい。
In the formulas (2) and (3), the distance to the distance measurement object B is constant, so that the true flight time T TOF is equal to each other. Therefore, when the difference between the formula (2) and the formula (3) is obtained, the term relating to the true flight time T TOF can be eliminated as in the following formula (4).
As shown in Equation (4), the difference between the measurement time T m (n + 1) and the measurement time T m (n) is equal to the difference between the delay time T d (n + 1) and the delay time T d (n). .
ここで、図7は、互いに同じ特性を有する6個の増幅回路A(1)〜A(6)によって構成される6段増幅回路における、測定信号電流Ipの対数値と遅延時間Td(1)〜Td(6)との関係の一例を示すグラフである。同図において、グラフG11〜G16それぞれは、遅延時間Td(1)〜Td(6)それぞれを示している。また、同図では、第1段の増幅回路A(1)の帰還容量C1を0.1[pF]とし、測定信号電流Ipのパルス幅を10[nsec]とし、その測定信号電流Ipの電流値を変化させながら、遅延時間Td(1)〜Td(6)を測定した。 Here, FIG. 7 shows the logarithmic value of the measurement signal current Ip and the delay time T d (1) in a six-stage amplifier circuit constituted by six amplifier circuits A (1) to A (6) having the same characteristics. It is a graph which shows an example of a relationship with Td (6). In the figure, graphs G11 to G16 respectively show delay times T d (1) to T d (6). Further, in the figure, a feedback capacitor C 1 of the amplification circuit A (1) of the first stage and 0.1 [pF], the pulse width of the measurement signal current Ip and 10 [nsec], of the measured signal current Ip While changing the current value, the delay times T d (1) to T d (6) were measured.
図7に示されるように、測定信号電流Ipの電流値が大きくなるほど、遅延時間Td(1)〜Td(6)が短くなる傾向がある。また、同図のような測定信号電流Ipと遅延時間Td(n)との関係を予め取得しておけば、測定信号電流Ipから遅延時間Td(n)を推定することが可能となる。 As shown in FIG. 7, the delay times T d (1) to T d (6) tend to become shorter as the current value of the measurement signal current Ip increases. Further, if the relationship between the measurement signal current Ip and the delay time T d (n) as shown in the figure is acquired in advance, the delay time T d (n) can be estimated from the measurement signal current Ip. .
また、図8は、遅延時間Td(1)〜Td(6)の相互の差と測定信号電流Ipの対数値との関係の一例を示すグラフである。なお、遅延時間Td(1)〜Td(6)の相互の差とは、例えば遅延時間Td(1)とTm(2)との差(グラフG21)であり、遅延時間Td(2)とTm(3)との差(グラフG22)であり、遅延時間Td(3)とTd(4)との差(グラフG23)であり、遅延時間Td(4)とTd(5)との差(グラフG24)であり、遅延時間Td(5)とTd(6)との差(グラフG25)である。図8においても図7と同様に、測定信号電流Ipが大きくなるほど遅延時間差が短くなる傾向がある。 FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the difference between the delay times T d (1) to T d (6) and the logarithmic value of the measurement signal current Ip. Note that the difference between the delay times T d (1) to T d (6) is, for example, the difference (graph G21) between the delay times T d (1) and T m (2), and the delay time T d. The difference between (2) and T m (3) (graph G22), the difference between the delay times T d (3) and T d (4) (graph G23), and the delay time T d (4) T is d (5) the difference between (graph G24), which is the difference between the delay time T d (5) and T d (6) (graph G25). Also in FIG. 8, as in FIG. 7, the delay time difference tends to become shorter as the measurement signal current Ip increases.
