JPH0435015B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0435015B2 JPH0435015B2 JP60107301A JP10730185A JPH0435015B2 JP H0435015 B2 JPH0435015 B2 JP H0435015B2 JP 60107301 A JP60107301 A JP 60107301A JP 10730185 A JP10730185 A JP 10730185A JP H0435015 B2 JPH0435015 B2 JP H0435015B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- variable
- resistance
- amplifier
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、低電流の電流−電圧変換回路、特に
フオト・ダイオードなどの光電素子を用いた測光
回路に関するものである。
フオト・ダイオードなどの光電素子を用いた測光
回路に関するものである。
従来の技術
近年、光計測の分野においては、微弱光の計測
が要求されてきており、光電素子の低光電流域を
精度良く測定することが必要となつてきている。
また、広いダイナミツクレンジを持つ光電素子、
例えば、フオト・ダイオードは数pAから数＋μA
のダイナミツクレンジを持つており、これを有効
に利用するためにも、光電素子の低光電流域の計
測が必要となつてきている。
が要求されてきており、光電素子の低光電流域を
精度良く測定することが必要となつてきている。
また、広いダイナミツクレンジを持つ光電素子、
例えば、フオト・ダイオードは数pAから数＋μA
のダイナミツクレンジを持つており、これを有効
に利用するためにも、光電素子の低光電流域の計
測が必要となつてきている。
フオト・ダイオードを用いた従来の測光回路
は、第３図に示すような回路で実現されてきた。
この回路では、帰還抵抗２２を切換手段２３で切
換え、回路の増幅度を変えて光電素子１の広いダ
イナミツクレンジに対応させている。しかしなが
ら、切換手段２３は、リレーやスイツチなど漏れ
電流が光電流より少ないものでなければ、光電素
子１の低光電流域において測定に誤差が生じる。
このため、切換手段２３には、リレーやスイツチ
が用いられるが、応答性が悪いことや消費電力が
大きいため電地駆動の測光器等への応用が困難で
あるなどの問題があつた。
は、第３図に示すような回路で実現されてきた。
この回路では、帰還抵抗２２を切換手段２３で切
換え、回路の増幅度を変えて光電素子１の広いダ
イナミツクレンジに対応させている。しかしなが
ら、切換手段２３は、リレーやスイツチなど漏れ
電流が光電流より少ないものでなければ、光電素
子１の低光電流域において測定に誤差が生じる。
このため、切換手段２３には、リレーやスイツチ
が用いられるが、応答性が悪いことや消費電力が
大きいため電地駆動の測光器等への応用が困難で
あるなどの問題があつた。
また、第４図に示すように、電池駆動の測光器
等への応用できる回路も考案されている（特公昭
58−37489号公報）。しかし、この回路では、
FET２５の漏れ電流がフオトダイオード１の光
電流と同程度の数百pAのがあり、フオトダイオ
ード１の低光電流域での使用ができない。
等への応用できる回路も考案されている（特公昭
58−37489号公報）。しかし、この回路では、
FET２５の漏れ電流がフオトダイオード１の光
電流と同程度の数百pAのがあり、フオトダイオ
ード１の低光電流域での使用ができない。
演算増幅器を用いた増幅回路としては、例えば
実開昭53−163186号公報のように、演算増幅器の
出力を抵抗分割し、その分割点か出力電圧を帰還
させることにより、大きな増幅度を得るものがあ
る。このような方法で増幅度を変化させるために
は、抵抗分割比を変化させて帰還量を変える必要
がある。このため、前述のリレーやスイツチを使
用する必要があり、電池駆動のように低消費電力
動作には対応できない。
実開昭53−163186号公報のように、演算増幅器の
