DLL电路、时间差放大电路、以及测距摄像装置的制作方法

文档序号:26101472发布日期:2021-07-30 18:12阅读:107来源:国知局
DLL电路、时间差放大电路、以及测距摄像装置的制作方法

本公开涉及dll(delay-lockedloop:延迟锁定环)电路、dll电路中使用的时间差放大电路、以及具备dll电路的测距摄像装置。



背景技术:

专利文献1中公开了一种适于dram(dynamicrandomaccessmemory)的dll电路。在此,dll电路是指,利用从外部给予的时钟信号,来生成所需要的相位的信号的电路。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1日本特开2019-185841号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在专利文献1公开的以往技术中,存在难于调整微小的相位差的课题。

于是,本公开的目的在于提供一种能够调整微小的相位差的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置。

解决课题所采用的手段

本公开的一个形态所涉及的dll(delay-lockedloop:延迟锁定环)电路具备:时间差放大电路,针对被输入的第1信号以及第2信号执行放大处理,即对作为所述第1信号中包含的逻辑电平的变化点的边沿与作为所述第2信号中包含的逻辑电平的变化点的边沿的时间差进行放大,并输出得到的第1放大后信号以及第2放大后信号;相位比较电路,算出从所述时间差放大电路输出的所述第1放大后信号以及所述第2放大后信号的相位差,并对示出算出的相位差的相位差信号进行输出;以及可变延迟电路,使所述第2信号延迟,并作为延迟后信号来输出,所述第2信号的延迟量依存于从所述相位比较电路输出的所述相位差信号所示的相位差。

并且,本公开的一个形态所涉及的时间差放大电路是上述的dll电路所具备的时间差放大电路。

并且,本公开的一个形态所涉及的测距摄像装置具备:进行光电转换的受光部;上述的dll电路;以及定时控制电路,针对所述dll电路,给予所述第2信号,所述dll电路,针对光源驱动电路以及曝光驱动电路的至少一方,输出所述延迟后信号,将从所述至少一方输出的反馈信号,作为所述第1信号来接受,所述光源驱动电路对测距用的光源进行驱动,所述曝光驱动电路为了曝光而驱动所述受光部。

发明效果

通过本公开,提供了能够调整微小的相位差的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置。

附图说明

图1是示出一般的dll电路的构成的方框图。

图2是用于说明图1所示的一般的dll电路中的课题的图。

图3是示出实施方式1所涉及的dll电路的构成的方框图。

图4示出了实施方式1所涉及的dll电路的特征性的动作。

图5是示出实施方式1所涉及的dll电路所具备的时间差放大电路的详细构成的方框图。

图6是示出图5所示的时间差放大电路的工作的时间图。

图7示出了图6所示的期间t1~t3中的时间差放大电路的第1开关~第6开关的接通断开状态。

图8是示出实施方式2所涉及的测距摄像装置的构成的方框图。

具体实施方式

首先,在对本公开所涉及的dll电路进行说明之前,先说明一般的dll电路。

图1是示出一般的dll电路100的构成的方框图。dll电路100是生成针对输入时钟信号仅延迟了所需要的相位的延迟后信号的电路,dll电路100具备相位比较电路101和可变延迟电路102,相位比较电路101对输入时钟信号与延迟后信号的相位差进行比较,可变延迟电路102使输入时钟信号,仅延迟依存于从相位比较电路101输出的相位差信号所示的相位差的延迟量,并其作为延迟后信号来输出。

通过具有这种构成的dll电路100,生成与输入时钟信号同步、且针对输入时钟信号延迟了所需要的相位的延迟后信号。

然而,这种一般的dll电路100具有难于调整微小的相位差的课题。

图2是用于说明图1所示的一般的dll电路100所具有的课题的图。在此,示出了一般的dll电路100所具备的相位比较电路101的特性。横轴表示被输入到相位比较电路101的两个信号的相位差,纵轴表示由相位比较电路101输出的相位差信号(在此为输出脉冲宽度)。

理想的应该是相位差信号与相位差成比例地增大,但是在相位比较电路101中由于存在针对微小的相位差的输入的死区,因此如图2所示,针对微小的相位差的输入,被输出了示出零的相位差信号。这样,在一般的dll电路100中难于对微小的相位差进行调整。

