JP3296286B2

JP3296286B2 - 光センサ回路

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Publication number: JP3296286B2
Application number: JP11498498A
Authority: JP
Inventors: 芳雄鶴田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2002-06-24
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: JPH11304584A; US6417503B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光センサ回路に関
し、特に一定時間蓄積した光量の情報を基準電圧からの
変化量とするアナログデータで出力する光センサ回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光量を測定したり画像を読み取ったりす
るのに光信号を電気信号に変換する光電変換素子が使わ
れている。このような光電変換素子を利用して、一定時
間蓄積した光量の情報をアナログデータとして出力し、
しかもそのアナログデータは基準電圧からの変化量とし
て出力するような光量蓄積型の光センサ回路が知られて
いる。

【０００３】図１２は従来の光量蓄積型光センサ回路の
一例を示す回路図であり、図１３は従来の光センサ回路
の動作を示すタイミングチャートである。図１２によれ
ば、光量蓄積型光センサ回路は、光を電気信号に変える
光電変換素子であるフォトダイオード１と、リセットス
イッチ２と、電荷積分用コンデンサ３と、演算増幅器４
とから構成されている。ここで、フォトダイオード１の
カソードは電源ラインに接続され、アノードは演算増幅
器４の反転入力に接続されている。リセットスイッチ２
は演算増幅器４の反転入力と出力との間に接続され、電
荷積分用コンデンサ３も演算増幅器４の反転入力と出力
との間に接続されて積分回路を構成している。この演算
増幅器４の非反転入力には、基準電圧Ｖref が供給され
る基準電圧源が接続されている。そして、演算増幅器４
の出力、すなわちこの光量蓄積型光センサ回路の出力は
Ａ／Ｄ（analog to digital ）コンバータ５に接続され
ている。

【０００４】このように構成された光量蓄積型光センサ
回路の動作を図１３を参照して説明する。まず、フォト
ダイオード１は受光した光の光量に応じた光電流ｉを積
分回路に出力している。ここで、時刻ｔ0 において、リ
セットスイッチ２がオンされるとする。すると、演算増
幅器４の出力と反転入力とがショートされるので、反転
入力および出力の電位は基準電圧Ｖｒｅｆに等しくな
る。このとき、電荷積分用コンデンサ３は放電されて０
になる。次に、時刻ｔ1 において、リセットスイッチ２
がオフされると、フォトダイオード１で発生した光電流
ｉはコンデンサ３に蓄積されていき、その結果、出力電
圧Ｖout は時間とともに電位が低下していく。このと
き、時刻ｔ1 後の時間をｔとすると、出力電圧Ｖout は
次式で表される。

【０００５】

【数１】Ｖout ＝Ｖref −（ｉ×ｔ／ｃ）・・・（１）ここで、ｃはコンデンサ３の容量である。すなわち、出
力電圧Ｖout は光量に応じて電圧がＶref より低下して
いく。そこで、ある積分時間後の出力電圧Ｖoutを計測
することにより、フォトダイオード１に照射された光量
が把握できることになる。このとき、この出力電圧Ｖou
t はアナログ量であるので、たとえばマイクロプロセッ
サを用いた後処理を行うようにするため、Ａ／Ｄコンバ
ータ５に入力されてデジタル量に変換することがしばし
ば行われる。

