JPH055290B2 - - Google Patents
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- JPH055290B2 JPH055290B2 JP61307874A JP30787486A JPH055290B2 JP H055290 B2 JPH055290 B2 JP H055290B2 JP 61307874 A JP61307874 A JP 61307874A JP 30787486 A JP30787486 A JP 30787486A JP H055290 B2 JPH055290 B2 JP H055290B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/4406—Plural ranges in circuit, e.g. switchable ranges; Adjusting sensitivity selecting gain values
-
- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/4446—Type of detector
- G01J2001/446—Photodiode
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば露出計または照度計もしくは
イメージセンサなどに用いることができるフオト
センサと受光強度測定装置に関する。
イメージセンサなどに用いることができるフオト
センサと受光強度測定装置に関する。
第３図はかゝる測定装置の従来例を示す回路図
である。
である。
フオトセンサ１（こゝではフオトダイオードが
使用されている）は受光強度Ｌに関係した光電流
ｉを流す光−電流変換素子であり、コンデンサ２
は該光電流ｉによつて放電され、コンパレータ３
の（＋）側入力への信号V1は該光電流を積分し
た信号となる。ここで、コンデンサ２をセンシン
グ動作に先立ち、リセツトトランジスタ４をリセ
ツト入力により一時導通させることにより、あら
かじめVDDと同じレベルに充電する。コンデンサ
２の容量をＣとすれば、コンパレータ３には次式
の如き電圧V1が入力として与えられる。
使用されている）は受光強度Ｌに関係した光電流
ｉを流す光−電流変換素子であり、コンデンサ２
は該光電流ｉによつて放電され、コンパレータ３
の（＋）側入力への信号V1は該光電流を積分し
た信号となる。ここで、コンデンサ２をセンシン
グ動作に先立ち、リセツトトランジスタ４をリセ
ツト入力により一時導通させることにより、あら
かじめVDDと同じレベルに充電する。コンデンサ
２の容量をＣとすれば、コンパレータ３には次式
の如き電圧V1が入力として与えられる。
V1＝１／Ｃ∫idt ……(1)
第４図は第３図の動作を説明するためのタイミ
ングチヤートである。
ングチヤートである。
いま、図面イに示される如きリセツト信号をト
ランジスタ４に与えることにより、まずコンデン
サ２を充電してV1＝０とし（このときコンパレ
ータ３の出力も“０”となる）、次にコンデンサ
２の放電を開始してコンパレータ３の出力が
“１”に反転するまで、すなわち、同図ロに示さ
れるコンパレータ入力V1がVrefに達するまでの時
間もsを同図ハの如く測定すれば、受光強度Ｌが
時間tSに変換されることになる。ここで、電流ｉ
は強度Ｌにほぼ比例するものとしてｉ＝ALとす
ると、コンパレータ３の入力電圧V1は次式の如
く表わされる。
ランジスタ４に与えることにより、まずコンデン
サ２を充電してV1＝０とし（このときコンパレ
ータ３の出力も“０”となる）、次にコンデンサ
２の放電を開始してコンパレータ３の出力が
“１”に反転するまで、すなわち、同図ロに示さ
れるコンパレータ入力V1がVrefに達するまでの時
間もsを同図ハの如く測定すれば、受光強度Ｌが
時間tSに変換されることになる。ここで、電流ｉ
は強度Ｌにほぼ比例するものとしてｉ＝ALとす
ると、コンパレータ３の入力電圧V1は次式の如
く表わされる。
V1＝ALt／Ｃ ……(2)
ここで、時間tsはV1＝Vrefとなるまでの時間で
あるから、上記(2)式より次式の如く求められる。
あるから、上記(2)式より次式の如く求められる。
ts＝CVref／AL ……(3)
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の場合受光強度Ｌは広範囲に変化するのが
普通であり、例えば受光強度Ｌが最大と最小で
106倍変化すれば、変換時間tsも上記(3)式から最
大と最小で106倍変化することになる。すなわち、
最小変換時間を１マイクロ秒としても最大変換時
間は１秒となつてしまい、実用上使えないことに
なる。そこで、受光強度Ｌは小さい場合に変換時
間tsを短くするためには、Vrefの値を小さくして
やれば良いが、コンパレータの基本特性として電
源電圧（Ｖ＋とＶ−）付近の入力に対しては動作
しなくなるため、比較電圧Vrefをコンパレータの
接地レベルに近づけすぎると第３図の回路全体が
動作しなくなる。コンパレータの電源を回路の他
の部分と別なものにできて、Ｖ−をマイナス電位
にすれば問題は無いが、接地レベルを全回路で共
通化する必要がある場合は適用できない。また、
Vrefをかなり小さくできた場合でも、Vrefの値を
固定値にすると、受光強度Ｌが大きい場合は逆に