出力を抵抗分割し、その分割点か出力電圧を帰還
させることにより、大きな増幅度を得るものがあ
る。このような方法で増幅度を変化させるために
は、抵抗分割比を変化させて帰還量を変える必要
がある。このため、前述のリレーやスイツチを使
用する必要があり、電池駆動のように低消費電力
動作には対応できない。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の回路では、リレーやスイツチ
を用いなければならないため、低消費電力が実現
できず電池駆動の測光器等に応用が困難である。
また、FETを用いた前述の回路では、FETの漏
れ電流が大きく、光電素子の低光電流域での使用
が困難になり、光電素子本来の広いダイナミツク
レンジが使用できない。
を用いなければならないため、低消費電力が実現
できず電池駆動の測光器等に応用が困難である。
また、FETを用いた前述の回路では、FETの漏
れ電流が大きく、光電素子の低光電流域での使用
が困難になり、光電素子本来の広いダイナミツク
レンジが使用できない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、光
電素子の低光電流域からの広いダイナミツクレン
ジと、低消費電力を実現して、電池駆動の測光器
等への応用可能な測光回路を提供するものであ
る。
電素子の低光電流域からの広いダイナミツクレン
ジと、低消費電力を実現して、電池駆動の測光器
等への応用可能な測光回路を提供するものであ
る。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するため、光電素
子からの光電流を増幅する増幅器と、この増幅器
負帰還抵抗と、この負帰還抵抗による帰還量を変
化させる抵抗値の可変手段を有する可変抵抗部
と、この可変抵抗部と直列に接続し他端を接地し
た第一の固定抵抗と、可変抵抗部に並列に接続し
た第二の固定抵抗とを備え、帰還抵抗を可変抵抗
部と第一の固定抵抗の接続点に接続するとともに
可変抵抗部の可変手段による抵抗値の最大値より
第二の固定抵抗の抵抗値を小さくして、可変抵抗
部の可変手段を制御手段により増幅器の出力に応
じて制御し、回路の増幅度を変化させて出力を得
るものである。
子からの光電流を増幅する増幅器と、この増幅器
負帰還抵抗と、この負帰還抵抗による帰還量を変
化させる抵抗値の可変手段を有する可変抵抗部
と、この可変抵抗部と直列に接続し他端を接地し
た第一の固定抵抗と、可変抵抗部に並列に接続し
た第二の固定抵抗とを備え、帰還抵抗を可変抵抗
部と第一の固定抵抗の接続点に接続するとともに
可変抵抗部の可変手段による抵抗値の最大値より
第二の固定抵抗の抵抗値を小さくして、可変抵抗
部の可変手段を制御手段により増幅器の出力に応
じて制御し、回路の増幅度を変化させて出力を得
るものである。
作 用
本発明は上記した構成により、増幅器の負帰還
系の帰還量を可変抵抗部の可変手段を、増幅器の
出力に応じて制御手段により制御することで回路
系の増幅度を変え、光電素子の低光電流域からの
広いダイナミツクレンジを有効に活用することが
できるものである。また、可変手段により可変抵
抗部が最大の抵抗値になつたときの抵抗値が並列
に接続された第二の固定抵抗の抵抗値より大きい
ので、第二の固定抵抗に流れる電流が支配的とな
り可変抵抗部にFETなどを用いた場合の漏れ電
流の影響を少なくすることができ、精度が良くし
かもダイナミツクレンジの広い測光回路が得られ
る。
系の帰還量を可変抵抗部の可変手段を、増幅器の
出力に応じて制御手段により制御することで回路
系の増幅度を変え、光電素子の低光電流域からの
広いダイナミツクレンジを有効に活用することが
できるものである。また、可変手段により可変抵
抗部が最大の抵抗値になつたときの抵抗値が並列
に接続された第二の固定抵抗の抵抗値より大きい
ので、第二の固定抵抗に流れる電流が支配的とな
り可変抵抗部にFETなどを用いた場合の漏れ電
流の影響を少なくすることができ、精度が良くし
かもダイナミツクレンジの広い測光回路が得られ
る。
実施例
第１図は本発明の測光回路の一実施例を示し、
増幅器として演算増幅器を用いたものである。第