【０００６】光センサ回路の出力電圧Ｖout は、図１３
からも明らかなように、最大が基準電圧Ｖref であり、
したがって光センサ回路の出力は、Ｖout 〜ＧＮＤ（0
ボルト）の範囲内で変化する。この出力範囲は、アナロ
グ量をデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータ５の入力
範囲と同じであることが望ましい。これは、Ａ／Ｄコン
バータ５の入力範囲が光センサ回路の出力範囲より小さ
い場合、入力範囲を越えたアナログ値は正しくデジタル
値に変換されないからである。逆に、Ａ／Ｄコンバータ
５の入力範囲が光センサ回路の出力範囲より大きい場合
には、デジタル量の分解能が低下する。すなわち、Ａ／
Ｄコンバータ５は、その入力範囲のアナログ値を決めら
れたビット数のデジタル値に変換するため、ビット数が
同じであれば入力範囲が大きい程デジタル化する場合の
刻み幅は大きくなり、分解能は低下する。したがって、
Ａ／Ｄコンバータの入力範囲のうち、光センサ回路の出
力範囲より大きい差の分は変換対象にならず、分解能も
低下することになる。以上の理由により、光センサ回路
の出力範囲は、Ａ／Ｄコンバータ５の入力範囲と整合が
とれていることが望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
Ａ／Ｄコンバータの入力範囲は、Ａ／Ｄコンバータで決
まる基準電圧〜ＧＮＤとなる。また、Ａ／Ｄコンバータ
にはその使用方法により、コスト、性能などを考慮して
種々のものが使用されるため、入力範囲の基準電圧は様
々な値になりうる。このため従来の光センサ回路では出
力範囲が基準電圧〜ＧＮＤに固定されているので、種々
のＡ／Ｄコンバータに対して、出力範囲が最適化されに
くいという問題があった。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、後段のＡ／Ｄコンバータの入力範囲に適合し
た可変の出力範囲を設定可能な光センサ回路を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、受光した光量に応じた値のアナログ信号
を出力する光センサ回路において、光を検知して光量に
応じた値の光電流（ｉ）を出力する光検知素子と、前記
光検知素子が出力した光電流（ｉ）を入力して一定時間
（ｔ）蓄積された電荷（Ｃ）に基づいて発生する電圧
（ｉ×ｔ／Ｃ）と基準電圧（Ｖref）との差（Ｖref−ｉ
×ｔ／Ｃ）を出力する光量蓄積手段と、異なる電圧値を
出力する複数の基準電圧発生手段と、前記Ａ／Ｄ変換器
の入力範囲に応じて複数の前記基準電圧発生手段の出力
の一つを選択して前記光量蓄積手段に前記基準電圧とし
て供給する基準電圧選択手段とからなり、蓄積した電圧
に応じて前記光量蓄積手段が出力することのできるアナ
ログ信号値の出力範囲を変更する出力範囲変更手段と、
を備えていることを特徴とする光センサ回路が提供され
る。

【００１０】出力範囲変更手段は、異なる電圧値を出力
する複数の基準電圧発生手段と、これらの出力の一つを
選択して光量蓄積手段に基準電圧として供給する基準電
圧選択手段とからなるように構成した。

【００１１】このような光センサ回路によれば、出力範
囲の上限である基準電圧を複数設定することができ、Ａ
／Ｄコンバータの入力範囲に応じて、適切な出力範囲を
選択することができる。これにより、種々の入力範囲を
有する種々のＡ／Ｄコンバータに対して、光センサ回路
の出力範囲をその入力範囲に整合させることができるの
で、Ａ／Ｄコンバータにおける変換ミスがなく、また、
Ａ／Ｄコンバータの分解能を十分活かしたデジタル化が
可能となるので、後処理においての精度を向上させるこ
とが可能となる。

