JPH07286900A - Light-quantity measuring instrument - Google Patents

Light-quantity measuring instrument

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JPH07286900A
JPH07286900A JP12878695A JP12878695A JPH07286900A JP H07286900 A JPH07286900 A JP H07286900A JP 12878695 A JP12878695 A JP 12878695A JP 12878695 A JP12878695 A JP 12878695A JP H07286900 A JPH07286900 A JP H07286900A
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light
photodiode
illuminance
capacitor
light quantity
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Isao Tazawa
勇夫 田澤
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Abstract

PURPOSE:To provide an electronic light-quantity measuring instrument which can detect a very weak light, is reliable without causing the oscillation frequency to fluctuate due to temperature change, has a simple circuit configuration, and can be miniaturized and less expensive. CONSTITUTION:An illuminance (light quantity) - frequency conversion means 10 outputs a frequency signal corresponding to the illuminance (light quantity) of light from an object to be measured entering a photodiode PD. The illuminance (light quantity) - frequency conversion means 10 is provided with the above photodiode PD, a capacitor C which is charged by the output current from the photodiode PD, a diode D1 which functions as a switch, and a C-MOS type Schmitt inverter 11, and the photodiode PD and the capacitor C are connected in series between a power supply and ground, the input of the Schmitt inverter 11 is connected to the connection point between the photodiode PD and the capacitor C, and the diode D1 having the opposite polarity to that of the photodiode PD is connected between the output and input of the Schmitt inverter 11 via a resistor R.

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
構成の簡単な、高信頼性かつ小型の電子的光量測定装置
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 having a simple circuit configuration.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、自動車のエンジンオイル等に使
用されている潤滑油は汚れ或は劣化が進むと光の透過率
が減少する。このため、潤滑油の一部を光透過性の特定
のセル中に収容し或はセル中を流し、これにLED(発
光ダイオード)などの光源から光を照射し、その透過光
をフォトダイオードなどの光検出素子で受光して透過光
量を検出し、この検出結果から潤滑油の汚れ或は劣化の
度合を判別することが提案されている。
2. Description of the Related Art For example, a lubricating oil used for automobile engine oil or the like has a reduced light transmittance as it becomes dirty or deteriorates. For this reason, a part of the lubricating oil is housed in a specific light-transmitting cell or flows through the cell, and light is emitted from a light source such as an LED (light emitting diode), and the transmitted light is passed through a photodiode or the like. It has been proposed to detect the amount of transmitted light by receiving light with the photodetector element and determine the degree of contamination or deterioration of the lubricating oil from the detection result.

【0003】このような目的のために使用し得る光量測
定回路としては種々考えられるが、例えば、特開昭47
−22782号公報に示す光量検出回路がある。この光
量検出回路の概略を図5に示す。
There are various possible light amount measuring circuits that can be used for such a purpose.
There is a light amount detection circuit disclosed in Japanese Patent No. 22782. The outline of this light amount detection circuit is shown in FIG.

【0004】この光量検出回路は、発光ダイオードとさ
れる発光素子101と受光素子102とを備え、受光素
子102の光出力電流に比例したディジタル量を出力す
るためのアナログ−ディジタル変換器103は、コンデ
ンサ104及びユニジャンクショントランジスタ(UJ
T)105を主構成要素とするUJT発振器にて実現さ
れている。
This light quantity detecting circuit comprises a light emitting element 101 which is a light emitting diode and a light receiving element 102, and an analog-digital converter 103 for outputting a digital quantity proportional to the light output current of the light receiving element 102, Capacitor 104 and unijunction transistor (UJ
It is realized by a UJT oscillator whose main constituent element is T) 105.

