JPH054010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、低電流域から高電流域までの広い範
囲にわたり、正確な測光が行なえる測光装置に関
するものである。 従来の技術 近年、測光装置においては、低電流域から高電
流域までの広い範囲にわたる検出が必要となつて
きている。一方、受光素子においても広い範囲に
わたつて直線性の存在する素子が実現されてき
た。 従来の測光装置において、低電流域から高電流
域までの広い範囲にわたり測光を行なおうとする
場合、第４図ａに示すように、抵抗値の異なる帰
還抵抗１９，２０，２１を用い、増幅度切り換え
スイツチ２２を切り換えることで帰還量を変え、
演算増幅器１８の増幅度を変えることで対応して
いた。また、第４図ａと同じだけの増幅度が得ら
れしかも帰還抵抗の数を減少させることのできる
ものとして第４図ｂがある。この回路は抵抗値の
異なる帰還抵抗２６，２７と、演算増幅器２４の
出力を分圧する分圧器２５を用い、増幅度切り換
えスイツチ２８，２９を切り変えることで帰還量
を変え、演算増幅器２４の増幅度を変えるもので
ある。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の測光装置にお
いて、第４図ａのように、帰還抵抗１９，２０，
２１の抵抗値を変えることにより増幅度を変えよ
うとした場合、広い入射光領域の測光に対応させ
るためには、帰還抵抗１９，２０，２１の抵抗値
の変化範囲を大きくする必要があり、抵抗値の最
大値が大きくなる。抵抗値が大きくなりすぎる
と、周囲のノイズを拾いやすくなつたり、漏れ電
流の影響を受けるため、正確な増幅度切り換えが
行なえなくなるため増幅度の切り換えによる測光
範囲には、おのずから限界が生じてくる。 このような問題点を改善した例として第４図ｂ
に示すような測光回路がある。第４図ｂにおいて
増幅度の切り換えは以下のような方法で行なえ
る。仮に帰還抵抗２６，２７、分圧抵抗２５ａ，
２５ｂの抵抗値の比率をそれぞれ10：１、99：１
と設定したとする。この時最も低い増幅度は増幅
度切り換えスイツチ２８ではｂ点に、増幅度切り
換えスイツチ２９ではｃ点に接点のある状態で得
られる。次に増幅度切り換えスイツチ２８をａ点
に切り換えることによつて10倍の増幅度が得られ
る。さらに100倍1000倍の増幅度を得ようとした
場合、第４図ａでは100倍1000倍の抵抗値を持つ
た帰還抵抗を必要としたが、第４図ｂでは分圧抵
抗２５ａと２５ｂの抵抗値の比率が99：１である
ことから、増幅度切り換えスイツチ２９の切り換
えによつて、100倍1000倍の増幅度が得られる。
よつて、第２図ａのように帰還抵抗の抵抗値を大
きくすることなく増幅度の切り換えが行なえる。
しかしこの時帰還抵抗２６，２７の抵抗値が分圧
抵抗２５ｂの抵抗値よりはるかに大きくなければ
分圧抵抗２５ｂが帰還抵抗２６，２７に影響を及
ぼす。例えば帰還抵抗２６二分圧抵抗２５ｂであ
る場合には、演算増幅器２４のフイードバツクル
ープにおける帰還量は1/2となるため、分圧抵抗
２５ａ，２５ｂの切り換えにより増幅度を変える
ことが正確に行なえなくなる。そこで、分圧抵抗
２５ｂの影響を帰還抵抗２６，２７に与えない程
度にまで帰還抵抗２６，２７の抵抗値を大きくす
ると、第４図ａと同じように、周囲のノイズを拾
いやすくなつたり、漏れ電流の影響を受けるた
め、正確な増幅は望めない。 本発明は上記問題点を解消するもので、低電流
域から高電流域までの広い範囲にわたり、正確な
測光が行なえるものである。 問題点を解決するための手段 本発明はこのような従来の問題点を解消するも
ので、入射光量に応じた電流を発生する光電変換
素子と、光電変換素子の光電流を増幅する演算増
幅器と、演算増幅器の出力を分圧する分圧器と、
一端を前記演算増幅器の入力に接続した複数の帰
還抵抗と、複数の帰還抵抗を切り換える切り換え
スイツチと、前記演算増幅器出力と分圧器出力と
を切り換える切り換えスイツチと、前記両切り換
えスイツチの間に設けたインピーダンス変換手段
とから構成することにより、前記帰還抵抗をノイ
ズや漏れ電流の影響を受けない抵抗値とすること
ができるとともに、低電流域から高電流域までの