応答時間tSが小さくなりすぎて他の回路が追随で
きなくなつてしまう、などの問題がある。
普通であり、例えば受光強度Ｌが最大と最小で
106倍変化すれば、変換時間tsも上記(3)式から最
大と最小で106倍変化することになる。すなわち、
最小変換時間を１マイクロ秒としても最大変換時
間は１秒となつてしまい、実用上使えないことに
なる。そこで、受光強度Ｌは小さい場合に変換時
間tsを短くするためには、Vrefの値を小さくして
やれば良いが、コンパレータの基本特性として電
源電圧（Ｖ＋とＶ−）付近の入力に対しては動作
しなくなるため、比較電圧Vrefをコンパレータの
接地レベルに近づけすぎると第３図の回路全体が
動作しなくなる。コンパレータの電源を回路の他
の部分と別なものにできて、Ｖ−をマイナス電位
にすれば問題は無いが、接地レベルを全回路で共
通化する必要がある場合は適用できない。また、
Vrefをかなり小さくできた場合でも、Vrefの値を
固定値にすると、受光強度Ｌが大きい場合は逆に
応答時間tSが小さくなりすぎて他の回路が追随で
きなくなつてしまう、などの問題がある。
したがつて、本発明はよりダイナミツクレンジ
の広い受光強度測定装置を提供することを目的と
する。
の広い受光強度測定装置を提供することを目的と
する。
受光強度の大小判別を行ない、大と判断された
ときは積分開始時点での積分値を予め定められた
値のうちの小さい方の値とし、受光強度が小と判
断されたときは上記積分値を予め定められた値の
うちの大きい方の値にして、それぞれ受光強度を
測定する。
ときは積分開始時点での積分値を予め定められた
値のうちの小さい方の値とし、受光強度が小と判
断されたときは上記積分値を予め定められた値の
うちの大きい方の値にして、それぞれ受光強度を
測定する。
受光強度Ｌが小さい場合は電圧V1の積分開始
時点での値を“０”とするのではなく、正の電圧
V0に対してコンパレータが正常に動作し得る入
力領域に入れることにより、比較電圧Vrefの値を
V0に近づけてもコンパレータ動作に悪影響が出
ないようにして変換時間tsを短縮し、受光強度Ｌ
が大きい場合は０から電圧V1の積分をするよう
にして応答時間tSが短くなり過ぎないようにしダ
イナミツクレンジの拡大を図る。
時点での値を“０”とするのではなく、正の電圧
V0に対してコンパレータが正常に動作し得る入
力領域に入れることにより、比較電圧Vrefの値を
V0に近づけてもコンパレータ動作に悪影響が出
ないようにして変換時間tsを短縮し、受光強度Ｌ
が大きい場合は０から電圧V1の積分をするよう
にして応答時間tSが短くなり過ぎないようにしダ
イナミツクレンジの拡大を図る。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図
はそのタイミングチヤートである。なお、第１図
において１はフオトセンタ（ここではフオトダイ
オードを用いている）、２はコンデンサ（容量
Ｃ）、３はコンパレータ、４Ａ，４Ｂはそれぞれ
独立したリセツトトランジスタ、５は変換時間ts
を測定する計時回路、６はリセツトトランジスタ
４Ａ，４Ｂのリセツトタイミングチヤートなどを
制御する制御回路、７は定電圧（V0）源である。
はそのタイミングチヤートである。なお、第１図
において１はフオトセンタ（ここではフオトダイ
オードを用いている）、２はコンデンサ（容量
Ｃ）、３はコンパレータ、４Ａ，４Ｂはそれぞれ
独立したリセツトトランジスタ、５は変換時間ts
を測定する計時回路、６はリセツトトランジスタ
４Ａ，４Ｂのリセツトタイミングチヤートなどを
制御する制御回路、７は定電圧（V0）源である。
まず、制御回路６は、例えば第２図イの如き信
号R1によりリセツトトランジスタ５を導通させ、
信号V1のレベルを定電圧源V0の電位にする。こ
れにより、コンデンサ２の積分動作は初期値V0
から開始することになり、V0をコンパレータ３
が充分正常動作する入力範囲に設定しておけば、
VrefをV0に近付けることができる。従つて、受光
強度Ｌが小さい場合でも、第２図ロの如く示され
るコンパレータ入力V1がVrefをV0に達するまで
の変換時間tsを充分に小さくすることができる。
変換時間は、例えばカウンタなどで構成される計
時回路５により測定され、その情報は制御回路６
に伝えられる。受光強度Ｌが小さい場合はこれで
センシング動作終了となるが、受光強度Ｌがある
程度以上大きい場合は、今度は変換時間tsが短く
なりすぎで計時回路５の測定精度が落ちるので、
この場合は第２図ロに示すリセツト信号R2によ
りリセツトトランジスタ４Ｂを導通させ、信号
V1を接地レベルにする。受光強度Ｌの大小判定、
すなわちリセツトトランジスタ４Ｂを用いるか否
かの判定は、計時回路５からのtS1をに関する情
報を、制御回路６があらかじめ設定されている値
t0と比べることにより行い、ts1と＜t0（またはts1
と≦t0）の場合にリセツトトランジスタ４Ｂを導
通させることにする。リセツトトランジスタ４Ｂ
により信号V1の電位が“０”になればVrefとはあ
る程度のひらきがあるので、受光強度Ｌが大きく
ても、精度の良い変換時間の測定ができることに
なる。また、この例では変換時間の測定を、場合
によつてはts1とts2と２回繰り返すことになるが、
そもそも変換時間tsの小さい領域で繰り返してい
るので、２回合わせた測定時間が長くなりすぎる
という問題は無い。さらに、上記では積分値の大
