JPS5945508A - 電気付勢装置 - Google Patents

電気付勢装置

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JPS5945508A
JPS5945508A JP15496382A JP15496382A JPS5945508A JP S5945508 A JPS5945508 A JP S5945508A JP 15496382 A JP15496382 A JP 15496382A JP 15496382 A JP15496382 A JP 15496382A JP S5945508 A JPS5945508 A JP S5945508A
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electric
instruction signal
sampling
energizing
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JP15496382A
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Kazuyuki Shimada
和之 島田
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波点灯信号をPWM (P u l s
e  Width  Modulation)信号でチ
ョッピングして蛍光灯を点灯付勢し、蛍光灯の発光をフ
ォトセンサで検出するなどの、比較的に高い周波数の動
作信号を、比較的に低い周波数の付勢制御信号でチョッ
ピングした信号に基づいて電気要素を付勢し、電気要素
の付勢の結果を電気的に検出す電気イ」勢装置に関する
この種の電気付勢装置では、たとえば蛍光灯の発光がP
WM信号周期でちらつくので、フォトセンサの検出信号
を積分回路で平滑化してリップル波形を取り除き、サン
プルホールド回路に周期的に積分電圧を更新メモリし、
ホールド値を制御系にフィードバックしてP W M信
号のパルス幅を制御して蛍光灯の明るさを所定値に維持
するなどの、フィードバック制御が行なわれる。
したがって、リップル波形を取り除くためにかなり大き
な時定数を持つ積分回路を用いさるを得す、制御系の応
答性が悪い。時定数を小さくすると。
検出信号の積分電圧にもリップルがあるので、サンプリ
ングした値が、リップルの最低から最高までの範囲にわ
たって正確な値を示さない。
本発明は、電気(=J勢装置におい又、積分回路を省略
するかもしはその時定数を小さくし、しかt)正確な検
出信号読取を行なうことを目的と電る。
以下、50に!mZの動作周波数を中心が]KIb、の
チョップ周波数(PWM信号)でチョッピングして蛍光
灯の定照度点灯制御系を例にして本発明を説明する。
第1図に示すように、高周波の動作信号おPWM信号す
でチョッピングした点灯付勢信号Cを増幅して蛍光灯を
点灯させると、蛍光灯の光を受けたフォトセンサの出力
の、時定数が小さい積分回路による積分電圧dは、リッ
プル成分を有する。このようにリップル成分を含んだア
ナログ信号をA/D変換した場合、そのサンプリングに
よって同じ信号であっても、異なったディジタル値を示
すことになる。
例えば、第1図に示すタイミングt。〜[9・・・でサ
ンプリングをしたとすると、A/D変換値は第1図の2
点鎖線に相当する値を示すことになり、サンプリングの
毎に読み取る値が異なる。
そこで本発明においては、PWM信号などの付勢制御信
号に同期してそれと所定の時間関係のサンプリング指示
信号を発生するタイミング信号発生手段、およびサンプ
リング指示信号に応答して検出値を読む手段を備えて。
(1)チョップ信号の立−1ユかり時にデータリ゛ンブ
11ングをする、 ■立上がり時から、あるタイミングでデータサンプリン
グをする、あるいは、ヂョソブ周波数内で何回かΔ/1
.)変換可能な場合には、G+立」二かり時から一定間
