JPS63163119A - フオトセンサの受光強度測定装置 - Google Patents
フオトセンサの受光強度測定装置Info
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- JPS63163119A JPS63163119A JP61307874A JP30787486A JPS63163119A JP S63163119 A JPS63163119 A JP S63163119A JP 61307874 A JP61307874 A JP 61307874A JP 30787486 A JP30787486 A JP 30787486A JP S63163119 A JPS63163119 A JP S63163119A
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- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/4406—Plural ranges in circuit, e.g. switchable ranges; Adjusting sensitivity selecting gain values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/4446—Type of detector
- G01J2001/446—Photodiode
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば露出計または照度計もしくはイメージ
センサなどに用いることができるフォトセンサの受光強
度測定装置に関する。
センサなどに用いることができるフォトセンサの受光強
度測定装置に関する。
第３図はか〜る測定装置の従来例を示す回路図である。
フォトセンサ１（こメではフォトダイオードが使用され
ている）は受光強度りに関係した光電流ｉを流す光−電
流変換素子であシ、コンデンサ２は該光電流ｉによって
放電され、コンパレータ６の（刊側入力への信号Ｖ１は
該光電流を積分した信号となる。ここで、コンデンサ２
をセンシング動作に先立ち、リセットトランジスタ４を
リセット入力によシ一時導通させることによシ、あらか
じめＶＤＤと同じレベルに充電する。コンデンサ２の容
量をＣとすれば、コンパレータ３には次式の如き電圧ｖ
１が入力として与えられる。
ている）は受光強度りに関係した光電流ｉを流す光−電
流変換素子であシ、コンデンサ２は該光電流ｉによって
放電され、コンパレータ６の（刊側入力への信号Ｖ１は
該光電流を積分した信号となる。ここで、コンデンサ２
をセンシング動作に先立ち、リセットトランジスタ４を
リセット入力によシ一時導通させることによシ、あらか
じめＶＤＤと同じレベルに充電する。コンデンサ２の容
量をＣとすれば、コンパレータ３には次式の如き電圧ｖ
１が入力として与えられる。
Ｖ１＝ −ｆ ｉ ｄｔ ・・・・
・・（１）第４図は第３図の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
・・（１）第４図は第３図の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
いま、同図（イ）に示される如きリセット信号をトラン
ジスタ４に与えることによシ、マずコンデンサ２を充電
してｖ１＝０としくこのときコンパレータ３の出力も″
０”となる）、次にコンデンサ２の放電を開始してコン
パレータ３の出力が′１”に反転するまで、すなわち、
同図（ロ）に示されるコンパレータ入力■１がＶｒｅｆ
に達するまでの時間ｔ、を同図（ハ）の如く測定すれば
、受光強度りが時間ｔ、に変換されることになる。
ジスタ４に与えることによシ、マずコンデンサ２を充電
してｖ１＝０としくこのときコンパレータ３の出力も″
０”となる）、次にコンデンサ２の放電を開始してコン
パレータ３の出力が′１”に反転するまで、すなわち、
同図（ロ）に示されるコンパレータ入力■１がＶｒｅｆ
に達するまでの時間ｔ、を同図（ハ）の如く測定すれば
、受光強度りが時間ｔ、に変換されることになる。
ここで、電流ｌは強度りにほぼ比例するものとして１＝
ＡＬとすると、＝ンパレータ３０入力電圧ｖ１は次式の
如く表わされる。
ＡＬとすると、＝ンパレータ３０入力電圧ｖ１は次式の
如く表わされる。
Ｖｉ ＝ ＡＬ ｔ ／ Ｃ、・−・−・（２）ここで
、時間ｔ３はｖ１＝ｖｒｅｆ となるまでの時間である
から、上記（２）式よシ次式の如く求められる。
、時間ｔ３はｖ１＝ｖｒｅｆ となるまでの時間である
から、上記（２）式よシ次式の如く求められる。
ｔ ｓ ＝ＣＶｒｅｆ ／ ＡＬ ＝