きい方から始めたが、小さい方から始めることも
可能なことは勿論である。
号R1によりリセツトトランジスタ５を導通させ、
信号V1のレベルを定電圧源V0の電位にする。こ
れにより、コンデンサ２の積分動作は初期値V0
から開始することになり、V0をコンパレータ３
が充分正常動作する入力範囲に設定しておけば、
VrefをV0に近付けることができる。従つて、受光
強度Ｌが小さい場合でも、第２図ロの如く示され
るコンパレータ入力V1がVrefをV0に達するまで
の変換時間tsを充分に小さくすることができる。
変換時間は、例えばカウンタなどで構成される計
時回路５により測定され、その情報は制御回路６
に伝えられる。受光強度Ｌが小さい場合はこれで
センシング動作終了となるが、受光強度Ｌがある
程度以上大きい場合は、今度は変換時間tsが短く
なりすぎで計時回路５の測定精度が落ちるので、
この場合は第２図ロに示すリセツト信号R2によ
りリセツトトランジスタ４Ｂを導通させ、信号
V1を接地レベルにする。受光強度Ｌの大小判定、
すなわちリセツトトランジスタ４Ｂを用いるか否
かの判定は、計時回路５からのtS1をに関する情
報を、制御回路６があらかじめ設定されている値
t0と比べることにより行い、ts1と＜t0（またはts1
と≦t0）の場合にリセツトトランジスタ４Ｂを導
通させることにする。リセツトトランジスタ４Ｂ
により信号V1の電位が“０”になればVrefとはあ
る程度のひらきがあるので、受光強度Ｌが大きく
ても、精度の良い変換時間の測定ができることに
なる。また、この例では変換時間の測定を、場合
によつてはts1とts2と２回繰り返すことになるが、
そもそも変換時間tsの小さい領域で繰り返してい
るので、２回合わせた測定時間が長くなりすぎる
という問題は無い。さらに、上記では積分値の大
きい方から始めたが、小さい方から始めることも
可能なことは勿論である。
なお、複数のフオトセンサを１つのアレイとし
て用いる場合は、複数個のVputの変換時間のうち
の代表的なもの、例えば最短なもの、最長のもの
平均値などを用いてリセツトトランジスタ４Ｂを
用いるか否かの判定を行うことにより、本発明を
実施することができる。また、フオトセンサ（ア
レイ）とは別に、受光強度の平均値をあらかじめ
判断する手段を用いることができれば、その判断
手段の出力でリセツトトランジスタ４Ａと４Ｂを
使いわける（受光強度大の場合はリセツトトラン
ジスタ４ＢのみをON，小の場合は４Ａのみを
ON）ことにより、第１図、第２図で説明した例
のように、変換時間の測定をts1、ts2と２回繰り
返すことなく、１回で済ますこともできる。
て用いる場合は、複数個のVputの変換時間のうち
の代表的なもの、例えば最短なもの、最長のもの
平均値などを用いてリセツトトランジスタ４Ｂを
用いるか否かの判定を行うことにより、本発明を
実施することができる。また、フオトセンサ（ア
レイ）とは別に、受光強度の平均値をあらかじめ
判断する手段を用いることができれば、その判断
手段の出力でリセツトトランジスタ４Ａと４Ｂを
使いわける（受光強度大の場合はリセツトトラン
ジスタ４ＢのみをON，小の場合は４Ａのみを
ON）ことにより、第１図、第２図で説明した例
のように、変換時間の測定をts1、ts2と２回繰り
返すことなく、１回で済ますこともできる。
本発明によれば、受光強度の大小により積分開
始時の初期値を変更するようにしたので、光電流
ｉの積分時間すなわち変換時間を受光強度が小さ
い場合は早めるようにし、受光強度が大きい場合
は長めになるようにすることができ、その結果ダ
イナミツクレンジの広いフオトセンサの受光強度
測定装置を提供することができる利点がもたらさ
れる。
始時の初期値を変更するようにしたので、光電流
ｉの積分時間すなわち変換時間を受光強度が小さ
い場合は早めるようにし、受光強度が大きい場合
は長めになるようにすることができ、その結果ダ
イナミツクレンジの広いフオトセンサの受光強度
測定装置を提供することができる利点がもたらさ
れる。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図
はその動作を説明するためのタイムチヤート、第
３図は従来例を示す回路図、第４図はその動作を
説明するためのタイムチヤートである。 符号説明、１……フオトセンサ（フオトダイオ
ード）、２……コンデンサ（容量Ｃ）、３……コン
パレータ、４，４Ａ，４Ｂ……リセツトトランジ
スタ、５……計時回路、６……制御回路、７……
定電圧源。
はその動作を説明するためのタイムチヤート、第
３図は従来例を示す回路図、第４図はその動作を
説明するためのタイムチヤートである。 符号説明、１……フオトセンサ（フオトダイオ
ード）、２……コンデンサ（容量Ｃ）、３……コン
パレータ、４，４Ａ，４Ｂ……リセツトトランジ
スタ、５……計時回路、６……制御回路、７……
定電圧源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光を受光しその受光強度に応じた光電流を発
生するフオトセンサと、該フオトセンサの光電流
を積分する積分手段とを備え、該積分手段による
積分値がその積分開始時点から所定値に達するま
での時間によつて受光強度を測定する測定装置に
おいて、 前記受光強度の大小判別を行ない、大と判断さ
れたときは前記積分開始時点での積分値を予め定
められた値のうちの小さい方の値とし、前記受光
