JPS61177859A - Circuit for adjusting automatically output level of ccd - Google Patents
Circuit for adjusting automatically output level of ccdInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、例えば光の入射角Ｑ ＣＣＤリニアアレイ
センサ上の画素位置から＠シ出す、光を使用した位置検
出器等の信号処理の精度を向上させるために、得られる
信号強度が常に一定レベルとなるように、ＣＣＤ信号の
増幅器ゲインを自動的にコントロールするＣＣＤ出力レ
ベル自動調整回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention is directed to improving the accuracy of signal processing of a position detector, etc. that uses light, e.g. The present invention relates to an automatic CCD output level adjustment circuit that automatically controls the amplifier gain of a CCD signal so that the obtained signal strength is always at a constant level.
一般に、１次元のＣＣＤリニアアレイセンサは第３図に
示すように、遮蔽板１に形成されたスリット１ａまたは
ピンホールなどよシ入射した光源２からの光２ａの入射
角度θを１次元ＣＣＤ３の１面素３ａに入射した画素番
地として出力するようにしており、光を用いた位置検出
器として使用することができる。In general, a one-dimensional CCD linear array sensor, as shown in FIG. It is designed to output as a pixel address incident on the one-plane element 3a, and can be used as a position detector using light.
スリット１ａまたはピンホールから入射した光２ａは第
４図（ａ）に示すように、１次元ＣＣＤ ３のいくつか
の画素ＪａＶＣま゛たがっである拡がりを有する分布と
なるので、その分布の中心にある画素を求めて入射角度
を求める。この第４図（、）において、２ｂは光の強度
、３ｂは光の像を示す。As shown in FIG. 4(a), the light 2a incident from the slit 1a or pinhole has a distribution that extends across several pixels JaVC of the one-dimensional CCD 3, so that the center of the distribution Find a certain pixel and find the angle of incidence. In this FIG. 4 (,), 2b shows the intensity of light, and 3b shows the image of the light.
また、光強度２ｂの分布は第４図（ｂ）にも示され、１
次元ＣＣＤ ３に与えるクロックは第４図（ｅ）に示さ
れ、光の強度２ｂに対応する１次元ＣＣＤ３の出力は第
４図（ｄ）に示されている。The distribution of light intensity 2b is also shown in FIG. 4(b), and 1
The clock applied to the dimensional CCD 3 is shown in FIG. 4(e), and the output of the one-dimensional CCD 3 corresponding to the light intensity 2b is shown in FIG. 4(d).
この１次元ＣＣＤ ３の出力の中心位置Ｃは第４図（ｄ
）に示すように、ある電圧レベルをしきい値ＴＨとして
設定し、第４図（ｃｔｌに示す１次元ＣＣＤ３の出力が
それを越えた領域Ａ（第４図（ｅ）でコンパレータ出力
として示す）の時間ｔを画素に対応したクロックでカウ
ントし、ＣＣＤ ３の出力がしき込値ＴＨを越えた時点
の画素に対応する時刻ｔ１にｔ／２ ｔｌ−加えたｔ
ｔ ＋ ｔ／２で求まる。The center position C of the output of this one-dimensional CCD 3 is shown in Figure 4 (d
), a certain voltage level is set as the threshold TH, and the output of the one-dimensional CCD 3 shown in Fig. 4 (ctl) exceeds the range A (shown as the comparator output in Fig. 4 (e)). The time t of is counted by the clock corresponding to the pixel, and the time t1 corresponding to the pixel at the time when the output of CCD 3 exceeds the threshold value TH is calculated by adding t/2 tl - t
It is determined by t + t/2.
以上の方法によシ、入射角ｏｆ、測定できるが、問題点
としては、第５図に示すように光の強度が入射角θの余
弦関数となるため、１次元ＣＣＤ３への入射角がθｌか
らθ２．θ３へと大きくなるにしたがい光の強度が減少
する点である。The above method can measure the angle of incidence, but the problem is that the intensity of light is a cosine function of the angle of incidence θ as shown in FIG. from θ2. This is the point where the intensity of light decreases as it increases to θ3.
このため、しきい値ＴＨｔ−横切る信号の特性が第６図
に示すように変わシ、入射角θが大きくなると、中心位
置Ｃの測定精度が劣化したシ、あるいはしきい値ＴＨ以
下に信号レベルが低下し、測定ができなくなるという欠
点がある。For this reason, the characteristics of the signal crossing the threshold THt change as shown in Figure 6, and as the incident angle θ increases, the measurement accuracy of the center position C deteriorates, or the signal level drops below the threshold TH. The disadvantage is that the value decreases and measurement becomes impossible.