隔で数回データ4ノンプリンクし、平均値を演算する。
第2図に示ず本発明の実施例では、チョップ信号の立」
二かり時にデータサンブリンクをするようにしている。
すなわち、調光制御装置1が高周波!IJ住信号aとチ
ョップ信号(PWM信j% )  1.、をアナログゲ
ート2に出力し、アナログゲート2が蛍光月1−ライバ
(安定器を含む点灯イ」勢回路)3にイ1勢信号Cを与
える。蛍光灯ドライバ3は、イ」勢信号Cを増幅した、
チョッピングされた高周波電圧を蛍光灯4に印加する。
蛍光灯4の発光はフォトダイオード5で光電変換されて
明るさに対応した電圧が積分回路6に印011される。
積分回路6においては、高周波リップルが平滑化される
。積分電圧はザンブルホールド回路7に印加されるが、
サンプルホールド回路7の入力アナログゲートは通常閉
じられており、積分電圧は取り込まれない。
チョップ信号すが高レベルI(になるとその時モノマル
チバイブレータ8がl・リガされて、所定幅のパルス(
1−1) e (第1図)をサンプルホールド回路7の
入力ゲートに印加する。サンプルホールド回路7におい
ては、それが印加されている間入力ゲーl〜を開いて積
分電圧を取り込む。その後はパルスが到来するまでその
電圧を保持する。
この実施例では、検出信号dのリップル成分の所定の位
相で検出信号をサンプリングするので、検出信号の読取
りが正確である。積分回路6の時定数は、チョップ信号
に同期したリップル成分を平滑化する程の大きい時定数
とする必要はなく、高周波動作信号a相当のリップルを
平滑化する小さい時定数でよいし、蛍光灯の残洸特性や
フ第1ヘセンサの応答遅れがあって高周波動作信号a相
当のリップルが現われないときには、積分回路6を省略
してもよい。
なお、調光制御袋rt、lは、サンプルホールド回路7
が保持する電圧を目標値と比較し、両者が一致する方向
に、チョップ信号(P W M信号)bの高レベル■]
の幅を増減し、蛍光すJ4の明るさを一定値に維持する
第3図に示す実施例においては、カウンタ9てサンプリ
ング指示信号を生成するようにしている。
チョップ信号すが低レベルLにある間カウンタ9はクリ
アされており、チョップ信号すが高レベル11になると
クリアが解除され、カウンタ9が高周波動作信号aをカ
ラン1〜アツプし、カラン1−値が第1の所定値から第
2の所定値にある間、高レベルIIのサンプリング指示
信号をサンプルホールド回路7の入カゲー1−に印加す
る。この実施例では、カウンタ9のコード出力端のいず
れをサンプリング指示信号出力端としてサンプルボール
ド回路7に接続するかで前記第1および第2の所定値が
定まり、所望のタイミングでサンプリング°指示信叶を
発生させることが出来る。
モノマルチバイブレータ8(第2図)や、カウンタ9(
第3図)でサンプリング指示信号を発生させるのに変え
て、調光制御装置1自身でサンプリング指示信号を発生
させてもよい。また、検出信号をデジタルデータに変換
する場合には、」二連のサンプリング指示信号をA/D
変換指示信号としてA/Dコンバータに印加してもよい
第4a図に示す実施例においては、調光制御装置1とし
て備わったマイクロコンピュータMPUでPWMフィー
ドバック調光制御を行なうようにしている。これにおい
ては、ドライバ3aが高周波動作信号aを発生し、チョ
ップ信号すが高レベル■4の間のみ、蛍光灯4を信号a
の増幅電圧で点灯付勢する。マイクロコンピュータMP
Uは、チョップ信号すを高レベルHに出力セットしてか
ら所定の時間遅れを置いてA/Dコンバータ10にA/
D変換スタートを指示する。マイクロコンピュータMP
Uは、A/D変換データを読み込むと、それを設定値と
比較し、その結果に応じてチョップ信号すのパルス幅を
調整し、レジスタにメモリして次回の出力パルス幅を定
める。
この実施例でも、検出信号dのリップル成分の所定の位
相で検出信号をサンプリングすることになるので、検出
信号の読取りが正確である。積分回路6の時定数は、チ
ョップ信号I)に同期したリップル成分を平滑化する程