広い範囲にわたり、正確な測光が行なえるもので
ある。 作 用 本発明は測光装置を上記のような構成とするこ
とにより、光電変換素子に入射し演算増幅器で増
幅された出力を分圧抵抗で制御し、インピーダン
ス変換手段を通り帰還抵抗で帰還するという増幅
手段の際に、分圧抵抗が帰還抵抗に及ぼす影響を
インピーダンス変換手段によつてなくし、低電流
域から高電流までの広い範囲にわたり、正確な測
光を行なう。 実施例 第１図に本発明の実施例における測光装置を示
す。第１図において、１は光電変換素子、２は演
算増幅器、３は分圧器、４，５は帰還抵抗、６，
７は増幅度切り換えスイツチａ，ｂ、８はインピ
ーダンス変換手段、９は増幅度切り換えスイツチ
ａ６，ｂ７の制御回路、１０，１１は抵抗であ
る。第１図では、インピーダンス変換手段として
演算増幅器を用いた非反転増幅回路を用いた例を
示している。また、第１図は増幅度を４段階に切
り換える時の測光回路であり、入射光のレベルに
より増幅度を切り換えて行く際の増幅度切り換え
スイツチａ６と増幅度切り換えスイツチｂ７の関
係を第２図に示す。 このような測光回路において光電変換素子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。発生した光電流は演算増幅器２で増幅
し、電圧値に変換する。演算増幅器２の出力は、
分圧器３で分圧抵抗３ａ，３ｂの抵抗値の比率に
応じて分圧され、インピーダンス変換手段８を通
り、帰還抵抗４，５で帰還する。このときの増幅
度は、分圧抵抗３ａ，３ｂの抵抗値の比率と、帰
還抵抗４，５で帰還する帰還量によつてきまる。
以下に増幅度の切り換え方法について詳細を説明
する。 第１図において、帰還抵抗４と５、分圧抵抗３
ａと３ｂの抵抗値の比率を各々10：１、99：１と
設定する。また第２図および下表において、低電
流域から高電流域に変化するにつれて増幅度を下
げて行くとき、その切り換えて行くレンジを低電
流域から順に１、２、３、４と設定する。 低電流域の測光には高い増幅度が必要とされ
る。したがつて最も低いレンジ１の時は、増幅度
切り換えスイツチａ６の接点をａ点に、増幅度切
り換えスイツチｂ７の接点をｄ点とし、最も高い
増幅度を得る。次に電流域が高くなるにつれて増
幅度を下げることを行なうので、レンジ２の時に
は増幅度切り換えスイツチａ６の接点をｂ点に切
り換えることにより、帰還抵抗４と５の抵抗値の
比率が10：１であることから増幅度を1/10に下げ
る。次にレンジ３の時には、増幅度切り換えスイ
ツチａ６の接点をａ点に、増幅度切り換えスイツ
チｂ７の接点をｃ点に切り換えることにより、分
圧抵抗３ａと３ｂと抵抗値の比率が99：１である
ことから、増幅度は初期値の1/100に下がる。さ
らにレンジ４の時も、増幅度切り換えスイツチａ
６の接点をｂ点に切り換えることで、増幅度を初
期値の1/1000にできる。このようにして、電流域
に応じて増幅度を変化させることで、常に一定の
出力範囲を保ちなながら測光を行う。またこのと
き、インピーダンス変換手段８が入力インピーダ
ンスが無限大とみなせるほど大きく出力インピー
ダンスが０とみなせるほど小さいため、分圧抵抗
３ｂの抵抗値の影響を帰還抵抗４，５に与えず、
分圧抵抗３ａと３ｂの抵抗値の比率による分圧が
正確に行なえる。なお本発明の実施例では、イン
ピーダンス変換手段として、入力インピーダンス
が無限大とみなせるほど大きく出力インピーダン
スが０とみなせるほど小さいような演算増幅器を
使用したが、各々の抵抗値の関係が、入力インピ
ーダンスが分圧抵抗３ｂよりはるかに大きく、帰
還抵抗４，５が出力インピーダンスよりはるかに
大きくなるものであれば、本発明の実施例のよう
な演算増幅器を使用せず、他のものに置き換える
ことも可能である。

【表】 次に、増幅度切り換えスイツチａ６およびｂ７
の動作を制御する制御回路９の一例について第３
図を用いて説明する。第３図において１２，１３
はボルテージコンパレータ、１４はアツプダウン
カウンタ、１５，１６はリレーである。ボルテー
ジコンパレータ１２は増幅度を減少させるレベル
を検出する役目を持ち、アツプダウンカウンタ１
４のカウントアップ端子（CU）に接続されてい
る。一方ボルテージコンパレータ１３は増幅度を