于是,本公开的目的在于提供一种能够对微小的相位差进行调整的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置。

以下利用附图,对本公开所涉及的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置的实施方式进行说明。另外,以下将要说明的实施方式均为示出本公开的一个具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、驱动定时等均为一个例子,其主旨并非是对本公开进行限定。并且,各个图并非严谨的图示。在各个图中针对实质上相同的构成,将省略或简化重复的说明。

(实施方式1)

图3是示出实施方式1所涉及的dll电路10的构成的方框图。dll电路10是生成针对输入时钟信号延迟了所需要的相位的延迟后信号的电路,具备时间差放大电路11、相位比较电路12、以及可变延迟电路13。

时间差放大电路11是一电路,针对被输入的第1信号(在此为从dll电路10输出的延迟后信号)以及被输入的第2信号(在此为输入时钟信号),执行对第1信号中包含的逻辑电平的变化点即边沿与第2信号中包含的逻辑电平的变化点即边沿的时间差(即相位差)进行放大的处理,并输出得到的第1放大后信号以及第2放大后信号。另外,时间差放大电路11的输出并非必需是由物理上的独立的两个信号(第1放大后信号以及第2放大后信号)来构成,只要是能够表示放大后的时间差的信号,也可以是一个信号。例如,放大后的时间差可以是以上升沿和下降沿的期间示出的一个信号。

相位比较电路12是算出从时间差放大电路11输出的第1放大后信号以及第2放大后信号的相位差,并对示出算出的相位差的相位差信号进行输出的电路。相位差信号在本实施方式中如图3所示,由用于使电荷泵电路13a分别作为电流提供器以及电流吸收器发挥作用的两个信号构成。另外,相位比较电路12的输出并非必需是由物理上独立的两个信号来构成,只要能够将电荷泵电路13a作为电流提供器以及电流吸收器来进行切换的信号,也可以是一个信号。

可变延迟电路13是使第2信号延迟依存于从相位比较电路12输出的相位差信号所示的相位差的延迟量,并作为延迟后信号输出到外部以及时间差放大电路11的电路。可变延迟电路13由电荷泵电路13a、环路滤波器电路13b、以及延迟调整电路13c构成,电荷泵电路13a输出与从相位比较电路101输出的相位差信号所示的相位差对应的电流,环路滤波器电路13b按照从电荷泵电路13a输出的电流来进行蓄电或放电,延迟调整电路13c按照由环路滤波器电路13b输出的电压,来使第2信号延迟。

电荷泵电路13a例如由如下的开关元件构成,即按照从相位比较电路101输出的相位差信号(两个信号),作为电流提供器来发挥作用的电流源以及使该电流源导通或断开的开关元件,以及作为电流吸收器来发挥作用的电流源以及使该电流源导通或断开的开关元件。

环路滤波器电路13b例如由按照电荷泵电路13a放出的电流以及吸入的电流来进行蓄电或放电的电容器来构成。

延迟调整电路13c例如由连接成多级的多个缓冲放大器、以及按照环路滤波器电路13b输出的电压来使供给到多个缓冲放大器的每一个电流发生变化的可变电流源构成。

通过具有以上这种构成的本实施方式所涉及的dll电路10,在时间差放大电路11,被输入的第1信号以及第2信号的时间差被放大,在相位比较电路12,示出从时间差放大电路11输出的第1放大后信号以及第2放大后信号的相位差的相位差信号被输出,在可变延迟电路13,以依存于从相位比较电路12输出的相位差信号所示的相位差的延迟量,来使第2信号延迟,作为延迟后信号输出到外部,并且反馈到时间差放大电路11。

这样,通过本实施方式所涉及的dll电路10,两个输入信号在时间差放大电路11,时间差被放大后,被输入到相位比较电路12。据此,即使两个输入信号的相位差微小,该相位差被扩大到相位比较电路12的死区之外,被进行相位比较,因此与不具备时间差放大电路的一般的dll电路100相比,实现了能够调整微小的相位差的dll电路10。

图4示出了实施方式1所涉及的dll电路10的特征性的动作。即,本图与说明一般的dll电路100的图2对应。通过dll电路10,两个输入信号在时间差放大电路11,时间差被放大。因此,如图4所示,在相位比较电路12,针对微小的相位差的输入,与该相位差对应的相位差信号(在此为具有与相位差对应的宽度的脉冲信号)被输出,即与放大后的相位差对应的相位差信号被输出。这样,即使两个输入信号的相位差微小,也能够抑制死区的发生,能够确实地进行与该相位差对应的延迟,从而实现了能够调整微小的相位差的dll电路10。