【0005】即ち、受光素子102の光出力電流によっ
てコンデンサ104が充電されUJT105のピーク点
電圧に達するとパルスを発生する。このパルス列は、受
光素子102の光出力電流に比例するので、光量(アナ
ログ量)がディジタル量に変化されることとなる。この
UJT発振器103からの信号は、ゲート回路106を
介して可逆計数回路107に送信され、ディジタル出力
される。
That is, when the capacitor 104 is charged by the light output current of the light receiving element 102 and the peak point voltage of the UJT 105 is reached, a pulse is generated. Since this pulse train is proportional to the light output current of the light receiving element 102, the light quantity (analog quantity) is changed to a digital quantity. The signal from the UJT oscillator 103 is transmitted to the reversible counting circuit 107 via the gate circuit 106 and digitally output.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサ104及びUJT105を主構成要素とするUJT
発振器103は、次のような欠点を有している。つま
り、 UJT105の入力容量が大きく、コンデンサ104
を小さくすることができない。このために、発振周波数
を上げることができず、従って、微弱光の検出が不可能
である。 UJT105は漏れ電流が大きく、このことも又、微
弱光の検出を不可能としている。 UJT発振器103の発振周波数(f)は、 f=1/RCln{1/(1−η)} ここで、ηはUJTのスタンドオフ比、にて表される
が、ηは温度と電圧により大きく変わるものであり、そ
のために温度により発振周波数が変動し、信頼性が低
い。 コンデンサ104の放電抵抗がなく、即ち、UJT発
振器103は回路内に抵抗成分を有しておらず、そのた
めにコンデンサ104に蓄積された電圧はUJT105
を介して瞬時に放電され、そのために出力波形は矩形波
ではなく、トリガーパルス状となる。このようなトリガ
ーパルスは、マイクロコンピュータ内蔵の簡易なカウン
タでの計測は困難である。従って、実際には、後段に波
形成形回路などを必要とし、回路構成が複雑となり、小
型化、低価格化が困難である。といった種々の問題を有
している。
However, the UJT having the capacitor 104 and the UJT 105 as main constituent elements is used.
The oscillator 103 has the following drawbacks. That is, the input capacitance of UJT 105 is large, and the capacitor 104
Cannot be made smaller. For this reason, the oscillation frequency cannot be increased, and therefore weak light cannot be detected. The UJT 105 has a large leakage current, which also makes it impossible to detect weak light. The oscillation frequency (f) of the UJT oscillator 103 is f = 1 / RCln {1 / (1-η)} where η is the standoff ratio of UJT, and η is larger due to temperature and voltage. However, the oscillation frequency fluctuates depending on the temperature, resulting in low reliability. There is no discharge resistance of the capacitor 104, that is, the UJT oscillator 103 does not have a resistance component in the circuit, and therefore the voltage accumulated in the capacitor 104 is UJT105.
The discharge waveform is not a rectangular wave, but a trigger pulse. It is difficult to measure such a trigger pulse with a simple counter built in a microcomputer. Therefore, in practice, a waveform shaping circuit or the like is required in the subsequent stage, the circuit configuration becomes complicated, and it is difficult to reduce the size and cost. It has various problems.

【0007】従って、本発明の目的は、微弱光の検出が
可能で、温度変化により発振周波数が変動することもな
く信頼性が高く、回路構成が簡単で、小型化、低価格化
が容易な電子的光量測定装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to detect weak light, to have high reliability without fluctuation of the oscillation frequency due to temperature change, to have a simple circuit structure, and to easily reduce the size and cost. An object is to provide an electronic light quantity measuring device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光量測定装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、被測定物に光を照射する光源と、光検出素子である
フォトダイオード、前記フォトダイオードからの出力電
流によって充電されるコンデンサ、スイッチとして機能
するダイオード及びC−MOS型のシュミットインバー
タを有し、前記フォトダイオードと前記コンデンサは電
圧源と接地間に直列に接続され、前記フォトダイオード
とコンデンサとの接続点に前記シュミットインバータの
入力が接続され、前記ダイオードは、前記シュミットイ
ンバータの出力と入力間に前記フォトダイオードとは逆
極性で、抵抗を介して接続されて構成され、前記フォト
ダイオードに入射する前記被測定物からの光の照度(光
量)に応じた周波数信号を出力する照度(光量)−周波
数変換手段と、前記照度(光量)−周波数変換手段から
出力される周波数信号を計数する計数手段を含み、該計
数を照度(光量)に変換する演算制御手段と、を有する
ことを特徴とする光量測定装置である。
The above object can be achieved by the light quantity measuring device according to the present invention. In summary, the present invention relates to a light source for irradiating an object to be measured with light, a photodiode serving as a light detection element, a capacitor charged by an output current from the photodiode, a diode functioning as a switch, and a C-MOS type. A Schmidt inverter, the photodiode and the capacitor are connected in series between a voltage source and ground, the input of the Schmidt inverter is connected to the connection point between the photodiode and the capacitor, the diode is the Schmitt Between the output and the input of the inverter, the photodiode has a polarity opposite to that of the photodiode, and is connected via a resistor. A frequency signal corresponding to the illuminance (light quantity) of the light incident on the photodiode from the DUT is generated. Output illuminance (light quantity) -frequency conversion means and the illuminance (light quantity) -frequency conversion means Includes counting means for counting a frequency signal output, a light amount measuring apparatus comprising: the operation control means for converting the the regimen number illuminance (light intensity), the.