この第６図において、入射角０１〜θ３はθ１くθ２く
θ３の関係にあり、また、ｄは１次元ＣＣＤ ３の出力
を示し、２ｂは光強変分を示し、Δは計算によシ求めた
中心位置と光強度分布の中心位置とのずれを示している
。In this Fig. 6, the incident angles 01 to θ3 are in the relationship θ1 × θ2 × θ3, and d indicates the output of the one-dimensional CCD 3, 2b indicates the light intensity variation, and Δ is the calculated difference. It shows the deviation between the obtained center position and the center position of the light intensity distribution.
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、光の入射角の大小を問わず常に同一レベルの信
号を得ることができるＣＣＤ出力レベル自動調整回路を
提供することを目的とする。The present invention was made in order to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and an object of the present invention is to provide a CCD output level automatic adjustment circuit that can always obtain a signal of the same level regardless of the magnitude of the incident angle of light. do.
この発明のＣＣＤ出力レベル自動調整回路は、ＣＣＤセ
ンナからの出力を増幅器で増幅し、この増幅器のゲイン
をアナログスイッチの切換作動によシ所定の抵抗を選定
して増幅器のゲイン調整を可能にし、増幅器の出力をコ
ン・臂レータによシレベルの異なる第１および第２のし
きい値と比較し、ゲインの自動調整時には第１および第
２のしきい値のいずれよシも高いか低いかに応じてロジ
ック手段でゲインを上方向あるいは下方向に設定する信
号を出すとと４に所定時間カウント／４’ルスを出力し
、自動調整時にこのロジック手段から出力されるゲイン
を上方向あるいは下方向に設定する信号に基づきカウン
タを作動させてカウント／９ルスをカウントし、そのカ
ウントに応じてアナログスイッチを切り換えてゲインの
自動調整を行い、マニアル調整時ニはロジック手段の出
力を無視してレベル選定信号に基づいてアナログスイッ
チを切り換えるようにしたものである。The automatic CCD output level adjustment circuit of the present invention amplifies the output from the CCD sensor with an amplifier, adjusts the gain of the amplifier by switching an analog switch, and selects a predetermined resistor to adjust the gain of the amplifier. The output of the amplifier is compared with the first and second thresholds at different levels by the controller, and when the gain is automatically adjusted, it is determined whether the first and second thresholds are both high or low. When the logic means outputs a signal to set the gain upward or downward, a predetermined time count/4' pulse is output at 4, and the gain output from this logic means is set upward or downward during automatic adjustment. The counter is activated based on the signal to be set to count 9 pulses, and the analog switch is switched according to the count to automatically adjust the gain. During manual adjustment, the level is selected by ignoring the output of the logic means. The analog switch is switched based on the signal.
以下、この発明のＣＣＤ出力レベル自動調整回路の実施
例について図面に基づき説明する。第１図はその一実施
例のブロック図である。この第１図において、入力端子
ＩＮには、ＣＣＤ出力が入力されるようになっている。Embodiments of the CCD output level automatic adjustment circuit of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of one embodiment. In FIG. 1, the CCD output is input to the input terminal IN.
入力端子ＩＮは抵抗ＲＯｔ−介して、増幅器１１の入力
端に接続されている。この増幅器１１の入力端は抵抗Ｒ
１〜ＲｎＱ並列に介して、アナログスイッチ１２の入力
側に接続されている。このアナログスイッチ１２の出力
側は共通にして、増幅器１１の出力端に接続されている
。Input terminal IN is connected to the input end of amplifier 11 via resistor ROt-. The input terminal of this amplifier 11 is a resistor R
1 to RnQ in parallel to the input side of the analog switch 12. The output side of this analog switch 12 is commonly connected to the output end of the amplifier 11.
増幅器１１の出力端はコン・ぐレータ１３〜１５の各一
方の入力端に接続され、コンル−タ１３〜１５の各他方
の入力端には、それぞれしきい値ＴＨＩＩ〜ＴＨ１３が
印加されている。The output end of the amplifier 11 is connected to one input end of each of the converters 13 to 15, and threshold values THII to TH13 are applied to the other input ends of the converters 13 to 15, respectively. .