图5是示出实施方式1所涉及的dll电路10所具备的时间差放大电路11的详细构成的方框图。时间差放大电路11具有多个电流源(第1电流源30a、第2电流源31a、第3电流源30b以及第4电流源31b)、以及控制电路(第1转换速率控制电路20a以及第2转换速率控制电路20b),该控制电路按照被输入的第1信号以及第2信号的逻辑电平的组合,对大电流模式与小电流模式进行切换,所述大电流模式是指,使多个电流源之中的至少两个工作的模式,所述小电流模式是指,仅使多个电流源中的一个工作的模式。

更详细而言,第1转换速率(slewrate)控制电路20a具备:第1逆变器21a和22a、第1开关23a、第2开关24a、第3开关25a、第1阈值设定电路26a、第1比较器27a、以及第1电容器28a。

第1逆变器21a和22a是对被输入的第1信号的逻辑电平进行反转的逻辑电路。

第1开关23a是通过第1信号的逻辑电平而进行接通与断开的开关,一端与第3开关25a、第1电容器28a以及第1比较器27a的第1输入端子即负极输入端子连接,另一端与第2开关24a连接。

第2开关24a通过来自第2转换速率(slewrate)控制电路20b所具备的第2逆变器22b的输出信号的逻辑电平(即对第2信号的逻辑电平进行反转后的信号)而成为接通或断开,第2开关24a的一端与第1电流源30a以及第1开关23a的另一端连接,第2开关24a的另一端与第2电流源31a连接。

第3开关25a通过来自第1逆变器21a的输出信号的逻辑电平而成为接通或断开,第3开关25a的一端与电源电位vdd连接,另一端与第1电容器28a等连接。另外,在本实施方式中,第1开关23a、第2开关24a以及第3开关25a均为在作为逻辑电平的high被输入时成为接通。

第1电容器28a是容量c的电容器,一端与基准电位连接,另一端经由第1开关23a与第1电流源30a连接,并且经由第1开关23a以及第2开关24a与第2电流源31a连接。

第1阈值设定电路26a是向第1比较器27a的第2输入端子即正极输入端子,输出作为阈值电压的规定的电压vth的电压源。

第1比较器27a对与负极输入端子连接的第1电容器28a的电压、与被提供到正极输入端子的由第1阈值设定电路26a输出的规定的电压vth(即阈值电压)进行比较,将比较结果作为第1放大后信号来输出。

第2转换速率控制电路20b具备:第2逆变器21b和22b、第4开关23b、第5开关24b、第6开关25b、第2阈值设定电路26b、第2比较器27b、以及第2电容器28b。

第2逆变器21b和22b是对被输入的第2信号的逻辑电平进行反转的逻辑电路。

第4开关23b是通过第2信号的逻辑电平而成为接通或断开的开关,一端与第6开关25b、第2电容器28b以及第2比较器27b的第1输入端子即负极输入端子连接,另一端与第5开关24b连接。

第5开关24b通过来自第1转换速率控制电路20a所具备的第1逆变器22a的输出信号的逻辑电平(即对第1信号的逻辑电平进行反转后的信号)而成为接通或断开,第5开关24b的一端与第3电流源30b以及第4开关23b的另一端连接,第5开关24b的另一端与第4电流源31b连接。

第6开关25b通过来自第2逆变器21b的输出信号的逻辑电平而成为接通或断开,第6开关25b的一端与电源电位vdd连接,另一端与第2电容器28b等连接。另外,在本实施方式中,第4开关23b、第5开关24b以及第6开关25b均为在被输入作为逻辑电平的high时接通。

第2电容器28b是容量c的电容器,第2电容器28b的一端与基准电位连接,另一端经由第4开关23b与第3电流源30b连接,并且经由第4开关23b以及第5开关24b与第4电流源31b连接。

第2阈值设定电路26b是一电压源,作为阈值电压,向第2比较器27b的第2输入端子即正极输入端子输出规定的电压vth。

第2比较器27b对与负极输入端子连接的第2电容器28b的电压、与供给到正极输入端子的由第2阈值设定电路26b输出的规定的电压vth(即阈值电压)进行比较,将比较结果作为第2放大后信号来输出。