【0009】本発明の好ましい実施態様によれば、前記
演算制御手段からの照度(光量)に対応したディジタル
信号をアナログ信号に変換するディジタル−アナログ変
換部が設けられる。
According to a preferred embodiment of the present invention, a digital-analog converter for converting a digital signal corresponding to the illuminance (light quantity) from the arithmetic control means into an analog signal is provided.

【0010】[0010]

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

【0011】図1は本発明による光量測定装置の一実施
例を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a light quantity measuring device according to the present invention.

【0012】本発明の光量測定装置は、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とスイッチとして機能するダイオードD1とC
−MOS型の第1のシュミットインバータ11とで照度
−周波数変換回路10を構成しており、ダイオードD1
は、第1のシュミットインバータ11の出力と入力間に
フォトダイオードPDとは逆極性で、抵抗R1を介して
接続され、また、フォトダイオードPDとコンデンサC
は所定の電圧源と接地間に直列に接続され、それらの接
続点が第1のシュミットインバータ11の入力に接続さ
れている。
The light quantity measuring device of the present invention comprises a photodiode PD which is a light detecting element, a capacitor C which is a capacitance type load, and diodes D1 and C which function as switches.
The illuminance-frequency conversion circuit 10 is configured by the first MOS type Schmitt inverter 11 and the diode D1.
Is connected between the output and the input of the first Schmitt inverter 11 via the resistor R1 with a polarity opposite to that of the photodiode PD, and the photodiode PD and the capacitor C.
Are connected in series between a predetermined voltage source and ground, and their connection point is connected to the input of the first Schmitt inverter 11.

【0013】一方、光源としてのLED13は所定の電
圧源と接地間にスイッチングトランジスタ14を直列に
介して接続されており、このトランジスタ14がオンの
ときに発光して光透過性のセル15内に存在する潤滑油
のような被測定物16に光を照射する。この被測定物1
6を透過した光はフォトダイオードPDに入射し、従っ
て、入射光の照度又は光量に比例した電流IP がフォト
ダイオードPDに流れる。
On the other hand, the LED 13 as a light source is connected via a switching transistor 14 in series between a predetermined voltage source and the ground. When the transistor 14 is on, the LED 13 emits light to enter a light transmissive cell 15. The object 16 to be measured such as existing lubricating oil is irradiated with light. This DUT 1
The light transmitted through 6 is incident on the photodiode PD, and therefore a current I P proportional to the illuminance or the amount of light of the incident light flows through the photodiode PD.

【0014】フォトダイオードPDを流れる電流IP
コンデンサCに蓄積され、電圧VCに変換される。この
コンデンサCに蓄積される電圧VC は第1のシュミット
インバータ11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11は高レベルのスレッショルド電圧
TH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V
H 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
L 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 から高
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11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11の低レベルのスレッショルド電圧VTLにま
で低下すると、シュミットインバータ11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11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。
The current I P flowing through the photodiode PD is accumulated in the capacitor C and converted into the voltage V C. The voltage V C stored in the capacitor C is converted into a pulse signal by the first Schmitt inverter 11. The first Schmitt inverter 11 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 light is not incident on the photodiode PD and the current I P does not flow, that is, when the electric charge is not accumulated in the capacitor C, the output voltage is the high level V H , and the charging voltage V of the capacitor C is V H. When C becomes equal to the high level threshold voltage V TH , the output voltage of the Schmitt inverter 11 switches from the high level to the low level V L. Further, when the charge stored in the capacitor C is reduced to the low level threshold voltage V TL of the Schmitt inverter 11 by discharging, the output voltage of the Schmitt inverter 11 is switched from the low level VL to the high level V H. Therefore, the first Schmitt inverter 11 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.