コンパレータ１５の一方の入力端は出力端子ＯＵＴに接
続され、ＣＣＤ増幅出力が得られるようになっておシ、
また、コンパレータ１５の出力端は出力端子ＴＯに接続
されている。この出力端子Ｔｏからは光強度分布中心位
置計測用コン／４’レータ出力が得られるようになって
いる。One input terminal of the comparator 15 is connected to the output terminal OUT so that a CCD amplified output can be obtained.
Further, the output terminal of the comparator 15 is connected to the output terminal TO. From this output terminal To, a converter/4' controller output for measuring the center position of the light intensity distribution is obtained.
コン／ＩＰレータ１３，１４の出力端はそれぞれフリラ
グ・フロップ回路（以下、ＦＦ’という）１６．１７の
セット入力端Ｓに接続されている。The output terminals of the converter/IP regulators 13 and 14 are respectively connected to set input terminals S of free-lag flop circuits (hereinafter referred to as FF') 16 and 17.
ＦＦ１６．１７のリセット入力端Ｒは共通にして、クリ
アパルスｎが入力されるクリア／４’ルス入力端子ＣＰ
に接続されている。The reset input terminals R of FF16 and 17 are shared, and the clear/4' pulse input terminal CP is used to input the clear pulse n.
It is connected to the.
ＦＦ１６．１７の出力端ＱはそれぞれＮＡＮＤデート２
０の入力端に接続されておシ、また、ＦＦ１７の出力端
Ｑはワンショットマルチバイブレータ１８の入力端に接
続されている。このワンショットマルチバイブレータ１
８の出力端ＱはＦＦｌ９のセット入力端ＳＫ接続されて
いる。The output terminals Q of FF16 and 17 are each NAND date 2
The output terminal Q of the FF 17 is connected to the input terminal of the one-shot multivibrator 18. This one shot multivibrator 1
The output terminal Q of 8 is connected to the set input terminal SK of FF19.
ＦＦ１９のリセット入力端Ｒはクリア・臂ルス入力端ｃ
ｐに接続されている。The reset input terminal R of FF19 is the clear input terminal C.
connected to p.
ＦＦ１９の出力端ＱはＡＮＤデート２１の第１入力端に
接続され、このＡＮＤ’ｌ’−ト２１の第２入力端には
、−蓄積時間終了・母ルスｔが入力されるよう釦なって
いる。The output terminal Q of the FF 19 is connected to the first input terminal of the AND date 21, and the second input terminal of this AND'l'-to 21 is a button so that -accumulation time end/mother pulse t can be input. There is.
このＡＮＤｒ−ト２１の出力ｔｒｉ ＡＮＤ ？” −
） ２ ｚの第１入力端に入力されるようになっておシ
、駒ゲート２２の第２入力端には、オート／マニアル選
択信号ａｍが入力されるようになっている。The output of this ANDr 21 is tri AND? ” −
The auto/manual selection signal am is input to the first input terminal of the piece gate 22, and the auto/manual selection signal am is input to the second input terminal of the piece gate 22.
ＡＮＤデート２２の出力はブリセツタプルアツｆ−ダウ
ンカウンタ２３（以下、単カウンタという）の端子Ｃに
入力されるようになっている。The output of the AND date 22 is input to a terminal C of a preset pull-up f-down counter 23 (hereinafter referred to as a single counter).
カウ７ｉ；１３０端子Ｕ／ｌ） ニｆｌ、ＮＡＮＤ ？
−） 、；ｔ 。Cow 7i; 130 terminal U/l) Nifl, NAND?
-), ;t.
からアップ／ダウン設定信号２０ａが入力されるように
なっている。The up/down setting signal 20a is inputted from the UP/DOWN setting signal 20a.
カウンタ２３の端子Ｐ１〜ＰＮＶｃｆｌ、ｒインレベル
選択マニアル設定用信号ＧＬが入力されるようになって
おり、カウンタ２３の出力端子Ｑ１〜ＱＮｌｄアナログ
スイッチ１２の端子を切り換えて、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの人
、切を行うようになっている。なお、Ｒはカウンタ２３
のリセット端子である。The terminals P1 to PNVcfl of the counter 23 and the r-in level selection manual setting signal GL are inputted, and the output terminals Q1 to QNld of the counter 23 are switched to the terminals of the analog switch 12, and the terminals of the resistors R1 to Rn are input. , it is designed to perform cutting. Note that R is the counter 23
This is the reset terminal.