【００１２】また、出力範囲変更手段は、光量蓄積手段
の出力に配置されて複数の増幅率に設定可能な増幅器か
らなるように構成した。このような光センサ回路によれ
ば、増幅器の増幅率を任意に選択することにより、光セ
ンサ回路の出力範囲をＡ／Ｄコンバータの入力範囲に応
じた適切な値に設定することができる。これにより、種
々の入力範囲を有する種々のＡ／Ｄコンバータに対応さ
せることが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。図１は光センサ回路の第
１の実施の形態を示す図である。図１において、光検知
素子としてのフォトダイオード１と、リセットスイッチ
２と、電荷積分用コンデンサ３と、演算増幅器４とによ
り光量蓄積型光センサ回路が構成されている。すなわ
ち、フォトダイオード１はそのカソードを電源ライン
に、アノードを演算増幅器４の反転入力に接続してい
る。演算増幅器４の反転入力と出力との間には、リセッ
トスイッチ２および電荷積分用コンデンサ３が接続され
て積分回路を構成し、出力はＡ／Ｄコンバータ５に接続
するためのこの光センサ回路の出力を構成している。演
算増幅器４の非反転入力には、ｎ個の基準電圧発生回路
６ａ〜６ｎの出力がそれぞれスイッチ７ａ〜７ｎを介し
て接続されている。スイッチ７ａ〜７ｎをオン・オフ制
御するそれぞれの制御入力は基準電圧選択回路８の出力
に接続されている。ここで、基準電圧発生回路６ａ〜６
ｎ、スイッチ７ａ〜７ｎおよび基準電圧選択回路８が出
力範囲変更手段を構成している。

【００１４】この構成によれば、基準電圧発生回路６ａ
〜６ｎは、それぞれ異なる基準電圧Ｖref1〜Ｖrefnを出
力するよう設定されており、基準電圧選択回路８がスイ
ッチ７ａ〜７ｎのいずれか一つをオンするようにしてい
る。したがって、演算増幅器４の非反転入力には、ｎ個
ある基準電圧発生回路６ａ〜６ｎの中から基準電圧選択
回路８によって選択された所望の一つの基準電圧発生回
路の出力が接続され、所望の基準電圧を入力することが
できる。

【００１５】ここで、たとえば、図示のように基準電圧
選択回路８によってスイッチ７ｂが選択された場合、基
準電圧発生回路６ｂが発生した基準電圧Ｖref2が演算増
幅器４の非反転入力に与えられる。これにより、リセッ
トスイッチ２がオン状態にあるときの演算増幅器４の出
力電圧Ｖout はＶref2となる。この電圧Ｖref2は、Ａ／
Ｄコンバータ５がデジタル変換を行うときのアナログ入
力の許容範囲の最大値にほぼ等しい値であれば、この光
センサ回路の出力を効率良くＡ／Ｄコンバータ５に伝え
ることができる。

【００１６】図２は光センサ回路の第２の実施の形態を
示す図、図３は光センサ回路の動作を示すタイミングチ
ャートである。図２において、図１に示した要素と同じ
または同等の構成要素については同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。この図２の構成によれば、演算
増幅器４の後段に増幅率ｍの増幅器１０を設置してい
る。ここで、増幅率ｍは固定ではなく、複数の値を設定
できるように構成している。これにより、光センサ回路
の出力には、演算増幅器４の出力電圧Ｖout1をｍ倍した
出力電圧Ｖout2が出力されて、Ａ／Ｄコンバータ５に入
力される。ここで、複数の増幅率を設定できる増幅器１
０が出力範囲変更手段を構成している。

【００１７】このときの演算増幅器４の出力電圧Ｖout1
と、増幅器１０を通した後の出力電圧Ｖout2との出力値
の変化の様子を図３に示す。図３から明らかなように、
演算増幅器４の出力電圧Ｖout1の出力範囲が基準電圧Ｖ
ref 〜０（Ｖ）の場合、増幅器１０の出力電圧Ｖout2は
Ｖout1をｍ倍したものであるから、出力範囲は、Ｖref
×ｍ〜０（Ｖ）となる。ここで、ｍを適当に設定するこ
とにより、出力範囲はＡ／Ｄコンバータの入力範囲に応
じて最適化が可能となる。