另外,在本实施方式中,将第1电流源30a以及第3电流源30b的各自的输出电流设为is,将第2电流源31a以及第4电流源31b的各自的输出电流设为il。

图6是示出图5所示的时间差放大电路11的工作的时间图。图6的(a)示出第1信号的电压波形、图6的(b)示出第2信号的电压波形、图6的(c)示出第1比较器27a的负极输入端子的电压波形、图6的(d)示出第2比较器27b的负极输入端子的电压波形、图6的(e)示出第1比较器27a的输出端子(即第1放大后信号)的电压波形、图6的(f)示出第2比较器27b的输出端子(即第2放大后信号)的电压波形。

图7是示出图6所示的期间t1~t3中的时间差放大电路11的第1开关23a~第6开关25b的接通断开状态的图(表)。

如图6的(a)以及(b)所示,第1信号的逻辑电平先开始变化(从low变化到high),在此之后,第2信号的逻辑电平开始变化(从low变化到high),产生正的相位差。即如图6的(a)所示,第1信号在期间t1为low,在期间t2以后为high。并且如图6的(b)所示,第2信号在期间t1以及期间t2为low,在期间t3以后为high。

这样,在期间t1,由于第1信号以及第2信号均为low,因此如图7的期间t1所示,第1开关23a以及第4开关23b为断开,第2开关24a、第3开关25a、第5开关24b以及第6开关25b为接通。

这样,在第1转换速率控制电路20a,由于第3开关25a为接通、第1开关23a为断开,因此第1电容器28a经由第3开关25a与电源电位vdd连接,成为被充电的状态。因此,与第1电容器28a连接的第1比较器27a的负极输入端子的电压,成为电源电位vdd(图6的(c))。据此,在第1比较器27a,由于负极输入端子的电压vdd比正极输入端子的电压vth高,因此作为第1放大后信号而输出low电平(图6的(e))。

同样,在第2转换速率控制电路20b,由于第6开关25b为接通、第4开关23b为断开,因此,第2电容器28b经由第6开关25b与电源电位vdd连接,成为被充电的状态。因此,与第2电容器28b连接的第2比较器27b的负极输入端子的电压成为电源电位vdd(图6的(d))。据此,在第2比较器27b由于负极输入端子的电压vdd比正极输入端子的电压vth高,因此作为第2放大后信号而输出low电平(图6的(f))。

接着在期间t2,由于第1信号成为high,如图7的期间t2所示,第1开关23a变成接通,第3开关25a以及第5开关24b变成断开(其他开关维持现状)。

这样,在第1转换速率控制电路20a,由于第3开关25a成为断开,第1开关23a以及第2开关24a成为接通,因此第1电容器28a与第1电流源30a以及第2电流源31a连接(大电流模式),以第1电流源30a以及第2电流源31a的合计输出电流(is+il)开始急速地放电(图6的(c))。

另外,在第2转换速率控制电路20b,由于第6开关25b以及第4开关23b的状态被维持,因此,第2比较器27b的负极输入端子的电压不发生变化(图6的(d)),第2比较器27b的输出电压(第2放大后信号)也不发生变化(图6的(f))。

接着,在期间t3,由于第2信号成为high,因此如图7的期间t3所示,第2开关24a以及第6开关25b变成断开,第4开关23b变成接通(其他的开关维持现状)。

这样,在第1转换速率控制电路20a,由于第2开关24a成为断开,因此第1电容器28a被切换为仅与第1电流源30a连接(小电流模式),被切换成基于第1电流源30a的输出电流(is)的平缓的放电(图6的(c))。在此之后,当第1比较器27a的负极输入端子的电压下降到规定的电压vth(正极输入端子的阈值电压)时,从第1比较器27a输出作为第1放大后信号的high电平(图6的(e))。这样,从期间t2到期间t3,由于以连续的时间从大电流模式切换为小电流模式(第1电流源30a维持接通、仅第2电流源31a断开),因此,能够对微小的输入时间差进行时间差放大。

