JPH01260309A - Operation circuit - Google Patents

Operation circuit

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JPH01260309A
JPH01260309A JP8978888A JP8978888A JPH01260309A JP H01260309 A JPH01260309 A JP H01260309A JP 8978888 A JP8978888 A JP 8978888A JP 8978888 A JP8978888 A JP 8978888A JP H01260309 A JPH01260309 A JP H01260309A
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JP
Japan
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voltage
output
comparator
reference voltage
differential amplifier
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Application number
JP8978888A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihide Miyake
敏英 三宅
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01260309A publication Critical patent/JPH01260309A/en
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Abstract

PURPOSE:To take out a digital signal with high resolving power without increasing the circuit scale, by a method wherein two analogue signals are compressed to logarithmic values which are, in turn, inputted to output an analogue signal corresponding to the ratio of the aforementioned two analogue signals and said analogue signal is converted to a digital signal. CONSTITUTION:Current sources 21a, 21b are respectively connected between a power supply Vcc and the anodes of diodes 22a, 22b for logarithmic compression and currents IA, IB show the photocurrent (analogue signal) taken out from a position detecting element 21. This photocurrent is inputted to a double integrating type A/D converter 28 as the output current of the transistor 24a of a differential amplifier 23. In the converter 28, the count value corresponding to the time before the voltage of a capacitor 33 reaches reference voltage Vref is held in a counter 36. This counted value is taken out as digital signals q1-qn from output terminals Q1-Qn. These digital signals are proportional to IA/(IA+ IB).

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カメラのオート・フォーカス用測距装置など
に用いられる演算回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an arithmetic circuit used in an autofocus distance measuring device of a camera, and the like.

従来の技術 カメラのオート・フォーカスaimに用いられる測距装
置として、カメラ側から被写体に向けて赤外光を照射し
、その反射光を赤外光投光位置から三角測量における基
線長に相当する一定の距離だけ離れた位置に置かれた位
置検出素子(略称PSD 、Po5ition 5en
sitive Device)あるいは複数のフォトダ
イオードからなる位置検出素子にレンズで投影させ、そ
の投影位置に基づいて被写本までの距離を測定するアク
ティブ・タイプの測距装置が知られている0位置検出素
子の1つとして用いられるPSDは、その受光面上に投
影された赤外光の光量に応じて生成される光を流を、そ
の赤外光の投影位置に応じた比率に分配して取り出す一
対の出力端子を有し、これら2つの出力端子から取り出
されるアナログ信号である2つの光電流の比が演算回路
によって求められ、その比から被写体までの距離が測定
される。
Conventional technology As a distance measuring device used for autofocus aim of a camera, infrared light is emitted from the camera side toward the subject, and the reflected light is emitted from the infrared light projection position to a distance corresponding to the base line length in triangulation. A position detection element (abbreviated as PSD, Po5ition 5en) placed at a certain distance away.
An active type distance measuring device that measures the distance to the subject based on the projected position by projecting the image onto a position detecting element consisting of a plurality of photodiodes or a plurality of photodiodes is known. The PSD used as one is a pair of PSDs that distribute and extract light generated according to the amount of infrared light projected onto its light-receiving surface in proportions according to the projection position of the infrared light. The arithmetic circuit calculates the ratio of two photocurrents, which are analog signals taken out from these two output terminals, and the distance to the subject is measured from the ratio.

第2図は、上記したPSDから取り出される2つの光電
流の比を演算する演算回路の従来例を示す回路図である
。PSDlは、ここでは2つの電流源1a、lbによっ
て表わされており、それぞれの電流源1a、lbから供
給される電流■6゜■、はpSD 1の2つの出力端子
から取り出される光電流を示している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example of an arithmetic circuit that calculates the ratio of two photocurrents taken out from the above-mentioned PSD. PSDl is here represented by two current sources 1a and lb, and the currents supplied from the respective current sources 1a and lb are the photocurrents taken out from the two output terminals of pSD1. It shows.

一方の電流源1aは電源Vccと対数圧縮用ダイオード
2aのアノードとの間に接続され、他方の電流源1bは
電源Vccと別の対数圧縮用ダイオード2bのアノード
との間に接続されており、′2つのダイオード2a、2
bのカソードには基準電圧Vrefが与えられている。
One current source 1a is connected between the power supply Vcc and the anode of the logarithmic compression diode 2a, and the other current source 1b is connected between the power supply Vcc and the anode of another logarithmic compression diode 2b, 'Two diodes 2a, 2
A reference voltage Vref is applied to the cathode of the transistor b.