【００１８】図４は光センサ回路の第３の実施の形態を
示す図である。図４において、図１に示した要素と同じ
または同等の構成要素については同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。この図４の構成によれば、演算
増幅器４の後段に演算増幅器１２が配置されている。そ
の演算増幅器１２の非反転入力には演算増幅器４の出力
が接続され、出力は外部のＡ／Ｄコンバータ５へ接続す
るこの光センサ回路の出力を構成している。演算増幅器
１２の出力と反転入力との間に二つの抵抗（フィードバ
ック抵抗）Ｒ１，Ｒ２が直列接続され、演算増幅器１２
の反転入力とグランドＧＮＤとの間には抵抗（接地抵
抗）Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が直列接続されて、非反転入力型
の増幅器を構成している。抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５にはス
イッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが並列に接続され、これ
らのスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃをオン・オフ制御
する制御入力には増幅率選択回路１４が接続されてい
る。

【００１９】ここで、演算増幅器１２の増幅率ｍは、フ
ィードバック抵抗をＲｆとし、接地抵抗をＲｓとする
と、

【００２０】

【数２】ｍ＝１＋Ｒｆ／Ｒｓ・・・（２）で表される。図４の例では、フィードバック抵抗Ｒｆお
よび接地抵抗Ｒｓに設けたスイッチの数が３個であるの
で、８種類の増幅率が設定可能である。その増幅率の最
大値および最小値は、最大値＝１＋（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ
３，最小値＝１＋Ｒ１／（Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５）となる。

【００２１】図５はスイッチの構成例を示す図である。
図４に示したような複数の増幅率を設定するためのスイ
ッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、一般的に図５に示した
ように、Ｐ型電界効果トランジスタ１６とＮ型電界効果
トランジスタ１７とを組み合わせた形で構成される。こ
れは電界効果トランジスタの特性上、単独の電界効果ト
ランジスタでは入力信号の電位がグランド近辺あるいは
電源電圧近辺ではスイッチとして導通しないからであ
る。つまり、Ｐ型電界効果トランジスタ１６では、スイ
ッチとして導通できるのは、入力信号がＰ型電界効果ト
ランジスタのＶth（電界効果トランジスタのしきい値）
〜電源電圧であり、一方、Ｎ型電界効果トランジスタ１
７では、ＧＮＤ（０ボルト）〜電源電圧−Ｎ型電界効果
トランジスタのＶthであるからである。そこで、図５の
ように特性の異なる二つの電界効果トランジスタ１６，
１７を組み合わせることにより、相補的に働き、ＧＮＤ
〜電源電圧の全領域においてスイッチとして働く。

【００２２】したがって、一つのスイッチには、Ｐ型電
界効果トランジスタ１６とＮ型電界効果トランジスタ１
７との二つの電界効果トランジスタが必要になる。ま
た、Ｐ型電界効果トランジスタとＮ型電界効果トランジ
スタの両方を使用するため、増幅率選択回路１４から与
えられるスイッチのオン・オフ制御用のゲート信号は、
それぞれ逆相の信号が使用されることになる。

【００２３】図６は光センサ回路の第４の実施の形態を
示す図である。図６において、図４に示した要素と同じ
または同等の構成要素については同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。この図６の構成によれば、フィ
ードバック抵抗として一つの抵抗Ｒ１を使用し、接地抵
抗は四つの抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を直列に接続し
た構成にしている。また、この接地抵抗の三つの抵抗Ｒ
３，Ｒ４，Ｒ５には、それぞれの両端にドレインおよび
ソースを接続したＮ型電界効果トランジスタ１９ａ，１
９ｂ，１９ｃが配置されている。そして、これらＮ型電
界効果トランジスタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃの各ゲート
は、増幅率選択回路２０に接続されている。この実施の
形態で特徴的なところは、増幅率を切り替えるためのス
イッチを接地抵抗の側にのみ入れていることと、スイッ
チをＮ型電界効果トランジスタでのみ構成していること
である。接地抵抗およびスイッチは、演算増幅器１２の
反転入力とグランドＧＮＤとの間にあるため、扱う信号
の電位は低く抑えることができ、これがスイッチをＮ型
電界効果トランジスタだけで構成できることを可能にし
ている。ちなみに図６の実施の形態の場合、Ｎ型電界効
果トランジスタのソース・ドレインに現れる電位Ｖsd
は、