次に、以上のように構成されたこの発明のＣＣＤ出力レ
ベル自動調整回路の動作を説明する。Next, the operation of the CCD output level automatic adjustment circuit of the present invention configured as described above will be explained.
入力端子ＩＮに導入されたＣＣＤ出力は抵抗ＲＯ全全通
て増幅器１１に入力して増幅されるが、この増幅器１１
で増幅されたＣＣＤ出力のピーク値（第２図（４）〜第
２図（Ｃ）における（Ｃ）で示す）は、ＣＣＤに光が垂
直に入射するθ＝０において第２図（４）〜第２図（Ｃ
）における（ａ） 、 （ｂ）で示すしきい値ＴＨＩと
ＴＨ２の間に入るように、このしきい値ＴＨ１’、ＴＨ
２を設定しておく。The CCD output introduced into the input terminal IN is input to the amplifier 11 through all the resistors RO and is amplified.
The peak value of the CCD output amplified by ~Figure 2 (C
), the thresholds TH1' and TH are set so that they fall between the thresholds THI and TH2 shown in (a) and (b).
Set 2.
入力端子ＩＮに導入されたＣＣＤ出力は抵抗ＲＯ全全通
て増幅器１１によシ増幅され、そのダインはアナログス
イッチ１２によシ、抵抗Ｒ１〜ＲＮｔでのうち、いずれ
を選択するかによシ、ＲＮ／Ｂｏによシ求まる。The CCD output introduced into the input terminal IN is amplified by the amplifier 11 through all of the resistors RO, and its dyne is amplified by the analog switch 12 or by selecting one of the resistors R1 to RNt. , determined by RN/Bo.
アナログスイッチ１２．の設定は、カウンタ２３によシ
設定する。カウンタ２３としてプリセットが可能なアツ
ｆ／ダウンカウンタを使用すると、増幅器１１のダイン
を自動そ一ド以外にマニアルで固定ダインに設定するこ
とができる。Analog switch 12. The setting is made by the counter 23. If a presetable up/down counter is used as the counter 23, the dyne of the amplifier 11 can be manually set to a fixed dyne instead of being automatically set.
すなわち、ＡＮＤダート２２０入力のオート／マニアル
選択信号ａｍ ｆマニアル（＠０”レベル）に設定する
ことによシ、ＡＮＤダート２２のダートを閉じ、ダイン
自動調整用のロジック部、すなわち、ＡＮＤ ｆ−トコ
２０部分からカウンタ２３にカウントノヤルスＣＰが入
らぬようにする。That is, by setting the auto/manual selection signal am f manual (@0'' level) of the AND dart 220 input, the dart of the AND dart 22 is closed, and the logic section for automatic dyne adjustment, that is, AND f- Count noyals CP is prevented from entering the counter 23 from the part 20.
この状態で、カウンタ２３の端子ＰＩ−ＰＮにｒインレ
ベル選択マニアル設定用信号ＧＬｉ入力して、カウンタ
２３の出力端Ｑ１〜ＱＮからアナログスイッチ１２ＶＣ
出力して、その端子を切り換えて、抵抗Ｒ１〜ＲＮのう
ちの所定の抵抗を接続することができる様に増幅器１１
のダインレベルを選択し、カウンタ２３の端子Ｐ１〜Ｐ
Ｎ？マニアル設定した後、マニアル設定用のプリセット
ｐＪＩ／ルスＰＳｔ−カウンタ２３の端子ＰＥに入力す
ると、カウンタ２３の出力部Ｑ１〜ＱＮの状態が端子Ｐ
１〜ＰＮと同じ状態に設定され、アナログスイッチ１２
の状態全決定することができる。In this state, the r-in level selection manual setting signal GLi is input to the terminals PI-PN of the counter 23, and the output terminals Q1 to QN of the counter 23 are connected to the analog switch 12VC.
The amplifier 11 outputs an output signal, switches its terminal, and connects a predetermined resistor among the resistors R1 to RN.
select the dyne level of the counter 23, and
N? After manual setting, when inputting the preset pJI/rus PSt for manual setting to terminal PE of counter 23, the state of output parts Q1 to QN of counter 23 changes to terminal P.
Analog switch 12 is set to the same state as 1 to PN.
The status of the whole can be determined.
