JPS5911852B2

JPS5911852B2 - シフトレジスタを使用した露光情報量子化回路

Info

Publication number: JPS5911852B2
Application number: JP50033862A
Authority: JP
Inventors: 幸保西川; 卓男板垣
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1984-03-19
Also published as: DE2611792C3; JPS51109831A; DE2611792A1; DE2611792B2; US4083055A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はカメラあるいは露出計等において、露出時間あ
るいは被写界輝度等の露光情報を電流計を使用せずに、
複数個のランプを使用して表示す２０るための信号量子
化回路に関する。

従来このような露光情報の表示には電流計が使用されて
いたが、電流計は機械的衝撃に弱く故障の発生が多かつ
た。

本発明はこのような信頼性に劣る電流計を使わずに、電
球あるいは発光ダイオ２５−ド等のごとき可動部のない
表示素子を複数個使用して、信頼性の高い表示装置を得
ることを目的としたもので、特にこのような表示法に適
した入力情報の量子化回路を提供するものである。同様
の目的のために、既にいくつかの発明が公にされｘて
いるが、そのほとんどがカウンタの示す数値を量子化に
利用する方法である。これらの方法においては、に）カ
ウンタの数値ば１”ずつしか増減しないため、信号の一
定比率の変化に対する応答時間は、その時の数値に比例
し、数値が大きい場３５合には長く、数値が小さい場合
には短い。同量子化の分解度が最小重みビットによりー
義的に決まり大きな数値に対しては必要以上に細かくな
る。（ハ）表示のためには比較的大規模なデコーダが必
要となる等の欠点があり、指数関数的に広範囲に変動す
る露光情報の表示には実用化上の難点となる。本発明は
、これらの従来の量子化回路の問題点をも解決しようと
するものである。以下添付の図面にもとづいて本発明を
詳述する。まず、電気シヤツタカメラにおける露出時間
を第４図のごとく８段階の範囲に分割して８個の表示素
子に表示する例について第１図により説明する。

第１図において１−１はその電流値１ｓが露出時間に反
比例するごとく構成された信号電流源であり、その実際
の回路は電気シヤツタにおいて公知のものである。一方
１−２，および１−３はそれぞれ両方向シヤフトレジス
タ６の内容によりその電流値１ＬおよびＩｕが変化する
下限参照電流源および上限参照電流源である。これら各
電流源からの電流は、それぞれに接続された対数圧縮ダ
イオード２−１，２−２および２−３に流入し、各電流
値の対数に比例した信号電圧Ｖｓ、下限参照電圧ＶＬ、
および上限参照電圧Ｖｕを各ダイオードのアノード，カ
ソード間に生ぜしめる。このようにして発生した各電圧
は、電圧比較器３−１および３−２の反転入力、あるい
は非反転入力に図のごとく加えられる。なお、電圧比較
器の出力は、両入力に加えられる電圧を比較し、反転入
力への電圧が非反転入カへの電圧より低い場合は論理６
１１となり、高い場合は論理８０１となることは周知の
とおりである。電圧比較器３−１および３−２の出力は
それぞれ両方向シフトレジスタのシフト制御端子Ｕおよ
びＤに接続されている。４は一定周期でパルスを発生す
るパルス発生器で、記憶スイツチ５を介して両方向シフ
トレジスタ６のクロツク端子Ｃに接続されている。

両方向シフトレジスタ６は露出時間変動域の分割数に対
応して、８ビツトから構成されており、各ビツトには第
４図に示した露出時間の各範囲を順序よく対応させてい
る。すなわち第１ビツトには１秒以上の露出時間を、第
２ピツトには１秒から１ｔ秒までの―出時間を、そして
第３ビツトにはｎ秒から一秒までの露出時間を、という
具合である。

また、この両方向シフトレジスタ６は電源投入時に、８
ビツトのうち何れか１ビツトだけが論理０１１、その他
のビツトはすべて論理８０１に初期化されるように構成
されている。以下の説明では、この論理０１″となつて
いるビツトを指標と称する。この指標はシフト制御端子
ＵおよびＤに加えられる信号に応じて、クロツク入力端
子Ｃにパルスが加わるたびに（イ）Ｕ＝０１″，Ｄ＝６
０″の場合には、上に１ビツトシフト（ロ）Ｕ＝６０１
，Ｄ＝６１″の場合には、下に１ビツトシフト（ハ）Ｕ
＝８０ｎ，Ｄ＝６０″の場合には、無動作と動作するこ
とは一般のシフトレジスタと同様であるみな卦このシフ
トレジスタにあつては、指標がシフトを続けて終端のビ
ツトに到達し、さらに同方向へのシフトを意味する信号
がシフト制御端子に加えられている場合には、その終端
ビツトに留まるように構成されている。