另外,在第2转换速率控制电路20b,由于第6开关25b为断开、第4开关23b为接通、第5开关24b维持断开,因此,第2电容器28b仅与第3电流源30b连接(小电流模式),开始基于第3电流源30b的输出电流(is)的平缓的放电(图6的(d))。在此之后,当第2比较器27b的负极输入端子的电压下降到规定的电压vth(正极输入端子的阈值电压)时,从第2比较器27b输出作为第2放大后信号的high电平(图6的(f))。

这样,第1信号与第2信号仅设置很短的期间t2的差,成为逻辑电平发生变化(即上升)的波形,在该期间t2中,在第1转换速率控制电路20a,第1电容器28a通过大电流模式(即以电流(is+il))急速放电,另外在第2转换速率控制电路20b,第2电容器28b不放电。于是,在此之后的期间t3中,在第1转换速率控制电路20a以及第2转换速率控制电路20b中,第1电容器28a以及第2电容器28b分别成为小电流模式(即以电流(is))来进行平缓的放电。

因此,第1比较器27a的输入电压(即负极输入端子的电压)达到阈值电压(即正极输入端子的电压vth)的定时、与第2比较器27b的输入电压(即负极输入端子的电压)达到阈值电压(即正极输入端子的电压vth)的定时的时间差(即相位差),比期间t2大。这样,从第1比较器27a输出的第1放大后信号成为high的定时与从第2比较器27b输出的第2放大后信号成为high的定时的时间差(即输出时间差δtout),成为期间t2(输入时间差δtin)被放大的时间差。

另外,在上述的例子中,虽然是第1信号的逻辑电平先开始变化之后,第2信号的逻辑电平发生变化的正的相位差被输入的情况,也可以与此相反,即第2信号的逻辑电平先开始变化,在此之后,第1信号的逻辑电平才变化的负的相位差被输入的情况,这仅是第1转换速率控制电路20a的工作与第2转换速率控制电路20b的工作交替,由于进行同样的处理,输入时间差(即输入相位差)被放大。这是因为第1转换速率控制电路20a以及第2转换速率控制电路20b基本上具备相同的构成的缘故。

接着,对进行以上的工作的时间差放大电路11的特性进行定量的说明。

从图6中可知,在将输入时间差(即第1信号以及第2信号的上升沿的时间差、期间t2)设为δtin、输出时间差(即第1放大后信号以及第2放大后信号的上升沿的时间差)设为δtout时,作为其比的时间差放大率gt由以下的式1来表示。

[数式1]

即,时间差放大率gt也可以说是,大电流模式中的第1电容器28a的放电电流(is+il)、与小电流模式中的第1电容器28a以及第2电容器28b的放电电流(is)的比。

这样,时间差放大率gt由两个电流源的输出电流比来决定。因此能够实现不容易受到温度特性的影响的时间差放大率,具备时间差放大电路11的dll电路10能够进行不容易受到温度特性的影响的高分辨率的相位调整。

另外,上述式1在第1比较器27a的输入电压(即负极输入端子的电压)在期间t2(即输入时间差δtin)内,没有达到阈值电压(即正极输入端子的电压vth)的情况下成立,即输入时间差在非饱和区域内的情况下成立。

对此,在第1比较器27a的输入电压(即负极输入端子的电压)在期间t2(即输入时间差δtin)内,达到阈值电压(即正极输入端子的电压vth)的情况下,即输入信号的时间差在饱和区域的情况下,时间差放大率gt由以下的式2来表示。

[数式2]

即时间差放大率gt成为依存于输入时间差δtin的值。

从上述式1以及式2可知,根据第1比较器27a的输入电压(即负极输入端子的电压)在期间t2(即输入时间差δtin)内是否达到阈值电压(即正极输入端子的电压vth),时间差放大率gt成为不依存于输入时间差δtin的值(式1)、或者成为依存于输入时间差δtin的值(式2)。即时间差放大电路11进行非线性放大。

在此如以上所述,时间差放大电路11能够针对正负的输入相位差来工作,在第1比较器27a的输入电压(即负极输入端子的电压),在期间t2(即输入时间差δtin)内达到阈值电压(即正极输入端子的电压vth)的情况下,进行线性放大。即在满足以下的式3的情况下,进行基于上述式1的线性放大。

[数式3]

