JPH0312275B2 - - Google Patents

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JPH0312275B2
JPH0312275B2 JP60182645A JP18264585A JPH0312275B2 JP H0312275 B2 JPH0312275 B2 JP H0312275B2 JP 60182645 A JP60182645 A JP 60182645A JP 18264585 A JP18264585 A JP 18264585A JP H0312275 B2 JPH0312275 B2 JP H0312275B2
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JP
Japan
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event
clock pulse
phase
clock
time
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JP60182645A
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Japanese (ja)
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Iesato Sato
Hiroshi Kawada
Yoshuki Eto
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (本発明の技術分野) 本発明は、第1の時点から第2の時点の間(イ
ベント)のクロツクパルス数を計数して、その計
数値から上記イベントの継続時間を計測するよう
にした時間計測方式に於いて、通常はクロツクパ
ルスカウンタの能力によつて決定される計測の分
解能を当該能力以上に高めることを可能とした時
間計測方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Technical Field of the Invention) The present invention counts the number of clock pulses between a first time point and a second time point (event), and calculates the duration of the event from the counted value. The present invention relates to a time measurement method that makes it possible to increase the resolution of measurement, which is normally determined by the ability of a clock pulse counter, to a level higher than that ability.

(本発明の技術背景) 例えば目標物までの距離を、光を投射した時点
から当該光が目標物で反射して入射する時点まで
の時間を計測することによつて求めるような測距
システムで、例えば1m(メートル)の分解能を
必要とする場合には計測時間の分解能を約6.67nS
(ナノセカント)とする必要があり、このために
はクロツクパルスの周波数を約150MHz(周期に
して約6.67nS)とすればクロツクパルス数から直
ちに分解能6.67nSの時間測定が可能である。
(Technical background of the present invention) For example, in a distance measuring system that calculates the distance to a target by measuring the time from the time when light is projected to the time when the light is reflected by the target and enters the target. For example, if a resolution of 1m (meter) is required, the measurement time resolution should be approximately 6.67nS.
(nanosecond), and for this purpose, by setting the clock pulse frequency to about 150 MHz (period: about 6.67 nS), it is possible to immediately measure time with a resolution of 6.67 nS from the number of clock pulses.

しかし、カウンタの計数能力は最適に構成され
たTTL,C−MOSロジツクの場合であつても
15MHz強であるので、従来の技術、すなわちクロ
ツクパルス数から直ちに時間を求める方式では分
解能は高々67nSであり、前記測距システムにし
て約10mの分割能しか得ることができない。
However, even in the case of optimally configured TTL and C-MOS logic, the counting ability of the counter is
Since the frequency is over 15 MHz, the resolution of the conventional technique, that is, the method of immediately determining the time from the number of clock pulses, is 67 nS at most, and the distance measuring system described above can only obtain a resolution of about 10 m.

(本発明の目的) 本発明は以上の問題点に鑑み、相対的に低速の
カウンタを使用して、より高速のカウンタを使用
したときと同等の分解能が得られる時間計測方
法、すなわち、相対的に低い周波数のクロツクパ
ルスでより高い周波数のクロツクパルスを使用し
たときと同等の分解能が得られる時間計測方法の
提供を目的とするものである。
(Object of the present invention) In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a time measurement method that uses a relatively slow counter to obtain the same resolution as a faster counter. It is an object of the present invention to provide a time measurement method in which a lower frequency clock pulse can provide the same resolution as when using a higher frequency clock pulse.

(本発明の概要) この目的のために本発明では、クロツクパルス
とイベントとの間の位相関数が、複数回のイベン
トについて、相互間で均一な偏移量をもつて互に
異なるようにクロツクパルスの周期とイベントの
発生周期との関係を設定し、N回(NはN≧2の
自然数)のイベントについてクロツクパルス数を
積算して平均値、すなわち「総クロツクパルス
数/N」を求め、当該平均値に基いて上記イベン
トの継続時間を求めるようにした。
(Summary of the Invention) To this end, the present invention provides clock pulses such that the phase function between the clock pulse and the event is different from each other with a uniform deviation for a plurality of events. Set the relationship between the cycle and the event occurrence cycle, and calculate the average value by integrating the number of clock pulses for N events (N is a natural number of N≧2), that is, the "total number of clock pulses/N", and calculate the average value. The duration of the above event is calculated based on the above.

(本発明の実施例) 以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
る。
(Embodiments of the present invention) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図〜第3図は本発明の第1実施例〜第3実
施例のブロツク図、第4図及び第5図は第1実施
例の動作を示すタイムチヤート、第6図は第2実
施例の動作を示すタイムチヤート、第7図及び第
8図は第3実施例の動作を示すタイムチヤートで
ある。尚、この第1実施例〜第3実施例はいずれ
も本発明を前記測距システムの光伝達時間計測部
に実施した例である。
Figures 1 to 3 are block diagrams of the first to third embodiments of the present invention, Figures 4 and 5 are time charts showing the operation of the first embodiment, and Figure 6 is a diagram of the second embodiment. A time chart showing the operation of the example. FIGS. 7 and 8 are time charts showing the operation of the third embodiment. Incidentally, the first to third embodiments are all examples in which the present invention is implemented in the optical transmission time measuring section of the distance measuring system.