ゲイン設定を自動モードで使用するときは、ＡＮＤデー
ト２２の第２入力端にオート／マニアル選択信号ａｍｔ
オート（′″１＃１＃レベル定し、ＡＮＤｒ−ト２２の
ダートを開けておく。When using the gain setting in automatic mode, the auto/manual selection signal amt is connected to the second input terminal of AND date 22.
Auto ('''1#1# Set the level and open the ANDr-to-22 dart.
ゲイン自動調整の動作については、第２図（４）〜第２
図（Ｃ７のタイミングチャートを用いて説明する。カウ
ンタ２３の動作は、ＮＡＮＤ ！−） ２゜の出力で″
″１’１’レベルカウントアツプモード ａＱ”レベル
のときカウントダウンモードに設定され、カウント・９
ルスがカウンタ２３１ｆＣ入力すると、その出力端Ｑ１
〜ＱＮのステータスが１カウントアツプまたはダウンす
る。この動作を利用して増幅器１１のダインの増減をコ
ントロールする。Regarding the operation of automatic gain adjustment, see Figure 2 (4) to 2.
The operation of the counter 23 is explained using the timing chart shown in Figure (C7).
``1'1'' level count up mode When the level is aQ, the count down mode is set and the count is 9.
When the pulse is input to the counter 231fC, its output terminal Q1
~QN's status increases or decreases by 1 count. This operation is used to control the increase or decrease of the dynes of the amplifier 11.
まず、第２回国のタイミング（Ｃ）に示すＣＣＤ出力の
信号レベルが小さく、ピークがタイミング闇、 （ｂ）
のしきい値ＴＨｊとＴＨ２のいずれよシも小さいケース
について述べる。この場合は、ディンを１段階アップす
る必要がある。第２図（４）のタイミング（ｄ）に示す
シフト・量ルスは、ＣＣＤリニアアレイセンサの１ライ
ン（全画素）全走査するのに要する時間を周期とするノ
４ルスであり、ＣＣＤの駆動に使用される。First, the signal level of the CCD output shown in the timing of the second country (C) is small, and the peak is at the dark timing, (b)
A case will be described in which both threshold values THj and TH2 are small. In this case, it is necessary to raise Din by one level. The shift/quantity pulse shown at timing (d) in Fig. 2 (4) is a pulse whose cycle is the time required to fully scan one line (all pixels) of the CCD linear array sensor, and is the pulse of the CCD drive. used for.
また、タイミング（ｎ）のクリア／ぐルスも同一周期だ
が、シフト・臂ルスよシも早いタイミングで出力され、
タイミング（ｔ）の−蓄積時間終了ノ臂ルスｔはクリア
ノダルスＣＰよシも早いタイミングで第２図（４）〜第
２図（Ｃ）に示すように出力される。In addition, the timing (n) clear/gurus has the same period, but the shift/arm pulse is also output at an earlier timing,
The accumulation time end signal t at timing (t) is outputted at an earlier timing than the clear nodules CP as shown in FIGS. 2(4) to 2(C).
このクリア・ぐルスＣＰは一蓄積時間おきに処理を終了
し、ＦＦ１６．１７．１９をリセットする役目があｊｏ
また、−蓄積時間終了・臂ルスｔはカウンタ２３のカラ
ントノ９ルスとして使用するもので、やはシ、−蓄積時
間における処理が終了する直前に、次の蓄積時間のとき
に使用されるゲインを設定する役目がある。This clear/gurusu CP finishes processing every one accumulation time and has the role of resetting FF16.17.19.
In addition, the -accumulation time end pulse t is used as the current pulse of the counter 23, and just before the process in the -accumulation time ends, the gain to be used in the next accumulation time is set. It has a role to set.
さて、第２図（４）のケースに戻って説明する。Now, let us return to the case of FIG. 2 (4) and explain.
タイミング（ｆ）、タイミング（ｇ）に示すように、Ｆ
Ｆ１６．１７の各出力端Ｑの出力はともに１０ルベルで
あるため、ＮＡＮＤ Ｐ −ト２ ｏの出力はタイミン
グ（ｉ）に示すように１１＃レベルとなシ、カウンタ２
３はカウントアツプモードに設定される。As shown in timing (f) and timing (g), F
Since the outputs of each output terminal Q of F16.17 are both 10 lbel, the output of NAND P-2o is at the 11# level as shown in timing (i), and the counter 2
3 is set to count up mode.