从该式3可知,由第1阈值设定电路26a以及第2阈值设定电路26b,来设定第1比较器27a以及第2比较器27b的阈值电压vth,能够对成为线性放大的输入时间差范围进行调整。在此,输入时间差范围是指,时间差放大电路11能够对时间差进行放大的时间差的范围。并且,输入时间差范围可以说是依存于从多个电流源的每一个输出的电流的值(is以及il)来决定的。

如以上所述,本实施方式所涉及的dll电路10具备:时间差放大电路11,针对被输入的第1信号以及第2信号执行放大处理,即对作为第1信号中包含的逻辑电平的变化点的边沿与作为第2信号中包含的逻辑电平的变化点的边沿的时间差进行放大,并输出得到的第1放大后信号以及第2放大后信号;相位比较电路12,算出从时间差放大电路11输出的第1放大后信号以及第2放大后信号的相位差,并对示出算出的相位差的相位差信号进行输出;以及可变延迟电路13,使第2信号延迟,并作为延迟后信号来输出,所述第2信号的延迟量依存于从相位比较电路12输出的相位差信号所示的相位差。

据此,两个输入信号在时间差放大电路11被放大时间差之后,被输入到相位比较电路12。因此,即使两个输入信号的相位差微小,由于其相位差是被扩大到相位比较电路12的死区外而被进行比较的,因此于不具备时间差放大电路的一般的dll电路100相比,实现了能够调整微小的相位差的dll电路10。

另外,可变延迟电路13具有:电荷泵电路13a,输出与相位差对应的电流;环路滤波器电路13b,按照从电荷泵电路13a输出的电流,进行蓄电或放电;以及延迟调整电路13c,按照环路滤波器电路13b输出的电压,使第2信号延迟。据此,实现了可变延迟电路13,使第2信号延迟依存于从相位比较电路12输出的相位差信号所示的相位差的延迟量,并作为延迟后信号来输出。

并且,时间差放大电路11具有多个电流源(第1电流源30a、第2电流源31a、第3电流源30b以及第4电流源31b)、以及控制电路(第1转换速率控制电路20a以及第2转换速率控制电路20b),该控制电路按照第1信号以及第2信号的逻辑电平的组合,对大电流模式与笑电流模式进行切换,所述大电流模式是指,使多个电流源之中的至少两个工作的模式,所述小电流模式是指,仅使多个电流源中的一个工作的模式。据此,通过对使用的电流源的个数进行动态的变更,从而实现对输入时间差进行放大的时间差放大电路11。

并且,基于时间差放大电路11的时间差的放大率以及输入时间差范围是依存于多个电流源的每一个输出的电流的值(is以及il)而决定的,所述输入时间差范围是,时间差放大电路11能够对时间差进行线性放大的时间差的范围。据此,在时间差放大电路11的时间差放大率以及输入时间差范围,能够通过时间差放大电路11内设置的多个电流源的输出电流,而被设定为所希望的值。

并且,多个电流源包括第1电流源30a以及第2电流源31a,控制电路包括第1转换速率控制电路20a,第1转换速率控制电路20a包括第1电容器28a、第1开关23a、以及第2开关24a,第1开关23a,按照第1信号的逻辑电平,对第1电容器28a与第1电流源30a以及第2电流源31a的连接进行接通或断开,第2开关24a,按照第2信号的逻辑电平,对是否使第2电流源31a工作进行切换。在此,第1转换速率控制电路20a进一步包括第1比较器27a、以及按照第1信号的逻辑电平来进行接通与断开的切换的第3开关25a,在第1开关23a的一端连接第3开关25a、第1电容器28a、第1比较器27a的第1输入端子(负极输入端子)、在第1开关23a的另一端连接第2开关24a的一端和第1电流源30a,在第2开关24a的另一端连接第2电流源31a。

据此,在使第1电流源30a接通的状态下,将第2电流源31a从接通切换为断开,据此从大电流模式切换为小电流模式,因此与对两个电流源双方都进行接通或断开的切换方法相比,能够以连续的时间顺畅地使电流值减小,从而能够对微小的时间差进行放大。

于是,第1转换速率控制电路20a进一步包括第1阈值设定电路26a,将规定的电压输出到第1比较器27a的第2输入端子(正极输入端子)。据此,通过设定第1比较器27a的阈值电压vth,从而能够对成为线性放大的输入时间差范围进行调整。