最初に第1図、第4図及び第5図により第1実
施例を説明する。
First, a first embodiment will be explained with reference to FIGS. 1, 4, and 5.

第1図に於いて、1はクロツクパルス発振器
(以下、クロツク発振器という。)、2はイベント
周期設定タイマー(以下、イベントタイマーとい
う。)、3は発光素子駆動部(以下、ドライバとい
う。)、4は発光素子、5は受光素子、6は反射光
受信部(以下、レシーバという。)、7はセツトリ
セツト(R−S)フリツプフロツプ回路(以下、
フリツプフロツプという。)、8はイベント回数計
数カウンタ(以下、ヒツトカウンタという。)9
は位相操作部(以下、フエーズシフタという。)、
10はアンドゲート、11はクロツクパルス数積
算カウンタ(以下、カウンタという。)、12は除
算演算部(以下、デバイダという。)である。
In FIG. 1, 1 is a clock pulse oscillator (hereinafter referred to as a clock oscillator), 2 is an event cycle setting timer (hereinafter referred to as an event timer), 3 is a light emitting element drive unit (hereinafter referred to as a driver), 4 5 is a light emitting element, 5 is a light receiving element, 6 is a reflected light receiver (hereinafter referred to as a receiver), and 7 is a reset (R-S) flip-flop circuit (hereinafter referred to as a receiver).
It's called a flip-flop. ), 8 is an event count counter (hereinafter referred to as hit counter) 9
is a phase operation unit (hereinafter referred to as a phase shifter),
10 is an AND gate, 11 is a clock pulse number integration counter (hereinafter referred to as a counter), and 12 is a division operation unit (hereinafter referred to as a divider).

まず、各ブロツクの機能等について説明する。 First, the functions of each block will be explained.

クロツク発振器1は一定周期のクロツクパルス
を発生するもので、このクロツクパルスの周期は
後述のヒツトカウンタ8に設定された積算イベン
ト数とで計測時間の分解能を決定する。すなわ
ち、クロツクパルスの周期をt、積算イベント数
をN(N≧2の自然数)、必要とする計測時間分解
能をtAとすると、“t=N・tA”の関係にあり、
当該クロツク発振器1の周期は分解能のN倍の長
さに設定すれば充分である。
The clock oscillator 1 generates a clock pulse with a constant period, and the period of this clock pulse determines the resolution of the measurement time based on the cumulative number of events set in a hit counter 8, which will be described later. That is, if the period of the clock pulse is t, the cumulative number of events is N (N≧2 natural number), and the required measurement time resolution is tA , then there is a relationship of "t=N・tA ",
It is sufficient to set the period of the clock oscillator 1 to a length N times the resolution.

イベントタイマー2はクロツクパルスを基にし
てイベントの発生周期を設定するもので、例えば
1/n分周器(nはn≧2の自然数)でなり、ク
ロツクパルスをn個計数する毎に1個のパルスを
出力する。
The event timer 2 sets the event generation cycle based on the clock pulse, and is, for example, a 1/n frequency divider (n is a natural number of n≧2), which generates one pulse every time n clock pulses are counted. Output.

ドライバ3は発光素子4に発光電力を供給する
もので、イベントタイマ2からパルスが出力され
る毎に発光素子4を設定時間巾だけ発光させる。
The driver 3 supplies light emitting power to the light emitting element 4, and causes the light emitting element 4 to emit light for a set time period every time a pulse is output from the event timer 2.

発光素子4は、例えば半導体レーザー発光素子
(レーザーダイオード)でなり、時間計測(最終
的には目標物までの距離計測)のための光を投射
する。光の投射周期はイベントタイマー2の出力
パルスの周期、すなわちイベントの発生周期と一
致し、“nt”である。
The light emitting element 4 is, for example, a semiconductor laser light emitting element (laser diode), and projects light for time measurement (ultimately distance measurement to a target). The light projection period coincides with the output pulse period of the event timer 2, that is, the event generation period, and is "nt".

受光素子5は、例えばフオトダイオードでな
り、目標物で反射した発光素子4からの投射光、
すなわち反射光を受光する。
The light-receiving element 5 is, for example, a photodiode, and receives the projected light from the light-emitting element 4 reflected by the target object.
That is, it receives reflected light.

レシーバ6は受光素子5で反射光を受光する
と、これを検出して電気信号(パルス信号)に変
換する。
When the receiver 6 receives the reflected light with the light receiving element 5, it detects the reflected light and converts it into an electrical signal (pulse signal).