の大きい時定数とする必要はなく、高周波動作信号a相
当のリップルを平滑化する小さい時定数でよいし、蛍光
灯の発光特性やフ第1ヘセンサの応答特性によって高周
波動作信号a相当のリップルが現われないときには、積
分回路6を省略してもよい。
本発明のもう1−】の実施例では、第4a図に示す実施
例のようにマイクロコンピュータMPUを調光制御装置
として用いる態様で、チョップ信号すが高レベルIIの
間くり返しA / l)変換を行なうか、あるいは高レ
ベルになってから所定回数Δ/■つ変換を行なって、Δ
/1.)変換データの平均値を演算する。マイクロコン
ピュータの検出値読取制御動作を第4b図に示す。
第5a図に、本発明のもう1つの実施例の構成概要を示
す。これは蛍光灯4をPWM制御することで複写機の露
光を調光するシステムであり、PWM信号により蛍光灯
動作信号をチョップし、蛍光灯を点灯する。この光をフ
ァイバー21にて伝送し、光量を電圧値に変換する。更
にΔ/D変換を行ないデジタル値をマイクロコンピュー
タMPUにフィードバックする。MPUでは、このデジ
タルデータとある基準データとを比較し、PWM制御を
行ない、調光を行なう。第5b図にこの実施例の構成を
詳細に示す。
MPU8749はインテル社の8ビツトワンチツプマイ
クロコンピユータであり、ROM  2にバイト、RA
M  128バイト、8ビツトの内部カウンタ、8ライ
ンのBUSポート1つと入出力ボート2つを持つもので
ある。、AD4052は4チヤンネルのアナログ入力端
子と1つのシリアル出力端子を持つ8ビツトのA/Dコ
ンバータである。
動作信号をチョップするPWM調光信号を生成するのに
本実施例では、MPU8749の持つ8ビツト内部カウ
ンタをイベント・カウンタとして用いている。イベント
入力としては、ALE信号を用いている(但し、ALE
クロック3出力でイベント入力1つに相当)。イベン1
−カウンタがクロック入力によりカウントアツプされオ
ーバーフロする時をタイマ割込みを用いて検知して、P
WM信号の出力状態を反転させる。この内部カウンタの
プリセット値を制御することで約]KIIZの、デユー
ティ比が4〜]、 O0%のPWM信号を生成する。
このPWM信号により調光された光源4の出力先爪の状
態をダイオード17で表示する。
この回路を用いた場合のシステ11フローを第6a図〜
第6d図に、メモリマツプを第1表に、入出力ポート使
用状態を第2表に示す。
この実施例は、調)16制御装置1であるマイクロコン
ピュータM T” Uでチョップ信号b’(PwM信号
)を生成し、信%bをトlに出力セラI−1,てから所
定の遅れ時間tの後にサンプリング信号(ホールド信号
)をサンプルホールド回路7に与え、ボールド電圧をA
/DコンバータlOでデジタルデータに変換し、デジタ
ルデータをMF’Uに読み込んで、それを参照してPW
M制御をする。
筑 1 男 フォトダイオード5は、オプティカルファイバ2】を通
して蛍光灯4の光を受け、明るさに応じたインピーダン
ス(抵抗)を示す。フォトダイオード5の電圧(光電変
換信号)は、積分回路(6)構成とした演算増幅器11
で平滑化され、演算増幅器12で増幅され。
演算増幅器13で電圧−電流変換されてアナログスイッ
チ141に印加される。トランジスタ143が非導通(
オフ)のときアナログスイッチ14,142は導通し、
光量(明るさ)信号をコンデンサ15に印加する。
コンデンサ16の電圧は演算増幅器16で電圧−電流変
換されて、マルチカラー発光ダイオード17に印加され
る。マルチカラー発光ダイオード17は、その駆動条件
(電流)を変えることにより、赤と緑の間で発光波長が
連続的に変わる最近の発光素子であり、照明光源が明る
いと緑色に発光し、暗いと赤色に発光し、中間の明るさ
で橙色に発光する。演算増幅器I6の出力は、A/Dコ
ンパ〜り10でデジタルデータに変換されてマイクロコ
ンピュータMPUで読取られる。演算増幅器I6の出力
は、蛍光灯4の明るさを示し、これがデジタルデータで
