JPH0628322B2 - 電流・電圧変換回路 - Google Patents
電流・電圧変換回路Info
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- JPH0628322B2 JPH0628322B2 JP58143070A JP14307083A JPH0628322B2 JP H0628322 B2 JPH0628322 B2 JP H0628322B2 JP 58143070 A JP58143070 A JP 58143070A JP 14307083 A JP14307083 A JP 14307083A JP H0628322 B2 JPH0628322 B2 JP H0628322B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電流・電圧変換回路に係り、詳しくは、直流
入力電流に依存すること無く、交流入力電流を電圧変換
することが可能な電流・電圧変換回路に関する。
入力電流に依存すること無く、交流入力電流を電圧変換
することが可能な電流・電圧変換回路に関する。
従来例の構成とその問題点 第１図を用いて従来の電流・電圧変換回路回路について
説明する。
説明する。
第１図に示されるように、従来の電流・電圧変換回路
は、フォトセンサー１（具体的にはフォトダイオード）
がオペアンプ２の非反転入力端（＋）と反転入力端
（−）との間に接続され、オペアンプ２の非反転入力端
（＋）が基準電位Ｖｒに接続され、オペアンプ２の反転
入力端（−）と出力端との間に帰還用の抵抗３が接続さ
れた構成となっている。そして、フォトセンサー１に光
が入光すると、フォトセンサー１は光の強さに応じた光
電流を発生し、その光電流が入力されるオペアンプ２
は、光電流を増幅すると伴に、光電流に応じた出力電圧
Ｖｏをオペアンプ２の出力端から出力する。
は、フォトセンサー１（具体的にはフォトダイオード）
がオペアンプ２の非反転入力端（＋）と反転入力端
（−）との間に接続され、オペアンプ２の非反転入力端
（＋）が基準電位Ｖｒに接続され、オペアンプ２の反転
入力端（−）と出力端との間に帰還用の抵抗３が接続さ
れた構成となっている。そして、フォトセンサー１に光
が入光すると、フォトセンサー１は光の強さに応じた光
電流を発生し、その光電流が入力されるオペアンプ２
は、光電流を増幅すると伴に、光電流に応じた出力電圧
Ｖｏをオペアンプ２の出力端から出力する。
この回路で、フォトセンサー１に生じる交流入力電流Ｉ
Ａ、直流入力電流をＩＤとし、オペアンプ２の非反転入
力端にバイアスを与える基準電圧をＶｒとして、同オペ
アンプ２の出力電圧Ｖｏをみると、 Ｖｏ＝Ｖｒ−（ＩＡ＋ＩＤ）／ｇｍ ＝Ｖｒ−Ｒ１・（ＩＡ＋ＩＤ） …… (1) で表せられる。ここで、Ｒ１は抵抗３の抵抗値、ｇｍは
回路の相互コンダクタンスであって、ｇｍ＝１／Ｒ１と
等価である。
Ａ、直流入力電流をＩＤとし、オペアンプ２の非反転入
力端にバイアスを与える基準電圧をＶｒとして、同オペ
アンプ２の出力電圧Ｖｏをみると、 Ｖｏ＝Ｖｒ−（ＩＡ＋ＩＤ）／ｇｍ ＝Ｖｒ−Ｒ１・（ＩＡ＋ＩＤ） …… (1) で表せられる。ここで、Ｒ１は抵抗３の抵抗値、ｇｍは
回路の相互コンダクタンスであって、ｇｍ＝１／Ｒ１と
等価である。
例えば、このような従来の電流・電圧変換回路をオート
フォーカス型カメラに用いた場合、フォトセンサー１
は、本来の入力信号である交流入力電流ＩＡの他に、外
来光に起因する直流入力電流ＩＤを出力する。そして、
カメラから被写体までの距離が１．５ｍ〜１０ｍであれ
ば、直流入力電流ＩＡは５０ｐＡ〜２０ｎＡであり、抵
抗３の抵抗値Ｒ１＝２．２ＭΩの時、交流出力電圧に相
当するＲ１・ＩＡは０．１１〜４４ｍＶという小さな値
となる。
フォーカス型カメラに用いた場合、フォトセンサー１
は、本来の入力信号である交流入力電流ＩＡの他に、外
来光に起因する直流入力電流ＩＤを出力する。そして、
カメラから被写体までの距離が１．５ｍ〜１０ｍであれ
ば、直流入力電流ＩＡは５０ｐＡ〜２０ｎＡであり、抵
抗３の抵抗値Ｒ１＝２．２ＭΩの時、交流出力電圧に相
当するＲ１・ＩＡは０．１１〜４４ｍＶという小さな値
となる。
しかしながら、直流入力電流ＩＤは、外来光の強さで左
右され、被写体を写す場所や天候によって大きく変動す
る。特に、太陽光の直下では、直流入力電流ＩＤが大き
