JPS62222175A - 微小信号判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、入力する信号電流が所定値よりも大か小かの
判別を行う、アクティブ方式の距離検出装置等に使用さ
れる微小信号判別装置の改良に関するものである。

（発明の背景） 第６図に従来の微小信号判別装置を示す。１は入力端子
ＩＮより入力する微小な信号電流の積分を行う積分キャ
パシタ、２はオペアンプで、前記積分キャパシタ１と共
に積分回路３を構成する。

４は抵抗、５は２個のＮＰＮ　トランジスタから成る、
前記積分キャパシタ１に充電された電荷を放電するため
のスイッチング素子、６は基準電圧Ｖｃを分圧して比較
電圧ｖ１を発生する抵抗、７は前記積分回路３よりの積
分電圧が前記比較電圧ｖ１より大きいか否かの比較を行
うコンパレータ、８は前記コンパレータ７から出力され
る比較結果を記憶するためのラッチ回路で、ナントゲー
ト９．１０より成る。１１は４人力オアゲート。

１２は発振回路１３より入力するクロックパルスを基に
積分時間をカウントするタイマ回路で、リセットが解除
されてからＴ、時間経過することにより、前記積分回路
３での積分動作を停止させるためのハイレベルの信号を
出力端子Ｑ１より出力する。１４はアンドゲート１５及
びＤフリップフロップ１６より成るワンショット回路で
、前記績分キャパシタｌの放電が終了するまでの時間、
前記スイッチング素子５をオンさせる（動きをもつ。

ＯＵ　Ｔは前記ラッチ回路８に記憶されている比較結果
を出力する出力端子、ＤＵＩＮは動作開始信号入力端子
で、該動作開始信号入力端子ＤＵＩＮにローレベルの信
号（動作開始信号）が入力することにより、この微小信
号判別装置は動作可能状態となる。

次に、動作について第７．８図を用いて説明する。動作
開始信号入力端子ＤＵＩＮにハイレベルの信号が入力し
ている場合、オアゲート１１の出力はハイレベルの信号
となり、タイマ回路１２はリセットされ、スイッチング
素子５はオンし、て前記積分キャパシタ１の両端を短絡
する。又前述したようにスイッチング素子５がオンして
いるので、積分回路３より出力される積分電圧Ｖａは基
準電圧Ｖｃと等しくなり、コンパレータ７の出力はロー
レベルの信号となっている。またタイマ回路１２の出力
もローレベルの信号となっている。

この状態から前記動作開始信号入力端子ＤＵＩＮにロー
レベルの信号（動作開始信号）が入力するようになると
、オアゲート１１の出力がローレベルの信号に反転し、
スイッチング素子５がオフするため、積分回路３にて積
分動作が開始される。この時の積分回路３の出力である
積分電圧Ｖａと時間ｔとの関係を第７図に示す。又タイ
マ回路１２はリセットが解除されるため、積分時間をカ
ウントし始める。

ここで、第８図実線で示されるように、入力端子ＩＮに
入力する電流をＴｍａｘ時間積分したにも拘わらずその
時の積分電圧Ｖａ１が比較電圧ＶＣに達しない場合には
、積分期間中にコンパレータ７の出力がハイレベルの信
号になることはなく、よってタイマ回路１２がカウント
アツプして出力端子Ｑ１よりハイレベルの信号が出力さ
れることにより、ラッチ回路８はリセットされ、出力端
子ＯＵＴには入力信号電流が小さい事を示すローレベル
の信号が発生する。又同時にオアゲート１１の出力がハ
イレベルの信号に反転するため、タイマ回路１２はリセ
ットされ、スイッチング素子５はオンして積分キャパシ
タ１の放電が開始される。このような状態はワンショッ
ト回路１４で設定された時間継続され、その後設定され
た時間が経過すると、再び前記と同様の微小信号判別動
作が開始される。

逆に第８図の一点鎖線で示されるように、Ｔｍａｘ時間
経過する以前にその時の積分電圧Ｖａ’が比較電圧Ｖｃ
に達した場合には、タイマ回路１２がカウントアツプす
る前（Ｔ１時間）に前記コンパレータ７の出力はハイレ
ベルの信号になるため、ラッチ回路８はセットされ、出
力端子ＯＵＴには入力信号電流が大きい１￥を示すハイ
レベルの信号が発生する。又タイマ回路１２がカウント
アツプして出力端子Ｑ＋よりハイレベルの信号が出力さ
れた時と同様、この場合もコンパレータ７の出力がハイ
レベルの信号となることでオアゲート１１の出力がハイ
レベルの信号に反転するため、タイマ回路１２はリセッ
トされ、スイッチング素子５はオンし、ワンショット回
路１４で設定された時間積分キャパシタ１の放電が継続
され、設定された時間の経過後に再び前記と同様の微小
信号判別動作が開始される。