3は上記した2つのダイオード2a、2bのアノード電
圧を2入力として受ける差動増幅器であり、2つのNP
Nトランジスタ4a、4bと抵抗5と定電流源6とで構
成されている。ダイオード2aのアノードはバッファで
あるボルテージ・ホロワ回路7を介してNPNトランジ
スタ4aのベースに接続され、別のダイオード2bのア
ノードは別のボルテージ・ホロワ回路8を介してNPN
トランジスタ4bのベースに接続されている。
3 is a differential amplifier that receives the anode voltages of the two diodes 2a and 2b as two inputs, and has two NP
It is composed of N transistors 4a and 4b, a resistor 5, and a constant current source 6. The anode of the diode 2a is connected to the base of the NPN transistor 4a via a voltage follower circuit 7 which is a buffer, and the anode of another diode 2b is connected to the base of the NPN transistor 4a via another voltage follower circuit 8.
It is connected to the base of transistor 4b.

2つのNPN)ランジスタ4a、4bのエミッタはとも
に定電流源6の一方の端子に接続され、NPN)ランジ
スタ4aのコレクタは抵抗5を介して、またNPN)ラ
ンジスタ4bのコレクタは直接それぞれ電源Vccに接
続されており、定電流源6の他方の端子は接地されてい
る。9は上記差動増幅器3から取り出されるアナログ信
号をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル
変換器であり、定電流源10と4つの抵抗11゜12.
13.14と4つのコンパレータ15,16.17.1
8とで構成されている。
The emitters of the two NPN transistors 4a and 4b are both connected to one terminal of a constant current source 6, and the collectors of the NPN transistors 4a and 4b are connected directly to the power supply Vcc through a resistor 5, respectively. The other terminal of the constant current source 6 is grounded. 9 is an analog-to-digital converter for converting the analog signal taken out from the differential amplifier 3 into a digital signal, and includes a constant current source 10 and four resistors 11, 12, .
13.14 and four comparators 15, 16.17.1
It consists of 8.

各コンパレータ15〜18の一方の入力端子はともにN
PN)−ランジスタ4aのコレクタに接続されている。
One input terminal of each comparator 15 to 18 is both N
PN) - connected to the collector of transistor 4a.

定電流源10と4つの抵抗11〜14は直列に接続され
、その直列回路の一方の端子は電源VCCに接続され、
他方の端子は接地されており、電源Vccの電圧を数段
階に分割してその分割電圧を各コンパレータ15〜18
の他方の入力端子に比較基準電圧として与える機能を有
する。
Constant current source 10 and four resistors 11 to 14 are connected in series, one terminal of the series circuit is connected to power supply VCC,
The other terminal is grounded, and the voltage of the power supply Vcc is divided into several stages and the divided voltages are applied to each of the comparators 15 to 18.
It has the function of supplying the other input terminal as a reference voltage for comparison.

すなわち、抵抗11.12の接続点はコンパレータ15
の入力端子に接続され、電源Vccの電圧から抵抗11
の端子間電圧だけ降下した電圧がコンパレータ15の比
較基準電圧として与えられる。また、抵抗12.13の
接続点はコンパレータ16の入力端子に接続され、・コ
ンパレータ15の比較基準電圧から抵抗12の端子間電
圧だけ降下した電圧がコンパレータ16の比較基準電圧
として与えられる。同様に抵抗13.14の接続点はコ
ンパレータ17の入力端子に接続され、コンパレータ1
6の比較基準電圧から抵抗13の端子間電圧だけ降下し
た電圧がコンパレータ17の比較基準電圧として与えら
れる。さらに抵抗14と定電流源10との接続点はコン
パレータ18の入力端子に接続され、コンパレータ17
の比較基準電圧から抵抗14の端子間電圧だけ降下した
電圧がコンパレータ18の比較基準電圧として与えられ
る。
That is, the connection point of resistors 11 and 12 is the comparator 15.
is connected to the input terminal of the resistor 11 from the voltage of the power supply Vcc.
The voltage dropped by the voltage between the terminals of is given as the comparison reference voltage of the comparator 15. Further, the connection point of the resistors 12 and 13 is connected to the input terminal of the comparator 16, and a voltage that is lower than the comparison reference voltage of the comparator 15 by the voltage between the terminals of the resistor 12 is given as the comparison reference voltage of the comparator 16. Similarly, the connection point of resistors 13 and 14 is connected to the input terminal of comparator 17, and
A voltage that is lower than the comparison reference voltage of 6 by the voltage across the terminals of the resistor 13 is given as the comparison reference voltage of the comparator 17. Further, the connection point between the resistor 14 and the constant current source 10 is connected to the input terminal of the comparator 18,
A voltage that is lower than the comparison reference voltage by the voltage across the terminals of the resistor 14 is given as the comparison reference voltage of the comparator 18.