マイクロコンピュータMPUで読取られると共に、その
明るさに応した色および明るさでダイオード17が発光
し、蛍光月4の明るさを可視表示する。マイクロコンピ
ュータM F’ Uは、読込んだ値を目標値と比較して
、両者が一致する方向に、[1WM信号のパルス幅をシ
フトし、蛍光?J’ 4の明るさを、目標値に制御する
このようにこの実施例では、蛍光灯4の実際の明るさを
ダイオード17でマルチカラー表示するようにしている
以下にマイクロコンピュータ〜iPUの制御動作を、第
6a図〜第6d図を参照してステップ毎に説明する。
−S ”rE P 1−不揮発性メモリ(図示せず)よ
り、点灯回数(TrMELO,ゴ’IMEI11)、自
己診断情報(S T A T U S ) 、前売!#
、設定値(1,、REF V )才9よび前デユーティ
情報(DUTYY)をロードする。
−8TE P 2−各種フラグ、レジスタの初期化。外
部割込み可能化。タイマ割込み禁止、デユーティ−指示
レジスタ設定。
一8TEP3−Ul)/DOWNスイッチの六カに応じ
て、光量設定値を0〜9の10段階の′@卯で変更し、
変更された設定値に応じたデユーティ値をRAM上よリ
デューテイ指示レジスタにロードし、新設定値を7セグ
メント表示する。
一3TEP3−1.−UP/DOWNスイッチの入力状
態を読み取る。その状態に応じて設定値を1ずつ増減さ
せるか、無変更とする。設定範囲はON9の10段階で
あり、この範囲を越えようとすると、発信音を出力する
。入力スイッチのスキャン時間を増加方向、減少方向で
変えて設定値の変化時間を規定している。
−8TEP3−2−光量設定値に応じて、その設定値に
より間接的にアドレスされるメモリにストアされている
デユーティ値をデユーティ指示レジスタR2にロードす
る。
−S TE P 3−3−前もって指定された時間だけ
ブザーをONする。
一8TEP3−4−前もって指定された時間だけ光量設
定値及び自己診断情報を表示する。
−5TEP3−5−設定値が0〜9の範囲を越えようと
した場合にブザーをONする。
一3TEP4−フォトダイオード】0で光電変換された
アナログ電圧値をΔ/ II)変換したデータ値と、基
を光量値と比較し、その大小関係により新たなデユーテ
ィ値を決定し、PWM信号生成のための(’) N /
 OF F時間管理レジスタの内容を更新する。
−S TE P 4−]−光量設定値及び自己診断情報
を表示する。
−S T’ E P 4−2−光電変換された蛍光灯の
光出力電圧値を、8ビツトA/D変換器にでA / D
変換し、そのデータをA / D変換に割当てたRAM
領域にス1へアする。
一3TEP4−3−そのRAM領域内にス1−アされで
いる値と、現光量設定値の示す値によって間接71−レ
スされる基準光量値とを比較する。その比較結果にょリ
デューテイ値を1つ変化させる。
−S TE +)4−4−デユーティ値[く2を県+n
 1)L’v’ Nl信号Hi g bレベル時間、l
”WM信号1.0Wレベル時間を求め、各々ON時間管
理レジスタR,2とOF F時間管理レジスタR+3に
ス1〜アする。
−S TE P 5一点灯時間を寿命時間、寿命X90
%時間と比較し、その比較結果に応じて正常、注意、寿
命信号を出力する。過負荷状態くり返し回数を監視し、
設定回数よりも越えた場合にはエラー処理を行なう。
−8TEP6−ランプを消灯し、ランプ点灯回数を更新
し、点灯回数、自己診断情報、光量設定値、デユーティ
値等を不揮発性メモリヘスドアする。
−3TEP6−]−タイマ割込みを禁止し、タイマをス
トップする。ランプを消灯し、スタート/ストップフラ
グをリセットする。
一8TEP6−2−光量設定値及び自己診断情報を表示
する。
一8TEP6−3一点灯回数、自己診断情報、光量設定
値、デユーティ値等を不揮発性メモリヘスドアする。
−8TEP7−タイマ割込み時に、PWM信号のHig
 h t / Lo wを示すフラグFl&こより、ラ
ンプを消灯/点灯させる信号を出力し、かつ光量出力電