図8から明らかなように、遅延時間差と測定信号電流Ipとの関係を予め取得しておけば、遅延時間差から測定信号電流Ipの大きさを推定することが可能となる。前述したように、測定時間Tm(n+1)と測定時間Tm(n)との差は、遅延時間Td(n+1)と遅延時間Td(n)との差に等しい。また、測定時間Tm(n+1)と測定時間Tm(n)との差は、時間測定回路50における測定結果から容易に算出される。
As is clear from FIG. 8, if the relationship between the delay time difference and the measurement signal current Ip is acquired in advance, the magnitude of the measurement signal current Ip can be estimated from the delay time difference. As described above, the difference between the measurement time T m (n + 1) and the measurement time T m (n) is equal to the difference between the delay time T d (n + 1) and the delay time T d (n). Further, the difference between the measurement time T m (n + 1) and the measurement time T m (n) is easily calculated from the measurement result in the
そこで、本実施形態では、図7のように遅延時間Td(n)と測定信号電流Ipとの関係を表す第1のデータ、及び図8のように遅延時間差と測定信号電流Ipとの関係を表す第2のデータを、記憶部60に予め記憶させる。そして、TOF推定回路70は、時間測定回路50から提供された測定時間Tm(1)〜Tm(N)のうち少なくとも二つの測定時間Tm(n)及びTm(n+1)から、遅延時間差{Td(n+1)−Td(n)}を算出する(図6のステップS11)。その後、TOF推定回路70は、記憶部60に記憶された第2のデータを用いて、図9に示されるように、遅延時間差{Td(n+1)−Td(n)}から測定信号電流Ipの大きさを推定する(図6のステップS12)。TOF推定回路70は、記憶部60に記憶された第1のデータを用いて、図10に示されるように、この推定した測定信号電流Ipから遅延時間Td(n)又はTd(n+1)を推定する(ステップS13)。最後に、TOF推定回路70は、次の数式(5)に示されるように、推定した遅延時間Td(n)又はTd(n+1)を測定時間Tm(n)又はTm(n+1)から減ずることによって、正確な飛行時間TTOFを算出する(ステップS14)。
なお、上記の例では第(n+1)段及び第n段の各増幅回路A(n+1),A(n)からの測定信号電圧VO(n+1),VO(n)に基づいて飛行時間TTOFを算出しているが、測定信号電圧の組み合わせはこれに限られず、N個の増幅回路A(1)〜A(N)のうち任意の二つの増幅回路から出力される測定信号電圧に基づいて、同様の手順により飛行時間TTOFを求めることができる。 In the above example, the flight time T is based on the measurement signal voltages V O (n + 1) and V O (n) from the (n + 1) -th and n-th amplifier circuits A (n + 1) and A (n). Although the TOF is calculated, the combination of the measurement signal voltages is not limited to this, and is based on the measurement signal voltages output from any two amplifier circuits among the N amplifier circuits A (1) to A (N). Thus, the flight time T TOF can be obtained by the same procedure.
また、理想的には、測定信号電圧のどのような組み合わせであっても算出される飛行時間TTOFは等しくなる筈である。しかしながら、実際には、ディジタル変換の際の量子化誤差などが影響し、測定信号電圧の組み合わせによって飛行時間TTOFにばらつきが生じてしまう。そこで、TOF推定回路70は、測定信号電流Ipと第1のデータとに基づいて、測定時間Tm(1)〜Tm(N)のうち二以上の測定時間Tm(p),Tm(q)(但し、p、qは1以上N以下の整数であり、p≠q)に含まれる遅延時間Td(p),Td(q)を求め、二以上の測定時間Tm(p),Tm(q)から該遅延時間Td(p),Td(q)を減ずることによって二以上の飛行時間TTOFを算出したのち、これらの平均値を算出してもよい。より好ましくは、次の数式(6)に示されるように、全ての測定時間Tm(1)〜Tm(N)と遅延時間Td(1)〜Td(N)との差の平均値を、飛行時間TTOFとして求めるとよい。これにより、更に正確な飛行時間TTOFを求めることができる。
以上に説明したように、本実施形態の信号処理回路20によれば、回路部分の信号遅延に起因する遅延時間を計測時間から好適に除去することができるので、飛行時間TTOFを高い精度で測定することができる。また、この信号処理回路20では、多段増幅回路30が第1段ないし第N段の増幅回路A(1)〜A(N)を有している。このように複数の増幅回路が接続された構成によって、入力された測定信号電流Ipが微弱であっても、後段の増幅回路からは大きく増幅された測定信号電圧が出力される。したがって、測定信号電流Ipが微弱である場合(すなわち測定距離が長い場合)、及び測定信号電流Ipが大きい場合(すなわち測定距離が短い場合)のいずれにおいても測定時間を好適に測定し、正確な飛行時間TTOFを算出することができる。