また、ＦＦ１９の出力端Ｑの出力はタイミング（ｋ）に
示すように１１２レベルのままであるため、ＡＮＤｆ−
ト２１のデートは開いた状態にあシ、タイミングＣＬ）
の−蓄積時間終了・母ルスｔがＡＮＤ ！ −トｚ Ｊ
Ｋ入力されると、そのままＡＮＤｅ−ト２２に通して
タイミング（ｍ）でカウンタ２３にカウントＩＩルス２
２ａとして入り、カウンタ２３の出力端θ１〜ＱＮは１
カウントアツプされた状態となシ、アナログスイッチ１
２もルベル上のゲインに設定される。そこで、次のＣＣ
Ｄの走査のときはゲインがルベル上の状態で測定できる
。Also, since the output of the output terminal Q of FF19 remains at the 112 level as shown in timing (k), the ANDf-
21's date is open, timing CL)
- Accumulation time end/mother rus t is AND! -Toz J
When K is input, it is passed through the ANDeto 22 and the counter 23 receives the count II pulse 2 at timing (m).
2a, and the output terminals θ1 to QN of the counter 23 are 1.
When the count is up, analog switch 1
2 is also set to a gain above the level. Therefore, the next CC
When scanning D, measurements can be made with the gain above the level.
次に、第２図に）に示すＣＣＤ出力の信号レベルが大き
く、ピークがしきい値ＴＩ（ＪとＴＨ２の騒ずれよシも
大きいケースにつｂて述べる。この場合は、ゲインを１
段階ダウンする必要がある。この場合、コン・母レータ
１３．１４の各出力がタイミング（ｅ） 、 （ｆ）に
示すようにいずれも１１ルベルになったとき、ＮＡＮＤ
ｒ −） ２０の出力は＠１”レベルから＠Ｏ”レベ
ルに切り換わシ、カウンタ２３はカウントダウンモード
に設定される。Next, we will discuss the case where the signal level of the CCD output is large and the peak is at the threshold value TI (as shown in Figure 2), where the difference between J and TH2 is also large. In this case, the gain is set to 1.
Need to step down. In this case, when the outputs of the converter and motherboard 13 and 14 both reach 11 levels as shown in timings (e) and (f), the NAND
The output of r-) 20 is switched from the @1" level to the @O" level, and the counter 23 is set to countdown mode.
次に、ＦＦ１９の出力端Ｑの出力は、まずＣＣＤ出力信
号がしきｔ／’＠１ＴＨｊの電圧以上になったときにＦ
Ｆ１７が″１＃に設定され、この信号の立上シに同期し
てワンショットマルチバイブレータ１８の出力端Ｑから
タイミング（ｊ）に示す・々ルスが発生し、タイミング
（ｋ）に示すように、ＦＦ１９がセットされて＠１”レ
ベルから＠０”レベルに切り換わる。その後、ＣＣＤ出
力信号がしきい値ＴＨＩの電圧以上になると、ＦＦ１６
の出力端Ｑの出力が＠１ルベルに切り換わシ、このとき
の信号の立上シでＦＦ１９の出力端ＱはＤ カＧＮＤ
（＠Ｏ”レベル）テアルカラ＠１ｍレベルの状態に戻る
。Next, the output of the output terminal Q of FF19 is first outputted from F when the CCD output signal exceeds the voltage of threshold t/'@1THj.
F17 is set to "1#", and in synchronization with the rising edge of this signal, a pulse shown at timing (j) is generated from the output terminal Q of the one-shot multivibrator 18, and as shown at timing (k). , FF19 is set and switches from @1" level to @0" level.After that, when the CCD output signal exceeds the threshold voltage THI, FF16
The output of the output terminal Q of FF19 switches to @1 level, and at the rising edge of the signal at this time, the output terminal Q of FF19 switches to D/GND.
(@O” level) Return to the state of Thealkara @1m level.
このため、ＡＮＤゲート２１のｆｆ−１は開いた状態と
なり、タイミング（力に示す一蓄積時間終了＝ ｋ ス
Ｌ ２＞（ＡＮＤ ｌ’ −） ２１に入力されると、
そのまま出力され、カウンタ２３のカウント・９ルスと
して入シ、カウンタ２３の出力端Ｑ１〜ＱＮは１カウン
トダウンされた状態となシ、アナログスイッチ１２モ１
１＃レベル下のゲインに設定される。そこで次のＣＣＤ
の走査では、ゲインが′″１１ルモ
次に、第２図（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ出力のピーク
がしきい値ＴＨＩとＴＨ２の間に設定されたケース忙つ
いて述べる。この状態にゲインを保持することが目的で
あるので、ダイン全変更する必要はない。For this reason, ff-1 of the AND gate 21 is in an open state, and when the timing (end of one accumulation time indicated in force = k S L 2 > (AND l' -) 21 is input,
It is output as it is, and input as 9 pulses of the counter 23, and the output terminals Q1 to QN of the counter 23 are in the state of being counted down by 1.