上記した従来の演算回路において、ダイオード2aのア
ノード電圧Vaおよびダイオード2bのアノード電圧v
bは、それぞれ ただし、k:ボルツマン定数 q:電子の電荷 T:絶対温度 ■。:ダイオード2a、2bの逆方向飽和電流と表わさ
れる。また、NPN)ランジスタ4aのコレクタ電流を
Icl、NPNトランジスタ4bのコレクタ電流をIc
2とすると、NPN)ランジスタ4aのベース・エミッ
タ間電圧Vl(IおよびNPN)ランジスタ4bのベー
ス・エミッタ間電圧■axzは、それぞれ ただし、1.:NPNl−ランジスタ4a、4bの逆方
向飽和電流と表わされる。一方、各NPN)ランジスタ
4a。
In the conventional arithmetic circuit described above, the anode voltage Va of the diode 2a and the anode voltage V of the diode 2b
b is each where k: Boltzmann's constant q: electron charge T: absolute temperature ■. : Reverse saturation current of diodes 2a and 2b. In addition, the collector current of the NPN transistor 4a is Icl, and the collector current of the NPN transistor 4b is Ic.
2, the base-emitter voltage Vl of the NPN transistor 4a (I and the base-emitter voltage ■axz of the NPN) transistor 4b is, however, 1. :NPNl-Reverse saturation current of transistors 4a, 4b. On the other hand, each NPN) transistor 4a.

4bのベースには、それぞれボルテージ・ホロワ回路7
.8を介してダイオード2a、2bのアノード電圧Va
、Vbが与えられるので、■+t+  Vatz=Va
  Vb              ”’ (5)の
関係が成り立つ、第5式に第1式〜第4式を代入すると
、 ・・・(6) となり、これらから の関係が導かれ、さらに第7式から の関係が得られる。いま、定電流源6によって供給され
る定電流源を11とし、NPNトランジスタ4a、4b
のベース電流を無視すると、Ic++Iez=I+  
           −(9)であるから、第8式と
第9式から、 の関係が成り立つ、このコレクタ電流Ic+、つまり差
動増幅器3の出力電流は、電流I^、 Imの和、換言
するとPSDIに投影される赤外光の光量には左右され
ず、電流IA、1.の比に応じて変化する。つまり、差
動増幅器3からは、PSDIの受光面上における赤外光
の投影位置に対応するアナログ信号が取り出されること
になる。上記コレクタ電流1c1による抵抗5の端子間
電圧分だけ電源V c cの電圧から降下した電圧がN
PNトランジスタ4aのコレクタ電圧であるから、各コ
ンパレータ15〜18に与えられるこのコレクタ電圧も
上記した赤外光の投影位置に応じて変化するアナログ信
号である。
Each voltage follower circuit 7 is installed at the base of 4b.
.. Anode voltage Va of diodes 2a, 2b via 8
, Vb is given, so ■+t+ Vatz=Va
Substituting equations 1 to 4 into equation 5, where the relationship of Vb ''' (5) holds, we get...(6), and the relationship from these is derived, and the relationship from equation 7 is Now, let us assume that the constant current source supplied by the constant current source 6 is 11, and the NPN transistors 4a and 4b
Ignoring the base current of Ic++Iez=I+
-(9), so from the 8th and 9th equations, the following relationship holds true.This collector current Ic+, that is, the output current of the differential amplifier 3, is the sum of the currents I^ and Im, in other words, projected onto PSDI. The current IA, 1. It changes depending on the ratio of That is, an analog signal corresponding to the projection position of the infrared light on the light receiving surface of the PSDI is extracted from the differential amplifier 3. The voltage dropped from the voltage of the power supply V c c by the voltage between the terminals of the resistor 5 due to the collector current 1c1 is N
Since this is the collector voltage of the PN transistor 4a, the collector voltage given to each of the comparators 15 to 18 is also an analog signal that changes depending on the projection position of the infrared light.