増加させるレベルを検出する役目を持ち、アツプ
ダウンカウンタ１４のカウントダウン端子（CD）
に接続されている。アツプダウンカウンタ１４は
コード化された増幅度信号を発生させる役目を持
つ。この増幅度信号によつてリレー１５，１６を
動作させ増幅度切り換えスイツチａ６およびｂ７
の切り換えを行ない増幅度を変化させる。次に、
光電流が変化した時の動作を第１図、第２図、第
３図を用いて説明する。 第１図において、光電変換素子１の光電流が増
加すると、演算増幅器２の出力電圧が増加する。
これが一定値に達すると増幅度を下げるためボル
テージコンパレータ１２が動作し、アツプダウン
カウンタ１４のカウントを１つアツプさせる。ア
ツプダウンカウンタ１４の出力を初期設定で、コ
ード化増幅度信号Ａ＝０、Ｂ＝０とし、この状態
を増幅度切り換えスイツチａ６の接点がａ点に増
幅度切り換えスイツチｂ７の接定がｄ点にある状
態に決めておく。ボルテージコンパレータ１２か
らのカウント入力がアツプダウンカウンタ１４に
入るとコード化増幅度信号Ａ＝１、Ｂ＝０と変化
する。Ａ＝１と変化したことによつて、リレー１
５が動作し、増幅度切り換えスイツチａ６の接点
をｂ点に切り換える。この動作により帰還抵抗４
と５の抵抗値の関係から増幅度は1/10となる。 さらに光電流が増加してゆくと、ボルテージコ
ンパレータ１２が同様に動作し、アツプダウンカ
ウンタ１４を１つカウントアツプさせ、コード化
増幅度信号Ａ＝０、Ｂ＝１が得られる。この信号
に対応し、リレー１５，１６が動作し、増幅度切
り換えスイツチａ６の接点はａ点に、増幅度切り
換えスイツチｂ７の接点はｃ点になり、初期の増
幅度の1/100となる。さらに光電流が増加すると
同様な動作から増幅度切り換えスイツチａ６の接
点はｂ点に、増幅度切り換えスイツチｂ７の接点
はｃ点になり、初期の増幅度の1/1000となる。
（増幅度切り換えスイツチａ６とｂ７の関係を第
２図に示す） このようにして、光電流のレベルに応じて増幅
度を変えることができる。また本実施例では増幅
度が４段階の場合について説明したが、測光範囲
が広くなり増幅度の切り換えを増やす必要が生じ
た場合には、演算増幅器２の帰還抵抗を増加し、
分圧抵抗３ａと３ｂの比率を換え増幅度切り換え
スイツチａ６を増設し、アツプダウンカウンタ１
４のコード化増幅度信号のビツト数を増加すれば
よい。 なおこの実施例ではインピーダンス変換手段８
として用いた演算増幅器の非反転回路において、
抵抗１０，１１を設けているが、この抵抗値を変
えることによつて、演算増幅器の増幅度を変える
ことができることから、測光回路の増幅出力に補
正係数をかけることができ、光電変換素子１の汚
れや劣化による測定誤差を補償できる。 発明の効果 以上のように、本発明は帰還抵抗の数を増やし
たり、抵抗値をあげるなど測定誤差の要因となる
ことを行なわずに、低電流域から高電流域までの
広に範囲にわたつて、増幅度を切り換えながら正
確な測光が行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における測光装置の回
路図、第２図は同装置の測定範囲による増幅度切
り換えと、増幅度切り換えスイツチの状態を示し
た図、第３図は同装置の増幅度切り換えスイツチ
の制御回路を示したブロツク図、第４図ａ，ｂは
従来の測光装置の回路図である。 １……光電変換素子、２……演算増幅器、３…
…分圧器、４……帰還抵抗、５……帰還抵抗、６
……増幅度切り換えスイツチａ、７……増幅度切
り換えスイツチｂ、８……インピーダンス変換手
段、９……制御回路、１０……抵抗、１１……抵
抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入射光量に応じた電流を発生する光電変換素
   子と、光電変換素子の光電流を増幅する演算増幅
   器と、演算増幅器の出力を分圧する分圧器と、一
   端を前記演算増幅器の入力に接続した複数の帰還
   抵抗と、これらの複数の帰還抵抗を切り換える切
   り換えスイツチと、前記演算増幅器出力と分圧器
   出力とを切り換える切り換えスイツチと、前記両
   切り換えスイツチの間に設けたインピーダンス変
   換手段とからなる測光装置。