1# The gain is set below the level. So the next CCD
Next, we will discuss the case where the peak of the CCD output is set between the thresholds THI and TH2, as shown in Figure 2 (B). Since the purpose is to maintain the dyne, there is no need to change the entire dyne.
この場合、タイミング（ｅ）に示すようにコン・譬レー
タ１３の出力が＠０′ａレベルの１まであるため、ＦＦ
１６の出力端Ｑの出力も＠０＃レベルであシ、ＦＦ１９
のＱ出力端の出力はタイミング（ｋ）に示すように”Ｏ
ａレベルに設定、すなわちＡＮＤ ｆ −） ２１のデ
ートは閉じられた状態にあるため、タイミング（ｍ）で
示すカウンタ２３へのカウントパルスは出力されない。In this case, as shown in timing (e), the output of the comparator 13 is up to the @0'a level of 1, so the FF
The output of output terminal Q of 16 is also @0# level, FF19
The output of the Q output terminal of is “O” as shown in timing (k).
Since the date set to a level, that is, AND f -) 21 is in a closed state, a count pulse to the counter 23 indicated by timing (m) is not output.
したがって、設定されたゲインのレベルに変には生じな
い。Therefore, no change occurs in the set gain level.
以上の説明よシ、ＣＣＤ出力を一定レベルとなるように
増幅器１１のゲインを調整できることがわかる。From the above explanation, it can be seen that the gain of the amplifier 11 can be adjusted so that the CCD output is at a constant level.
この発明は、ＣＣＤを使用するあらゆる用途に使用でき
るが、応用例としては、光を用いた位置検出器や、人工
衛星に搭載されるＣＣＤ ｉ用いた姿勢計測用のディジ
タル太陽センサに使用できる。The present invention can be used in any application using a CCD, and as an example of application, it can be used in a position detector using light and a digital sun sensor for attitude measurement using a CCD i mounted on an artificial satellite.
以上述べたように、この発明のＣＣＤ出力レベル自動調
整回路によれば、ＣＣＤ出力レベルを、光の入射角の変
化によシ光の強度が変化しても、常に一定のレベルに自
動的に増幅し保持できるので、光の像の中心位置の測定
精度が劣化したシ、また測定不可能となるようなケース
を避けることができる。As described above, according to the CCD output level automatic adjustment circuit of the present invention, the CCD output level is automatically maintained at a constant level even if the intensity of light changes due to changes in the incident angle of light. Since it can be amplified and held, it is possible to avoid cases where the measurement accuracy of the center position of the light image deteriorates or becomes impossible to measure.
また、マニアルでゲインを逐次変更するようなムダを避
けることができ、常に安定した精度で測定することがで
き、ＣＣＤ信号の処理に好適である。Further, it is possible to avoid unnecessary changes such as manually changing the gain one after another, and measurement can always be performed with stable accuracy, which is suitable for processing CCD signals.
第１図はこの発明のＣＣＤ出力レベル自動調整回路の一
実施例の回路図、第２図は同上ＣＣＤ出力レベル自動調
整回路の動作を説明するためのタイムチャート、第３図
は光を用いたＣＣＤによる一般的な位置検出器の概略図
、第４図は同上位置検出器による光の像の強度分布から
中心位ａｔ割シ出す方法を示すタイミングチャート。
第５図は同上位置検出器によるＣＣＤに対する光の強度
が入射角の余弦関数に比例することを示す図、第６図は
同上位置検出装置によるＣＣＤに対する入射角が増加し
てゆくにつれ、信号レベルが低下し、中心位置を測定す
る精度の劣化あるいは測定が不可能となるケースを示す
図である。
１ノ・・・増幅器、１２・・・アナログスイッチ、１３
．１４．１５・・・コンル−タ、１６，１７゜１９・・
・フリップ・フロップ回路、１８・・・ワンシ璽ットマ
ルチバイブレータ、２１・・・ＮＡＮＤデート、２１．
２２・・・ＡＮＤｆ−）、２３・・・プリセッタプルア
ップ／ダウンカウンタ。Fig. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the CCD output level automatic adjustment circuit of the present invention, Fig. 2 is a time chart for explaining the operation of the CCD output level automatic adjustment circuit same as above, and Fig. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the CCD output level automatic adjustment circuit of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a general position detector using a CCD, and FIG. 4 is a timing chart showing a method of determining the center position at from the intensity distribution of a light image by the same position detector as above. Figure 5 shows that the intensity of light from the above position detector to the CCD is proportional to the cosine function of the angle of incidence, and Figure 6 shows that as the angle of incidence to the CCD from the position detector increases, the signal level increases. FIG. 4 is a diagram illustrating a case in which the accuracy of measuring the center position deteriorates or measurement becomes impossible. 1 No...Amplifier, 12...Analog switch, 13
．． 14.15...conuter, 16,17゜19...