第10式において、電流IA、1.の比Is/1、が十
分大きく(シたがってコレクタ電流I C1は十分小さ
い)、NPN)ランジスタ4aのコレクタ電圧がコンパ
レータ15の比較基準電圧より高いとき、そのコレクタ
電圧は他のコンパレータ16〜18の比較基準電圧に対
してもそれらより高く、4つのコンパレータ15〜18
の出力Di。
In the 10th equation, the current IA, 1. When the ratio Is/1 is sufficiently large (therefore, the collector current I C1 is sufficiently small) and the collector voltage of the NPN transistor 4a is higher than the comparison reference voltage of the comparator 15, the collector voltage is higher than that of the other comparators 16 to 18. The comparison reference voltage of the four comparators 15 to 18 is higher than that of the reference voltage of
The output Di.

C2,C3,C4はすべてr)IJとなる。これよりI
 、/ I Aがやや小さく、NPN)ランジスタ4a
のコレクタ電圧のレベルがコンパレータ15の比較基準
電圧とコンパレータ16の比較基準電圧の間にあるとき
には、出力D1が「し」、他の出力D2〜D4がr)(
Jとなる。
C2, C3, and C4 are all r) IJ. From this I
, / I A is slightly small, NPN) transistor 4a
When the level of the collector voltage of is between the comparison reference voltage of the comparator 15 and the comparison reference voltage of the comparator 16, the output D1 is "OFF" and the other outputs D2 to D4 are "r" (
It becomes J.

同様に、NPNトランジスタ4aのコレクタ電圧のレベ
ルがコンパレータ16の比較基準電圧とコンパレータ1
7の比較基準電圧の間にあるときは、出力DI、D2が
「L」、他の出力D3.D4がrH,となり、またコン
パレータ17の比較基準電圧とコンパレータ18の比較
基準電圧の間にあるときは、出力D1〜D3が「L」、
出力D4がr)(Jとなり、さらにコンパレータ18の
比較基準電圧を下まわるときは、すべての出力D1〜D
4がrl、Jとなる。すなわち、差動増幅器3から取り
出されるアナログ信号は、アナログ・デジタル変換器9
によって4つの出力D1〜D4の組合せからなるデジタ
ル信号に変換される。この場合、デジタル信号は前記し
たPSD 1の受光面上における赤外光の投影位置、換
言すると被写体までの距離を5段階に区分して表示する
ことになる。
Similarly, the level of the collector voltage of the NPN transistor 4a is the comparison reference voltage of the comparator 16 and the level of the collector voltage of the comparator 1.
7, the output DI, D2 is "L", and the other outputs D3. When D4 becomes rH and is between the comparison reference voltage of the comparator 17 and the comparison reference voltage of the comparator 18, the outputs D1 to D3 are "L",
When the output D4 becomes r)(J and is further below the comparison reference voltage of the comparator 18, all outputs D1 to D
4 becomes rl, J. That is, the analog signal taken out from the differential amplifier 3 is sent to the analog-to-digital converter 9.
is converted into a digital signal consisting of a combination of four outputs D1 to D4. In this case, the digital signal will display the projection position of the infrared light on the light-receiving surface of the PSD 1, or in other words, the distance to the subject, divided into five stages.

発明が解決しようとする課題 ところが、上記した従来の演算回路においては、デジタ
ル信号に変換して取り出されるデータの分解能を上げる
ためには、コンパレータの数を増大しなければならず、
回路の規模が大きくなりすぎるという問題点があった。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional arithmetic circuit described above, in order to increase the resolution of data that is converted into a digital signal and extracted, the number of comparators must be increased.
There was a problem that the scale of the circuit became too large.

したがって、本発明の目的は、回路規模を大きくするこ
となく、入力される2つのアナログ信号から、その2信
号の比に相当するデジタル信号を高い分解能で取り出す
ことのできる演算回路を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an arithmetic circuit that can extract a digital signal corresponding to the ratio of two input analog signals with high resolution from two input analog signals without increasing the circuit scale. be.