フリツプフロツプ7はイベントタイマー2の信
号でセツトされて出力Qのレベルを立ち上げ、レ
シーバ6の信号でリセツトされ出力Qのレベルを
立ち下げることにより、発光素子4の発光時点か
ら受光素子5の受光時点まで、すなわちイベント
を検出する。
The flip-flop 7 is set by the signal from the event timer 2 to raise the level of the output Q, and is reset by the signal from the receiver 6 to lower the level of the output Q, thereby changing the time from the light emission time of the light emitting element 4 to the light reception time of the light receiving element 5. Until, that is, detect an event.

ヒツトカウンタ8は、フリツプフロツプ7の出
力Qのレベルの立ち上りを計数することによつて
イベント発生回数を計数し、フエーズシフタ9に
は計数毎にそれぞれの計数データを、カウンタ1
1には0計数から設定回数を計数するまで当該カ
ウンタ11を動作状態とするイネーブル信号をそ
れぞれ出力する。
The hit counter 8 counts the number of occurrences of an event by counting the rising edge of the level of the output Q of the flip-flop 7, and each count data is sent to the phase shifter 9 for each count.
1 outputs an enable signal that puts the counter 11 into an operating state from counting 0 to counting the set number of times.

フエーズシフタ9はヒツトカウンタ8の1計数
出力毎にクロツクパルスの位相を設定量Δtずつ
偏移させる。この位相偏移量Δtは“t/N”に
設定される。
The phase shifter 9 shifts the phase of the clock pulse by a set amount Δt for each count output of the hit counter 8. This phase shift amount Δt is set to "t/N".

アンドゲート10はイベントの継続中、フエー
ズシフタ9で位相操作を受けたクロツクパルスを
カウンタ11に入力させるためのものである。
The AND gate 10 is for inputting the clock pulse whose phase has been subjected to the phase shifter 9 to the counter 11 during the continuation of the event.

カウンタ11はアンドゲート10を通過したク
ロツクパルスを計数するもので、ヒツトカウンタ
8からの前記イネーブル信号が存在する間、クロ
ツクパルスを積算計数する。すなわち、設定され
た回数Nのイベントについてクロツクパルス数を
積算計数する。
The counter 11 counts the clock pulses that have passed through the AND gate 10, and integrates the clock pulses while the enable signal from the hit counter 8 is present. That is, the number of clock pulses is cumulatively counted for a set number of events N.

デバイダ12はカウンタ11から出力される積
算パルス数を積算イベント数Nで除算処理するも
のである。
The divider 12 divides the cumulative number of pulses output from the counter 11 by the cumulative number of events N.

次に第4図及び第5図を参照して第1実施例の
動作を説明する。
Next, the operation of the first embodiment will be explained with reference to FIGS. 4 and 5.

クロツク発振器1は常時周期tのクロツクパル
スを発振している。このクロツク発振器1からの
クロツクパルスはイベントタイマー2に入力さ
れ、1/n分周されて当該イベントタイマー2か
らはクロツクパルスのn周期毎、すなわち時間nt
毎にパルス信号が出力され、このパルス信号がド
ライバ3に入力される毎に当該ドライバ3から発
光素子4に駆動パルス電流が供給され、当該発光
素子4は目標物に光を投射する。
The clock oscillator 1 constantly oscillates clock pulses with a period t. The clock pulse from the clock oscillator 1 is input to the event timer 2, which divides the frequency by 1/n, and outputs the clock pulse from the event timer 2 every n periods of the clock pulse, that is, at a time nt.
Each time a pulse signal is output, a driving pulse current is supplied from the driver 3 to the light emitting element 4 every time this pulse signal is input to the driver 3, and the light emitting element 4 projects light onto the target object.

一方、上記イベントタイマー2から出力された
パルス信号はフリツプフロツプ7のセツト端子S
にも入力されてその出力Qのレベルを立ち上らせ
イベントの開始が検出される。
On the other hand, the pulse signal output from the event timer 2 is connected to the set terminal S of the flip-flop 7.
The signal is also input to the output Q, and the level of its output Q is raised to detect the start of an event.

上記発光素子4から投射された光は目標物で反
射し、受光素子5に入射される。受光素子5に反
射光が入射されるとレシーバ6はそれを検出して
フリツプフロツプ7のリセツト端子Rにパルス信
号を送出し、その出力Qのレベルを立ち下らせ、
イベントの終了が検出される。
The light projected from the light emitting element 4 is reflected by the target object and is incident on the light receiving element 5. When reflected light is incident on the light receiving element 5, the receiver 6 detects it and sends a pulse signal to the reset terminal R of the flip-flop 7 to lower the level of its output Q.
End of event is detected.