As described above, according to the
多段増幅回路30によるこのようなダイナミックレンジの拡大効果について、更に詳細に説明する。多段増幅回路30に入力された測定信号電流Ipは、積分回路として構成された第1段の増幅回路A(1)によって反転増幅される。このとき、第1段の増幅回路A(1)から出力される測定信号電圧VO(1)は、次の数式(7)のように表される。なお、数式(7)において、Cf1は第1段の増幅回路A(1)の帰還容量値である。
また、非反転増幅回路として構成された第2段の増幅回路A(2)には、第1段の増幅回路A(1)からの測定信号電圧VO(1)がそのまま入力される。第2段の増幅回路A(2)からの測定信号電圧VO(2)は、次の数式(8)のように表される。なお、数式(8)において、Cf2は第2段の増幅回路A(2)の帰還容量値、Ci2は第2段の増幅回路A(2)の負荷容量値である。
数式(8)から明らかなように、第2段の増幅回路A(2)における増幅率は、帰還容量値Cf2及び負荷容量値Ci2によって定まる。
Further, the measurement signal voltage V O (1) from the first stage amplifier circuit A (1) is directly input to the second stage amplifier circuit A (2) configured as a non-inverting amplifier circuit. The measurement signal voltage V O (2) from the second-stage amplifier circuit A (2) is expressed as the following equation (8). In Equation (8), C f2 is the feedback capacitance value of the second stage amplifier circuit A (2), and C i2 is the load capacitance value of the second stage amplifier circuit A (2).
As is clear from Equation (8), the amplification factor in the second stage amplifier circuit A (2) is determined by the feedback capacitance value C f2 and the load capacitance value C i2 .
第3段以降の増幅回路A(3)〜A(N)から出力される測定信号電圧VO(3)〜VO(N)は、前段の増幅回路から出力された電圧を反転させずに増幅するので、測定信号電圧VO(1)と同相となる。第N段の増幅回路A(N)から出力される測定信号電圧VO(N)は、次の数式(9)のように表される。なお、数式(9)において、CfNは第N段の増幅回路A(N)の帰還容量、CiNは第N段の増幅回路A(N)の負荷容量値、CNはCfN及びCiNから算出される合成容量比である。
数式(9)から明らかなように、第N段の増幅回路A(N)の測定信号電圧VO(N)は、第2段ないし第N段の増幅回路A(2)〜A(N)の合成容量比C2〜CNと、第1段の増幅回路A(1)の測定信号電圧VO(1)との積によって算出される。
The measurement signal voltages V O (3) to V O (N) output from the amplifier circuits A (3) to A (N) on and after the third stage do not invert the voltage output from the amplifier circuit of the previous stage. Since it is amplified, it is in phase with the measurement signal voltage V O (1). The measurement signal voltage V O (N) output from the Nth stage amplifier circuit A (N) is expressed as the following equation (9). In Equation (9), C fN is the feedback capacitance of the Nth stage amplifier circuit A (N), C iN is the load capacitance value of the Nth stage amplifier circuit A (N), and C N is C fN and C It is a composite capacity ratio calculated from iN .
As is clear from Equation (9), the measurement signal voltage V O (N) of the Nth stage amplifier circuit A (N) is the second to Nth stage amplifier circuits A (2) to A (N). Of the combined capacitance ratios C 2 to C N and the measurement signal voltage V O (1) of the first-stage amplifier circuit A (1).