・Flip-flop circuit, 18...One-seat multivibrator, 21...NAND date, 21.
22...ANDf-), 23...Presetter pull up/down counter.
Claims (1)
ベルの高い第１のしきい値と比較する第１のコンパレー
タと、上記増幅器の出力を第１のしきい値よりレベルの
低い第２のしきい値と比較する第２のコンパレータと、
切換作動により抵抗を選定して上記ＣＣＤ出力強度を一
定レベルにするために上記増幅器のゲインを調整するア
ナログスイッチと、このアナログスイッチによるゲイン
の自動調整時には上記第１および第２のコンパレータに
よる比較の結果上記増幅器の出力が第１および第２のし
きい値より低い場合あるいは高い場合に応じて、上記増
幅器のゲインを上方向あるいは下方向に設定するための
信号を出力するとともに所定時間カウントパルスを出力
するロジック手段と、上記増幅器のゲインのマニアル設
定時には上記ロジック手段の出力に関係なく上記アナロ
グスイッチを切り換えて増幅器のゲインを調整しかつ上
記自動調整時には上記ロジック手段の出力に基づき上記
カウントパルスを所定時間カウントして上記アナログス
イッチを切り換えて自動的にゲインの調整を行うカウン
タとを具備するＣＣＤ出力レベル自動調整回路。an amplifier for amplifying the CCD output; a first comparator for comparing the output of the amplifier with a first threshold having a higher level; and a second comparator comparing the output of the amplifier with a second threshold having a lower level than the first threshold. a second comparator for comparison with a threshold;
An analog switch adjusts the gain of the amplifier to maintain the CCD output intensity at a constant level by selecting a resistor through a switching operation, and when the analog switch automatically adjusts the gain, the first and second comparators perform a comparison. As a result, depending on whether the output of the amplifier is lower or higher than the first and second thresholds, a signal is output for setting the gain of the amplifier upward or downward, and a count pulse is generated for a predetermined period of time. When manually setting the output logic means and the gain of the amplifier, the analog switch is switched to adjust the gain of the amplifier regardless of the output of the logic means, and when the automatic adjustment is performed, the count pulse is set based on the output of the logic means. A CCD output level automatic adjustment circuit comprising a counter that counts a predetermined time and switches the analog switch to automatically adjust the gain.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60019407A JPS61177859A (en) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | Circuit for adjusting automatically output level of ccd |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60019407A JPS61177859A (en) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | Circuit for adjusting automatically output level of ccd |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177859A true JPS61177859A (en) | 1986-08-09 |
Family
ID=11998401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60019407A Pending JPS61177859A (en) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | Circuit for adjusting automatically output level of ccd |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61177859A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162531A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Sokkia Co Ltd | Absolute position detector |
| JP2008203182A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Yamatake Corp | Edge detector |
| JP2014131170A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Azbil Corp | Photoelectric sensor |
| JP2015163868A (en) * | 2014-01-30 | 2015-09-10 | 国立大学法人山口大学 | Luminance distribution sensor |
-
1985
- 1985-02-04 JP JP60019407A patent/JPS61177859A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162531A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Sokkia Co Ltd | Absolute position detector |
| JP4521260B2 (en) * | 2004-12-10 | 2010-08-11 | 株式会社 ソキア・トプコン | Absolute position detector |
| JP2008203182A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Yamatake Corp | Edge detector |
| JP2014131170A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Azbil Corp | Photoelectric sensor |
| JP2015163868A (en) * | 2014-01-30 | 2015-09-10 | 国立大学法人山口大学 | Luminance distribution sensor |
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