以上が従来の装置の動作原理であるが、ここで入力端子
ＩＮに入力する入力信号電流に交流雑音電流をも加わっ
ている場合を考えてみる。この場合、雑音の周波数が高
く、その周期が積分時間に比べて十分に小さければ、雑
音の振幅は積分されず、その積分出力に対する影響は極
めて小さくなる。従って、アクティブ方式の距離検出装
置の信号受信部、すなわち赤外発光ダイオード等の投光
素子より投光され、ａｌｌ距対象から反射して戻ってく
る微弱な光を太陽光等の、この微弱な光と比較すると膨
大な量の外光と共に受光し、これによって生じる光電流
中より前記微弱な光による光電流のみを信号成分として
抽出する必要がある、換言すれば外光に含まれる交流会
、或いは外光によって生じた大電流に対するショット雑
音、その他の回路上或いは外来の雑音等の多くの雑音を
持つような場所等に、このような装置は有効である。

ところで、このような装置は、より低い周波数の雑音の
影響まで極力押さえ、より精度を上げるために、前記積
分時間をできる限り長くするような構成となっているこ
とから、入力する信号電流の大小判別に時間を要すると
いった問題があった。このため該装置を例えば前述した
アクティブ方式の距離検出装置に適用して、より遠距離
、より低反射率の測距対象まで高精度に測距可能にしよ
うとすると１Ｍ１１距時間が長くなっていた。また、こ
のようなアクティブ方式の距離検出装置を備えたカメラ
に適用した場合には、測距に時間を要するのみならず、
使用感や速写性等を著しく害することになる。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題を解決し、精度を落すこ
となく、短時間で微小信号の大小判別を行うことができ
る微小信号判別装置を提供することである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、レベルの異なる
複数の判別レベルを発生する判別レベル発生手段と、積
分手段での積分時間が長くなるに従い、積分開始時点の
レベルとの差が大きくなる側の判定レベルを選択する選
択手段とを備え、以て、積分開始よりの経過時間に応じ
て積分レベル９」 の判定レベルを変化させるようにしたことを特徴とする
。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図で、第６図
と同じ部分は同一符号にて表す、１７は基ｉ￥８電圧Ｖ
ｃを分圧して比較電圧Ｖ、、Ｖ２を発生する抵抗、１８
は前記積分回路３よりの積分電圧Ｖａが前記比較電圧■
２より大きいか否かの比較を行うコンパレータ、１９は
前記積分回路３よりの積分電圧Ｖａが前記比較電圧ｖ１
より大きいか否かの比較を行うコンパレータ、２０はコ
ンパレータ７及びインバータ２１よりハイレベルの信号
が入力している時のみハイレベルの信号を出力するアン
ドゲート、２２はオアゲート、２３は発振回路１３より
入力するクロックパルスを基に積分時間をカウントする
タイマ回路で、リセットが解除されてから１２時間経過
すると出力端子Ｑ２より、Ｔｍａｘ時間経過すると出力
端子Ｑ１より、ハイレベルの信号を出力する。

次に第２図を用いて動作の説明を行う。入力端子ＤＵＩ
Ｎにローレベルの信号（動作開始信号）が入力すると、
オアゲート１１の出力がローレベルの信号に反転し、ス
イッチング素子５がオフするため、積分回路３にて入力
する信号電流の積分動作が開始される。又同時にタイマ
回路２３はリセットが解除されることから積分開始から
の時間をカウントし始める。

カウント動作を開始してから１２時間経過するまではタ
イマ回路２３の出力端子Ｑ２の出力はローレベルの信号
であるので、アンドゲート２０の一方の入力端にはイン
バータ２１を介してハイレベルの信号が入力しており、
よって例えば第２図一点鎖線で示されるように、入力す
る信号電流が大きいために積分回路３より出力される積
分電圧Ｖａ’が高い場合には、１８時間経過する前に比
較電圧Ｖ２に達し、コンパレータ１８の出力がハイレベ
ルの信号となり、該信号がアンドゲート２０及びオアゲ
ート２２を介してラッチ回路８に入力することになる。

従って、このように積分電圧Ｖａ’が高い場合であって
も従来ではＴ１時間経過後でなければわからなかった判
別結果が、それよりも短かいＴ２　′時間（第２図参照
）でわかるようになる（この時は入力信号が所定値より
も大であると判別され、出力端子ＯＵＴに／＼イレベル
の信号が発生する）。つまり、積分動作が開始されてか
ら１２時間が経過するまでの間は、大小を判別するため
の基鵡となる比較電圧Ｖ１よりも高い比較電圧ｖ２で比
較するようにしたから、短時間で大小判別を行うことが
可能となる。

また、第２１二点鎖線で示されるように、入力する信号
電流が大きいと判別されるぎりぎりの値であった場合に
は、Ｔｍａｘ時間になる直前に積分電圧Ｖａ″がこの時
の比較電圧Ｖ、に達し、コンパレータ１９の出力がハイ
レベルの信号となる。即ちＴ２時間が経過してからＴｍ
ａｘ時間に達するまでの間は、コンパレータ１９によっ
て大小判別が行われる。このように入力する信号電流が
大きいと判別されるぎりぎりの値のような場合には、最
大積分時間であるＴｍａｘ時間七時間分動作が行われる
ため、装置自体の精度は従来となんら変わるものではな
く、が高精度の判別が可能である。その他の動作は第６
図と同様であるので、ここでは省略する。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図と同
じ部分は同一符号にて表す２４はコンパレータ１８の出
力を反転するインバータ、２５は発振回路１３より入力
するクロックパルスを基に積分時間をカウントするタイ
マ回路で、リセットが解除されてから１２時間経過する
と出力端子Ｑ２より、１３時間経過すると出力端子Ｑ３
より、Ｔｍａｘ時間経過すると出力端子Ｑ１より、ハイ
レベルの信号を出力する。２６はアンドゲート、２７は
前記アンドゲート２６或いは前記タイマ回路２５の出力
端子Ｑ１よりハイレベルの信号が入力することにより、
ハイレベルの信号を出力してラッチ回路８をリセットす
るオアゲートである。