このように、複数の非反転増幅回路を多段に接続することにより、測定信号電流Ipが微弱であっても、後段の増幅回路A(N)では測定信号電圧VO(N)を大きく増幅することができる。したがって、本実施形態のような多段増幅回路30によれば、反射パルス光P2が微弱である場合(すなわち測定距離が長い場合)、及び反射パルス光P2が強い場合(すなわち測定距離が短い場合)のいずれにおいても、測定時間Tm(1)〜Tm(N)のうち少なくとも二つを好適に測定し、飛行時間TTOFを算出することができる。
In this way, by connecting a plurality of non-inverting amplifier circuits in multiple stages, the measurement signal voltage V O (N) is greatly amplified in the subsequent amplification circuit A (N) even if the measurement signal current Ip is weak. be able to. Therefore, according to the
なお、先に述べた図7に示されたグラフG11〜G16は、第2段以降の増幅回路A(2)〜A(6)の合成容量比C2〜C6が11となるように多段増幅回路30を作製して、各遅延時間Td(1)〜Td(6)を測定した結果である。図7を参照すると、6段増幅回路によって、10[nA]から1[mA]までといった5桁にわたる範囲の測定信号電流Ipを検出することが可能となっている。また、第6段の増幅回路A(6)における遅延時間Td(6)に着目すると、測定信号電流が100[μA]を越える領域では、測定信号電流Ipに対する遅延時間Td(6)の変化が小さくなっている。これは、第6段の増幅回路A(6)が飽和していることを示す。なお、このような場合であっても、飽和していない他の増幅回路A(1)〜A(5)からの測定信号電圧VO(1)〜VO(5)を用いることによって、一つの測定信号電流Ipに対して複数の測定時間Tm(1)〜Tm(5)を取得することができ、これらの測定時間Tm(1)〜Tm(5)に基づいて飛行時間TTOFを求めることができる。
The graph G11~G16 shown in FIG. 7 described earlier, multi-stage so that the resultant capacitance ratio C 2 -C 6 of the amplifier circuit A of the second and subsequent stages (2) ~A (6) is 11 It is the result of producing the
本発明による距離測定用の信号処理回路および距離測定装置は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では多段増幅回路の第1段の増幅回路が反転型の構成を有しているが、第1段の増幅回路は非反転型であってもよい。 The signal processing circuit and distance measuring device for distance measurement according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various other modifications are possible. For example, in the above embodiment, the first stage amplifier circuit of the multistage amplifier circuit has an inverting configuration, but the first stage amplifier circuit may be a non-inverting type.
また、上記実施形態では遅延時間差と前記測定信号電流との関係を表す第2のデータを記憶部が予め記憶しており、演算部は、算出した遅延時間差と第2のデータとに基づいて測定信号電流の大きさを求めている。しかしながら、遅延時間と測定信号電流との関係を表す第1のデータのみが記憶部に記憶されている場合であっても、演算部は、この第1のデータから遅延時間差と測定信号電流との関係(図9参照)を演算により求めることができるので、この関係から測定信号電流の大きさを求めることが可能となる。 In the above embodiment, the storage unit stores in advance second data representing the relationship between the delay time difference and the measurement signal current, and the calculation unit performs measurement based on the calculated delay time difference and the second data. The magnitude of the signal current is obtained. However, even in the case where only the first data representing the relationship between the delay time and the measurement signal current is stored in the storage unit, the calculation unit calculates the difference between the delay time and the measurement signal current from the first data. Since the relationship (see FIG. 9) can be obtained by calculation, the magnitude of the measurement signal current can be obtained from this relationship.
