JPS6134608B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は測光回路に関する。

＜従来技術＞ 従来、カメラ等に使用される測光回路は第１図
に示すようになつている。すなわち入力段に
FET並びに出力段にバイボーラトランジスタを
備えた高入力インピーダンス演算増幅器１が電源
スイツチ２，３を介して電源電池４，５に接続さ
れており、この演算増幅器１の入力端子間に光起
電力型光電変換素子等の受光素子６が接続され、
演算増幅器１の出力端子と反転入力端子との間に
シリコンフオトダイオード等の対数圧縮用対数変
換素子７を接続し、演算増幅器１の出賄力端にメ
ータ８が接続されている。９は演算増幅器１の入
力端子に存在する浮遊容量で、この浮遊容量は受
光素子６の接合容量、演算増幅器１の入力段の
FETのゲートに存在する容量、プリント配線網
に生ずる容量等である。

したがつて、電源スイツチ２，３を閉成する
と、演算増幅器１の入力段のFETと出力段のバ
イボーラトランジスタとの過渡応答特性の差によ
り異常電流が対数変換素子７を通して流れ、前記
浮遊容量９への不必要なチヤージが瞬間的に行な
われる。

この不必要なチヤージは受光素子６に生ずる光
電流により徐々に解消されるが、完全に解消され
るまでにはかなりの時間を要して測光回路が安定
しにくいものである。特に微弱を測光する場合に
は光電流がピコアンペア（PA）オーダーのため
に不必要なチヤージを解消するために数秒程度の
時間が必要となるものである。

さらに従来の測光回路では暗黒状態において負
帰還回路に挿入した対数変換素子７への光電流が
断たれるために、演算増幅器１に負帰還がかから
なくなり、演算増幅器１の出力は低い側のレベル
に達する。すなわち演算増幅器１がラツチされる
ことになる。このため次の撮影時に演算増幅器１
のラツチ解除に時間を要し、入射光量に対する測
光回路の追従性が悪くなるものである。

＜目的＞ 本発明は上述の事項に鑑みなされたもので、演
算増幅器（実施、第２図の12に相当する。）の入
力端子間に受光素子（実施例、第２図の11に相当
する。）を接続すると共にその入出力端子間に対
数圧縮用のダイオード機能のインピーダンス手段
（実施例、第２図の13に相当する。）を接続した測
光回路において、前記増幅器の受光素子と前記イ
ンピーダンス手段とが接続される一方の入力端に
第２のインピーダンス手段（実施例、第２図の22
に相当する。）の一端を接続し、かつ前記増幅器
の出力に応じて出力電位を第１の状態から第２の
状態へ変化させる電圧調定回路（実施例、第２図
の25に相当する。）を設け、更に該電圧調定回路
の出力を前記第２のインピーダンス手段の他端に
接続し、該第２のインピーダンス手段への印加電
位を第１の状態とすることにて増幅器に存在する
浮遊容量のチヤージを適正化し、又前記印加電位
を第２の状態とすることにて増幅器へ前記第２の
インピーダンス手段を介してバイアス電流を供給
することにて上述の問題を解消した測光回路を提
供せんとするものである。

即ち、本発明では上記の構成にて上記チヤージ
が発生し増幅器がラツチ状態にある時には上記第
２のインピーダンス手段を介して自動的に上記チ
ヤージを放電させると共にラツチ解除後は上記第
２のインピーダンス手段を介してバイアス電流を
増幅器に供給し以後増幅器がラツチ状態に移行す
ることを防止したものである。