ヒツトカウンタ8はフリツプフロツプ7の出力
Qの立ち上り毎、すなわちイベントの始点毎(終
点毎でもよい。)に歩進し、積算すべきイベント
の数を設定数Nまで計数する。第4図の動作例で
は初回のイベントで当該ヒツトカウンタ8の計数
値が“0”となり、以後イベントの始点の入力毎
に計数値が(N−1)になるまで歩進する。
The hit counter 8 increments every time the output Q of the flip-flop 7 rises, that is, every start point (or every end point) of an event, and counts the number of events to be accumulated up to a set number N. In the operation example shown in FIG. 4, the count value of the hit counter 8 becomes "0" at the first event, and thereafter increases until the count value reaches (N-1) every time the start point of the event is input.

このヒツトカウンタ8の計数値はフエーズシフ
タ9に入力され、フエーズシフタ9は、そこに入
力されているクロツクパルスの位相を上記ヒツト
カウンタ8の計数値に対応して偏移させる。位相
偏移量は“t/N”に設定した最少の偏移量(こ
れを単位位相偏移量Δtとする。)の整数倍(0を
含む。)に設定される。実施例では当該位相偏移
量を“ヒツトカウンタ8の計数値×Δt”になる
ようにしてあり、一般にK回目のイベントでは
“(K−1)Δt”だけクロツクパルスの位相が偏
移する。具体的には、例えば初回のイベントでは
位相偏移量が“0”であり、又、例えば3回目イ
ベントでは位相偏移量は“2Δt”となる。このよ
うに、N回のイベントの位相は、クロツクパルス
の位相からそれぞれΔt(=t/N)ずつ順次平均
的に偏移することとなる。
The count value of the hit counter 8 is input to a phase shifter 9, which shifts the phase of the clock pulse input therein in accordance with the count value of the hit counter 8. The phase shift amount is set to an integral multiple (including 0) of the minimum shift amount set to "t/N" (this is referred to as a unit phase shift amount Δt). In the embodiment, the amount of phase shift is set to "count value of hit counter 8 x .DELTA.t", and generally at the K-th event, the phase of the clock pulse shifts by "(K-1) .DELTA.t". Specifically, for example, in the first event, the phase shift amount is "0", and for example, in the third event, the phase shift amount is "2Δt". In this way, the phases of the N events are sequentially and averagely shifted from the phase of the clock pulse by Δt (=t/N).

また、上記ヒツトカウンタ8はイベントをN回
計数する間、すなわちその計数値が“0”から
“N−1”である間、カウンタ11のイネーブル
端子ENABLEにイネーブル信号を供給し、これ
によつてカウンタ11は次に述べるクロツクパル
ス数の積算計数動作を行なう。
Further, while the hit counter 8 counts the event N times, that is, while the count value is from "0" to "N-1", the hit counter 8 supplies an enable signal to the enable terminal ENABLE of the counter 11. The counter 11 performs the operation of integrating and counting the number of clock pulses, which will be described below.

カウンタ11の入力端子INにはイベント毎に
フエーズシフタ9で位相操作されたクロツクパル
スが入力される。すなわち、イベント毎にフリツ
プフロツプ7の出力Qのレベルがハイレベルとな
つてアンドゲート10が開くので、フエーズシフ
タ9から出力されるクロツクパルスはカウンタ1
1の入力端子INに伝達される。カウンタ11は
以上のようにして入力されたクロツクパルスの数
を、N回のイベントについて積算計数し、N回目
のイベントの終了をまつて、その出力端子OUT
に積算計数値を出力する。
A clock pulse whose phase is manipulated by the phase shifter 9 for each event is input to the input terminal IN of the counter 11. That is, for each event, the level of the output Q of the flip-flop 7 goes high and the AND gate 10 opens, so that the clock pulse output from the phase shifter 9 is output from the counter 1.
1 input terminal IN. The counter 11 integrates the number of clock pulses input as described above for N events, waits for the end of the N-th event, and then outputs the clock pulses to its output terminal OUT.
Outputs the integrated count value.

以上のようにして積算計数されたN回のイベン
ト中の総クロツクパルス数は次にデバイダ12に
入力されて“N”で除算され、1イベント中のク
ロツクパルス数の平均値が求められる。イベント
の継続時間はこの平均値にクロツクパルスの周期
tを掛けた値となる。このようにして求めたイベ
ントの継続時間の分解能tAは“t/N”であり、
従来に比べて分解能がN倍に向上している。
The total number of clock pulses during N events, which has been integrated and counted in the above manner, is then input to the divider 12 and divided by "N" to obtain the average value of the number of clock pulses during one event. The duration of the event is this average value multiplied by the period t of the clock pulse. The resolution tA of the event duration obtained in this way is “t/N”,
The resolution has been improved by N times compared to the conventional method.