このような機能をもたせるための構成については終端ビ
ツトの出力と前段ビツトの出力との論理和をとり、これ
を終端ピツトの入力とすればよいので、特に詳述はしな
い。したがつて電源投入時に設けた指標は、その後いか
なる場合にも、消滅あるいは増加することなく、ただひ
とつだけ存在し、シフト制御端子に加えられる信号に応
じて、シフトレジスタ内を移動し続けることになる。両
方向シフトレジスタ６の各ビツトの出力は、それぞれド
ライバ７を介して表示素子群８に接続されており、前述
の指標が存在するビツトに接続された表示素子だけを点
灯させる。次にはじめに示唆した参照電流源の電流値と
、シフトレジスタ内の指標位置との関係について説明す
る。

下限参照電流源１−２の電流値１Ｌ、および上限参照電
流源１−３の電流値１ｕには、その時点で指標が存在す
るビツトの分担露出時間範囲に対応する電流範囲の下限
値、および上限値を対応づけてある。このような電流源
はたとえば第２図のごとくして実現できる。この図にお
いて、スイツチ群９−１および９−２の各スイツチは下
から順にシフトレジスタ６の各ビツトに対応させ、指標
の存在するビツトに対応するスイツチだけを閉じ、他の
スイツチはすべて開くように構成する。図では単なるス
イツチとして示してあるが、実際にはトランジスタのご
とき半導体スイツチを使用するのは当然である。これら
スイツチの各一端は共通に接続され、一定電圧Ｖ。を発
生する図示しない電源に接続され、他の各一端には重み
抵抗Ｒｌ２〜Ｒｌ８およびＲ２ｌ〜Ｒ２７が接続されて
いる。ここで重み抵抗Ｒ，２とＲ２ｌの抵抗値は等しく
、それぞれに直列に接続されたスイツチが閉じている時
、露出時間１秒に相当する電流が流れるように選び、他
の重み抵抗の抵抗値はＲｌ２二３０Ｒ１３＝６０Ｒ１４
＝１２５Ｒ１５＝２５０Ｒ１６＝５００Ｒ１７＝１００
０Ｒ１８Ｒ２１二３０Ｒ２２＝６０Ｒ２３＝１２５Ｒ２
４＝２５０Ｒ２，＝５００Ｒ２６＝１０００Ｒ２，の関
係を満たすように選べば、指標の存在位置に応じて、各
ビツトの分担範囲に対応した下限参照電流および上限参
照電流が得られる。

構成については以上の通りであるが、この回路は次に説
明するようにして入力信号を量子化する。

仮に指標が、信号である露出時間より長時間の露出時間
範囲を分担するビツトにあつた場合には、信号電流１ｓ
は、参照電流１Ｌ，Ｉｕより大きいから、当然信号電圧
Ｓは参照電圧Ｌ，Ｕより高くなり、電圧比較器３−１の
出力は論理６０″，３−２の出力は論理６１″となる。

この状態の時、クロツクパルスが１発シフトレジスタに
加わると指標は１ビツトだけ上にシフトする。これにと
もなつて参照電流１Ｌ，Ｉｕは１段階大きな値に変化す
るから、参照電圧ＶＬ，ＶＵも１段高い値に変化する。
電圧比較器３−１および３−２の次の出力状態はこの増
加後の参照電圧Ｌ，ＶＵと、信号電圧ｓとに従つて決定
され、仮にまた信号電圧Ｖｓが参照電圧ＶＬ，Ｖｕより
高い場合には前回と同様にクロツクパルスが加わると、
指標はさらに１ビツトだけ上に移動するが、信号電圧Ｖ
ｓが上限参照電圧Ｖｕと下限参照電圧ＶＬとの間に含ま
れると電圧比較器３−１と３−２の出力はともに論理６
０１となり、クロツクパルスが加わつても指標は移動し
ない。上述の場合とは逆に指標が信号露出時間より短時
間側を分担するビツトにあつた場合にも、シフト方向こ
そ逆ではあるが、上述の場合と同様にして、指標はその
分担範囲内に信号露出時間が含まれるビツトにまでシフ
トしてきて停止する。以上の動作は、たとえ信号露出時
間が時間的に変動しても実行され、指標は常にその存在
するビツトの分担範囲内に信号露出時間が含まれるよう
に、信号の変動に追随して、シフトレジスタ上を移動す
る。従つて、８個の表示素子のいずれが点灯しているか
によつて露出時間を知ることができる。なお適当な時期
に記憶スイツチ５を開いて、パルス発生器４からのパル
スの伝達を阻止すれば、量子化結果がそのまま記憶され
る。第３図は以上詳述した動作の際の各部の信号を横軸
を時間軸として図示したものであり、これにより、その
動作が一層明確となるであろう。

是まで、各ビツトの分担範囲は相隣るビットの分担範囲
に隣接しているものとして説明してきたが、範囲設定に
あたつては、この他に第５図に示すような２種類の方法
がある。すなわち、（イ）相隣るビツトの分担範囲の間
に空白部を設ける方法。