” （３）〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の場合受光強度りは広範囲に変化するのが普通であ
シ、例えば受光強度りが最大と最小で１０ 倍変化すれ
ば、変換時間ｔ、も上記（３）式から最大と最小で１０
倍変化することになる。すなわち、最小変換時間を１
マイクロ秒としても最大変換時間は１秒となってしまい
、実用上使えないことになる。そこで、受光強度りが／
ｈさい場合に変換時間ｔＳを短くするためには、Ｖｒｅ
ｆの値を小さくしてやれば良いが、コンパレータの基本
特性として電源電圧（■“とＶ−）付近の入力に対して
は動作しなくなるため、比較電圧Ｖｒｅｆをコンパレー
タの接地レベルに近づけすぎると第３図の回路全体が動
作しなくなる。コンパレータの電源を回路の他の部分と
別なものにできて、Ｖ−をマイナス電位にすれば問題は
無いが、接地レベルを全回路で共通化する必要がある場
合は適用できない。また、Ｖｒｅｆをかなシ小さくでき
た場合でも、Ｖｒｅｆの値を固定値にすると、受光強度
りが大きい場合は逆に応答時間１ｓが小さくなシすぎて
他の回路が追随できなくなってしまう、などの問題があ
る。
” （３）〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の場合受光強度りは広範囲に変化するのが普通であ
シ、例えば受光強度りが最大と最小で１０ 倍変化すれ
ば、変換時間ｔ、も上記（３）式から最大と最小で１０
倍変化することになる。すなわち、最小変換時間を１
マイクロ秒としても最大変換時間は１秒となってしまい
、実用上使えないことになる。そこで、受光強度りが／
ｈさい場合に変換時間ｔＳを短くするためには、Ｖｒｅ
ｆの値を小さくしてやれば良いが、コンパレータの基本
特性として電源電圧（■“とＶ−）付近の入力に対して
は動作しなくなるため、比較電圧Ｖｒｅｆをコンパレー
タの接地レベルに近づけすぎると第３図の回路全体が動
作しなくなる。コンパレータの電源を回路の他の部分と
別なものにできて、Ｖ−をマイナス電位にすれば問題は
無いが、接地レベルを全回路で共通化する必要がある場
合は適用できない。また、Ｖｒｅｆをかなシ小さくでき
た場合でも、Ｖｒｅｆの値を固定値にすると、受光強度
りが大きい場合は逆に応答時間１ｓが小さくなシすぎて
他の回路が追随できなくなってしまう、などの問題があ
る。
したがって、本発明はよ）ダイナミックレンジの広い受
光強度測定装置を提供することを目的とする。
光強度測定装置を提供することを目的とする。
受光強度の大小判別を行ない、大と判断されたときは積
分開始時点での積分値を予め定められた値のうちの小さ
い方の値とし、受光強度が小と判断されたときは上記積
分値を予め定められた値のうちの大きい方の値にして、
それぞれ受光強度を測定する。
分開始時点での積分値を予め定められた値のうちの小さ
い方の値とし、受光強度が小と判断されたときは上記積
分値を予め定められた値のうちの大きい方の値にして、
それぞれ受光強度を測定する。
受光強度りが小さい場合は電圧ｖ１の積分開始時点での
値を１０１とするのではなく、正の電圧Ｖｏにしてコン
パレータが正常に動作し得る入力領域に入れることによ
シ、比較電圧Ｖ ｒ ｅ ｆの値をＶｏ Ｋ近づけても
コンパレータ動作に悪影響が出ないようにして変換時間
ｔｓを短縮し、受光強度りが大きい場合は０から電圧Ｖ
１の積分をするようＫして応答時間ｔＳが短くなシ過ぎ
ないようＫし、ダイナミックレンジの拡大を図る。
値を１０１とするのではなく、正の電圧Ｖｏにしてコン
パレータが正常に動作し得る入力領域に入れることによ
シ、比較電圧Ｖ ｒ ｅ ｆの値をＶｏ Ｋ近づけても
コンパレータ動作に悪影響が出ないようにして変換時間
ｔｓを短縮し、受光強度りが大きい場合は０から電圧Ｖ
１の積分をするようＫして応答時間ｔＳが短くなシ過ぎ
ないようＫし、ダイナミックレンジの拡大を図る。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図はそのタ
イミングチャートである。なお、第１図において１はフ
ォトセンサ（ここではフォトダイオードを用いている）
、２はコンデンサ（容量Ｃ入３はコンパレータ、４Ａ、
４Ｂはそれぞれ独立したリセットトランジスタ、５は変
換時間ｔ、を測定する計時回路、６はリセットトランジ
スタ４Ａ。
イミングチャートである。なお、第１図において１はフ
ォトセンサ（ここではフォトダイオードを用いている）
、２はコンデンサ（容量Ｃ入３はコンパレータ、４Ａ、
４Ｂはそれぞれ独立したリセットトランジスタ、５は変
換時間ｔ、を測定する計時回路、６はリセットトランジ
スタ４Ａ。
４Ｂのリセットタイミングなどを制御する制御回路、７