第5図は第4図に於いて横方向(時間軸方向)
に表示したイベントとカウンタ入力クロツクパル
スの関係を、理解し易くするために各イベントに
於けるカウンタ入力クロツクパルスについて縦方
向に並べ、かつ時間軸を拡大して表わしたもので
ある。以下、この第5図により第1実施例の時間
計測に於ける位相関係を詳述する。尚、この第5
図では、カウンタ11はクロツクパルスの前縁
(立ち上り)で歩進するものとしている。
Figure 5 is the horizontal direction (time axis direction) in Figure 4.
In order to make it easier to understand the relationship between the events and counter input clock pulses displayed in , the counter input clock pulses for each event are arranged vertically and the time axis is enlarged. Hereinafter, the phase relationship in time measurement in the first embodiment will be explained in detail with reference to FIG. Furthermore, this fifth
In the figure, it is assumed that the counter 11 increments at the leading edge (rising edge) of the clock pulse.

一般にK回目(KはK≦Nの自然数)のイベン
トに於ける当該イベントとクロツクパルスとの間
の位相差(イベントの立ち上りと当該イベント中
の最初のクロツクパルスの立ち上りとの間の時間
差)は“(K−1)Δt”であり、更に“Δt=t/
N”の関係から当該位相差は“(K−1)・t/
N”となる。また、上記関係から位相偏移量の最
大値は“{(N−1)/N}・t”であつて位相偏
移量がクロツクパルスの1周期tを越えることは
ないことから、クロツクパルス数の計数値が異な
るイベント相互間での当該クロツクパルス数の違
い(差)は1個である。
Generally, the phase difference between the event and the clock pulse (the time difference between the rising edge of the event and the rising edge of the first clock pulse during the event) at the Kth event (K is a natural number where K≦N) is “( K-1) Δt” and further “Δt=t/
From the relationship of “N”, the phase difference is “(K-1)・t/
Also, from the above relationship, the maximum value of the phase deviation amount is "{(N-1)/N}・t", and the phase deviation amount does not exceed one period t of the clock pulse. Therefore, the difference (difference) in the number of clock pulses between events with different count values of the number of clock pulses is one.

第5図の動作例では、初回乃至K回目のイベン
ト継続時間TそれぞれにP個のクロツクパルスが
計数され、(K+1)回目乃至N回目のイベント
継続時間Tそれぞれに(P−1)個のクロツクパ
ルスが計数されている。従つてカウンタ11のク
ロツクパルス数の積算計数値Aは A=K・P+(N−K)(P−1)=(P−1) N+K(個) ……(1) である。
In the operation example shown in FIG. 5, P clock pulses are counted for each of the first to Kth event duration T, and (P-1) clock pulses are counted for each of the (K+1)th to Nth event duration T. It is being counted. Therefore, the cumulative count value A of the number of clock pulses of the counter 11 is A=K.P+(NK) (P-1)=(P-1) N+K (numbers) . . . (1).

一方、初回イベントの最後(P個目)のクロツ
クパルスが計数されるイベントは初回乃至K回目
までであることにより、第5図に示した時間TB
は“(K−1)Δt”と“KΔtt”の間の値となる。
また、第5図に示した時間TAは“(P−1)t”
であることによりイベント継続時間Tは T=TA+BB≒(P−1)t+KΔt ……(2) であり、前記“Δt=t/N”の関係から(2)式は
更にT≒(P−1)t+K・t/N={(P−1)
+K/N}t ……(3) となる。(1)式と(3)式から更にイベント継続時間T
は T≒A/Nt ……(4) となる。
On the other hand, since the last (Pth) clock pulse of the first event is counted from the first to the Kth time, the time T B shown in FIG.
is a value between "(K-1)Δt" and "KΔtt".
Also, the time T A shown in Fig. 5 is “(P-1)t”
Therefore, the event duration T is T = T A + B B ≒ (P-1) t + K Δt ... (2), and from the above relationship "Δt = t/N", equation (2) further becomes T ≒ ( P-1) t+K・t/N={(P-1)
+K/N}t...(3). From equations (1) and (3), the event duration T
becomes T≒A/Nt...(4).

上記(4)式から明らかなように、計測しようとす
るイベント継続時間Tはクロツクパルス数の積算
計数値Aを積算イベント数Nで割つた値、すなわ
ち平均値にクロツクパルス周期を掛けた値とな
る。
As is clear from equation (4) above, the event duration T to be measured is the value obtained by dividing the cumulative count value A of the number of clock pulses by the cumulative number of events N, that is, the value obtained by multiplying the average value by the clock pulse period.

次に第2図及び第6図によつて第2実施例を説
明する。
Next, a second embodiment will be explained with reference to FIGS. 2 and 6.