10…距離測定装置、11…光出射部、12…光検出部、20…信号処理回路、30…多段増幅回路、31,34…増幅器、32…積分容量素子、35…帰還容量素子、36…負荷容量素子、40…比較回路、50…時間測定回路、51…D型フリップフロップ、52…遅延回路、53…エンコーダ、54…リファレンスクロック回路、55…カウンタ回路、56…処理回路、60…記憶部、70…TOF推定回路、A(1)〜A(N)…増幅回路、B…測距対象物、CLK…リファレンスクロック、Ip…測定信号電流、P1…パルス光、P2…反射パルス光、VO(1)〜VO(N)…測定信号電圧、Vref…基準電圧。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
互いに直列に接続された第1段ないし第N段の増幅回路(Nは2以上の整数)を有し、前記測距対象物において反射した前記パルス光の光強度に応じた大きさの測定信号電流を前記第1段の増幅回路の入力端に受ける多段増幅回路と、
前記第1段ないし第N段の増幅回路にそれぞれ接続され、対応する前記増幅回路から出力される測定信号電圧が基準電圧に達した場合に有意値を出力するN個の比較回路と、
前記パルス光の出射タイミングを示す信号と、前記N個の比較回路から出力される信号とを入力し、前記パルス光が出射されてから各比較回路の出力信号が前記有意値となるまでの各時間(以下、第1ないし第Nの測定時間という)を測定する時間測定回路と、
当該信号処理回路における信号遅延により各測定時間に含まれる遅延時間と前記測定信号電流との関係を表す第1のデータ、並びに、一の前記測定時間に含まれる前記遅延時間と別の前記測定時間に含まれる前記遅延時間との差である遅延時間差と前記測定信号電流との関係を表す第2のデータを予め記憶する記憶部と、
前記第1ないし第Nの測定時間に基づいて前記飛行時間を算出する演算部と
を備え、
前記多段増幅回路の前記第2段ないし第N段の増幅回路が非反転増幅回路によって構成されており、
前記演算部は、前記時間測定回路によって測定された前記第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも二つの前記測定時間から前記遅延時間差を算出し、該遅延時間差と前記第2のデータとに基づいて前記測定信号電流の大きさを求めたのち、該測定信号電流の大きさと前記第1のデータとに基づいて前記第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも一つの前記測定時間に含まれる前記遅延時間を求め、前記少なくとも一つの測定時間から該遅延時間を減ずることによって前記飛行時間を算出する
ことを特徴とする、距離測定用の信号処理回路。 A signal processing circuit used for distance measurement based on a flight time until the pulsed light emitted toward the distance measurement object is reflected by the distance measurement object and returned.
A measurement signal having first to Nth stage amplification circuits (N is an integer of 2 or more) connected in series, and having a magnitude corresponding to the light intensity of the pulsed light reflected from the distance measuring object. A multi-stage amplifier circuit receiving current at an input terminal of the first-stage amplifier circuit;
N comparison circuits connected to the first to Nth stage amplifier circuits, respectively, for outputting a significant value when the measurement signal voltage output from the corresponding amplifier circuit reaches a reference voltage;
A signal indicating the emission timing of the pulsed light and a signal output from the N comparison circuits are input, and each signal from when the pulsed light is emitted until the output signal of each comparison circuit reaches the significant value. A time measurement circuit for measuring time (hereinafter referred to as first to Nth measurement times);
First data representing a relationship between a delay time included in each measurement time and the measurement signal current due to a signal delay in the signal processing circuit, and the measurement time different from the delay time included in one measurement time A storage unit that preliminarily stores second data representing a relationship between a delay time difference that is a difference from the delay time included in the measurement signal current;
A calculation unit that calculates the flight time based on the first to Nth measurement times;
The second to Nth stage amplifier circuits of the multistage amplifier circuit are constituted by non-inverting amplifier circuits,
The computing unit calculates the delay time difference from at least two of the first to Nth measurement times measured by the time measurement circuit, and based on the delay time difference and the second data. The magnitude of the measurement signal current is obtained and then included in at least one of the first to Nth measurement times based on the magnitude of the measurement signal current and the first data. A signal processing circuit for distance measurement, wherein a delay time is obtained and the flight time is calculated by subtracting the delay time from the at least one measurement time.