【0015】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11の出力電圧は高レベルVH にあるから、ダイオー
ドD1は逆方向にバイアスされ、スイッチオフと同じ機
能をなす。それ故、抵抗R1には電流が流れず、コンデ
ンサCは充電可能状態にある。光量の測定が開始され、
フォトダイオードPDに被測定光が入射すると、この入
射光の照度又は光量に比例した電流IP がフォトダイオ
ードPDに流れる。この電流IP はコンデンサCに蓄積
され、電圧VCに変換される。このコンデンサCの充電
電圧VC が第1のシュミットインバータ11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11の出力電圧は高レベルVH から低レベル
L に切換わる。これによってダイオードD1は順方向
にバイアスされ、スイッチオンと同じ機能をなすから、
コンデンサCの充電電圧VC 及びフォトダイオードPD
の出力電流IP は抵抗R1及びダイオードD1を介して
流れ、コンデンサCの充電電圧は放電される。放電によ
ってコンデンサCの充電電圧VC がシュミットインバー
タ11の低レベルスレッショルド電圧VTLにまで降下す
ると、シュミットインバータ11の出力電圧は低レベル
L から高レベルVH に切換わる。これによってダイオ
ードD1は再び逆バイアスされてオフ状態となるから、
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11の
出力電圧、即ち、照度−周波数変換回路10からの出力
電圧V1 は、図2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 in the capacitor C, and thus the charge is not accumulated in the capacitor C, the output voltage of the first Schmitt inverter 11 is at the high level V H , so that the diode D1 is reverse-biased and switched off. Do the same function. Therefore, no current flows through the resistor R1 and the capacitor C is in a chargeable state. The measurement of the light quantity is started,
When the light to be measured enters the photodiode PD, a current I P proportional to the illuminance or the light amount of the incident light flows through the photodiode PD. This current IP is accumulated in the capacitor C and converted into the voltage VC. When the charging voltage V C of the capacitor C reaches the high level threshold voltage V TH of the first Schmitt inverter 11, the output voltage of the Schmitt inverter 11 switches from the high level V H to the low level V L. This causes the diode D1 to be forward biased and has the same function as switching on.
Charging voltage V C and the photodiode PD of the capacitor C
Output current I P of the capacitor C flows through the resistor R1 and the diode D1, and the charging voltage of the capacitor C is discharged. When the charging voltage V C of the capacitor C drops to the low level threshold voltage V TL of the Schmitt inverter 11 due to discharging, the output voltage of the Schmitt inverter 11 switches from the low level V L to the high level V H. As a result, the diode D1 is reverse-biased again and turned off,
A charging current flows through the capacitor C. After that, as a result of the similar operation being repeated, the output voltage of the first Schmitt inverter 11, that is, the output voltage V 1 from the illuminance-frequency conversion circuit 10 becomes the charge / discharge cycle of the capacitor C as shown in FIG. It becomes the pulse waveform of the corresponding frequency.

【0016】この第1のシュミットインバータ11の出
力電圧V1 は、本実施例では、第1のシュミットインバ
ータ11と同じC−MOS型の第2のシュミットインバ
ータ12に供給される。この第2のシュミットインバー
タ12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11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12からは第1のシュミットインバータ11のパ
ルス波形を反転した同じ周波数F0 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20に供給
される。
In this embodiment, the output voltage V 1 of the first Schmitt inverter 11 is supplied to the same C-MOS type second Schmitt inverter 12 as the first Schmitt inverter 11. The second Schmitt inverter 12 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 11, 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 12 generates an output voltage of the same frequency F 0 which is the inverted pulse waveform of the first Schmitt inverter 11 and supplies the output voltage to the microcomputer 20 which is a calculation and measurement unit.

【0017】マイクロコンピュータ20は照度−周波数
変換回路10から第2のシュミットインバータ12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21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ROM
(リード・オンリー・メモリ)を含む記憶部22と、カ
ウンタ部21で計数された一定時間内のパルス数から、
記憶部22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23とから構成されており、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を求める
ことができる。
The microcomputer 20 counts the number of pulses of the frequency signal F 0 input from the illuminance-frequency conversion circuit 10 through the second Schmitt inverter 12, the photodiode PD, and the input / output characteristics of the conversion circuit. ROM storing arithmetic processing program
From the storage unit 22 including (read only memory) and the number of pulses within a certain time counted by the counter unit 21,
According to the program of the storage unit 22, the photodiode PD
And an arithmetic processing unit 23 for calculating the illuminance or the light amount, and thus, the illuminance or the light amount of the light incident on the photodiode PD can be obtained.