次に該実施例での動作を第４図を用いて説明する。第１
図実施例とほぼ同様であるあるが、１３時間経過しても
未だに比較電圧Ｖ２に達しない場合にはＴ　ｍ　ａ　ｘ
時間まで積分動作を行わせても比較電圧Ｖ２には明らか
に達しないため、この時点で入力信号が小であることの
判断を行わせようとするもので、このような場合には、
アンドゲート２６の出力がハイレベルの信号に反転し、
該信号がオアゲー２７を介してラッチ回路８に入力する
ため、積分動作が開始されてから１３時間経過後にこの
時の信号電流が所定値よりも小さいことを示すローレベ
ルの信号が出力端子ＯＵＴに発生することになる。

本実施例によれば、入力する信号電流に応じた請分電圧
の大小判別を行うための比較電圧を複数配置し、積分経
過時間に応じて初期電圧（基準電圧Ｖｃに相当する）よ
りも低い方の比較電圧を選択して比較するようにしたか
ら、該装置自体の判別精度を落すことなく（大小判別を
行うための比較電圧ぎりぎり付近の場合には、Ｔｍａｘ
時間までの積分が行われるため）、明らかに入力する信
号電流が大きい時或いは明らかに小さい時等は短時間で
大小判別を行うことができる。従って、該装置をアクテ
ィブ方式の距離検出装置に適用１例えば測距対象からの
反射光を受光する半導体装置検出器等に発生する２種の
信号の和信号を入力とし、この２種の信号の和信号があ
る値よりも大きいか否かで測距可能か否かの判別を行わ
せる装置として適用すれば、短時間でその判断を行うこ
とが可能となり、距離検出装置としての能力を向上させ
ることができる。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、積分回路３が本発明の積分手段に、
コンパレータ１８からオアゲート２７まで及びラッチ回
路８が判別手段に、それぞれ相当し、又比較電圧Ｖ、−
Ｖ６が判別レベルに、Ｔｍ　ａ　ｘｒｔ？間が所定時間
に、それぞれ相当する。

（変形例） 本実施例では、二つの比較電圧Ｖ２．Ｖ、を発生させる
ようにしたが、第５図に示すように多数の比較電圧ｖ１
　、■３〜Ｖ６を発生させれば、より有効な装置となる
のは言うまでもないであるう。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、レベルの異なる
複数の判別レベルを発生する判別レベル発生手段と、積
分手段での積分時間が長くなるに別 の判定レベルを変化させるようにしたから、精度を落す
ことなく、短時間で微小信号の大小判別を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
同じく得られる積分電圧と比較電圧との関係を説明する
図、第３図は本発明の他の実施例を示す回路構成図、第
４図は同じく得られる積分電圧と比較電圧との関係を説
明する図、第５図は第１．３図の変形例を説明する図、
第６図は従来の微小信号判別装置の回路構成図、第７図
は一般的な積分回路の出力電圧と時間の関係を説明する
図、第８図は第７図の装置における大小判別のし方を説
明する図である。 ３・・・・・・積分回路、８・・・・・・ラッチ回路、
１７・・・・・・抵抗、１８．１９・・・・・・コンパ
レータ、２０・・・・・・アンドゲート、２１・・・・
・・インバータ、２２・・・・・・オアゲート、２３・
・・・・・タイマ回路、２４・・・・・・インバータ、
２５・・・・・・タイマ回路、２６・・・・・・アンド
ゲート、２７・・・・・・オアゲート、■１〜ｖ６・・
・・・・比較電圧・Ｔ１〜ＴＢ　、Ｔｍａｘ・・・・・
・精分時間。 特許出願人　　キャノン株式会社 代　　理　　人　　　中　　　村　　　　　稔第１図 ら Ｕ四− 〉〉〉 〉 第６図 第７図 第８図 Ｔｉ　　　　Ｔｍａｘ時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力する微小な信号電流の積分を所定時間内に行う
   積分手段と、該積分手段からの積分レベルと判別レベル
   との比較により、前記信号電流が所定値よりも大か小か
   を判別する判別手段とを備えた微小信号判別装置におい
   て、レベルの異なる複数の判別レベルを発生する判別レ
   ベル発生手段と、前記積分手段での積分時間が長くなる
   に従い、積分開始時点のレベルとの差が大きくなる側の
   判別レベルを選択する選択手段とを備えたことを特徴と
   する微小信号判別装置。