【００２４】

【数３】Ｖsd＝Ｖref ×（Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５）・・・（３）以下となる。これにより、一つのスイッチをＰ型電界効
果トランジスタおよびＮ型電界効果トランジスタの両方
を使用する場合に比べ、トランジスタ数が半分となり、
回路面積を半減することができ、スイッチを制御するゲ
ート信号の線もそれぞれ１本で済み、コストダウンを図
ることができる。

【００２５】図7 は増幅率選択回路の構成例を示す図、
図８は増幅率選択回路の動作を示すタイムチャートであ
る。図７に示したように、増幅率を設定する増幅率選択
回路はシフトレジスタ３０で構成している。シフトレジ
スタ３０は、３段のレジスタからなり、データ入力部
（ＤＡＴＡ）およびクロック入力部（Ｃｌｋおよびその
反転入力）と、三つの出力部ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵ
Ｔ３を有している。この三つの出力部ＯＵＴ１，ＯＵＴ
２，ＯＵＴ３は、たとえば図６にスイッチとして示した
Ｎ型電界効果トランジスタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃの各
ゲートに接続される。

【００２６】ここで、シフトレジスタ３０のデータ入力
部に、各スイッチのオン・オフ情報に対応したデータ
を、「１」および「０」のシリアルデータで入力し、ク
ロック入力部にクロック信号を入力する。これにより、
各スイッチのオン・オフに対応したゲート信号が出力部
ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３より出力され、Ｎ型電界
効果トランジスタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃのオン・オフ
制御が可能となる。

【００２７】たとえばＮ型電界効果トランジスタ１９
ａ，１９ｂ，１９ｃをそれぞれ「オン・オフ・オン」と
したい場合に、図８に示したように、シフトレジスタ３
０のデータ入力部にはオン・オフ情報に対応した「１０
１」のシリアルデータが入力される。このシリアルデー
タは、クロック入力部に入力されたクロック信号に同期
して順次シフトし、スイッチの個数分シフトしたところ
でクロック信号の入力を止めることにより、シフトレジ
スタ３０の出力部ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３には、
「１０１」のパラレルデータが出力される。これによ
り、Ｎ型電界効果トランジスタ１９ａ，１９ｃがオン、
Ｎ型電界効果トランジスタ１９ｂがオフ制御されて、接
地抵抗の値はＲ２＋Ｒ４となり、これに対応した増幅率
が選択されたことになる。

【００２８】図９は光センサ回路の第５の実施の形態を
示す図である。図９において、図４に示した要素と同じ
または同等の構成要素については同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。この図９の構成によれば、フィ
ードバック抵抗は、二つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を並列に接続
し、かつ各抵抗Ｒ１，Ｒ２にはスイッチ１３ａ，１３ｂ
を直列に接続することによって構成している。一方、接
地抵抗も同様に、二つの抵抗Ｒ３，Ｒ４を並列に接続
し、かつ各抵抗Ｒ３，Ｒ４にはスイッチ１３ｃ，１３ｄ
を直列に接続することによって構成している。各スイッ
チ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの制御入力は増幅率
選択回路１４が接続されている。この場合、スイッチ１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、図５に示したＰ型電
界効果トランジスタおよびＮ型電界効果トランジスタを
組み合わせて構成したスイッチとすることができる。ま
た、スイッチ１３ｃ，１３ｄはＮ型電界効果トランジス
タだけで構成してもよい。

【００２９】このように、抵抗に直列に接続したスイッ
チの１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのオン・オフの組
み合わせによってフィードバック抵抗および接地抵抗の
値の組み合わせを選択し、増幅率を選択する。