【0018】上記本実施例では照度(光量)−周波数変
換回路10の第1のシュミットインバータ11の出力と
入力間にフォトダイオードPDとは逆極性で、抵抗R1
を介してダイオードD1を接続し、このダイオードD1
をスイッチとして機能させたが、ダイオードD1の代わ
りにアナログスイッチを使用することも考えられるが、
アナログスイッチは端子容量を有するので照度−周波数
変換の特性が不安定となる可能性がある。従って、信頼
性の点からはダイオードスイッチを使用することが好ま
しい。
In this embodiment, the polarity of the photodiode PD is opposite to that of the photodiode PD between the output and the input of the first Schmitt inverter 11 of the illuminance (light quantity) -frequency conversion circuit 10, and the resistance R1.
The diode D1 is connected via
Functioning as a switch, it is possible to use an analog switch instead of the diode D1.
Since the analog switch has a terminal capacitance, the illuminance-frequency conversion characteristics may become unstable. Therefore, it is preferable to use the diode switch from the viewpoint of reliability.

【0019】一方、照度又は光量をアナログ出力したい
場合には、演算処理部23から出力される照度(光量)
に対応したディジタル信号を、図3に示すような回路構
成簡単なディジタル−アナログ変換器により変換するこ
とで、実現できる。図3において、信号STRは変調光
と同じ周期のストローブ信号であり、信号P0 は演算処
理部23から供給されるパルス出力である。これら信号
STR、P0 の波形、スイッチ(本例では電子スイッ
チ)SW1、SW2の動作態様、及びディジタル−アナ
ログ変換器の各部における信号波形を図4に示す。この
ようにして変換されたアナログ信号Vc2は増幅回路で
適当な大きさに増幅されて例えば図示しない指示計に供
給され、計測結果が表示されることになる。
On the other hand, when it is desired to output the illuminance or the light quantity in an analog manner, the illuminance (light quantity) output from the arithmetic processing unit 23.
It can be realized by converting the digital signal corresponding to (3) by a digital-analog converter having a simple circuit configuration as shown in FIG. In FIG. 3, the signal STR is a strobe signal having the same period as the modulated light, and the signal P 0 is a pulse output supplied from the arithmetic processing unit 23. FIG. 4 shows the waveforms of these signals STR and P 0 , the operation modes of the switches (electronic switches in this example) SW1 and SW2, and the signal waveforms at each part of the digital-analog converter. The analog signal Vc2 thus converted is amplified to an appropriate size by an amplifier circuit and supplied to, for example, an indicator (not shown), and the measurement result is displayed.

【0020】また、上記実施例では本発明による光量測
定装置を自動車のエンジンオイル等の潤滑油の汚れ或は
劣化を計測する場合に適用したが、光源からの光を透過
する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する場合に
も本発明が適用できるし、また、光源からの光を反射す
る被測定物からの反射光の照度(光量)を計測する場合
にも本発明は適用できるものである。
Further, in the above embodiment, the light quantity measuring device according to the present invention is applied to the case of measuring the contamination or deterioration of the lubricating oil such as the engine oil of the automobile. However, the contamination of various oils transmitting the light from the light source is applied. Alternatively, the present invention can be applied to the case of measuring the contamination or deterioration of liquid, gas, etc., which can transmit light other than deterioration or oil, and the reflected light from the object to be measured which reflects the light from the light source. The present invention can also be applied to the case of measuring the illuminance (light amount).

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光量
測定装置は、光検出素子であるフォトダイオード、前記
フォトダイオードからの出力電流によって充電されるコ
ンデンサ、スイッチとして機能するダイオード及びC−
MOS型のシュミットインバータを有し、前記フォトダ
イオードと前記コンデンサは電圧源と接地間に直列に接
続され、前記フォトダイオードとコンデンサとの接続点
に前記シュミットインバータの入力が接続され、前記ダ
イオードは、前記シュミットインバータの出力と入力間
に前記フォトダイオードとは逆極性で、抵抗を介して接
続されて構成され、前記フォトダイオードに入射する前
記被測定物からの光の照度(光量)に応じた周波数信号
を出力する照度(光量)−周波数変換手段を備え、前記
照度(光量)−周波数変換手段から出力される周波数信
号を演算制御手段により計数して、照度(光量)に変換
する構成とされるので、微弱光の検出が可能で、温度変
化により発振周波数が変動することもなく信頼性が高
く、回路構成が簡単で、小型化、低価格化が容易である
等の多くの顕著な効果がある。
As described above, the light quantity measuring device according to the present invention includes a photodiode which is a photodetector, a capacitor charged by an output current from the photodiode, a diode which functions as a switch, and a C-.
It has a MOS type Schmidt inverter, the photodiode and the capacitor are connected in series between a voltage source and ground, the input of the Schmidt inverter is connected to the connection point between the photodiode and the capacitor, the diode, Between the output and the input of the Schmitt inverter, the photodiode has a reverse polarity and is configured to be connected via a resistor, and has a frequency corresponding to the illuminance (light quantity) of light from the DUT incident on the photodiode. An illuminance (light quantity) -frequency conversion means for outputting a signal is provided, and a frequency signal output from the illuminance (light quantity) -frequency conversion means is counted by the arithmetic control means and converted into illuminance (light quantity). Since it is possible to detect weak light, the oscillation frequency does not fluctuate due to temperature changes, it is highly reliable, and the circuit configuration is simple. , There is a reduction in size, many remarkable effect equal cost reduction is easy.