并且,多个电流源进一步包括第3电流源30b以及第4电流源31b,控制电路进一步包括第2转换速率控制电路20b,第2转换速率控制电路20b包括第2电容器28b、第4开关23b、以及第5开关24b,第4开关23b按照第2信号的逻辑电平,对第2电容器28b与第3电流源30b以及第4电流源31b的连接进行接通或断开,第5开关24b按照第1信号的逻辑电平,对是否使第4电流源31b工作进行切换。在此,第2转换速率控制电路20b进一步包括第2比较器27b、以及按照第2信号的逻辑电平来进行接通与断开的切换的第6开关25b,在第4开关23b的一端连接第6开关25b、第2电容器28b、第2比较器27b的第1输入端子(负极输入端子)、在第4开关23b的另一端连接第5开关24b的一端和第3电流源30b、自啊第5开关24b的另一端连接第4电流源31b。

据此,通过使第3电流源30b在接通的状态下,将第4电流源31b从接通切换为断开,从而能够将大电流模式切换为小电流模式,因此与对两个电流源的双方都进行接通或断开的切换方法相比,能够以连续的时间顺畅地使电流值减小,从而能够对微小的时间差进行放大。

并且,第2转换速率控制电路20b进一步包括第2阈值设定电路26b,将规定的电压输出到第2比较器27b的第2输入端子(正极输入端子)。据此,通过对第2比较器27b的阈值电压vth进行设定,从而能够对成为线性放大的输入时间差范围进行调整。

(实施方式2)

图8是示出实施方式2所涉及的测距摄像装置50的构成的方框图。测距摄像装置50是通过拍摄来生成距离图像的装置,具备dll电路10a、pll(phase-lockedloop:锁相环)电路51、定时控制电路52、受光部53、曝光驱动电路54、垂直扫描电路55、列ad转换器56、信号处理电路57、以及输出接口58。另外,在本图中也示出了与测距摄像装置50进行联动的光源40以及光源驱动电路41。

pll电路51将与从外部输入的时钟同步的时钟提供到定时控制电路52。

定时控制电路52具备发光曝光控制部52a以及摄像控制部52b,发光曝光控制部52a与从pll电路51提供的时钟同步工作,通过与外部之间进行水平驱动信号hd以及垂直驱动信号vd的收发,将用于控制发光以及曝光的时钟信号提供到dll电路10a,摄像控制部52b向垂直扫描电路55、列ad转换器56、信号处理电路57以及输出接口58提供控制信号。

dll电路10a具备两个实施方式1所涉及的dll电路10。一个dll电路10将从定时控制电路52输出的用于发光的时钟信号作为第2信号,将从光源驱动电路41输出的驱动信号作为第1信号,将延迟后信号作为发光控制信号输出到光源驱动电路41。另一个dll电路10将从定时控制电路52输出的用于曝光的时钟信号作为第2信号,将从曝光驱动电路54输出的曝光反馈信号作为第1信号,将延迟后信号作为曝光控制信号输出到曝光驱动电路54。

光源驱动电路41是按照从dll电路10a输出的发光控制信号,将用于使光源40射出光的驱动信号输出到光源40以及dll电路10a的电路。

光源40是led等,当从光源驱动电路41接受到驱动信号时,向成为测距的对象的被摄体,发出红外光等光。

曝光驱动电路54是按照从dll电路10a输出的曝光控制信号,将用于使受光部53曝光的驱动信号提供到受光部53,并作为曝光反馈信号输出到dll电路10a的电路。

受光部53是包括受光元件的像素排列为二维状的像素阵列。

垂直扫描电路55是针对受光部53按行输出用于读出像素中蓄积的信号电荷的控制信号的电路。

列ad转换器56由与受光部53的各列对应设置的a/d转换器构成,是将从受光部53的像素读出的模拟的信号电荷转换为数字值的电路。

信号处理电路57是处理器以及存储器等,对从列ad转换器56输出的数字值进行暂时存储,通过执行用于测距的运算,从而按照受光部53的像素来算出到被摄体的距离,生成距离图像。距离的算出例如可以采用tof(timeofflight)方式等,通过从光源40射出脉冲光,以受光部53测量直到其反射光返回为止的时间。

输出接口58是将信号处理电路57生成的距离图像输出到外部的hdmi(注册商标)(high-definitionmultimediainterface)等接口电路。