【００３０】図１０は光検知素子をアレイ状に配置した
光センサ回路の第５の実施の形態を示す図である。図１
０において、図１に示した要素と同じまたは同等の構成
要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する。この図１０の構成によれば、フォトダイオード１
と、リセットスイッチ２と、電荷積分用コンデンサ３
と、演算増幅器４とからなる光量蓄積型光センサ回路が
複数個並列に配置され、光検知素子であるそれぞれのフ
ォトダイオード１はアレイ状に配置されて、いわゆるラ
インセンサを構成している。各演算増幅器４の出力は、
スイッチ４０を介してＡ／Ｄコンバータ５に入力されて
いる。また、演算増幅器４の非反転入力には、複数の基
準電圧を設定することができる基準電圧発生回路６ａ〜
６ｎ、スイッチ７ａ〜７ｎおよび基準電圧選択回路８が
接続され、いずれか一つの基準電圧が入力されている。
つまり、フォトダイオード１を複数アレイ状に配置した
構成においても、出力範囲変更手段としての、基準電圧
が複数設定可能な基準電圧発生回路などは一組あればよ
い。

【００３１】各光量蓄積型光センサ回路において、リセ
ットスイッチ２を順次オン・オフし、リセットスイッチ
２がオフしてから一定時間後にスイッチ４０をオンする
ことを繰り返すことにより、フォトダイオード１が受け
た光信号を順次Ａ／Ｄコンバータ５に送り出すことがで
きる。

【００３２】図１１は光検知素子をアレイ状に配置した
光センサ回路の第６の実施の形態を示す図である。図１
１において、図４に示した要素と同じまたは同等の構成
要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する。この図１１の構成によれば、光量蓄積型光センサ
回路が複数個並列に配置され、各フォトダイオード１は
アレイ状に配置されてラインセンサを構成している。各
演算増幅器４の出力は、それぞれスイッチ４０を介して
複数の増幅率を設定することが可能な演算増幅器１２に
接続されている。このように、アレイ状に配置されたフ
ォトダイオード１のそれぞれに対して積分回路を必要と
するが、出力範囲変更手段としての、増幅率が複数設定
可能な演算増幅器１２は一つだけである。

【００３３】以上の構成において、各光量蓄積型光セン
サ回路のリセットスイッチ２を順次オン・オフし、その
リセットスイッチ２の動作に同期してスイッチ４０を順
次閉じていくことにより、光量に応じた各光量蓄積型光
センサ回路の出力電圧は、演算増幅器１２において正規
化され、Ａ／Ｄコンバータ５に送り込まれる。

【００３４】なお、以上の実施の形態では、その最も基
本的な回路構成のみを示したが、たとえば、初段の積分
回路と後段の増幅器との間、または後段の増幅器のさら
に後段に、増幅率が固定の増幅器を設置するようにして
もよい。

【００３５】また、図１０および図１１に示した実施の
形態では、各光量蓄積型光センサ回路のリセットスイッ
チ２を順次オン・オフし、それぞれオフの時点から一定
時間後にスイッチ４０をオンにして、Ａ／Ｄコンバータ
５に各光量蓄積型光センサ回路の出力電圧をシリアルに
送り出すようにしているが、各光量蓄積型光センサ回路
の出力にサンプル・ホールド回路を追加し、各光量蓄積
型光センサ回路のリセットスイッチ２を同時にオン・オ
フし、各サンプル・ホールド回路がリセットスイッチ２
のオフの時点から一定時間後に各光量蓄積型光センサ回
路の出力電圧をサンプリングしてホールドしておき、そ
の後、スイッチ４０の順次切り換えによって、Ａ／Ｄコ
ンバータ５に各光量蓄積型光センサ回路の出力電圧をシ
リアルに送り出すような構成にしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、異な
る電圧値を出力する複数の基準電圧発生手段と、複数の
前記基準電圧発生手段の出力の一つを選択して光量蓄積
手段に基準電圧として供給する基準電圧選択手段とを設
けたので、種々のＡ／Ｄコンバータの入力範囲に応じ
て、適切な基準電圧が選択可能となるので、Ａ／Ｄコン
バータによる変換ミスがなく、またＡ／Ｄコンバータの
分解能を十分活かしたデジタル化が可能となり、後処理
においての精度を向上させることが可能となる。特に、
基準電圧可変としたので、出力範囲を拡大する場合積分
時間が長くなり、出力が飽和せずにより精度を上げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光センサ回路の第１の実施の形態を示す図であ
る。