１図において、１はフオトダイオードなどの光電
素子、２は演算増幅器、３は帰還抵抗、４は第一
の固定抵抗としての固定抵抗Ａ，５は可変抵抗
部、６は可変抵抗部５の可変手段としてのFET、
７はFET６を制御する制御手段としての制御回
路、８は出力、９は制御回路入力、１０は固定抵
抗Ｂ、１１は第二の固定抵抗としての固定抵抗Ｃ
であり、可変抵抗部５はFET６，固定抵抗Ｂ１
０から構成する。
増幅器として演算増幅器を用いたものである。第
１図において、１はフオトダイオードなどの光電
素子、２は演算増幅器、３は帰還抵抗、４は第一
の固定抵抗としての固定抵抗Ａ，５は可変抵抗
部、６は可変抵抗部５の可変手段としてのFET、
７はFET６を制御する制御手段としての制御回
路、８は出力、９は制御回路入力、１０は固定抵
抗Ｂ、１１は第二の固定抵抗としての固定抵抗Ｃ
であり、可変抵抗部５はFET６，固定抵抗Ｂ１
０から構成する。
以上のように構成された本実施例の測光回路に
ついて、以下その動作を説明する。
ついて、以下その動作を説明する。
フオトダイオードなどの光電素子１に光が入射
すると、入射した光量に応じた光電流が発生す
る。この光電流は演算増幅器２に入力され、光電
流は増幅・電圧値に変換される。このとき、増幅
度は帰還抵抗３によつて帰還される帰還量によつ
て決まる。演算増幅器２の出力８は、固定抵抗Ａ
４と可変抵抗部５とで分圧される。ここで、可変
抵抗部５を構成するFET６と固定抵抗Ｂ１０は
直列に接続する。
すると、入射した光量に応じた光電流が発生す
る。この光電流は演算増幅器２に入力され、光電
流は増幅・電圧値に変換される。このとき、増幅
度は帰還抵抗３によつて帰還される帰還量によつ
て決まる。演算増幅器２の出力８は、固定抵抗Ａ
４と可変抵抗部５とで分圧される。ここで、可変
抵抗部５を構成するFET６と固定抵抗Ｂ１０は
直列に接続する。
また、固定抵抗Ｃ１１は前述のFET６と固定抵
抗Ｂ１０との直列回路と並列に接続される。固定
抵抗Ａ４と可変抵抗部５とで分圧された演算増幅
器２の出力を帰還抵抗３を介して演算増幅器２の
負入力に帰還させるとともに、可変抵抗部５の抵
抗値を変えて、固定抵抗Ａ４と可変抵抗部５との
分圧比を変えることによつて帰還量を変えること
ができる。すなわち、FET６をアナログ・スイ
ツチとして動作させれば帰還抵抗３への帰還量が
変化する。
抗Ｂ１０との直列回路と並列に接続される。固定
抵抗Ａ４と可変抵抗部５とで分圧された演算増幅
器２の出力を帰還抵抗３を介して演算増幅器２の
負入力に帰還させるとともに、可変抵抗部５の抵
抗値を変えて、固定抵抗Ａ４と可変抵抗部５との
分圧比を変えることによつて帰還量を変えること
ができる。すなわち、FET６をアナログ・スイ
ツチとして動作させれば帰還抵抗３への帰還量が
変化する。
ここで、FET６を中心とする回路の動作をさ
らに詳しく説明する。
らに詳しく説明する。
演算増幅器２の出力を出力電圧の下限値VLか
ら出力電圧の上限値VHの範囲とする（演算増幅
器２のダイナミツクレンジは光電素子１のそれに
比べて小さいので増幅度を変えてこれに対応する
ため出力電圧の上限・下限を定める）ため、制御
回路７でVL，VHを検出し、これに基づいてFET
６の導通状態を制御する。例えば、制御回路７は
第２図に示す回路で実現できる。固定抵抗B10お
よび固定抵抗Ｃ１１は、固定抵抗Ｂ１０《固定抵
抗Ｃ１１の関係があるとする。今、FET６が非
導通であるとする。このとき、帰還抵抗３を介し
て帰還される帰還量は固定抵抗Ａ４と固定抵抗Ｃ
１１との比で決まる。ここで、演算増幅器２の出
力が上限値VHを超えると、制御回路７はFET６
を導通にする。すると帰還量は固定抵抗Ａ４と固
定抵抗Ｂ１０との比で決まる（固定抵抗Ｂ１０
《固定抵抗Ｃ１１であるから固定抵抗Ｃ１１は無
視できる。）ので、帰還量は大きくなる（固定抵
抗Ｂ１０《固定抵抗Ｃ１１のため）。したがつて、
増幅度は小さくなるから演算増幅器２の出力は上
限値VGHより小さくなる。
ら出力電圧の上限値VHの範囲とする（演算増幅
器２のダイナミツクレンジは光電素子１のそれに
比べて小さいので増幅度を変えてこれに対応する
ため出力電圧の上限・下限を定める）ため、制御