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

【図1】本発明による光量測定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 light quantity measuring device according to the present invention.

【図2】図1の光量測定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. 2 is a waveform diagram showing a voltage output of a Schmitt inverter used in the light quantity measuring device of FIG.

【図3】図1に示す本発明の光量測定装置に使用できる
ディジタル−アナログ変換器の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a digital-analog converter that can be used in the light quantity measuring device of the present invention shown in FIG.

【図4】図3のディジタル−アナログ変換器の各部にお
ける電圧出力を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a voltage output in each part of the digital-analog converter of FIG.

【図5】従来の光量測定装置の一例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an example of a conventional light amount measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 照度(光量)−周波数変換回路 11、12 シュミットインバータ 13 LED(発光ダイオード) 14 スイッチングトランジスタ 15 光透過性セル 16 被測定物 20 マイクロコンピュータ 21 カウンタ部 22 記憶部 23 演算処理部 PD フォトダイオード C コンデンサ D1 ダイオード R1 抵抗 10 Illuminance (light amount) -frequency conversion circuit 11, 12 Schmidt inverter 13 LED (light emitting diode) 14 Switching transistor 15 Light transmissive cell 16 Object to be measured 20 Microcomputer 21 Counter unit 22 Storage unit 23 Processing unit PD Photodiode C Capacitor D1 diode R1 resistance

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物に光を照射する光源と、 光検出素子であるフォトダイオード、前記フォトダイオ
ードからの出力電流によって充電されるコンデンサ、ス
イッチとして機能するダイオード及びC−MOS型のシ
ュミットインバータを有し、前記フォトダイオードと前
記コンデンサは電圧源と接地間に直列に接続され、前記
フォトダイオードとコンデンサとの接続点に前記シュミ
ットインバータの入力が接続され、前記ダイオードは、
前記シュミットインバータの出力と入力間に前記フォト
ダイオードとは逆極性で、抵抗を介して接続されて構成
され、前記フォトダイオードに入射する前記被測定物か
らの光の照度(光量)に応じた周波数信号を出力する照
度(光量)−周波数変換手段と、 前記照度(光量)−周波数変換手段から出力される周波
数信号を計数する計数手段を含み、該計数を照度(光
量)に変換する演算制御手段と、を有することを特徴と
する光量測定装置。
1. A light source for irradiating an object to be measured with light, a photodiode serving as a light detection element, a capacitor charged by an output current from the photodiode, a diode functioning as a switch, and a C-MOS type Schmitt inverter. The photodiode and the capacitor are connected in series between a voltage source and ground, the input of the Schmidt inverter is connected to the connection point between the photodiode and the capacitor, the diode,
Between the output and the input of the Schmitt inverter, the photodiode has a reverse polarity and is configured to be connected via a resistor, and has a frequency corresponding to the illuminance (light quantity) of light from the DUT incident on the photodiode. Illuminance (light quantity) -frequency conversion means for outputting a signal, and counting means for counting the frequency signal output from the illuminance (light quantity) -frequency conversion means, and operation control means for converting the count into illuminance (light quantity) And a light quantity measuring device.
【請求項2】 前記演算制御手段からの照度(光量)に
対応したディジタル信号をアナログ信号に変換するディ
ジタル−アナログ変換部を具備することを特徴とする請
求項1の光量測定装置。
2. The light quantity measuring device according to claim 1, further comprising a digital-analog converter for converting a digital signal corresponding to the illuminance (light quantity) from the arithmetic control means into an analog signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1128170A1 (en) * 2000-02-25 2001-08-29 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Photodiode bias circuit
CN109297609A (en) * 2018-11-23 2019-02-01 大连航创科技有限公司 A kind of Dim light measurement device
CN109297609B (en) * 2018-11-23 2024-04-30 大连航创科技有限公司 Weak light detector

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