【図２】光センサ回路の第２の実施の形態を示す図であ
る。

【図３】光センサ回路の動作を示すタイミングチャート
である。

【図４】光センサ回路の第３の実施の形態を示す図であ
る。

【図５】スイッチの構成例を示す図である。

【図６】光センサ回路の第４の実施の形態を示す図であ
る。

【図７】増幅率選択回路の構成例を示す図である。

【図８】増幅率選択回路の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図９】光センサ回路の第４の実施の形態を示す図であ
る。

【図１０】光検知素子をアレイ状に配置した光センサ回
路の第５の実施の形態を示す図である。

【図１１】光検知素子をアレイ状に配置した光センサ回
路の第６の実施の形態を示す図である。

【図１２】従来の光量蓄積型光センサ回路の一例を示す
回路図である。

【図１３】従来の光センサ回路の動作を示すタイミング
チャートである。

【符号の説明】

１フォトダイオード２リセットスイッチ３電荷積分用コンデンサ４演算増幅器５Ａ／Ｄコンバータ６ａ〜６ｎ基準電圧発生回路７ａ〜７ｎスイッチ８基準電圧選択回路１２演算増幅器１３ａ，１３ｂ，１３ｃスイッチ１４増幅率選択回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01J 1/00 - 1/46 H03G 1/00 - 1/04 H03G 3/00 - 3/02 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受光した光量に応じた値のアナログ信号
を出力しＡ／Ｄ変換器に入力する光センサ回路におい
て、光を検知して光量に応じた値の光電流（ｉ）を出力する
光検知素子と、前記光検知素子が出力した光電流（ｉ）を入力して一定
時間（ｔ）蓄積された電荷（Ｃ）に基づいて発生する電
圧（ｉ×ｔ／Ｃ）と基準電圧（Ｖref）との差（Ｖref−
ｉ×ｔ／Ｃ）を出力する光量蓄積手段と、異なる電圧値を出力する複数の基準電圧発生手段と、複
数の前記基準電圧発生手段の出力の一つを選択して前記
光量蓄積手段に前記基準電圧として供給する基準電圧選
択手段とからなり、前記Ａ／Ｄ変換器の入力範囲に応じ
て前記光量蓄積手段が出力することのできるアナログ信
号値の出力範囲を変更する出力範囲変更手段と、を備えていることを特徴とする光センサ回路。
【請求項２】前記基準電圧選択手段は、外部からの信
号により前記基準電圧発生手段の出力の一つを選択する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の光センサ回
路。
【請求項３】受光した光量に応じた値のアナログ信号
を出力しＡ／Ｄ変換器に入力する光センサ回路におい
て、アレイ状に配置されていてそれぞれ光を検知して光量に
応じた値の光電流（ｉ）を出力する光検知素子と、前記光検知素子が出力した光電流（ｉ）を入力して一定
時間（ｔ）蓄積された電荷（Ｃ）に基づいて発生する電
圧（ｉ×ｔ／Ｃ）と基準電圧（Ｖref）との差（Ｖref−
ｉ×ｔ／Ｃ）を出力する複数の光量蓄積回路と、異なる電圧値を出力する複数の基準電圧発生回路と、前記Ａ／Ｄ変換器の入力範囲に応じて複数の前記基準電
圧発生手段の出力の一つを選択して前記複数の光量蓄積
回路の前記基準電圧として供給する基準電圧選択回路
と、を備えていることを特徴とする光センサ回路。