回路７でVL，VHを検出し、これに基づいてFET
６の導通状態を制御する。例えば、制御回路７は
第２図に示す回路で実現できる。固定抵抗B10お
よび固定抵抗Ｃ１１は、固定抵抗Ｂ１０《固定抵
抗Ｃ１１の関係があるとする。今、FET６が非
導通であるとする。このとき、帰還抵抗３を介し
て帰還される帰還量は固定抵抗Ａ４と固定抵抗Ｃ
１１との比で決まる。ここで、演算増幅器２の出
力が上限値VHを超えると、制御回路７はFET６
を導通にする。すると帰還量は固定抵抗Ａ４と固
定抵抗Ｂ１０との比で決まる（固定抵抗Ｂ１０
《固定抵抗Ｃ１１であるから固定抵抗Ｃ１１は無
視できる。）ので、帰還量は大きくなる（固定抵
抗Ｂ１０《固定抵抗Ｃ１１のため）。したがつて、
増幅度は小さくなるから演算増幅器２の出力は上
限値VGHより小さくなる。
また、演算増幅器２の出力が下限値VLより小
さくなつたときは上述の動作が逆に起こる。
さくなつたときは上述の動作が逆に起こる。
なお、この測光回路ではFET６が非導通であ
るときに流れる漏れ電流よりも固定抵抗Ｃ１１に
流れる電流が十分大きくなるように設定すれば、
FETの漏れ電流は無視でき、測定精度に影響し
ない。
るときに流れる漏れ電流よりも固定抵抗Ｃ１１に
流れる電流が十分大きくなるように設定すれば、
FETの漏れ電流は無視でき、測定精度に影響し
ない。
以上のように、本実施例によれば、光電素子１
からの光電流を演算増幅器２に供給し、演算増幅
器出力端に一端を接続し、演算増幅器出力で
FET６をON／OFFさせて抵抗値を変化させる可
変抵抗部５と、この可変抵抗部５の他端に一端を
接続し他端を接地した固定抵抗Ａ４と、可変抵抗
部５と固定抵抗Ａ４の接続点から演算増幅器負入
力に接続して負帰還をかける帰還抵抗３とを設
け、可変抵抗部５のFET６に並列に接続した固
定抵抗Ｃ１１に、FET６の漏れ電流よりも大き
な電流を定常的に流すことにより、FET６の
ON／OFF動作時にFET６の漏れ電流による演算
増幅器２の帰還量変化をなくし、増幅度を切り換
えて演算増幅器２のダイナミツクレンジを超えて
安定な光計測ができる。
からの光電流を演算増幅器２に供給し、演算増幅
器出力端に一端を接続し、演算増幅器出力で
FET６をON／OFFさせて抵抗値を変化させる可
変抵抗部５と、この可変抵抗部５の他端に一端を
接続し他端を接地した固定抵抗Ａ４と、可変抵抗
部５と固定抵抗Ａ４の接続点から演算増幅器負入
力に接続して負帰還をかける帰還抵抗３とを設
け、可変抵抗部５のFET６に並列に接続した固
定抵抗Ｃ１１に、FET６の漏れ電流よりも大き
な電流を定常的に流すことにより、FET６の
ON／OFF動作時にFET６の漏れ電流による演算
増幅器２の帰還量変化をなくし、増幅度を切り換
えて演算増幅器２のダイナミツクレンジを超えて
安定な光計測ができる。
なお、本実施例において、固定抵抗Ｃ１１に直
列にFETを接続して同様の動作をさせることが
できる。またFET1つの場合について説明した
が、複数のFETを設けることで、３段階以上の
増幅度の切換えができることは言うまでもない。
さらに帰還抵抗に並列に帰還容量を設けて演算増
幅器２の動作の安定を図ることは言うまでもな
い。
列にFETを接続して同様の動作をさせることが
できる。またFET1つの場合について説明した
が、複数のFETを設けることで、３段階以上の
増幅度の切換えができることは言うまでもない。
さらに帰還抵抗に並列に帰還容量を設けて演算増
幅器２の動作の安定を図ることは言うまでもな
い。
発明の効果
本発明の測光回路は、光電素子と、光電素子か
らの光電流を増幅する増幅器と、増幅器出力端に
一端を接続し、増幅器出力に応じて可変手段を制
御手段で制御して抵抗値を変化させる可変抵抗部
と、この可変抵抗部の他端に一端を接続し、他端
を接地した第一の固定抵抗と、可変抵抗部と第一
の固定抵抗の接続点から増幅器の入力に接続した
負帰還抵抗を設け、可変抵抗部に並列に接続した
第二の固定抵抗にFETなどの可変手段の漏れ電
流よりも大きな電流を通常的に流すことにより、
FETの漏れ電流が光電流計測に影響しないよう
にして、光電素子の低光電流からの広いダイナミ