強度が小と判断されたときは前記積分値を予め定
められた値のうちの大きい方の値にしてそれぞれ
受光強度を測定することを特徴とするフオトセン
サの受光強度測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のフオトセンサ
の受光強度測定装置において、前記積分開始時点
での積分値として、まず前記予め定められた値の
うちの大きい方を選択して前記積分値が所定値に
達するまでの時間を測定し、該測定時間が所定値
よりも小さいときは、前記積分値を予め定められ
た値のうちの小さい方の値にして再動作させるこ
とを特徴とするフオトセンサの受光強度測定装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307874A JPS63163119A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | フオトセンサの受光強度測定装置 |
| DE3743954A DE3743954C2 (de) | 1986-12-25 | 1987-12-23 | Lichtintensitätsmeßgerät |
| US07/137,616 US4847483A (en) | 1986-12-25 | 1987-12-24 | Device for measuring light intensity received by a photosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307874A JPS63163119A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | フオトセンサの受光強度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163119A JPS63163119A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH055290B2 true JPH055290B2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=17974201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61307874A Granted JPS63163119A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | フオトセンサの受光強度測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4847483A (ja) |
| JP (1) | JPS63163119A (ja) |
| DE (1) | DE3743954C2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4916307A (en) * | 1987-12-15 | 1990-04-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Light intensity detecting circuit with dark current compensation |
| US5017794A (en) * | 1988-03-17 | 1991-05-21 | United Manufacturing Co., Inc. | Apparatus and method for varying the timing of a control signal |
| DE3833208C2 (de) * | 1988-09-30 | 1997-03-13 | Bron Elektronik Ag | Verfahren zur Messung der Blitzdauer eines Blitzgerätes sowie Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
| JPH02297021A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Nippon Soken Inc | 物理量測定装置 |
| US5204586A (en) * | 1991-07-17 | 1993-04-20 | Siemens Solar Industries, L.P. | Solar powered lamp having a circuit for providing positive turn-on at low light levels |
| DE19533061C2 (de) * | 1995-09-07 | 1997-07-03 | Leica Ag | Photoelektrische Halbleiter-Lichterfassungseinrichtung mit programmierbarem Offset-Strom und Bildsensor mit einer solchen Einrichtung |
| US6121875A (en) * | 1996-02-08 | 2000-09-19 | Inform 2000 | Monitoring and alerting system for buildings |