在具有以上这种构成的本实施方式所涉及的测距摄像装置50中,dll电路10a的反馈环路(用于将延迟后信号作为第1信号来输入的路径)中被设置光源驱动电路41,随着微小的相位差调整,以高的定时精度,连续地射出来自光源40的脉冲光。并且,dll电路10a的反馈环路(用于将延迟后信号作为第1信号来输入的路径)中被设置曝光驱动电路54,随着微小的相位差调整,以高的定时精度进行在受光部53的曝光。

如以上所述,本实施方式所涉及的测距摄像装置50具备:进行光电转换的受光部53、实施方式1所涉及的dll电路10a、针对dll电路10a给予第2信号的定时控制电路52,dll电路10a针对驱动测距用的光源的光源驱动电路41以及驱动用于曝光的受光部53的曝光驱动电路54的至少一方,输出延迟后信号,将从至少一方输出的反馈信号作为第1信号来接受。

据此,由于采用了能够调整微小的相位差的dll电路10a,因此能够实现以高精度进行稳定的测距的测距摄像装置50。

以上基于实施方式1以及2对本公开所涉及的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置进行了说明,本公开并非受这些实施方式所限。在不脱离本公开的主旨的范围内,将本领域技术人员所想到的各种变形执行于实施方式而得到的形态、以及对实施方式中的一部分的构成要素进行组合而构成的其他的形态均包括在本公开的范围内。

例如在上述的实施方式中,时间差放大电路11虽然是针对一个转换速率控制电路具有两个电流源,但是并非受此所限,也可以具有三个以上的电流源。也可以被构成为,能够对在大电流模式和小电流模式所使用的电流源的个数进行切换。

并且在上述的实施方式的时间差放大电路11中,第1电流源30a以及第3电流源30b的各自的输出电流为is,第2电流源31a以及第4电流源31b的各自的输出电流为il,这两个输出电流的关系可以是is=il,也可以是is≠il。不论哪种情况,通过使用两个电流源,比使用一个电流源的情况能够输出大的电流。

并且,上述的实施方式中的时间差放大电路11对预先充电到电容器的电荷,以电流源来进行放电,据此对时间差进行放大,也可以与此相反,即针对预先保持一定电压的电容器,以电流源来进行充电,据此对时间差进行放大。

并且,在上述的实施方式中的时间差放大电路11,第1阈值设定电路26a以及第2阈值设定电路26b均输出了阈值电压vth,不过并非必需输出相同的阈值电压vth,考虑到对于正负的相位差的放大率,可以将各自的输出的电压设定为所希望的值。并且,在第1阈值设定电路26a以及第2阈值设定电路26b均输出相同的阈值电压的情况下,也可以将第1阈值设定电路26a以及第2阈值设定电路26b,以共同的一个阈值设定电路来实现。

并且,在上述的实施方式的时间差放大电路11中,在比较器的负极输入端子连接电容器,在正极输入端子连接阈值设定电路,不过也可以与此相反,即可以在比较器的负极输入端子连接阈值设定电路,在正极输入端子连接电容器。即使是这样的连接方式,仅是从比较器输出的放大后信号的逻辑被反转,放大后信号所示的信息并不改变。

工业实用性

本公开所涉及的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置,作为能够调整微小的相位差的dll电路、时间差放大电路以及测距摄像装置,例如能够应用于车载等广泛的用途。

符号说明

10、10a、100dll电路

11时间差放大电路

12、101相位比较电路

13、102可变延迟电路

13a电荷泵电路

13b环路滤波器电路

13c延迟调整电路

20a第1转换速率控制电路

21a、22a第1逆变器

23a第1开关

24a第2开关

25a第3开关

26a第1阈值设定电路

27a第1比较器

28a第1电容器

20b第2转换速率控制电路

21b、22b第2逆变器

23b第4开关

24b第5开关

25b第6开关

26b第2阈值设定电路

27b第2比较器

28b第2电容器

30a第1电流源

31a第2电流源

30b第3电流源

31b第4电流源

40光源

41光源驱动电路

50测距摄像装置

51pll电路

52定时控制电路

52a发光曝光控制部

52b摄像控制部

53受光部

54曝光驱动电路

55垂直扫描电路

56列ad转换器

57信号处理电路

58输出接口

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