課題を解決するための手段 本発明は、アナログ信号を受け、そのアナログ信号の数
量を真数として含む対数値に圧縮処理して出力する第1
および第2の対数圧縮回路と、前記第1および第2の対
数圧縮回路によって得られる2つの出力を2入力として
受け、第1の対数圧縮回路に入力されるアナログ信号と
第2の対数圧縮回路に入力されるアナログ信号との比に
相当するアナログ信号を出力する差動増幅器と、前記差
動増幅器の出力をデジタル信号に変換する2重積分型ア
ナログ・デジタル変換器とを備えたことを特徴とする演
算回路である。
Means for Solving the Problems The present invention provides a first method that receives an analog signal, compresses it into a logarithmic value containing the quantity of the analog signal as an antilog number, and outputs the compressed value.
and a second logarithmic compression circuit, which receives two outputs obtained by the first and second logarithmic compression circuits as two inputs, and receives an analog signal input to the first logarithmic compression circuit and a second logarithmic compression circuit. A differential amplifier that outputs an analog signal corresponding to the ratio of the analog signal input to the differential amplifier, and a double integral type analog-to-digital converter that converts the output of the differential amplifier into a digital signal. This is an arithmetic circuit.

作  用 本発明に従えば、入力される2つのアナログ信号の比に
相当するアナログ信号が差動増幅器から取り出され、取
り出されたアナログ信号は2重積分型アナログ・デジタ
ル変換器によってデジタル信号に変換される。
According to the present invention, an analog signal corresponding to the ratio of two input analog signals is extracted from the differential amplifier, and the extracted analog signal is converted into a digital signal by a double integral type analog-to-digital converter. be done.

実施例 第1図は本発明の演算回路の一実施例の構成を示す回路
図である。この実施例は、アクティブ・タイプの測距装
置に用いられる演算回路を示したものであって、第1図
では位置検出素子として用いられるPSD21が2つの
電流源21a、21bによって表わされており、それぞ
れの電流源21a、21bから供給される電流IA、I
sはPSD21の2つの出力端子から取り出される光電
流を示している。
Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the arithmetic circuit of the present invention. This embodiment shows an arithmetic circuit used in an active type distance measuring device, and in FIG. 1, a PSD 21 used as a position detection element is represented by two current sources 21a and 21b. , the currents IA, I supplied from the respective current sources 21a, 21b
s indicates the photocurrent taken out from the two output terminals of the PSD 21.

一方の電流源21aは電源Vccと対数圧縮用ダイオー
ド22aのアノードとの間に接続され、他方の電流源2
1bは電源Vccと別の対数圧縮用ダイオード22bの
アノードとの間に接続されており、2つのダイオード2
2a、22bのカソードには第1の基準電圧V r e
 f 1が与えられている。23は上記した2つのダイ
オード22a。
One current source 21a is connected between the power supply Vcc and the anode of the logarithmic compression diode 22a, and the other current source 21a is
1b is connected between the power supply Vcc and the anode of another logarithmic compression diode 22b, and the two diodes 2
A first reference voltage V r e is applied to the cathodes of 2a and 22b.
f 1 is given. 23 are the two diodes 22a mentioned above.

22bのアノード電圧を2入力として受ける差動増幅器
であり、2つのNPNトランジスタ24a。
It is a differential amplifier that receives the anode voltage of 22b as two inputs, and has two NPN transistors 24a.

24bと定電流源25とで構成されている。ダイオード
22aのアノードはバッファであるボルテージ・ホロワ
回路26を介してNPNトランジスタ24aのベースに
接続され、別のダイオード22七のアノードは別のボル
テージ・ホロワ回路27を介してNPN)ランジスタ2
4bのベースに接続されている。
24b and a constant current source 25. The anode of the diode 22a is connected to the base of the NPN transistor 24a through a voltage follower circuit 26 which is a buffer, and the anode of another diode 227 is connected to the base of the NPN transistor 24a through another voltage follower circuit 27.
It is connected to the base of 4b.

2つのNPN )ランジスタ24a、24bのエミッタ
はともに定電流源25の一方の端子に接続され、NPN
)ランジスタ24bのコレクタは電源Vccに接続され
ており、定電流源25の他方の端子は接地されている。
The emitters of the two NPN transistors 24a and 24b are both connected to one terminal of a constant current source 25, and the NPN
) The collector of the transistor 24b is connected to the power supply Vcc, and the other terminal of the constant current source 25 is grounded.

