JPS6254130A - 測光装置 - Google Patents

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】 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ってきている。一方
、受光素子においても広い範囲にわたって直線性の存在
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１９，２０．２
１を用い、増幅度切り換えスイッチ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α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図すがある。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ッチ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ミ帰還抵抗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ったり、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図すに示すよ
うな測光回路がある。第４図す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２　ｓ　ａ、　２ｓ
ｂ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
イッチ２８ではｂ点に、増幅度切り換えスイッチ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
えスイッチ２８をａ点に切り換えることによって１０倍
の増幅度が得られる。さらに１００倍１ｏｏｏ倍の増幅
度を得ようとした場合、第４図ａでは１００倍１０００
倍の抵抗値を持った帰還抵抗を必要としたが、第４図す
では分圧抵抗２６ａ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ッチ２９の切り換
えによって、１００倍１ｏｏＯ倍の増幅度が得られる。

よって、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２ｓｂの抵抗値
よりはるかに大きくなければ分圧抵抗２６ｂ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２６ｂである場合には、演算増幅器２４のフィー
ドバックルーズにおける帰還量は１／２　となるため、
分圧抵抗２６ａ、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２ｓ
ｂ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ったり、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
える切り換えスイッチと、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ッチと、前記両切り換
えスイッ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ととにより
、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ってな
くシ、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、４，６は帰還抵抗、６゜７は増幅度切り換えス
イッチａ、ｂ、８はインピーダンス変換手段、９は増幅
度切り換えスイッチａｅ、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側光回路で
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ッチａ６と増幅度切り換えスイッ
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４，６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ってきまる。

以下に増幅度の切り換え方法について詳細を説明する０ 第１図において、帰還抵抗４と６、分圧抵抗３ａ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７−７艮において、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。

したがって最も低いレンジ１０時は、増幅度切り換えス
イッチａ６の接点をａ点に、増幅度切り換えスイッチｂ
７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２０時には増幅度切り換えスイッチ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１ｏ；１であることから増幅度を１／１ｏに
下げる。次にレンジ３０時には、増幅度切り換えスイッ
チａ６の接点をａ点に、増幅度切り換えスイッチｂ７の
接点を０点に切り換えることにより、分圧抵抗３ａと３
ｂの抵抗値の比率が９９：１であることから、増幅度は
初期値の１／１０ｏに下がる。

さらにレンジ４の時も、増幅度切り換えスイッチａ６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
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４，６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。

次に、増幅度切り換えスイッチ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はアップダウンカウンタ、１６．１６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、アップダウンカウ
ンタ１４のカウントアツプ端子（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、アップダウンカウンタ１
４のカウントダウン端子（ＣＤ）に接続されている。ア
ップダウンカウンタ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ってリレー１６．１６を動作させ増
幅度切り換えスイッチ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−短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、アップダウンカウンタ１４
のカウントを１つアップさせる。アツブダウンカウンタ
１４の出力を初期設定で、コード化増幅度信号Ａ：Ｏ，
Ｂ：Ｏとし、この状態を増幅度切り換えスイッチａ６の
接点がａ点に増幅度切り換えスイッチｂ７の接定か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ップダウンカウンタ１４に入る
とコード化増幅度信号Ａ＝１．Ｂ＝Ｏと変化する。Ａ＝
１と変化したことによって、リレー１５が動作し、増幅
度切り換えスイッチ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、アップダウンカウンタ１４を１
つカウントアツプさせ、コード化増幅度信号Ａ＝ｏ、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ッチａ６の接点はａ点に
、増幅度切り換えスイッチｂ７の接点は０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ッチａ６の接点
はｂ点に、増幅度切り換えスイッチｂ７の接点は０点に
なり、初期の増幅度の１／１ｏＯｏとなる。（増幅度切
り換えスイッチ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、アップダウンカ
ウンタ１４のコード化増幅度信号のビット数を増加すれ
ばよい０ 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って、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い範囲にわたって、
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
度切り換えスイッ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ッチの制御回路を示したブロック
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、
６・・・・・・帰還抵抗、６・・・・・・増幅度切り換
えスイッチａ、７・・・・・・増幅度切り換えスイッチ
ｂ、ａ・・・・・・インピーダンス変換手段、９・・・
・・・制御回路、１ｏ・・・・・・抵抗、１１・・・・
・・抵抗。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 入力→ 第４図　　　　　（山） （す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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ッチと、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ッチと、前
   記両切り換えスイッ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。