第2実施例は前記第1実施例でクロツクパルス
の位相を偏移させたのに代え、イベントの位相を
偏移させるようにしたものである。すなわち、フ
エーズシフタ9はフリツプフロツプ7の出力Qに
接続されていてヒツトカウンタ8の1計数出力毎
にイベントの位相を設定量Δt(単位位相偏移量)
すつ偏移させる。またクロツクパルスは直接アン
ドゲート10に入力され、上記位相操作を受けた
イベントの継続中に当該クロツクパルスがカウン
タ11に入力される。
In the second embodiment, instead of shifting the phase of the clock pulse in the first embodiment, the phase of the event is shifted. That is, the phase shifter 9 is connected to the output Q of the flip-flop 7, and changes the phase of the event by a set amount Δt (unit phase shift amount) for each count output of the hit counter 8.
shift by one. Further, the clock pulse is input directly to the AND gate 10, and the clock pulse is input to the counter 11 during the continuation of the event subjected to the phase manipulation.

第6図に示すようにK回目のイベントは当該イ
ベントが実際に発生した時点から“(K−1)・
t/N”だけ位相が偏移する。従つてクロツクパ
ルスとイベントとの間の位相関係は前記第1実施
例の場合と全く同じであり、その動作は前記第1
実施例の動作から容易に理解できる。
As shown in Figure 6, the K-th event is “(K-1)” from the time when the event actually occurs.
Therefore, the phase relationship between the clock pulse and the event is exactly the same as in the first embodiment, and the operation is the same as in the first embodiment.
This can be easily understood from the operation of the embodiment.

次に第3図、第7図及び第8図によつて第3実
施例を説明する。
Next, a third embodiment will be explained with reference to FIGS. 3, 7, and 8.

第3図に於いて、13はイベント用パルス発振
器(以下、イベント発振器という。)で、他は前
記第1図と同じである。
In FIG. 3, 13 is an event pulse oscillator (hereinafter referred to as an event oscillator), and the others are the same as in FIG. 1.

イベント発振器13はイベントの発生周期の基
礎となる一定周期のパルス(以下、イベントパル
スという。)を生成するもので、このイベントパ
ルスの周期tEはクロツクパルスの周期tと若干異
つた値に設定される。
The event oscillator 13 generates a pulse with a constant period (hereinafter referred to as an event pulse) that is the basis of the event generation period, and the period tE of this event pulse is set to a value slightly different from the period t of the clock pulse. Ru.

イベントタイマー2は前記第1実施例と異な
り、上記イベントパルスを基にしてイベントの発
生周期を設定する。すなわち、イベントパルスを
n個計数する毎に1個のパルスを出力するもの
で、イベントの発生周期は“ntE”である。
Unlike the first embodiment, the event timer 2 sets the event generation cycle based on the event pulse. That is, one pulse is output every time n event pulses are counted, and the event generation cycle is "nt E ".

ヒツトカウンタ8は前記第1実施例と異なり、
1計数毎の出力を必要とせず、イネーブル信号の
みを出力する。すなわち、フリツプフロツプ7の
出力Qのレベルの立ち上りを計数することによつ
てイベント発生回数を計数し、設定回数(N回)
を計数するまでカウンタ11を動作状態とするイ
ネーブル信号を当該カウンタ11に出力する。
The hit counter 8 is different from the first embodiment,
It does not require output for each count and only outputs an enable signal. That is, by counting the rise of the level of the output Q of the flip-flop 7, the number of event occurrences is counted, and the set number of times (N times) is calculated.
An enable signal is output to the counter 11 to keep the counter 11 in operation until the count is counted.

以上の他の部分の機能は前記第1実施例と同じ
である。但し、第3実施例では前記第1実施例の
フエーズシフタ9は存在しない。
The functions of the other parts mentioned above are the same as those of the first embodiment. However, in the third embodiment, the phase shifter 9 of the first embodiment does not exist.

第7図を参照し、前記第1実施襲例の動作と対
比しながら第3実施例の動作を説明する。
Referring to FIG. 7, the operation of the third embodiment will be explained in comparison with the operation of the first embodiment.

イベントは前記第1実施例が“nt”毎に発生し
たのに対し、第3実施例では“ntE”毎に発生す
る。クロツクパルスの周期tとイベントパルスの
周期tEとが若干異なることによりクロツクパルス
とイベントの始点との位相関係はイベント毎に互
に異なることとなる。このように第3実施例では
イベントパルスとクロツクパルスの周期設定で位
相関係が異なるようにしてあるので、前記第1実
施例又は第2実施例のようにクロツクパルス又は
イベントの位相操作は必要でなく、クロツクパル
ス及びイベントは直接アンドゲート10に入力さ
れている。
While the event occurs every "nt" in the first embodiment, it occurs every "nt E " in the third embodiment. Since the period t of the clock pulse and the period tE of the event pulse are slightly different, the phase relationship between the clock pulse and the start point of the event differs for each event. In this way, in the third embodiment, the phase relationship between the event pulse and the clock pulse is set to be different depending on the period setting, so there is no need to manipulate the phase of the clock pulse or event as in the first or second embodiment. Clock pulses and events are input directly to AND gate 10.