＜実施例＞ 第２図は本発明に係る測光回路の一実施例を示
す回路図である。

図において、１１は光起電力型光電変換素子等
の受光素子である。

１２は入力端子間に前記受光素子１１を接続し
た高入力インピーダンス演算増幅器、１３は演算
増幅器１２の出力端子と反転入力端子との間に接
続されるシリコンフオトダイオード等の対数変換
素子、該対数変換素子１３は受光素子１１より生
ずる光電流を対数圧縮する。１４は演算増幅器１
２の出力端子に接続される表示用メータ、１５は
演算増幅器１２の入力端子に存在する浮遊容量
で、この浮遊容量１５は受光素子１１の接合容
量、演算増幅器１２の入力段のFETのゲートに
存在する容量、プリント配線網に生ずる容量等で
ある。１８並びに１９は電源スイツチ１６，１７
を介して演算増幅器１２を接続した電源電池であ
る。２５は測光回路の過渡応答特性改善用のスイ
ツチングトランジスタであり、このトランジスタ
２５のベースは演算増幅器１２の出力端に接続さ
れている。

２６はトランジスタ２５のエミツタに接続され
た抵抗であり、この抵抗２６はバイアス電流供給
用抵抗２２より十分に抵抗値の抵抗の低い抵抗で
ある。

上記構成において、電源スイツチ１６及び１７
をオンすると、対数変換素子１３を通して異常チ
ヤージ浮遊容量１５に生ずる。このため演算増幅
器１２の出力端子の電位は低い側の飽和レベルに
達するが、この時点に於いてはトランジスタ２５
がオフになり、前記浮遊容量１５に生じた異常チ
ヤージは抵抗２２及び２６を通し放電されて急速
に解消され、演算増幅器１２の出力電位は正常作
動電位に急激に回復する。そして演算増幅器１２
の出力電位が正常作動電位に戻るとトランジスタ
２５はオンし該トランジスタ２５のエミツタ電位
が上がり、バイアス電流供給用抵抗２２の両端
子、間電位が下がる。これによりある一定のバイ
アス電流即ち測光限界以下のある一定のバイアス
電流が演算増幅器１２の反転入力端子に加えられ
る。このため、たとえ被写体が暗黒状態になつて
も演算増幅器１２はラツチすることなく、測光回
路は高速の応答特性を保持することができるもの
である。

即ち、トランジスター２５のオン時における抵
抗２２への印加電圧をＶ_Bとし、バイアス電流供
給用抵抗２２の抵抗値をＲ_Bとすると、バイアス
電流Ｉ_Bは Ｉ_B＝Ｖ_Ｂ／Ｒ_Ｂ ……(1) となる。

被写体輝度に対応して受光素子１１に生ずる光
電流をＩ_Pとし、対数変換素子１３の逆方向飽和
電流をＩ_Oとすると、高入力インピーダンス演算
増幅器１２の出力端子の電位Ｖ_Oは、該演算増幅
器１２にオフセツト電圧がないものとして表わす
と次の式になる。

Ｖ_O＝ｋ_Ｔ／ｑｎ（Ｉ_Ｐ＋Ｉ_Ｂ／Ｉ_Ｏ＋１）……(
2) ここで、ｋはボルツマン定数、ｑは電荷素量、
Ｔは絶対温度である。

(2)式において、入射光が遮断されＩ_P＝０の場
合にはバイアス電流Ｉ_Bのみによる出力が生じ、
測光回路の演算増幅器１２はラツチしなくなる。
よつて上述の如く被写体が暗黒状態となつても増
幅器のラツチは防止することが出来る。このバイ
アス電流Ｉ_Bを測光回路の測光限界より１段程度
下に設定すれば、測光回路の測光限界のクランプ
となる。