圧をサンプル・ホールドする信号を出力する。
−5TEP7−]−レジスタ群およびアキュムレータを
退避し、タイマをストップする。
−3TEP7−2−フラグF1の状態に応じてランプを
点灯あるいは消灯する。ランプの点灯/消灯に応じて、
各々ランプON時間/ランプOF F時間をタイマにセ
ラ1へする。
−S ’rE P 7−3−7−y ’)’ [71)
状Rを反転さe、レジスタ群、アキュl−レータを回復
する。データボールド信号を出力し、タイマをスタート
さ仕る。
第7図に、発光タイオード17装着し、た、複写機の操
作ボードを示す。キー人力にO・〜9のテンキーKO−
に9.スター1−キーK I O、クリア/ス1−ツブ
キーK11があり、クリア/ス1−ツブキーKllはス
タート前データせツト時にONするとストップキーとな
りザイタル惇市する(ストップキー人力された時点の枚
数でコピーした後停止する)。
調光キーに1.2.に13は+、−あり、十をONし続
けると明るい方へ(ダイオード17.27の表示は、赤
から緑に)変化し、−をONL続けると同様に暗い方へ
(表示は十と)φ方向に)変化し、複写機に露光ランプ
として装備され、た蛍光用4の調光設定値を決定する。
変倍キーK ]、 4〜に17は両面の縮小/拡大を行
なうもので、レンズをパルスモータで移動して行なう。
120%、70%、80%および100%がある。割込
みキーに18は連続コピ一時に一時中断して他のコピー
を行なうものであり、その時のコピー情報、変倍、調光
セラ1〜2紙サイズ、給紙力セラI−の選択(上、下)
、及びコピーカウントの退避を行ない、復帰時に前の情
報を呼び出して以前の状態と同じコピーが継続出来るよ
うにしたものである。この件に関しては特願昭51−6
5606号に開示されている。
ガイドキーに20はこれをONするとその時の機械の状
態が音声で報知される。例えば上カセットに紙を補給し
て下さいとか、10枚コピー出来ましたという様に、機
械の操作方法、障害時のメンテ方法を音声でガイドして
くれる。
マルチコピーキーに19はこれを押した時、ストップキ
ーがONされるまでエンドレスコピーが行なわれる。9
9枚以」二のコピーは再び0にリセットされ1から99
9次に0.■、・・・・・99をくり返す。コピー終了
時に音声にてトータルコピ一枚数が報知される。
日刊キーに21は、これをONすると11ピーに年。
月9日9時刻が写さhる。
オーバーフロー表示L +は、2桁以上のデータセッ1
〜を行った時点灯する。コピ一枚数が1桁以」−になっ
た時にもフラッシュして表示する。
周囲光検知素子P Dは、パネル上において周囲光の明
るさを検知して、表示素子の明るさのコン1へロールを
行なう。検知素子としては、Cd s、太陽電池又はア
第1へトランジスタ等を用いる。
このように周囲光の明るさを検知する場合には、発光ダ
イオード17をモノカラー発光タイオード。
豆球、蛍光発光ランプ等にかえて、周囲光に応じて表示
素子の明るさを補正するようにしてもよい。
たとえは、表示ドライバ(16)と発光素子(17)の
間に周囲光を検出する光電変換素子を直列に接続する。
あるいは、ドライバの出力端とアースの間にn p n
 トランジスタを接続し7て、そのヘースとアースの間
に光電変換素子な接続する。発光ダイオード27に−)
いても同様である7以−Lに説明した実施例においては
、複写機のn光ランプである蛍光灯4の光量検出および
デジタルデータ変換にサンプルホールド回路(141〜
143.15)を用いているが、用途によっては、これ
を省略してもよい。
以]二の通り本発明においては、リップル成分を有する
検出信号を常に正確に読み取ることが出来るので、積分
回路を省略するか、又はその時定数を小さくして、応答
性が高いフィードバック制御を行なうことが出来る。す
なわち、正確な、応答性の高いフィードバック制御が可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、蛍光灯のPWM調光制御における、P W 