以上の他の動作は前記第1実施例の動作から容
易に理解できるので改めてここで説明はしない。
Since the other operations described above can be easily understood from the operations of the first embodiment, they will not be explained again here.

第8図は前記第1実施例の第5図と同主旨のタ
イムチヤートである。以下、この第8図により第
3実施例の時間計測に於ける位相関係を説明す
る。尚、第8図は理解し易いように初回イベント
で当該イベントの立ち上り(始点)とクロツクパ
ルスの立ち上りを一致させてあるが、クロツク発
振器1とイベント発振器13とは互に無関係に発
振動作を行つているので上記のようにイベントと
クロツクパルスの立ち上りが一致することは、む
しろ稀である。然しながら、イベントとクロツク
パルスの立ち上りのずれに相当する時間だけイベ
ントの時間軸をずらせて考えれば、以下の説明は
全て理解できる。
FIG. 8 is a time chart having the same gist as FIG. 5 of the first embodiment. Hereinafter, the phase relationship in time measurement in the third embodiment will be explained with reference to FIG. In FIG. 8, for ease of understanding, the rising edge (starting point) of the first event and the rising edge of the clock pulse are made to coincide with each other, but the clock oscillator 1 and the event oscillator 13 perform their oscillation operations independently of each other. Therefore, it is rather rare for the rising edge of the event and the clock pulse to coincide as described above. However, if the time axis of the event is shifted by a time corresponding to the difference between the rising edge of the event and the clock pulse, all of the following explanation can be understood.

既に説明したようにN回のイベント中のクロツ
クパルス数の積算値から分解能t/Nの時間計測
を行うにはイベントの立ち上りとクロツクパルス
との位相差がN回のイベントについて全て異なら
せる必要がある。このためにはイベントの周期
ntEが ntE=m1tβ(m1は自然数、0<β<t) β=t/N・m2(m2は0<m2<Nなる自然数)を 満足し、m2をNの約数の整数倍以外に設定する。
As already explained, in order to measure time with a resolution of t/N from the integrated value of the number of clock pulses during N events, it is necessary to make the phase difference between the rising edge of the event and the clock pulse different for all N events. For this purpose, the cycle of events is
nt E satisfies nt E = m 1 tβ (m 1 is a natural number, 0 < β < t) β = t/N・m 2 (m 2 is a natural number such that 0 < m 2 < N), and m 2 is Set to a value other than an integer multiple of the divisor of .

具体的には例えば“N=10”であれば上記
“m2”は2及び5の整数倍以外に設定される。
Specifically, for example, if "N=10", the above "m 2 " is set to a value other than an integral multiple of 2 and 5.

以上のようにすることで各イベントの立ち上り
とクロツクパルスとの位相差αK(Kは1からNま
での自然数)は全て異つた値となり、 αK=M・Δt(但しMは1〜(N−1)の自然
数)となる。MはKとは無関係に定まり、従つて
前記第1実施例のようにイベントの発生毎に順次
Δtずつ位相のずれが生ずるのではなく、互に異
なつた位相差が順不同で現われる。これを位相差
の少ないイベントから多いイベントに順次配列し
直すと前記第1実施例に於ける第5図の関係と同
様となり(位相の変偏量はこの場合も順次Δt(=
t/N)ずつとなる。)前記第1実施例に於ける
位相関係の分析が当該第3実施例でも適用でき
る。すなわち、第3実施例でもイベント継続時間
Tはクロツクパルス数の積算値Aをイベント回数
Nで割つた平均値“A/N”に基いて求めること
ができる。
By doing the above, the phase difference α K (K is a natural number from 1 to N) between the rising edge of each event and the clock pulse will all have different values, α K = M・Δt (where M is 1 to (N -1) natural number). M is determined independently of K, and therefore, the phase difference does not occur sequentially by Δt every time an event occurs as in the first embodiment, but different phase differences appear in random order. If these are rearranged sequentially from events with a small phase difference to events with a large phase difference, the relationship will be similar to the relationship shown in FIG.
t/N). ) The phase relationship analysis in the first embodiment can also be applied to the third embodiment. That is, in the third embodiment as well, the event duration T can be determined based on the average value "A/N" obtained by dividing the integrated value A of the number of clock pulses by the number N of events.

(本発明の効果) 以上、詳細に説明したように本発明によれば、
クロツクパルスの周期より短時間の分解能で時間
計測が可能となり、しかもカウンタは上記クロツ
クパルスに追従できるカウンタでよいので、従来
はカウンタの能力から不可能であつた分解能での
時間計測が可能となる等、本発明は極めて顕著な
効果を奏するものである。
(Effects of the present invention) As described above in detail, according to the present invention,
It is possible to measure time with a resolution shorter than the period of the clock pulse, and since the counter only needs to be a counter that can follow the clock pulse, it is possible to measure time with a resolution that was previously impossible due to the ability of the counter, etc. The present invention has extremely significant effects.