| US7928955B1 (en) * | 2000-03-13 | 2011-04-19 | Intel Corporation | Automatic brightness control for displays |
| US7232987B2 (en) * | 2005-05-25 | 2007-06-19 | Victor Webbeking | Instrument and method to measure available light energy for photosynthesis |
| JP2007205902A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Epson Imaging Devices Corp | 光検知回路、電気光学装置および電子機器 |
| US7683305B2 (en) * | 2007-09-27 | 2010-03-23 | Aptina Imaging Corporation | Method and apparatus for ambient light detection |
| EP2254159A4 (en) | 2007-12-25 | 2012-06-20 | Seiko Instr Inc | OPTICAL DETECTION ARRANGEMENT AND PICTURE DISPLAY ARRANGEMENT |
| DK2483845T3 (da) * | 2009-09-29 | 2014-07-07 | Nagraid Security S A | Bærbart elektronisk apparat, som er forsynet med en optisk kontakt, især et elektronisk kort |
| DE102013215482B3 (de) * | 2013-08-06 | 2014-07-24 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Optischer Sensor und Verfahren zur Überprüfung eines optischen Sensors im Betrieb |
| JP7516240B2 (ja) * | 2020-12-24 | 2024-07-16 | 横河電機株式会社 | 光測定装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925165B2 (ja) * | 1975-11-14 | 1984-06-15 | アサヒコウガクコウギヨウ カブシキガイシヤ | ロシユツケイニオケル デイジタルヒヨウジカイロ |
| US4203668A (en) * | 1978-03-31 | 1980-05-20 | Creative Phototronics, Inc. | Digital exposure meter |
| JPS5714726A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Minolta Camera Co Ltd | Measuring device for quantity of light |
| JPS58143224A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-25 | Fuji Electric Co Ltd | フオトセンサの受光強度測定回路 |
| GB2147169B (en) * | 1983-08-09 | 1987-09-30 | Konishiroku Photo Ind | Rangefinder |
| US4621204A (en) * | 1984-07-26 | 1986-11-04 | Miles Laboratories, Inc. | Sensor integrator system |
| US4666301A (en) * | 1985-05-08 | 1987-05-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Radiation responsive integrating amplifier |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP61307874A patent/JPS63163119A/ja active Granted
-
1987
- 1987-12-23 DE DE3743954A patent/DE3743954C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-24 US US07/137,616 patent/US4847483A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3743954C2 (de) | 1994-09-08 |
| JPS63163119A (ja) | 1988-07-06 |
| DE3743954A1 (de) | 1988-07-14 |
| US4847483A (en) | 1989-07-11 |
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