28は上記差動増幅器23から取り出されるアナログ信
号をデジタル信号に変換するための2重積分型アナログ
・デジタル変換器であり、定電流源29と、3つのスイ
ッチ30,31.32と、コンデンサ33と、コンパレ
ータ34と、タイミング・コントロール回路35と、カ
ウンタ36と、クロック発生器37とで構成されている
28 is a double integral type analog-to-digital converter for converting the analog signal taken out from the differential amplifier 23 into a digital signal, and includes a constant current source 29, three switches 30, 31, 32, and a capacitor 33. , a comparator 34, a timing control circuit 35, a counter 36, and a clock generator 37.

定電流源29の一方の端子は電源Vccに接続され、そ
の他方の端子はスイッチ31を介してコンデンサ33の
一方の端子に接続され、コンデンサ33の他方の端子は
接地されている。スイッチ31とコンデンサ33の接続
点Aはスイッチ30を介してNPN)−ランジスタ24
aのコレクタに接続されるとともに、コンパレータ34
の一方の入力端子にも接続されている。その入力端子は
スイッチ32を介してコンパレータ34の出力端子に接
続され、そのコンパレータ34の他方の入力端子には第
2の基準電圧Vref2が与えられている。コンパレー
タ34の出力端子はカウンタ36のイネーブル入力端子
Eに接続され、カウンタ36のクロック入力端子Cには
クロック発生器37が接続されている。タイミング・コ
ントロール回路35は各スイッチ30〜32を定められ
たタイミングでオン・オフさせる機能と、定められたタ
イミングでカウンタ36にリセット信号を与える機能を
持つ。
One terminal of constant current source 29 is connected to power supply Vcc, the other terminal is connected to one terminal of capacitor 33 via switch 31, and the other terminal of capacitor 33 is grounded. The connection point A between the switch 31 and the capacitor 33 is connected to the NPN transistor 24 via the switch 30.
a and the comparator 34
is also connected to one input terminal of the . Its input terminal is connected to the output terminal of a comparator 34 via a switch 32, and the other input terminal of the comparator 34 is supplied with a second reference voltage Vref2. The output terminal of the comparator 34 is connected to the enable input terminal E of the counter 36, and the clock input terminal C of the counter 36 is connected to the clock generator 37. The timing control circuit 35 has a function of turning each switch 30 to 32 on and off at a predetermined timing, and a function of providing a reset signal to a counter 36 at a predetermined timing.

次に上記した演算回路の動作について説明する。Next, the operation of the arithmetic circuit described above will be explained.

従来の演算回路の場合と同様に、ダイオード22aのア
ノード電圧Vaおよびダイオード22bのアノード電圧
vbは、それぞれ ただし、■。:ダイオード22a、22bの逆方向飽和
電流と表わされる9才な、NPNトランジスタ24aの
コレクタ電流をIe2とすると、NPN)−ランジスタ
24aのベース・エミッタ間電圧V。lおよびNPN)
ランジスタ24bのベース・エミッタ間電圧■++tz
は、それぞれ ただし、I、、:NPNトランジスタ24a、24bの
逆飽和電流と表わされるので、第11式〜第14式から
従来の演算回路の場合の第8式と同様の関係式が得られ
る。
As in the case of the conventional arithmetic circuit, the anode voltage Va of the diode 22a and the anode voltage Vb of the diode 22b are respectively . :If the collector current of the NPN transistor 24a is Ie2, which is expressed as the reverse saturation current of the diodes 22a and 22b, then the base-emitter voltage V of the NPN transistor 24a. l and NPN)
Base-emitter voltage of transistor 24b■++tz
are expressed as the reverse saturation currents of the NPN transistors 24a and 24b, respectively, so that a relational expression similar to Equation 8 in the case of a conventional arithmetic circuit can be obtained from Equations 11 to 14.

定電流源25によって供給される定電流をI。The constant current supplied by the constant current source 25 is I.