M信号(チョップ信号)b9点灯付付勢号Cおよび明る
さ検出信号dの関係を示すタイムチャートである。 第2図、第3図および第4a図はそれぞれ本発明の一実
施例を示すブロック図、第4b図は第4a図に示すマイ
クロコンピュータMPUのサンプリング制御動作を云オ
フローチャートチする。 第5a図は本発明のもう1つの実施例の構成概要を示す
ブロック図、第5 b図は構成の8Y′州を示すブロッ
ク図、第6 a図、第61)図、第6c図および第6d
図は第5 b図に示すマ(りL1コンピュータM P 
Uの露光制御動作を示−4フローチヤー1へ。 第7図は複写機の操什ボードの平面図である。 4:蛍光すJ 5:)第1ヘタイオ−1・()第1〜t!ンサ)11〜
13.16.18:演算増幅器 141〜143 :アナログスイッチ 15:コンデンサ 17:発光ダイオ−1〜 21ニオブティカルファイバ M P U :マイクロコンピュータ(制御装置)1)
 l) :光電変換素子 特許出願人 株式会7] リ コ−

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)比較的に高い周波数の動作信号を、比較的に低い
    周波数の付勢制御信号でチョッピングした信号に基づい
    て電気要素を付勢し、電気要素の付′勢の結果を電気的
    に検出し、検出値をサンプリングで得る電気付勢装置に
    おいて、 前記付勢制御信号に同期してそれと所定の時間関係のサ
    ンプリング指示信号を発生するタイミング信号発生手段
    、およびサンプリング指示信号に応答して検出値を読む
    手段。 を備えることを特徴とする電気付勢装置。
  2. (2)タイミング発生手段は、付勢制御信号の低レベル
    から高レベルへの、もしくはその逆の変化に応答して所
    定時間幅のサンプリング指示信号を発生する電気手段で
    ある前記特許請求の範囲第(1)項記載の電気付勢装置
  3. (3)タイミング発生手段は、付勢制御信号の低レベル
    から高レベルへの、もしくはそのi!Jljの変化点よ
    りクロックパルスのカラン1〜を開始し、設定されたカ
    ウント値開にザンブリング指示信吟を発生するカウント
    装置である前記特許請求の範囲第(1)項記載の電気付
    勢装置。
  4. (4)タイミング発生手段は、付勢制御信号と共に、そ
    れと所定の時間関係のサンプリング指示信号を発生する
    制御装置である前記特許請求の範囲第(1)項記載の電
    気イ1勢装置。
  5. (5)検出値を読む手段は、サンプルホールド回路であ
    る前記特許請求の範囲第(1)項記載の電気イ1勢装置
  6. (6)検出値を読む手段はA / 1.)コンバータで
    ある前記特許請求の範囲第(1)項記載の電気付勢装置
  7. (7)タイミング発生手段は、イ1勢制御信号と共に、
    それと所定の時間関係のΔ/1)変換指示信号を発生し
    て、A/D変換指示信号をΔ/I)コンバータに与えて
    変換データを自身に読込むマイクロコンピュータである
    前記特許請求の範囲第(6)項記載の電気付勢装置。
  8. (8)検出値を読む手段は、サンプルホールド回路およ
    びサンプルホールド回路の保持値をデジタルデータに変
    換するA/Dコンバータである前記特許請求の範囲第(
    1)項記載の電気付勢装置。
  9. (9)タイミング発生手段は、付勢制御信号と共に、そ
    れと所定の時間関係のサンプリング信号およびA/D変
    換指示信号を発生して、サンプリング指示信号をサンプ
    リング回路に、A/D変換指示信号をA/Dコンバータ
    に与えて変換データを自身に読込むマイクロコンピュー
    タである前記特許請求の範囲第(8)項記載の電気付勢
    装置。
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