な値となり、交流入力電流ＩＡに比べて２桁以上大きな
値になることがある。そして、太陽光の影響で直流入力
電流ＩＤが増大すると、オペアンプ２の出力トランジス
タが飽和状態となり、直流入力電流ＩＤに重畳する交流
入力電流ＩＡが増幅できなくなる。ところが、交流入力
電流ＩＡの増幅可能な直流入力電流ＩＤの範囲を広げる
ために、抵抗３の抵抗値Ｒ１を小さくすると、交流出力
電圧Ｒ１・ＩＡが小さくなり、検出可能な被写体までの
距離が短くなる。
右され、被写体を写す場所や天候によって大きく変動す
る。特に、太陽光の直下では、直流入力電流ＩＤが大き
な値となり、交流入力電流ＩＡに比べて２桁以上大きな
値になることがある。そして、太陽光の影響で直流入力
電流ＩＤが増大すると、オペアンプ２の出力トランジス
タが飽和状態となり、直流入力電流ＩＤに重畳する交流
入力電流ＩＡが増幅できなくなる。ところが、交流入力
電流ＩＡの増幅可能な直流入力電流ＩＤの範囲を広げる
ために、抵抗３の抵抗値Ｒ１を小さくすると、交流出力
電圧Ｒ１・ＩＡが小さくなり、検出可能な被写体までの
距離が短くなる。
従って、従来の電流・電圧変換回路を用いた場合、所定
レベル以上の交流出力電圧を確保しながら、且つ、直流
入力電流ＩＤに対するダイナミックレンジを大きくする
には、電源電圧Ｖccを高くする方法しか無かった。
レベル以上の交流出力電圧を確保しながら、且つ、直流
入力電流ＩＤに対するダイナミックレンジを大きくする
には、電源電圧Ｖccを高くする方法しか無かった。
発明の目的 本発明は、上記の問題点を解消することを目的とするも
のであり、小さい入力電流レベルではＳＮ比の悪化を極
力避け、大きな交流信号の得られる大きな直流入力電流
レベルでは直流出力電圧をほぼ所定値に固定しながら、
交流入力電流に比例して交流電圧に変換する電流・電圧
変換回路を提供するものである。
のであり、小さい入力電流レベルではＳＮ比の悪化を極
力避け、大きな交流信号の得られる大きな直流入力電流
レベルでは直流出力電圧をほぼ所定値に固定しながら、
交流入力電流に比例して交流電圧に変換する電流・電圧
変換回路を提供するものである。
発明の構成 本発明は、要約すると、 非反転入力端に基準電位（Ｖｒ）が入力され、反転入力
端と前記基準電位との間にフォトダイオード（１）が接
続されると共に、出力端の電圧が抵抗（３）を介して前
記反転入力端に負帰還されるオペアンプ（Ｉ）と、前記
オペアンプ（Ｉ）の出力端と前記基準電位（Ｖｒ）との
間に接続されたダイオード手段（４）を介して入力信号
が与えられ、前記ダイオード手段の順方向導通による電
流を電流増幅する極性検出器（II）と、前記極性検出器
（II）の出力電流を平滑し、平滑された電流を前記オペ
アンプの反転入力端に帰還する直流帰還回路（III）
と、前記オペアンプ（Ｉ）の出力端に接続された出力端
子（Ｖｏ）とを備え、前記オペアンプ（Ｉ）、前記極性
検出器（II）、前記直流帰還回路（III）、および前記
オペアンプの反転入力端が負帰還ループを形成すること
を特徴とした電流・電圧変換回路であり、この構成によ
り、フォトダイオード（１）の入力電流レベルが小さい
時は、極性検出器（II）並びに直流帰還回路（III）の
動作を停止して、ＳＮ比の良い電流・電圧の変換動作を
行うと共に、十分に大きな交流入力電流を確保できるフ
ォトダイオード（１）の直流入力電流レベルの大きい時
は、直流の負帰還ループを形成して、入力信号の直流成
分の変動を打ち消し、オペアンプ（Ｉ）の直流出力電圧
を安定化する。
端と前記基準電位との間にフォトダイオード（１）が接
続されると共に、出力端の電圧が抵抗（３）を介して前
記反転入力端に負帰還されるオペアンプ（Ｉ）と、前記
オペアンプ（Ｉ）の出力端と前記基準電位（Ｖｒ）との
間に接続されたダイオード手段（４）を介して入力信号
が与えられ、前記ダイオード手段の順方向導通による電
流を電流増幅する極性検出器（II）と、前記極性検出器
（II）の出力電流を平滑し、平滑された電流を前記オペ
アンプの反転入力端に帰還する直流帰還回路（III）
と、前記オペアンプ（Ｉ）の出力端に接続された出力端
子（Ｖｏ）とを備え、前記オペアンプ（Ｉ）、前記極性
検出器（II）、前記直流帰還回路（III）、および前記
オペアンプの反転入力端が負帰還ループを形成すること
を特徴とした電流・電圧変換回路であり、この構成によ
り、フォトダイオード（１）の入力電流レベルが小さい
時は、極性検出器（II）並びに直流帰還回路（III）の
動作を停止して、ＳＮ比の良い電流・電圧の変換動作を
行うと共に、十分に大きな交流入力電流を確保できるフ
ォトダイオード（１）の直流入力電流レベルの大きい時
は、直流の負帰還ループを形成して、入力信号の直流成
分の変動を打ち消し、オペアンプ（Ｉ）の直流出力電圧
を安定化する。
実施例の説明 以下、本発明の電流・電圧変換回路に係る一実施例につ
いて、図面を用いて説明する。
いて、図面を用いて説明する。
第２図は、本発明の電流・電圧変換回路に係る一実施例
の回路構成図であり、第１図の従来例と同一箇所は同一
符号を付している。
の回路構成図であり、第１図の従来例と同一箇所は同一
符号を付している。
第２図において、１はフォトセンサー（具体的にはフォ
トダイオード）、Ｒ２〜Ｒ10及び３は抵抗、４はダイオ
ード、Ｑ２〜Ｑ12はトランジスタ、Ｃは容量、Ｉはオペ
アンプ、IIは極性検出器、IIIは直流帰還回路である。
トダイオード）、Ｒ２〜Ｒ10及び３は抵抗、４はダイオ
ード、Ｑ２〜Ｑ12はトランジスタ、Ｃは容量、Ｉはオペ
アンプ、IIは極性検出器、IIIは直流帰還回路である。
そして、オペアンプＩは、非反転入力端ａに基準電圧Ｖ
ｒが入力され、反転入力端ｂと基準電位Ｖｒとの間にフ
ォトセンサー１が接続され、出力端ｏから反転入力端ｂ
に抵抗３を介して負帰還されている。
ｒが入力され、反転入力端ｂと基準電位Ｖｒとの間にフ
ォトセンサー１が接続され、出力端ｏから反転入力端ｂ
に抵抗３を介して負帰還されている。
極性検出器IIは、オペアンプＩの出力端ｏにカソードが
接続され、アノードが抵抗Ｒ２を介して基準電位Ｖｒに
接続されたダイオード４と、ベースが夫々抵抗Ｒ２とＲ
６とで基準電位Ｖｒにバイアスされたトランジスタ
Ｑ２，Ｑ３から成る差動回路と、その出力端に接続され
たトランジスタＱ６〜Ｑ10から成る電流増幅回路から成
る。そして、ダイオード４がオペアンプＩの出力電圧Ｖ
ｏと基準電位Ｖｒとを比較し、フォトセンサー１から反
転入力端ｂに流れこむ直流入力電流が増大したことを検
知する。即ち、反転入力端ｂの電位が上昇して、オペア
ンプＩの出力電圧Ｖｏが低下したことを、ダイオード４
が順方向ダイオード電圧の閾値で導通することによっ
て、直流入力電流の増大方向を検知する訳である。そし
て、その後段に接続された差動回路Ｑ２〜Ｑ５及び電流
増幅回路Ｑ６〜Ｑ10は、ダイオード４が検知した電流を
電流増幅し、増幅した電流をトランジスタＱ６のコレク
タから出力する。
接続され、アノードが抵抗Ｒ２を介して基準電位Ｖｒに
接続されたダイオード４と、ベースが夫々抵抗Ｒ２とＲ
６とで基準電位Ｖｒにバイアスされたトランジスタ
Ｑ２，Ｑ３から成る差動回路と、その出力端に接続され
たトランジスタＱ６〜Ｑ10から成る電流増幅回路から成
る。そして、ダイオード４がオペアンプＩの出力電圧Ｖ
ｏと基準電位Ｖｒとを比較し、フォトセンサー１から反
転入力端ｂに流れこむ直流入力電流が増大したことを検
知する。即ち、反転入力端ｂの電位が上昇して、オペア
ンプＩの出力電圧Ｖｏが低下したことを、ダイオード４
が順方向ダイオード電圧の閾値で導通することによっ
て、直流入力電流の増大方向を検知する訳である。そし
て、その後段に接続された差動回路Ｑ２〜Ｑ５及び電流
増幅回路Ｑ６〜Ｑ10は、ダイオード４が検知した電流を
電流増幅し、増幅した電流をトランジスタＱ６のコレク
タから出力する。
直流帰還回路IIIは、極性検出器IIの出力電流を容量Ｃ
で平滑し、平滑した電流をミラー反転し、その反転した
電流をトランジスタＱ10のコレクタからオペアンプＩの
反転入力端ｂに帰還する。
で平滑し、平滑した電流をミラー反転し、その反転した
電流をトランジスタＱ10のコレクタからオペアンプＩの
反転入力端ｂに帰還する。
そして、本発明の電流・電圧変換回路は、オペアンプ
Ｉ、極性検出器II、直流帰還回路III及びオペアンプＩ
の反転入力端ｂとが負帰還ループを形成する構成であ
る。
Ｉ、極性検出器II、直流帰還回路III及びオペアンプＩ
の反転入力端ｂとが負帰還ループを形成する構成であ
る。
この構成により、オペアンプＩの出力電圧は、フォトダ
イオード１からの入力電流がゼロであれば、基準電位Ｖ
ｒと等しい電圧になる。そして、オペアンプＩの出力電
圧が基準電位Ｖｒからダイオード４が導通する電圧に至
るまでの出力電圧の範囲では、極性検出器IIに信号が伝
達されないために、直流帰還回路IIIの直流帰還が機能
せず、外乱要因となるフォトダイオード１に帰還される
電流がなくなり、オペアンプＩがフォトダイオード１か
らの入力電流をそのまま電圧変換し、ＳＮ比の良い電流
・電圧の変換がなされる。
イオード１からの入力電流がゼロであれば、基準電位Ｖ
ｒと等しい電圧になる。そして、オペアンプＩの出力電
圧が基準電位Ｖｒからダイオード４が導通する電圧に至
るまでの出力電圧の範囲では、極性検出器IIに信号が伝
達されないために、直流帰還回路IIIの直流帰還が機能
せず、外乱要因となるフォトダイオード１に帰還される
電流がなくなり、オペアンプＩがフォトダイオード１か
らの入力電流をそのまま電圧変換し、ＳＮ比の良い電流
・電圧の変換がなされる。
また、オペアンプＩの直流出力電圧がダイオード４の導
通する電圧に至ってもなお且つ直流成分が増大する場合
は、ダイオード４の導通によって極性検出器IIが電流の
増大を検出し、直流帰還回路IIIからの直流電流の負帰
還によって、入力電流の直流成分が打ち消されて、オペ
アンプＩの出力電圧が基準電位から順方向ダイオード電
圧分だけシフトした電位で固定化され、直流動作点の安
定化が図れると共に、交流成分については入力電流に比
例した電流・電圧の変換がなされる。
通する電圧に至ってもなお且つ直流成分が増大する場合
は、ダイオード４の導通によって極性検出器IIが電流の
増大を検出し、直流帰還回路IIIからの直流電流の負帰
還によって、入力電流の直流成分が打ち消されて、オペ
アンプＩの出力電圧が基準電位から順方向ダイオード電
圧分だけシフトした電位で固定化され、直流動作点の安
定化が図れると共に、交流成分については入力電流に比
例した電流・電圧の変換がなされる。
そして、この発明をオートフォーカス型カメラに応用し
た場合、被写体を照らす光源が必ず必要なことから、外
来光の影響を必然的に受ける。従って、交流入力電流波
形は、常に直流電流に重畳した状態になり、出力端子Ｖ
ｏの直流出力電位が基準電位Ｖｒより順方向ダイオード
電圧ＶＤ（ダイオード４）だけ低い電位となり、交流出
力振幅は直流出力電位を中心に出力される。そして、本
発明は、外来光の影響によって交流利得や直流出力電位
のほとんど変化しない交流入力電流の電流・電圧変換が
なされる。
た場合、被写体を照らす光源が必ず必要なことから、外
来光の影響を必然的に受ける。従って、交流入力電流波
形は、常に直流電流に重畳した状態になり、出力端子Ｖ
ｏの直流出力電位が基準電位Ｖｒより順方向ダイオード
電圧ＶＤ（ダイオード４）だけ低い電位となり、交流出
力振幅は直流出力電位を中心に出力される。そして、本
発明は、外来光の影響によって交流利得や直流出力電位
のほとんど変化しない交流入力電流の電流・電圧変換が
なされる。
発明の効果 以上に説明したように、本発明の電流・電圧変換回路
は、十分に大きな交流入力電流を確保できる直流入力電
流レベルの大きい時は、直流の負帰還ループを形成し
て、入力信号の直流成分の変動を打ち消し、オペアンプ
（Ｉ）の直流出力電圧を安定化して、低い電源電圧でも
十分なダイナミックレンジを確保できるだけでなく、フ
ォトダイオード（１）の入力電流レベルが小さい時は、
極性検出器（II）並びに直流帰還回路（III）の動作を
停止して、ＳＮ比の良い電流・電圧変換を行うことがで
きるという格別の効果を奏する。
は、十分に大きな交流入力電流を確保できる直流入力電
流レベルの大きい時は、直流の負帰還ループを形成し
て、入力信号の直流成分の変動を打ち消し、オペアンプ
（Ｉ）の直流出力電圧を安定化して、低い電源電圧でも
十分なダイナミックレンジを確保できるだけでなく、フ
ォトダイオード（１）の入力電流レベルが小さい時は、
極性検出器（II）並びに直流帰還回路（III）の動作を
停止して、ＳＮ比の良い電流・電圧変換を行うことがで
きるという格別の効果を奏する。
第１図は従来の電流・電圧変換回路の回路構成図、第２
図は本発明の電流・電圧変換回路に係る一実施例の回路
構成図である。 １……フォトセンサー、２，Ｉ……オペアンプ、Ｒ２〜
Ｒ10及び３……抵抗、４……ダイオード、II……極性検
出器、III……直流帰還回路、Ｑ１〜Ｑ12……トランジ
スタ、Ｃ……容量。
図は本発明の電流・電圧変換回路に係る一実施例の回路
構成図である。 １……フォトセンサー、２，Ｉ……オペアンプ、Ｒ２〜
Ｒ10及び３……抵抗、４……ダイオード、II……極性検
出器、III……直流帰還回路、Ｑ１〜Ｑ12……トランジ
スタ、Ｃ……容量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 貴市 長野県諏訪市高島１丁目21番17号 チノン 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−101511（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】非反転入力端に基準電位（Ｖｒ）が入力さ
れ、反転入力端と前記基準電位との間にフォトダイオー
ド（１）が接続されると共に、出力端の電圧が抵抗
（３）を介して前記反転入力端に負帰還されるオペアン
プ（Ｉ）と、 前記オペアンプ（Ｉ）の出力端と前記基準電位（Ｖｒ）
との間に接続されたダイオード手段（４）を介して入力
信号が与えられ、前記ダイオード手段の順方向導通によ
る電流を電流増幅する極性検出器（II）と、 前記極性検出器（II）の出力電流を平滑し、平滑された
電流を前記オペアンプの反転入力端に帰還する直流帰還
回路（III）と、 前記オペアンプ（Ｉ）の出力端に接続された出力端子
（Ｖｏ）とを備え、 前記オペアンプ（Ｉ）、前記極性検出器（II）、前記直
流帰還回路（III）、および前記オペアンプの反転入力
端が負帰還ループを形成することを特徴とした電流・電
圧変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143070A JPH0628322B2 (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 電流・電圧変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143070A JPH0628322B2 (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 電流・電圧変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033718A JPS6033718A (ja) | 1985-02-21 |
| JPH0628322B2 true JPH0628322B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=15330216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58143070A Expired - Lifetime JPH0628322B2 (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 電流・電圧変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628322B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2667148B2 (ja) * | 1986-01-17 | 1997-10-27 | 松下電器産業株式会社 | 電流・電圧変換回路 |
| JPH0178706U (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-26 | ||
| JP4926408B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2012-05-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101511A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 直流オフセツト除去回路 |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP58143070A patent/JPH0628322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033718A (ja) | 1985-02-21 |
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