とし、NPN)ランジスタ24a、24bのベース電流
を無視すると、第9式と同じ関係式IC++ IC2=
 I l−(16)であるから、第15式と第16式か
ら第10式と同じ間係式 が得られる。差動増幅器23の出力電流として得られる
上記コレクタ電流Iclが、PSD21の受光面上にお
ける赤外光の投影位置に対応するアナログ信号であるこ
とは先述した通りである。
If we ignore the base currents of NPN) transistors 24a and 24b, we get the same relational expression as Equation 9: IC++ IC2=
Since I l-(16), the same equation as the 10th equation can be obtained from the 15th equation and the 16th equation. As described above, the collector current Icl obtained as the output current of the differential amplifier 23 is an analog signal corresponding to the projection position of the infrared light on the light receiving surface of the PSD 21.

一方、2重積分型アナログ・デジタル変換器28では、
先ずタイミング・コントロール回路35によって、スイ
ッチ30.31がオフ、スイッチ32がオンの状態に設
定されるとともに、カウンタ36にリセット信号が与え
られ、カウンタ36はリセットされる。
On the other hand, in the double integral type analog-to-digital converter 28,
First, the timing control circuit 35 turns off the switches 30 and 31 and turns on the switch 32, and also applies a reset signal to the counter 36, so that the counter 36 is reset.

この設定によってコンパレータ34はボルテージ・ホロ
ワ回路として動作を開始し、第2の基準電圧Vref2
がコンパレータ34の出力端子から取り出され、その基
準電圧Vref2がスイッチ32を通してコンデンサ3
3に印加される。この動1ヤにおいて、コンデンサ33
がコンパレータ34に対して発振防止用位相補償素子と
して働くので、演算増幅器でボルテージ・ホロワ回路を
構成する場合にように、発振防止用の特別な位相補償を
行う必要はない。
With this setting, the comparator 34 starts operating as a voltage follower circuit, and the second reference voltage Vref2
is taken out from the output terminal of the comparator 34, and the reference voltage Vref2 is applied to the capacitor 3 through the switch 32.
3 is applied. In this dynamic phase, capacitor 33
acts as a phase compensation element for the comparator 34 to prevent oscillation, so there is no need to perform special phase compensation to prevent oscillation, unlike when a voltage follower circuit is constructed using an operational amplifier.

上記動作によってコンデンサ33が第2の基準;圧Vr
cf2に充電されたあと、タイミング・コントロール回
路35によって、スイッチ30がオン、スイッチ32が
オンに切り替えられることで、2重積分型アナログ・デ
ジタル変換器28の第1積分動作が開始される。すなわ
ち、この動作開始時点から定められた一定期間T1だけ
コンデンサ33は充電電荷をNPN)ランジスタ24a
のコレクタ電流IC+として放電する。
The above operation causes the capacitor 33 to become the second reference voltage Vr.
After being charged to cf2, the timing control circuit 35 turns on the switch 30 and turns on the switch 32, thereby starting the first integration operation of the double integration type analog-to-digital converter 28. That is, for a predetermined period T1 from the start of this operation, the capacitor 33 transfers the charged charge to the NPN transistor 24a.
It is discharged as collector current IC+.

時間T1が経過すると、タイミング・コントロール回路
35によって、スイッチ30がオフ、スイッチ31がオ
ンの状態に切り替えられ、コンデンサ35はNPN)ラ
ンジスタ24aへの放電動作から定電流源29による充
電動作に切り替わる。
When time T1 has elapsed, the timing control circuit 35 turns off the switch 30 and turns on the switch 31, and the capacitor 35 switches from discharging to the NPN transistor 24a to charging by the constant current source 29.

コンデンサ33の容量をCとすると、上記切替時点のコ
ンデンサ33の電圧vL、は となる。第18式に第17式を代入すると、となる。
Assuming that the capacitance of the capacitor 33 is C, the voltage vL of the capacitor 33 at the time of switching is as follows. Substituting the 17th equation into the 18th equation yields.