ツクレンジを活用しながら電池駆動ができ、その
実用効果は大きい。
らの光電流を増幅する増幅器と、増幅器出力端に
一端を接続し、増幅器出力に応じて可変手段を制
御手段で制御して抵抗値を変化させる可変抵抗部
と、この可変抵抗部の他端に一端を接続し、他端
を接地した第一の固定抵抗と、可変抵抗部と第一
の固定抵抗の接続点から増幅器の入力に接続した
負帰還抵抗を設け、可変抵抗部に並列に接続した
第二の固定抵抗にFETなどの可変手段の漏れ電
流よりも大きな電流を通常的に流すことにより、
FETの漏れ電流が光電流計測に影響しないよう
にして、光電素子の低光電流からの広いダイナミ
ツクレンジを活用しながら電池駆動ができ、その
実用効果は大きい。
第１図は本発明の実施例における測光回路を示
した図、第２図はその制御回路の一構成例を示し
た図、第３図及び第４図は従来の測光回路の一例
を示した図である。 １……光電素子、２……演算増幅器、３……帰
還抵抗、４……固定抵抗Ａ、５……可変抵抗部、
６……FET、７……制御回路、１０……固定抵
抗Ｂ、１１……固定抵抗Ｃ。
した図、第２図はその制御回路の一構成例を示し
た図、第３図及び第４図は従来の測光回路の一例
を示した図である。 １……光電素子、２……演算増幅器、３……帰
還抵抗、４……固定抵抗Ａ、５……可変抵抗部、
６……FET、７……制御回路、１０……固定抵
抗Ｂ、１１……固定抵抗Ｃ。
Claims (1)
- １ 光電素子と、この光電素子の光電流を増幅す
る増幅器と、一端を前記増幅器の出力端に接続し
た抵抗値の可変手段を有する可変抵抗部と、この
可変抵抗部と直列に接続し他端を接地した第一の
固定抵抗と、前記可変抵抗部に並列に接続した第
二の固定抵抗と、前記可変抵抗部と前記第一の固
定抵抗の中点から前記増幅器の入力へ負帰還させ
る帰還抵抗とを具備し、前記可変抵抗部の可変手
段による抵抗値の最大値より前記第二の固定抵抗
の抵抗値を小さくするとともに、前記増幅器の出
力に応じて前記可変手段を制御する制御手段を有
する測光回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107301A JPS61265536A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 測光回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107301A JPS61265536A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 測光回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265536A JPS61265536A (ja) | 1986-11-25 |
| JPH0435015B2 true JPH0435015B2 (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=14455621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107301A Granted JPS61265536A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 測光回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265536A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53163186U (ja) * | 1977-05-27 | 1978-12-20 |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60107301A patent/JPS61265536A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61265536A (ja) | 1986-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |