JPH0670588B2 - Photometric device - Google Patents

Photometric device

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JPH0670588B2
JPH0670588B2 JP34885691A JP34885691A JPH0670588B2 JP H0670588 B2 JPH0670588 B2 JP H0670588B2 JP 34885691 A JP34885691 A JP 34885691A JP 34885691 A JP34885691 A JP 34885691A JP H0670588 B2 JPH0670588 B2 JP H0670588B2
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JP
Japan
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frequency
output
illuminance
comparison frequency
arithmetic processing
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勇夫 田澤
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Japan Energy Corp
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般的には照度(光量)
−周波数変換方式の電子的測光装置に関し、特に、回路
素子の特性のばらつきによる誤差を打ち消すことができ
る高信頼性かつ小型の電子的測光装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention generally applies to illuminance (light intensity).
The present invention relates to a frequency conversion type electronic photometric device, and more particularly to a highly reliable and compact electronic photometric device capable of canceling an error due to variations in characteristics of circuit elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、電子的測光装置にはフォ
トダイオード、フォトトランジスタ等の光検出素子が使
用されているが、例えば、フォトダイオードを使用した
照度(光量)−周波数変換方式の従来の測光装置の一例
を図2に示す。この測光装置は光検出素子であるフォト
ダイオードPDと静電容量型の負荷であるコンデンサC
とアナログスイッチ23とC−MOS型の第1のシュミ
ットインバータ24とで光量−周波数変換回路30を構
成しており、フォトダイオードPDとコンデンサCとは
アナログスイッチ23を介して直列に接続され、入射す
る光の照度又は光量に比例してフォトダイオードPDを
流れる電流IP をアナログスイッチ23を介してコンデ
ンサCに蓄積し、電圧VC に変換する。このコンデンサ
Cに蓄積される電圧VC はC−MOS型の第1のシュミ
ットインバータ24でパルス信号に変換される。第1の
シュミットインバータ24は高レベルのスレッショルド
電圧VTHと低レベルのスレッショルド電圧VTLの2つの
スレッショルド電圧を有し、入力電圧が高レベルのスレ
ッショルド電圧VTHより低いときには高レベルの出力電
圧VH を発生し、また、入力電圧が高レベルのスレッシ
ョルド電圧VTHに達すると出力電圧が高レベルVH から
低レベルVL に切換わり、そして入力電圧が低レベルの
スレッショルド電圧VTLに降下するまで低レベルの出力
電圧VL を保持し、入力電圧が低レベルのスレッショル
ド電圧VTLに降下したときに出力電圧が低レベルVL
ら高レベルVH に切換わるように動作する。従って、フ
ォトダイオードPDに光が入射せず、電流IP が流れな
いときには、即ち、コンデンサCに電荷が蓄積されない
ときには、その出力電圧は高レベルVH であり、また、
コンデンサCの充電電圧VC が高レベルのスレッショル
ド電圧VTHに等しくなると、シュミットインバータ24
の出力電圧は高レベルから低レベルVL に切換わる。さ
らに、コンデンサCの蓄積電荷が放電によりシュミット
インバータ24の低レベルのスレッショルド電圧VTL
まで低下すると、シュミットインバータ24の出力電圧
は低レベルVL から高レベルVH に切換わる。従って、
第1のシュミットインバータ24からはコンデンサCの
充放電に対応した周期のパルス電圧が出力され、かくし
てフォトダイオードPDに入射する光の照度又は光量が
周波数信号に変換されることになる。
2. Description of the Related Art As is well known, photodetectors such as photodiodes and phototransistors are used in electronic photometers. For example, the conventional illuminance (light quantity) -frequency conversion method using photodiodes is used. An example of this photometric device is shown in FIG. This photometric device includes a photodiode PD which is a light detecting element and a capacitor C which is a capacitance type load.
And the analog switch 23 and the first C-MOS type Schmitt inverter 24 constitute a light quantity-frequency conversion circuit 30, and the photodiode PD and the capacitor C are connected in series via the analog switch 23 and are incident. The current I P flowing through the photodiode PD in proportion to the illuminance or the amount of light is accumulated in the capacitor C via the analog switch 23 and converted into the voltage V C. The voltage V C accumulated in the capacitor C is converted into a pulse signal by the first Schmitt inverter 24 of C-MOS type. The first Schmitt inverter 24 has two threshold voltages, a high level threshold voltage V TH and a low level threshold voltage V TL , and a high level output voltage V TH when the input voltage is lower than the high level threshold voltage V TH. H is generated, and when the input voltage reaches the high level threshold voltage V TH , the output voltage switches from the high level V H to the low level V L , and the input voltage drops to the low level threshold voltage V TL . The low level output voltage V L is maintained until the input voltage drops to the low level threshold voltage V TL , and the output voltage switches from the low level V L to the high level V H. Therefore, when the light is not incident on the photodiode PD and the current I P does not flow, that is, when the charge is not accumulated in the capacitor C, the output voltage is the high level V H , and
When the charging voltage V C of the capacitor C is equal to the high-level threshold voltage V TH, the Schmitt inverter 24
The output voltage of the switch from the high level to the low level V L. Further, when the charge accumulated in the capacitor C is reduced to the low level threshold voltage V TL of the Schmitt inverter 24 by discharging, the output voltage of the Schmitt inverter 24 is switched from the low level VL to the high level V H. Therefore,
The first Schmitt inverter 24 outputs a pulse voltage having a cycle corresponding to the charging / discharging of the capacitor C, and thus the illuminance or the amount of light incident on the photodiode PD is converted into a frequency signal.

【0003】一方、アナログスイッチ23は2つの固定
接点x0 及びx1 と1つの可動接点xを有し、可動接点
xはコンデンサCに接続され、第1の固定接点x0 はフ
ォトダイオードPDに接続され、そして第2の固定接点
1 は放電用抵抗Rに接続されている。また、このアナ
ログスイッチ23の可動接点xは、その制御線24aを
通じて第1のシュミットインバータ24から高レベル出
力電圧VH が印加されたときには、第1の固定接点x0
と接続され、逆に低レベル出力電圧VL が印加されたと
きには、可動接点xは第2の固定接点x1 と接続される
ように構成されている。
On the other hand, the analog switch 23 has two fixed contacts x 0 and x 1 and one movable contact x, the movable contact x is connected to the capacitor C, and the first fixed contact x 0 is connected to the photodiode PD. Connected, and the second fixed contact x 1 is connected to the discharge resistor R. The movable contact x of the analog switch 23 has a first fixed contact x 0 when a high level output voltage V H is applied from the first Schmitt inverter 24 through the control line 24a.
When the low-level output voltage V L is applied, the movable contact x is connected to the second fixed contact x 1 .

【0004】上記構成において、フォトダイオードPD
に電流が流れず、従ってコンデンサCに電荷が蓄積され
ない初期状態においては、第1のシュミットインバータ
24の出力は高レベルVH にあるから、アナログスイッ
チ23の可動接点xは第1の固定接点x0 と接続されて
いる。光量の測定が開始されると、フォトダイオードP
Dに電流IP が流れ、コンデンサCは充電される。コン
デンサCの充電電圧VC が第1のシュミットインバータ
24の高レベルのスレッショルド電圧VTHに達すると、
このシュミットインバータ24の出力電圧は高レベルV
H から低レベルVL に切換わる。これによってアナログ
スイッチ23の可動接点xは第2の固定接点x1 側に切
換わり、コンデンサCの充電電圧VCは抵抗Rを介して
放電される。放電によってコンデンサCの充電電圧VC
が第1のシュミットインバータ24の低レベルスレッシ
ョルド電圧VTLにまで降下すると、このシュミットイン
バータ24の出力電圧は低レベルVL から高レベルVH
に切換わる。これによってアナログスイッチ23の可動
接点xが再び第1の固定接点x0 と接続され、コンデン
サCに充電電流が流れる。以下、同様の動作が繰り返さ
れる結果、第1のシュミットインバータ24の出力電
圧、即ち、光量−周波数変換回路30からの出力電圧V
1 は、図3に示すように、コンデンサCの充放電周期に
対応する周波数のパルス波形となる。
In the above structure, the photodiode PD
In the initial state in which no current flows through the capacitor C and thus no charge is stored in the capacitor C, the output of the first Schmitt inverter 24 is at the high level V H , so the movable contact x of the analog switch 23 is the first fixed contact x. Connected with 0 . When the measurement of the amount of light is started, the photodiode P
A current I P flows through D, and the capacitor C is charged. When the charging voltage V C of the capacitor C reaches the high level threshold voltage V TH of the first Schmitt inverter 24,
The output voltage of the Schmitt inverter 24 is high level V
Switch from H to low level V L. As a result, the movable contact x of the analog switch 23 is switched to the second fixed contact x 1 side, and the charging voltage V C of the capacitor C is discharged via the resistor R. Charging voltage V C of capacitor C due to discharge
Falls to the low level threshold voltage V TL of the first Schmitt inverter 24, the output voltage of the Schmitt inverter 24 changes from the low level V L to the high level V H.
Switch to. As a result, the movable contact x of the analog switch 23 is again connected to the first fixed contact x 0, and the charging current flows through the capacitor C. Hereinafter, as a result of repeating the same operation, the output voltage of the first Schmitt inverter 24, that is, the output voltage V from the light quantity-frequency conversion circuit 30.
As shown in FIG. 3, 1 has a pulse waveform having a frequency corresponding to the charge / discharge cycle of the capacitor C.

【0005】この第1のシュミットインバータ24の出
力電圧V1 は、本例では、第1のシュミットインバータ
24と同じC−MOS型の第2のシュミットインバータ
25に供給される。この第2のシュミットインバータ2
5も高レベルのスレッショルド電圧VTHと低レベルのス
レッショルド電圧VTLの2つのスレッショルド電圧を有
し、同様に動作する。即ち、第1のシュミットインバー
タ24から高レベルの電圧信号VH が入力されていると
きには低レベルの電圧出力VL を発生し、低レベルの電
圧信号VL が入力されているときには高レベルの電圧出
力VH を発生する。従って、第2のシュミットインバー
タ25からは第1のシュミットインバータ24のパルス
波形を反転した同じ周波数の出力電圧が発生され、演算
計測部であるマイクロコンピュータ22に供給される。
In the present example, the output voltage V 1 of the first Schmitt inverter 24 is supplied to the same C-MOS type second Schmitt inverter 25 as the first Schmitt inverter 24. This second Schmitt inverter 2
5 also has two threshold voltages, a high level threshold voltage V TH and a low level threshold voltage V TL , and operates similarly. That is, the low-level voltage output V L is generated when the high-level voltage signal V H is input from the first Schmitt inverter 24, and the high-level voltage output V L is input when the low-level voltage signal V L is input. Generate output V H. Therefore, the second Schmitt inverter 25 generates an output voltage having the same frequency as the pulse waveform of the first Schmitt inverter 24, and supplies the output voltage to the microcomputer 22 which is a calculation and measurement unit.

【0006】マイクロコンピュータ22は光量−周波数
変換回路30から第2のシュミットインバータ25を通
じて入力される周波数信号F0 のパルス数を計数するカ
ウンタ部22aと、フォトダイオードPD及び変換回路
の入出力特性の演算処理プログラムを記憶しているRO
M(リード・オンリー・メモリ)を含む記憶部22b
と、カウンタ部22aで計数された一定時間内のパルス
数から、記憶部22bのプログラムに従ってフォトダイ
オードPDの出力電流の大きさを検出し、照度又は光量
を算出する演算処理部22cとから構成されている。
The microcomputer 22 counts the number of pulses of the frequency signal F 0 input from the light quantity-frequency conversion circuit 30 through the second Schmidt inverter 25, the photodiode PD, and the input / output characteristics of the conversion circuit. RO storing arithmetic processing program
Storage unit 22b including M (read only memory)
And an arithmetic processing unit 22c that detects the magnitude of the output current of the photodiode PD according to the program of the storage unit 22b from the number of pulses within a certain time counted by the counter unit 22a and calculates the illuminance or the light amount. ing.

【0007】ところで、フォトダイオードPDの入出力
特性、即ち、照度Eと出力電流IPの関係を演算式で示
すと、次のようになる。
By the way, the input / output characteristics of the photodiode PD, that is, the relationship between the illuminance E and the output current I P is expressed by the following equation.

【0008】 logE=AlogIP +B ・・・ (1) ここで、A及びBは使用する各フォトダイオードによっ
て異なる定数である。
LogE = AlogI P + B (1) Here, A and B are constants that differ depending on each photodiode used.

【0009】測光装置の回路の入出力特性はコンデンサ
Cの容量C、放電用抵抗Rの抵抗値R、シュミットイン
バータの高レベルスレッショルド電圧VTH及び低レベル
スレッショルド電圧VTLによって決まるため、上記演算
式(1)は次の関数Gで表わされる。
Since the input / output characteristics of the circuit of the photometric device are determined by the capacitance C of the capacitor C, the resistance value R of the discharging resistor R, the high level threshold voltage V TH and the low level threshold voltage V TL of the Schmitt inverter, the above equation is used. (1) is expressed by the following function G.

【0010】 IP =G(C,R,VTH,VTL) ・・・ (2) よって、全体の入出力特性は次の関数Fで表わすことが
できる。
I P = G (C, R, V TH , V TL ) (2) Therefore, the overall input / output characteristics can be expressed by the following function F.

【0011】 E=F(IP ,A,B,C,R,VTH,VTL) ・・・ (3)E = F ( IP , A, B, C, R, V TH , V TL ) (3)

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図2に示す上記従来の
測光装置で照度Eを求めるには関数Fのプログラムをマ
イクロコンピュータ22の記憶部22bのROMに予め
記憶しておき、演算処理時にこのプログラムをROMか
ら読み出して実行すれば良いことになる。しかしなが
ら、関数Fの定数A、B、C、R、VTH及びVTLは各装
置に使用されている回路素子によってばらつきがあり、
各装置の各定数に合わせて関数Fのプログラムの内容を
変える必要がある。これは甚だ煩雑な作業を必要とする
上、一部の素子を取り替えたときなどには再びプログラ
ムの内容を変えなければならなくなるという欠点があ
る。また、関数Fのプログラムを変えない場合には、そ
れらの定数のばらつきによって誤差が生じるという欠点
がある。
In order to obtain the illuminance E with the conventional photometric device shown in FIG. 2, the program of the function F is stored in the ROM of the storage unit 22b of the microcomputer 22 in advance, and is stored at the time of the arithmetic processing. It suffices to read the program from the ROM and execute it. However, the constants A, B, C, R, V TH, and V TL of the function F vary depending on the circuit element used in each device,
It is necessary to change the contents of the program of the function F according to each constant of each device. This requires a lot of complicated work, and has the drawback that the contents of the program must be changed again when some elements are replaced. Further, when the program of the function F is not changed, there is a drawback that an error occurs due to the variation of the constants.

【0013】従って、本発明の目的は、回路素子の特性
のばらつきを打ち消す手段を設け、各装置毎にプログラ
ムの内容を変える必要をなくした高信頼性の測光装置を
提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly reliable photometric device which is provided with means for canceling variations in the characteristics of circuit elements and which eliminates the need to change the contents of the program for each device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
測光装置によって達成される。要約すれば、本発明は、
受光量に応じて出力電流が変化する光検出素子と、該光
検出素子に第1及び第2のスイッチ手段を通じて接続さ
れ、前記光検出素子からの出力電流によって充電される
静電容量型の負荷と、該負荷に充電された充電電圧と予
め設定された基準電圧とを比較し、充電電圧が基準電圧
に達したとき毎に出力信号レベルを変化させる電圧検出
手段と、該電圧検出手段の入出力間に前記第2のスイッ
チ手段を介して接続された可変インピーダンス素子と、
供給される周波数信号のパルス数を計数するカウンタ
部、演算処理プログラムを記憶している記憶部、前記カ
ウンタ部で計数された一定時間内のパルス数から前記記
憶部のプログラムに従って前記光検出素子に入射する光
の照度又は光量を算出する演算処理部、及び前記第2の
スイッチ手段を切り換え制御する制御部を備えた演算計
測部とを具備し、前記第1のスイッチ手段は前記電圧検
出手段からの出力信号レベルの変化によって前記静電容
量型の負荷の放電路を形成するように選択的に切り換え
接続され、前記第2のスイッチ手段が前記静電容量型の
負荷を前記第1のスイッチ手段に接続したときに、照度
(光量)−周波数変換回路を構成して前記光検出素子に
入射する光の照度又は光量に応じた周波数信号を発生
し、また、前記第2のスイッチ手段が前記静電容量型の
負荷を前記可変インピーダンス素子に接続したときに、
周波数可変の比較周波数信号を発生する比較周波数発生
回路を構成し、前記演算計測部の記憶部に、少なくとも
前記光検出素子及び前記変換回路の入出力特性の演算処
理プログラム及び比較周波数による特性の補正の演算処
理プログラムを記憶させ、前記入出力特性の演算処理を
行なう演算式に比較周波数に対応した演算値を導入し、
前記比較周波数による特性の補正の演算処理プログラム
により前記比較周波数に対応した演算値を調整して、前
記演算式に基づく前記入出力特性の演算処理により生じ
る誤差を打ち消すようにしたことを特徴とする測光装置
である。
The above object is achieved by the photometric device according to the present invention. In summary, the present invention is
A photodetector element whose output current changes according to the amount of received light, and a capacitance type load which is connected to the photodetector element through first and second switch means and is charged by the output current from the photodetector element. And comparing the charging voltage charged in the load with a preset reference voltage and changing the output signal level each time the charging voltage reaches the reference voltage; A variable impedance element connected between the outputs via the second switch means,
A counter unit that counts the number of pulses of the supplied frequency signal, a storage unit that stores a calculation processing program, and a photodetector element according to the program of the storage unit from the number of pulses within a certain time counted by the counter unit. An arithmetic processing unit for calculating an illuminance or a light amount of incident light, and an arithmetic and measurement unit including a control unit for switching and controlling the second switch unit are provided, and the first switch unit is provided from the voltage detection unit. Is selectively switched and connected so as to form a discharge path of the capacitance type load according to a change in the output signal level of the second type, and the second switch means connects the capacitance type load to the first switch means. When connected to, the illuminance (light amount) -frequency conversion circuit is configured to generate a frequency signal according to the illuminance or light amount of light incident on the photodetector, and the second signal is generated. When the switch means connects the load of the electrostatic capacitance type in the variable impedance element,
A comparison frequency generation circuit for generating a frequency-variable comparison frequency signal is configured, and a storage unit of the calculation / measurement unit stores at least an arithmetic processing program of input / output characteristics of the photodetector and the conversion circuit and correction of characteristics by comparison frequency. The arithmetic processing program is stored, and the arithmetic value corresponding to the comparison frequency is introduced into the arithmetic expression for performing the arithmetic processing of the input / output characteristics,
It is characterized in that an arithmetic value corresponding to the comparison frequency is adjusted by an arithmetic processing program for characteristic correction by the comparison frequency so as to cancel an error caused by the arithmetic processing of the input / output characteristic based on the arithmetic expression. It is a photometric device.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1は本発明による測光装置の一実施例を
示す回路構成図である。本実施例の測光装置は光検出素
子であるフォトダイオードPDと静電容量型の負荷であ
るコンデンサCとアナログスイッチ23とC−MOS型
の第1のシュミットインバータ24とで照度(光量)−
周波数変換回路を構成すると共に、第1のアナログスイ
ッチ23と同じ構成の第2のアナログスイッチ35を第
1のアナログスイッチ23とコンデンサCとの間に接続
し、この第2のアナログスイッチ35を介して第1のシ
ュミットインバータ24の入出力間に可変インピーダン
ス素子である可変抵抗VRを接続し、第2のアナログス
イッチ35がコンデンサCを可変抵抗VRに接続したと
きには周波数可変の比較周波数発生器を構成するように
したものである。即ち、コンデンサC及び第1のシュミ
ットインバータ24を光量−周波数変換回路と比較周波
数発生回路とに共用したものである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the photometric device according to the present invention. In the photometric device of this embodiment, the illuminance (light quantity) is composed of a photodiode PD which is a photodetector, a capacitor C which is a capacitance type load, an analog switch 23 and a first C-MOS type Schmitt inverter 24.
A frequency conversion circuit is configured, and a second analog switch 35 having the same configuration as the first analog switch 23 is connected between the first analog switch 23 and the capacitor C, and the second analog switch 35 is used. A variable resistance VR which is a variable impedance element is connected between the input and output of the first Schmitt inverter 24, and when the second analog switch 35 connects the capacitor C to the variable resistance VR, a variable frequency comparison frequency generator is configured. It is something that is done. That is, the capacitor C and the first Schmitt inverter 24 are shared by the light amount-frequency conversion circuit and the comparison frequency generation circuit.

【0017】また、本実施例では、フォトダイオードP
D及び光量−周波数変換回路の入出力特性の演算処理プ
ログラムを記憶しているマイクロコンピュータ34の記
憶部34bのROMに、さらに、「比較周波数による特
性の補正の演算処理プログラム」を記憶させ、かつマイ
クロコンピュータ34に第2のアナログスイッチ35を
切り換え制御する制御ポート34dを設け、この制御ポ
ート34dから制御信号を供給して第2のアナログスイ
ッチ35を第1のアナログスイッチ23側と可変抵抗V
R側との間で切り換え接続するようにしている。
Further, in this embodiment, the photodiode P
D and the ROM of the storage unit 34b of the microcomputer 34, which stores the arithmetic processing program of the input / output characteristics of the light quantity-frequency conversion circuit, further stores the “arithmetic processing program of characteristic correction by comparison frequency”, and A control port 34d for switching and controlling the second analog switch 35 is provided in the microcomputer 34, and a control signal is supplied from this control port 34d to set the second analog switch 35 to the first analog switch 23 side and the variable resistor V.
Switching connection is made with the R side.

【0018】上記構成において、第2のアナログスイッ
チ35の可動接点xが図示するように可変抵抗側の固定
接点x0 に接続されていると、可変抵抗VR、コンデン
サC及び第1のシュミットインバータ24により比較周
波数発生回路が構成され、この比較周波数発生回路から
の比較周波数出力Frは第2のシュミットインバータ2
5を介して演算計測部であるマイクロコンピュータ34
に供給される。また、第2のアナログスイッチ35の可
動接点xが第1のアナログスイッチ23側の固定接点x
1 に接続されていると、フォトダイオードPD、第1の
アナログスイッチ23、放電用抵抗R、コンデンサC及
び第1のシュミットインバータ24により光量−周波数
変換回路が構成され、この光量−周波数変換回路からの
照度又は光量に対応する周波数出力F0 が第2のシュミ
ットインバータ25を介してマイクロコンピュータ34
に供給されることになる。マイクロコンピュータ34で
は、供給される各周波数信号のパルス数をカウンタ部3
4aでそれぞれ計数して一定時間内のパルス数を計測
し、この計測した比較周波数出力Fr及び照度又は光量
に対応する周波数出力F0から、演算処理部34cでR
OMに記憶されたプログラムに従って演算処理して照度
又は光量を算出する。
In the above structure, when the movable contact x of the second analog switch 35 is connected to the fixed contact x 0 on the variable resistance side as shown in the figure, the variable resistance VR, the capacitor C and the first Schmitt inverter 24 are connected. The comparison frequency generation circuit is constituted by the comparison frequency generation circuit, and the comparison frequency output Fr from this comparison frequency generation circuit is the second Schmitt inverter 2
The microcomputer 34, which is a calculation and measurement unit, through
Is supplied to. Further, the movable contact x of the second analog switch 35 is the fixed contact x on the side of the first analog switch 23.
When connected to 1 , the photodiode PD, the first analog switch 23, the discharging resistor R, the capacitor C, and the first Schmitt inverter 24 constitute a light quantity-frequency conversion circuit. From this light quantity-frequency conversion circuit, Of the frequency output F 0 corresponding to the illuminance or the light amount of the microcomputer 34 via the second Schmitt inverter 25.
Will be supplied to. In the microcomputer 34, the counter unit 3 calculates the number of pulses of each frequency signal supplied.
4a counts the number of pulses within a certain period of time respectively, and from the measured comparison frequency output Fr and the frequency output F 0 corresponding to the illuminance or the light amount, R is calculated by the arithmetic processing unit 34c.
The illuminance or the light amount is calculated by performing arithmetic processing according to the program stored in the OM.

【0019】上記構成の光量−周波数変換回路の入出力
特性は次の式で近似できる。
The input / output characteristics of the light quantity-frequency conversion circuit having the above configuration can be approximated by the following equation.

【0020】 logF0 =logIP +C ・・・ (4) ここで、F0 は光量−周波数変換回路の周波数出力、C
は回路のC、R、VTH及びVTLによって決まる定数であ
る。上記式(4)はフォトダイオードPDの入出力特性
を考慮に入れると、次のようになる。
[0020] logF 0 = logI P + C ··· (4) where, F 0 is light intensity - frequency output of the frequency conversion circuit, C
Is a constant determined by C, R, V TH and V TL of the circuit. The above formula (4) is as follows when the input / output characteristics of the photodiode PD are taken into consideration.

【0021】 logE=AlogF0 +(B−AC) ・・・ (5) ここで、比較周波数Frに対応した演算値D(F∝D)
を導入すると、上記演算式(5)は次のようになる。
LogE = AlogF 0 + (B−AC) (5) Here, the calculated value D (F∝D) corresponding to the comparison frequency Fr.
When the above is introduced, the above arithmetic expression (5) becomes as follows.

【0022】 logE=AlogF0 +(B−AC)−D ・・・ (6) 定数A、B、C、Dの基準値をA0 、B0 、C0 、D0
とし、 (B0 −A00 )=D0 となるように、D0 の値を決めたとすると、入出力特性
に関する演算処理は次の式に従って行なわれることにな
る。
LogE = AlogF 0 + (B−AC) −D (6) The reference values of the constants A, B, C, and D are A 0 , B 0 , C 0 , D 0.
Assuming that the value of D 0 is determined so that (B 0 −A 0 C 0 ) = D 0 , the arithmetic processing regarding the input / output characteristics is performed according to the following equation.

【0023】 logE=A0 logF0 ・・・ (7) 同一種類のフォトダイオードに限定した場合には、基準
値A0 はほぼ一定と見なせるから、定数B、Cが基準値
0 、C0 に対してばらつくものと考えることができ
る。よって、この場合における実際の入出力特性は logE=A0 logF0 +Δ{(B−A0 C)−D0 } ・・・ (8) となり、マイクロコンピュータ34の演算処理部34c
において上記式(7)、即ち、logE=A0 logF
0 に従って演算処理した場合、 Δ{(B−A0 C)−D0 } の誤差が生じることになる。
LogE = A 0 logF 0 (7) When the photodiodes of the same type are limited, the reference value A 0 can be regarded as substantially constant, so the constants B and C are the reference values B 0 and C 0. Can be considered to vary. Therefore, the actual input / output characteristics in this case are logE = A 0 logF 0 + Δ {(B−A 0 C) −D 0 } (8), and the arithmetic processing unit 34 c of the microcomputer 34.
In the above equation (7), that is, logE = A 0 logF
When the arithmetic processing is performed according to 0, an error of Δ {(B−A 0 C) −D 0 } will occur.

【0024】それ故、本実施例では、記憶部34bに記
憶した「比較周波数による特性の補正の演算処理プログ
ラム」により比較周波数に対応する演算値Dの値を比較
周波数Frに従って変化させ、(B−A0 C)−D=0
となるように調整して上記誤差Δ{(B−A0 C)−D
0 }を打ち消すものである。
Therefore, in this embodiment, the value of the operation value D corresponding to the comparison frequency is changed according to the comparison frequency Fr by the "operation processing program for characteristic correction by the comparison frequency" stored in the storage section 34b, and -A 0 C) -D = 0
The error Δ {(B−A 0 C) −D
0 } is canceled.

【0025】このように、本実施例では、フォトダイオ
ードPD及び変換回路の入出力特性の演算処理プログラ
ムを記憶しているマイクロコンピュータ34の記憶部3
4bに、「比較周波数による特性の補正の演算処理プロ
グラム」をさらに記憶させ、比較周波数Frに対応した
演算値Dを導入した演算式(logE=A0 logF0
+(B−AC)−D)に従って演算処理を行なわせる際
に、演算値Dを調整して入出力特性の演算処理プログラ
ムのみに従って演算処理した場合に生じる誤差を打ち消
すようにしたので、マイクロコンピュータ34の記憶部
34bにROM化された入出力特性の演算処理プログラ
ムを各装置毎に変更する必要がなくなる。従って、作業
性が一段と向上し、かつ信頼性が高くなる。
As described above, in this embodiment, the storage unit 3 of the microcomputer 34 which stores the arithmetic processing program of the input / output characteristics of the photodiode PD and the conversion circuit.
An arithmetic expression (logE = A 0 logF 0) in which a “computation processing program for characteristic correction by comparison frequency” is further stored in 4b and a calculation value D corresponding to the comparison frequency Fr is introduced.
+ (B-AC) -D), the calculation value D is adjusted so as to cancel the error generated when the calculation processing is performed only according to the calculation processing program of the input / output characteristics. It is not necessary to change the input / output characteristic arithmetic processing program stored in the storage unit 34b of the ROM 34 for each device. Therefore, workability is further improved and reliability is increased.

【0026】なお、本発明による電子的測光装置は単に
照度(光量)を測定するだけでなく、種々のオイルの汚
れ或は劣化やオイル以外の光が透過し得る液体、気体等
の汚れ或は劣化を計測できる。例えば自動車のエンジン
オイル等の潤滑油の汚れ或は劣化を検出する装置等に適
用して有用なものである。
The electronic photometric device according to the present invention does not only measure the illuminance (light amount) but also stains or deterioration of various oils or stains such as liquids and gases that allow light other than oil to pass through. Deterioration can be measured. For example, it is useful when applied to a device for detecting dirt or deterioration of lubricating oil such as automobile engine oil.

【0027】また、上記実施例は本発明の単なる例示に
過ぎず、回路構成、使用する素子等は必要に応じて任意
に変更できるものである。例えば、C−MOSシュミッ
トインバータ以外のインバータや他の回路素子を使用す
ることもでき、また、フォトダイオード以外の光検出素
子やマイクロコンピュータ以外の素子、或はアナログス
イッチの代わりに電子スイッチ等の他のスイッチ手段を
使用してもよいことは勿論である。さらに、光量−周波
数変換回路や比較周波数発生回路から発生される周波数
出力は方形波パルス以外のパルスでもよい。
Further, the above embodiments are merely examples of the present invention, and the circuit configuration, the elements to be used, etc. can be arbitrarily changed as required. For example, an inverter other than the C-MOS Schmidt inverter or another circuit element can be used, and a photodetection element other than a photodiode or an element other than a microcomputer, or an electronic switch or the like instead of an analog switch. Of course, the switch means may be used. Further, the frequency output generated from the light quantity-frequency conversion circuit or the comparison frequency generation circuit may be a pulse other than the square wave pulse.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による測光
装置は、比較周波数発生回路から周波数可変の比較周波
数出力を発生させると共に、演算計測部の記憶部に「比
較周波数による特性の補正の演算処理プログラム」を記
憶させ、演算処理時に比較周波数に対応した値Dを調整
して入出力特性の演算処理プログラムのみに従って演算
処理した場合に生じる誤差を打ち消すようにしたので、
演算計測部の記憶部にROM化された入出力特性の演算
処理プログラムを各装置毎に変更する必要がなくなる。
従って、作業性が一段と向上し、かつ信頼性が高くなる
ので、照度又は光量の高精度の測定が行なえ、さらに、
コストダウンが可能になる等の多くの顕著な効果があ
る。
As described above, the photometric device according to the present invention generates a variable frequency comparison frequency output from the comparison frequency generation circuit and causes the storage section of the calculation and measurement section to calculate "correction of characteristics by comparison frequency". "Processing program" is stored, and the value D corresponding to the comparison frequency is adjusted during arithmetic processing to cancel the error that occurs when arithmetic processing is performed only according to the arithmetic processing program of the input / output characteristics.
There is no need to change the arithmetic processing program of the input / output characteristics stored in the storage unit of the arithmetic measurement unit for each device.
Therefore, the workability is further improved and the reliability is increased, so that the illuminance or the light amount can be measured with high accuracy.
There are many remarkable effects such as cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による測光装置の一実施例を示す回路構
成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a photometric device according to the present invention.

【図2】従来の測光装置の一具体例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a specific example of a conventional photometric device.

【図3】測光装置に使用されているシュミットインバー
タの電圧出力を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a voltage output of a Schmitt inverter used in the photometric device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23、35 アナログスイッチ 24、25 シュミットインバータ 34 マイクロコンピュータ PD フォトダイオード C コンデンサ R 抵抗 VR 可変抵抗 23, 35 Analog switch 24, 25 Schmidt inverter 34 Microcomputer PD Photodiode C Capacitor R resistance VR Variable resistance

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受光量に応じて出力電流が変化する光検
出素子と、該光検出素子に第1及び第2のスイッチ手段
を通じて接続され、前記光検出素子からの出力電流によ
って充電される静電容量型の負荷と、該負荷に充電され
た充電電圧と予め設定された基準電圧とを比較し、充電
電圧が基準電圧に達したとき毎に出力信号レベルを変化
させる電圧検出手段と、該電圧検出手段の入出力間に前
記第2のスイッチ手段を介して接続された可変インピー
ダンス素子と、供給される周波数信号のパルス数を計数
するカウンタ部、演算処理プログラムを記憶している記
憶部、前記カウンタ部で計数された一定時間内のパルス
数から前記記憶部のプログラムに従って前記光検出素子
に入射する光の照度又は光量を算出する演算処理部、及
び前記第2のスイッチ手段を切り換え制御する制御部を
備えた演算計測部とを具備し、前記第1のスイッチ手段
は前記電圧検出手段からの出力信号レベルの変化によっ
て前記静電容量型の負荷の放電路を形成するように選択
的に切り換え接続され、前記第2のスイッチ手段が前記
静電容量型の負荷を前記第1のスイッチ手段に接続した
ときに、照度(光量)−周波数変換回路を構成して前記
光検出素子に入射する光の照度又は光量に応じた周波数
信号を発生し、また、前記第2のスイッチ手段が前記静
電容量型の負荷を前記可変インピーダンス素子に接続し
たときに、周波数可変の比較周波数信号を発生する比較
周波数発生回路を構成し、前記演算計測部の記憶部に、
少なくとも前記光検出素子及び前記変換回路の入出力特
性の演算処理プログラム及び比較周波数による特性の補
正の演算処理プログラムを記憶させ、前記入出力特性の
演算処理を行なう演算式に比較周波数に対応した演算値
を導入し、前記比較周波数による特性の補正の演算処理
プログラムにより前記比較周波数に対応した演算値を調
整して、前記演算式に基づく前記入出力特性の演算処理
により生じる誤差を打ち消すようにしたことを特徴とす
る測光装置。
1. A photodetector element whose output current changes according to the amount of received light, and a static charge connected to the photodetector element through first and second switch means and charged by the output current from the photodetector element. A capacitance type load, a voltage detection unit that compares the charging voltage charged in the load with a preset reference voltage, and changes the output signal level each time the charging voltage reaches the reference voltage; A variable impedance element connected between the input and output of the voltage detection means via the second switch means, a counter section for counting the number of pulses of the frequency signal supplied, a storage section for storing an arithmetic processing program, An arithmetic processing unit that calculates the illuminance or the amount of light incident on the photodetection element according to the program of the storage unit from the number of pulses counted by the counter unit within a fixed time, and the second switch. And a calculation and measurement section having a control section for switching and controlling the switch means, wherein the first switch means forms the discharge path of the capacitance type load by the change of the output signal level from the voltage detection means. When the second switch means connects the capacitance type load to the first switch means, an illuminance (light quantity) -frequency conversion circuit is configured to form the illuminance (light quantity) -frequency conversion circuit. A frequency signal is generated according to the illuminance or the amount of light incident on the light detection element, and when the second switch means connects the capacitance type load to the variable impedance element, a frequency variable A comparison frequency generation circuit that generates a comparison frequency signal is configured, and in the storage unit of the calculation and measurement unit,
At least an arithmetic processing program for input / output characteristics of the photodetector and the conversion circuit and an arithmetic processing program for characteristic correction by a comparison frequency are stored, and an arithmetic expression corresponding to the comparison frequency is stored in an arithmetic expression for performing the arithmetic processing of the input / output characteristics. A value is introduced, and a calculation value corresponding to the comparison frequency is adjusted by a calculation processing program for characteristic correction by the comparison frequency so as to cancel an error caused by the calculation processing of the input / output characteristic based on the calculation formula. A photometric device characterized in that
【請求項2】 前記演算計測部の演算処理が、照度を
E、前記照度(光量)−周波数変換回路の周波数出力を
0 、同じ種類の光検出素子でほぼ一定の定数をA、各
光検出素子によりばらつく定数をB、回路素子定数によ
りばらつく定数をC、比較周波数に対応した演算値をD
としたときに、次の演算式 logE=AlogF0 +(B−AC)−D に従って行なわれ、(B−AC)−D=0となるように
前記比較周波数発生回路の比較周波数が調整されること
を特徴とする請求項1の測光装置。
2. The arithmetic processing of the arithmetic and measurement unit is such that the illuminance is E, the frequency output of the illuminance (light quantity) -frequency conversion circuit is F 0 , a substantially constant constant is A for the same type of photodetector, and each light is The constant that varies depending on the detection element is B, the constant that varies depending on the circuit element constant is C, and the calculated value corresponding to the comparison frequency is D.
Then, the comparison frequency of the comparison frequency generating circuit is adjusted so that (B-AC) -D = 0 holds according to the following arithmetic expression logE = AlogF 0 + (B-AC) -D. The photometric device according to claim 1, wherein
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