また、受光素子１１並びに対数変換素子１３の
極性が逆方向に接続されている場合には図示方向
と逆方向にバイアス電流を供給すれば良いことは
いうまでもない。

第３図は被写体輝度がある一定の明るさ以下の
場合にのみ演算増幅器のラツチ防止用のバイアス
電流を供給する回路を第２図の回路に付加したも
ので、７０は定電圧回路、７１は定電圧回路７０
の出力と演算増幅器１２の出力とを比較する比較
器で、この比較器７１の出力はトランジスタ７２
のベースに接続されている。しかして、比較器７
１が定電圧回路７０の出力と演算増幅器１２の出
力とを比較し、演算増幅器１２の出力が定電圧回
路７０の出力より大きくなると、比較器７１は反
転しトランジスタ７２をオンさせる。これにより
トランジスタ７２のエミツタ電位がグランド、電
位にほぼ等しくなるので、バイアス電流供給用抵
抗２２の両端子間電位がほぼ零ボルトになり不必
要時のバイアス電流が遮断される。逆に被写体輝
度が暗い場合には演算増幅器１２の出力電圧は定
電圧回路７０の出力電位より小さくなるのでトラ
ンジスタ７２はオフし、第２図と同様にして演算
増幅器１２のラツチ防止用のバイアス電流が流れ
る。

また、電源スイツチ１６，１７がオンした際に
浮遊容量への不必要なチヤージは第２図と同様に
して解消されることはいうまでもない。

第４図は本発明の過渡応答特性の改善を行つた
測光回路と従来の測光回路との応答特性の比較を
示したものであり、第４図Ａは時刻t₀〜t₁₂の間の
被写体光の強さの変化を示したものである。

第４図Ｂは第１図に示す従来の測光回路の出力
電圧の追従性を示したものであり、この図では被
写体が暗黒状態であると、測光回路ではＶ_Dとい
う異常に低い出力電圧が生じ測光回路がラツチ
し、その後第４図ＡにP₁として示す光が入射して
も回路のラツチ解除までにかなり時間がかかり、
追従性に問題が生ずることがわかる。

第４図Ｃは第２図、第３図に示す本発明の測光
回路の出力電圧の追従性を示したものである。

この図では時刻t₀に於いて電源スイツチ１６，
１７をオンすると一旦異常チヤージが生じ、測光
回路の出力電圧がＶ_Dになるが、異常チヤージ解
消回路により、異常チヤージが強制的に短時間の
間に解消されるため、被写体の輝度変化に対する
測光回路の追従性が著しく改善される事がわか
る。

又、以後の時刻に於いては、被写体がたとえ暗
黒状態になつたとしてもバイアス電流により測光
回路のラツチが防止され、暗黒状態下でも被写体
の輝度変化に対する測光回路の追従性が改善され
る事がわかる。

＜効果＞ 以上の如く本発明に係る測光回路にあつては、
異常チヤージ発生時には自動的に該チヤージを放
電、増幅器のラツチを解除し、更に以後増幅器の
バイアス電流を供給するものであるので、ラツチ
解除後たとえ暗黒状態となろうとも増幅器がラツ
チされることが防止されるものであり、測光回路
として極めて好適な応答性を有する測光回路を提
供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカメラの測光回路図、第２図は
本発明の一実施例を示す測光回路図、第３図は本
発明の他の実施例を示す測光回路図、第４図Ａは
時間の変化における被写体輝度の変化を示す図、
第４図Ｂは第１図に示す従来の測光回路の出力電
圧特性図、第４図Ｃは第２図、第３図に示す本発
明の測光回路の出力電圧特性図である。 １１……受光素子、１２……演算増幅器、１３
……対数変換素子、１５……浮遊容量、２２……
バイアス電流供給用抵抗、２５……スイツチング
トランジスタ、２６……抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 演算増幅器の入力端子間に受光素子を接続す
   ると共にその入出力端子間に対数圧縮用のダイオ
   ード機能のインピーダンス手段を接続した測光回
   路において、 前記増幅器の受光素子と前記インピーダンス手
   段とが接続される一方の入力端に第２のインピー
   ダンス手段の一端を接続し、かつ前記増幅器の出
   力に応じて出力電位を第１の状態から第２の状態
   へ変化させる電圧調定回路を設け、更に該電圧調
   定回路の出力を前記第２のインピーダンス手段の
   他端に接続し、該第２のインピーダンス手段への
   印加電位を第１の状態とすることにて増幅器に存
   在する浮遊容量のチヤージを適正化し、又前記印
   加電圧を第２の状態とすることにて増幅器へ前記
   第２のインピーダンスを介してバイアス電流を供
   給することを特徴とする測光回路。