尚、実施例では時間計測すべきイベントを光の
投光から受光までとしたが、これに限らず、例え
ば車両の設定地点間の通過時間等あらゆるイベン
トの時間計測に本発明が実施できることは言うに
及ばない。
Incidentally, in the embodiment, the event to be timed is defined as the period from the emission of light to the reception of light, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be implemented to time measurement of any event, such as the passing time of a vehicle between set points. It's not as good as that.

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

第1図〜第3図は本発明の実施例を示すブロツ
ク図、第4図〜第8図は本発明の実施例の動作を
説明するタイムチヤートである。 1…クロツクパルス発振器(クロツク発振器)、
2…イベント周期設定タイマー(イベントタイマ
ー)、4…発光素子、5…受光素子、8…イベン
ト回数計数カウンタ(ヒツトカウンタ)、9…位
相操作部(フエーズシフタ)、11…クロツクパ
ルス数積算カウンタ(カウンタ)、12…除算演
算部(デバイダ)、13…イベント用パルス発振
器(イベント発振器)。
1 to 3 are block diagrams showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 8 are time charts explaining the operation of the embodiment of the present invention. 1...Clock pulse oscillator (clock oscillator),
2...Event cycle setting timer (event timer), 4...Light emitting element, 5...Light receiving element, 8...Event count counter (hit counter), 9...Phase operation unit (phase shifter), 11...Clock pulse number integration counter (counter) , 12... Division calculation unit (divider), 13... Event pulse oscillator (event oscillator).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クロツクパルスの発生源を備え、イベントの
継続時間中のクロツクパルス数を計数して当該イ
ベントの継続時間を計測するようにした時間計測
方法に於いて、 上記イベントを一定の周期で複数回発生させ、
N回(NはN≧2の自然数)のイベントについて
クロツクパルスとイベントの始点との位相関係が
クロツクパルスの1周期以内の範囲で互いに平均
して異なるように設定し、イベント中のクロツク
パルス数を上記N回について計数積算して平均値
を求め、この平均値から上記イベントの継続時間
を求めるようにした時間計測方法。 2 N回の各イベントの始点とクロツクパルスと
の間に(K−1)・t/N(Kは各イベント相互で
異なる自然数でK≦N、tはクロツクパルスの周
期)の位相差を設けるようにした特許請求の範囲
第1項に記載の時間計測方法。 3 クロツクパルスの位相操作により各イベント
の始点とクロツクパルスとの間の位相差を生成す
るようにした特許請求の範囲第1項又は第2項に
記載の時間計測方法。 4 各イベントの位相操作により、各イベントの
始点とクロツクパルスとの間に位相差を生成する
ようにした特許請求の範囲第1項又は第2項に記
載の時間計測方法。 5 イベントの周期ntEとクロツクパルスとの関
係が ntE=m1t+β(n,m1は自然数、0<β<
t) β=t/N・m2 を満足するように設定することにより各イベント
の始点とクロツクパルスとの間の位相差を生成す
るようにした特許請求の範囲第1項に記載の時間
計測方法。 但しt…クロツクパルスの周期 m2…Nより小さく、Nの約数の整数倍以
外の自然数 tE…イベント周期をつくるもとのパルス周
[Claims] 1. In a time measuring method that includes a clock pulse generation source and measures the duration of the event by counting the number of clock pulses during the duration of the event, occurs multiple times,
For N events (N is a natural number of N≧2), the phase relationship between the clock pulse and the start point of the event is set to be different on average within one cycle of the clock pulse, and the number of clock pulses during the event is set to the above N. A time measurement method that calculates the average value by calculating the number of times, and then calculates the duration of the event from this average value. 2. A phase difference of (K-1)·t/N (K is a natural number that is different for each event, K≦N, and t is the period of the clock pulse) is provided between the start point of each of the N events and the clock pulse. A time measuring method according to claim 1. 3. The time measuring method according to claim 1 or 2, wherein the phase difference between the start point of each event and the clock pulse is generated by manipulating the phase of the clock pulse. 4. The time measuring method according to claim 1 or 2, wherein a phase difference is generated between the start point of each event and the clock pulse by manipulating the phase of each event. 5 The relationship between the event period nt E and the clock pulse is nt E = m 1 t + β (n, m 1 are natural numbers, 0 < β <
t) The time measuring method according to claim 1, wherein the phase difference between the starting point of each event and the clock pulse is generated by setting β=t/N·m 2 to satisfy. . However, t...Clock pulse period m2 ...Natural number smaller than N and other than an integer multiple of a divisor of N tE ...Original pulse period that creates the event period
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