また上記切替時点において、タイミング・コントロール
回路35はカウンタ36をリセット状態から解放し、カ
ウンタ36はクロック発生器37から入力されるクロッ
クをカウントし始める。すなわち、2重積分型アナログ
・デジタル変換器28の第2積分動作が開始される。定
電流源2つから供給される定電流■2によって充電され
るコンデンサ33の電圧が第2の基準電圧Vre f 
2に達すると、コンパレータ34の出力信号が「LJか
らrH,に反転し、この出力信号をイネーブル入力端子
Eに受けるカウンタ36はカウント動作を停止し、コン
デンサ36の電圧が第19式で示す第2積分動作開始時
点の電圧VLがらV r e f2に達するまでの時間
T2に相当するカウント値がカウンタ36に保持される
。このカウント値は出力端子Q1〜Qnからデジタル信
号ql、q2゜・・・、qnとして取り出される。コン
デンサ33の電圧のVLからV r e f 2までの
変位量はであるから、第19式と第20式がら の関係が成り立ち、第21式から が得られる。I+、12.T、はいずれも一定の値であ
るから、期間T2すなわちカウンタ3dによって取り出
されるデジタル信号はIA/(IA+l11)に比例し
た値となる。つまり、差動増幅器23によって取り出さ
れたアナログ信号である第17式によって与えられるコ
レクタ電流I c+が、2重積分型アナログ・デジタル
変換器28によってnビットのデジタル信号ql、q2
.・・・、qnに変換されたことになる。
Further, at the above switching point, the timing control circuit 35 releases the counter 36 from the reset state, and the counter 36 starts counting the clock input from the clock generator 37. That is, the second integration operation of the double integration type analog-to-digital converter 28 is started. The voltage of the capacitor 33 charged by the constant current 2 supplied from the two constant current sources is the second reference voltage Vre f
2, the output signal of the comparator 34 is inverted from "LJ to rH", the counter 36 which receives this output signal at the enable input terminal E stops counting operation, and the voltage of the capacitor 36 becomes equal to A count value corresponding to the time T2 from the voltage VL at the start of the 2-integration operation to V r e f2 is held in the counter 36. This count value is transmitted from the output terminals Q1 to Qn to digital signals ql, q2゜... , qn. Since the amount of displacement of the voltage of the capacitor 33 from VL to V r e f 2 is , the relationship between Equations 19 and 20 holds, and from Equation 21, I + , 12.T, are all constant values, so the digital signal taken out during the period T2, that is, the counter 3d, has a value proportional to IA/(IA+l11).In other words, the analog signal taken out by the differential amplifier 23 The collector current I c+ given by Equation 17 is converted into n-bit digital signals ql, q2 by the double integral type analog-digital converter
.. ..., it has been converted to qn.

発明の効果 以上のように、本発明の演算回路によれば、回路規模を
大きくすることなく、入力される2つのアナログ信号か
ら、その2信号の比に相当するデジタル信号を高い分解
能で取り出すことができる効果がある。
Effects of the Invention As described above, according to the arithmetic circuit of the present invention, a digital signal corresponding to the ratio of the two input analog signals can be extracted with high resolution from two input analog signals without increasing the circuit scale. It has the effect of

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例である演算回路を示す回路図
、第2図は従来の演算回路を示す回路図である。 22a、22b・・・対数圧縮用ダイオード、23・・
・差動増幅器、28・・・2重積分型アナログ・デジタ
ル変換器 代理人  弁理士 画数 圭一部
FIG. 1 is a circuit diagram showing an arithmetic circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional arithmetic circuit. 22a, 22b... Logarithmic compression diode, 23...
・Differential amplifier, 28...double integral type analog-to-digital converter Agent Patent attorney Keiichi Kazu

Claims (1)

【特許請求の範囲】 アナログ信号を受け、そのアナログ信号の数量を真数と
して含む対数値に圧縮処理して出力する第1および第2
の対数圧縮回路と、 前記第1および第2の対数圧縮回路によって得られる2
つの出力を2入力として受け、第1の対数圧縮回路に入
力されるアナログ信号と第2の対数圧縮回路に入力され
るアナログ信号との比に相当するアナログ信号を出力す
る差動増幅器と、前記差動増幅器の出力をデジタル信号
に変換する2重積分型アナログ・デジタル変換器とを備
えたことを特徴とする演算回路。
[Claims] First and second devices that receive an analog signal, compress it into a logarithmic value that includes the quantity of the analog signal as an antilog number, and output the compressed value.
2 obtained by the logarithmic compression circuit and the first and second logarithmic compression circuits.
a differential amplifier that receives two outputs as two inputs and outputs an analog signal corresponding to the ratio of the analog signal input to the first logarithmic compression circuit and the analog signal input to the second logarithmic compression circuit; An arithmetic circuit comprising: a double integral type analog-to-digital converter that converts the output of a differential amplifier into a digital signal.
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