互いに直列に接続された第1段ないし第N段の増幅回路(Nは2以上の整数)を有し、前記測距対象物において反射した前記パルス光の光強度に応じた大きさの測定信号電流を前記第1段の増幅回路の入力端に受ける多段増幅回路と、
前記第1段ないし第N段の増幅回路にそれぞれ接続され、対応する前記増幅回路から出力される測定信号電圧が基準電圧に達した場合に有意値を出力するN個の比較回路と、
前記パルス光の出射タイミングを示す信号と、前記N個の比較回路から出力される信号とを入力し、前記パルス光が出射されてから各比較回路の出力信号が前記有意値となるまでの各時間(以下、第1ないし第Nの測定時間という)を測定する時間測定回路と、
当該信号処理回路における信号遅延により各測定時間に含まれる遅延時間と前記測定信号電流との関係を表す第1のデータを予め記憶する記憶部と、
前記第1ないし第Nの測定時間に基づいて前記飛行時間を算出する演算部と
を備え、
前記多段増幅回路の前記第2段ないし第N段の増幅回路が非反転増幅回路によって構成されており、
前記演算部は、前記時間測定回路によって測定された前記第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも二つの前記測定時間から、一の前記測定時間に含まれる前記遅延時間と別の前記測定時間に含まれる前記遅延時間との差である遅延時間差を算出し、前記第1のデータから求められる前記遅延時間差と前記測定信号電流との関係に基づいて前記測定信号電流の大きさを求めたのち、該測定信号電流の大きさと前記第1のデータとに基づいて前記第1ないし第Nの測定時間のうち少なくとも一つの前記測定時間に含まれる前記遅延時間を求め、前記少なくとも一つの測定時間から該遅延時間を減ずることによって前記飛行時間を算出する
ことを特徴とする、距離測定用の信号処理回路。 A signal processing circuit used for distance measurement based on a flight time until the pulsed light emitted toward the distance measurement object is reflected by the distance measurement object and returned.
A measurement signal having first to Nth stage amplification circuits (N is an integer of 2 or more) connected in series, and having a magnitude corresponding to the light intensity of the pulsed light reflected from the distance measuring object. A multi-stage amplifier circuit receiving current at an input terminal of the first-stage amplifier circuit;
N comparison circuits connected to the first to Nth stage amplifier circuits, respectively, for outputting a significant value when the measurement signal voltage output from the corresponding amplifier circuit reaches a reference voltage;
A signal indicating the emission timing of the pulsed light and a signal output from the N comparison circuits are input, and each signal from when the pulsed light is emitted until the output signal of each comparison circuit reaches the significant value. A time measurement circuit for measuring time (hereinafter referred to as first to Nth measurement times);
A storage unit that stores in advance first data representing a relationship between a delay time included in each measurement time and the measurement signal current due to a signal delay in the signal processing circuit;
A calculation unit that calculates the flight time based on the first to Nth measurement times;
The second to Nth stage amplifier circuits of the multistage amplifier circuit are constituted by non-inverting amplifier circuits,
The computing unit may change the measurement time different from the delay time included in one measurement time from at least two of the first to N measurement times measured by the time measurement circuit. After calculating a delay time difference that is a difference from the included delay time, after obtaining the magnitude of the measurement signal current based on the relationship between the delay time difference obtained from the first data and the measurement signal current, Based on the magnitude of the measurement signal current and the first data, the delay time included in at least one of the first to Nth measurement times is obtained, and the delay time is calculated from the at least one measurement time. A signal processing circuit for distance measurement, wherein the flight time is calculated by reducing a delay time.
請求項1〜3のいずれか一項に記載された信号処理回路と、
前記測距対象物に向けて前記パルス光を出射する光出射部と、
前記測距対象物において反射した前記パルス光を受け、該パルス光の光強度に応じた大きさの前記測定信号電流を生成する光検出部と
を備えることを特徴とする、距離測定装置。 A distance measuring device for measuring a distance to the distance measuring object based on a flight time until the pulsed light emitted toward the distance measuring object is reflected by the distance measuring object and returned.
A signal processing circuit according to any one of claims 1 to 3,
A light emitting unit that emits the pulsed light toward the object to be measured;
A distance measuring device comprising: a light detection unit that receives the pulsed light reflected from the distance measuring object and generates the measurement signal current having a magnitude corresponding to the light intensity of the pulsed light.
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