（ロ）相隣るビツトの分担範囲の一部を互に重ねあわせ
る方法。

の二つである。

是までの説明から、（イ）の方法によれば、入力信号が
偶々空白部にあつた場合には指標はその空白部の上下の
範囲を分担する相隣る２ビツト間を交互に移動し続ける
こと、従つて肉眼によつては２個の表示素子が同時に点
灯して見えること、および（ロ）の方法によれば、入力
信号の増減に対して量子化回路の応答にヒステリシス特
性が現われることは明らかであろう。このうち（イ）の
方法の特性は、空白部を積極的に利用することによつて
、同ビツト数のシフトレジスタを使用して約２倍の分解
度で信号を量子化して表示させることができるものであ
る。以上説明した例では特に露出時間を８段階に量子化
しているが、分割数および分担範囲の設定はまつたく任
意であることはもちろんである。

また中間部の各ビツトのうち、第３ビツトから第７ビツ
トまでの５ビツトには対数的に等しＸ，喘の範囲を分担
させ、第２ビツトだけには、その５倍の広さの範囲を分
担させているため、２対の参照電流源と対数圧縮素子と
を必要としている。しかし、中間部の各ビツト総てに、
対数的に等しい幅の範囲を分担させる場合には、参照電
流源と対数圧縮素子とは１対でよく、この１対から指標
が存在するビツトの分担範囲の一端に相当する第１の参
照電圧を得て、これに一範囲幅に相当する一定の電圧を
常に加えるか、あるいは減するかして他の一端に相当す
る第２の参照電圧を得るように構成することができる。
以上述べたごとき量子化回路は、露出時間の量子化にか
ぎらず、被写界輝度等の露光情報のように指数関数的に
広い範囲で変動する情報の量子化には特に有効であり、
これによつて電流計を使わない信頼度の高い露光情報の
表示装置を可能にしただけでなく、従来のカウンタ方式
の量子化回路に比して、次に列記するような利点をもつ
ている。

（イ）信号の変動する全範囲にわたつて応答速度が一様
で速く、しかも、量子化の分解度は任意に設定できる。
（ロ）表示回路との結合にはデコーダが不要であるため
回路が簡単になる。

（ハ）各ビツトの分担範囲の設定は、きわめて柔軟性に
富んでいるので、両方向シフトレジスタ、電圧比較器、
対数圧縮素子およびドライバ部を汎用化し、あらかじめ
一つの集積回路として用意しておき、これを必要に応じ
て各種の目的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第２図
は第１図の回路図では略記した参照電流源の一具体例で
あり、第３図は実施例の動作を明確にするため、各部の
電圧および状態の変化を示した図であり、第４図は実施
例でシフトレジスタの各ビツトに分担させた露出時間範
囲を示し、第５図は第４図に示した分担法以外の二通り
の分担法を示した露出時間の部分図である。１−１・・・信号電流源、１−２・・・下限参照電流源
、１−３・・・上限参照電流源、２−１〜２−３・・・
対数圧縮素子、３−１，３−２・・・電圧比較器、４・
・・パルス発生器、５・・・記憶スイツチ、６・・・両
方向シフトレジスタ、７・・・ドライバ、８・・・表示
素子群、９−１，９−２・・・スイツチ群、Ｒ，２〜Ｒ
ｌ８，Ｒ２ｌ〜Ｒ２，・・・重み抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】１量子化すべき信号電流を発生する信号電流源と、信
号の予想される変動域を必要に応じて分割して得た各範
囲を各ビットに順序よく分担させ、しかも、いずれか１
ビットだけに常に指標が存在するごとくなした両方向シ
フトレジスタと、該指標が存在するビットの分担範囲の
上限、下限に相当する電流を発生させる参照電流源と、
上記信号電流源及び参照電流源の夫々に接続されて、各
電流値の対数に比例した信号電圧及び上限、下限の参照
電圧を得るための対数圧縮素子と、信号電圧と両参照電
圧とを比較して、信号電圧が該参照電圧間に含まれるよ
うに両方向シフトレジスタ上の指標の動きを制御する電
圧比較器と、両方向シフトレジスタの動作に必要なクロ
ックパルスを得るためのパルス発生器とから成るカメラ
等における露光情報の量子化回路。２量子化すべき信号電流を発生する信号電流源と、信
号の予想される変動域を対数的に等しい間隔で分割して
得た各範囲を中間部の各ビットに順序よく分担させ、し
かも、いずれか１ビットだけに常に指標が存在するごと
くなした両方向シフトレジスタと、該指標が存在するビ
ットの分担範囲の上限或は下限に相当する電流を発生さ
せる１つの参照電流源と、上記信号電流源と該参照電流
源の夫々に接続されて各電流値の対数に比例した信号電
圧及び上限或は下限のいずれか一方の参照電圧を得るた
めの対数圧縮素子と、上記参照電流源とこれに接続され
た対数圧縮素子とから得た上限或は下限のいずれか一方
の参照電圧に一範囲幅に相当する一定の電圧を加えるか
、或は減ずるかしてもう一方の参照電圧を得る手段と、
信号電圧と両参照電圧とを比較して信号電圧が参照電圧
間に含まれるように両方向シフトレジスタ上の指標の動
きを制御する電圧比較器と、両方向シフトレジスタの動
作に必要なクロックパルスを得るためのパルス発生器と
から成るカメラ等における露光情報の量子化回路。