は定電圧（Ｖｏ）源である。
は定電圧（Ｖｏ）源である。
まず、制御回路６は、例えば第２図（イ）の如き信号Ｒ
１によシリセットトランジスタ５を導通させ、信号ｖ１
のレベルを定電圧源Ｖｏの電位にする。これによシ、コ
ンデンサ２の積分動作は初期値Ｖｏから開始することに
なシ、Ｖｏをコンパレータ３が充分正常動作する入力範
囲に設定しておけば、Ｖｒｅｆｔ”ＶＯに光分に近付け
ることができる。従って、受光強度りが小さい場合でも
、第２図（ロ）の如く示されるコンパレータ入力Ｖ１が
Ｖｒｅｆに達するまでの変換時間ｔ、を光分く小さくす
ることができる。変換時間は、例えばカウンタなとで構
成される計時回路５によシ測定され、その情報は制御回
路６に伝えられる。受光強度りが小さい場合はこれでセ
ンシング動作終了となるが、受光強度りがある程度以上
大きい場合は、今度は変換時間ｔ、が短くな夛すぎて計
時回路５の測定精度が落ちるので、この場合は第２図（
ロ）に示すリセット信号Ｒ２によシリセットトランジス
タ４Ｂを導通させ、信号ｖ１を接地レベルにする。受光
強度りの大小判定、すなわちリセットトランジスタ４Ｂ
を用いるか否かの判定は、計時回路５からのｔ３１に関
する情報を、制御回路６があらかじめ設定されている値
ｔｏと比べることにより行い、ｉｓｌ＜ｔｏ（またはｔ
８１≦ｔｏ）の場合にリセットトランジスタ４Ｂを導通
させることにする。リセットトランジスタ４Ｂによシ信
号■１の電位がａ Ｏｎになれば、Ｖｒｅｆとはおる程
度のひらきがおるので、受光強度りが大きくても、精度
の良い変換時間の測定ができることになる。また、この
例では変換時間の測定を、場合によってはｔｓｌとｔｓ
２と２回縁シ返すことになるが、そもそも変換時間ｔ８
の小さい領域で繰シ返しているので、２回合わせた測定
時間が長くなシすざるという問題は無い。さらＫ、上記
では積分値の大きい方から始めたが、小さい方から始め
ることも可能なことは勿論である。
１によシリセットトランジスタ５を導通させ、信号ｖ１
のレベルを定電圧源Ｖｏの電位にする。これによシ、コ
ンデンサ２の積分動作は初期値Ｖｏから開始することに
なシ、Ｖｏをコンパレータ３が充分正常動作する入力範
囲に設定しておけば、Ｖｒｅｆｔ”ＶＯに光分に近付け
ることができる。従って、受光強度りが小さい場合でも
、第２図（ロ）の如く示されるコンパレータ入力Ｖ１が
Ｖｒｅｆに達するまでの変換時間ｔ、を光分く小さくす
ることができる。変換時間は、例えばカウンタなとで構
成される計時回路５によシ測定され、その情報は制御回
路６に伝えられる。受光強度りが小さい場合はこれでセ
ンシング動作終了となるが、受光強度りがある程度以上
大きい場合は、今度は変換時間ｔ、が短くな夛すぎて計
時回路５の測定精度が落ちるので、この場合は第２図（
ロ）に示すリセット信号Ｒ２によシリセットトランジス
タ４Ｂを導通させ、信号ｖ１を接地レベルにする。受光
強度りの大小判定、すなわちリセットトランジスタ４Ｂ
を用いるか否かの判定は、計時回路５からのｔ３１に関
する情報を、制御回路６があらかじめ設定されている値
ｔｏと比べることにより行い、ｉｓｌ＜ｔｏ（またはｔ
８１≦ｔｏ）の場合にリセットトランジスタ４Ｂを導通
させることにする。リセットトランジスタ４Ｂによシ信
号■１の電位がａ Ｏｎになれば、Ｖｒｅｆとはおる程
度のひらきがおるので、受光強度りが大きくても、精度
の良い変換時間の測定ができることになる。また、この
例では変換時間の測定を、場合によってはｔｓｌとｔｓ
２と２回縁シ返すことになるが、そもそも変換時間ｔ８
の小さい領域で繰シ返しているので、２回合わせた測定
時間が長くなシすざるという問題は無い。さらＫ、上記
では積分値の大きい方から始めたが、小さい方から始め
ることも可能なことは勿論である。
なお、複数のフォトセンサを１つのプレイとして用いる
場合は、複数個のＶ。ｕｔの変換時間のうちの代表的な
もの、例えば最短のもの、最長のもの−ｌ均値などを用
いてリセットトランジスタ４Ｂを用いるか否かの判断を
行うことによシ、本発明を実施することができる。また
、フォトセンサ（アレイ）とは別に、受光強度の平均値
をあらかじめ判断する手段を用いることができれば、そ
の判断手段の出力でリセットトランジスタ４Ａと４Ｂを
使いわける（受光強度大の場合はりセラ））ランジスタ
４ＢのみをＯＮ、小の場合は４ＡのみをＯＮ）ことによ
り、第１図、第２図で説明した例のように、変換時間の
測定をｔｓｌｔｔｓｚと２回縁シ返すこと危く、１回で
済ますこともできる。
場合は、複数個のＶ。ｕｔの変換時間のうちの代表的な
もの、例えば最短のもの、最長のもの−ｌ均値などを用
いてリセットトランジスタ４Ｂを用いるか否かの判断を
行うことによシ、本発明を実施することができる。また
、フォトセンサ（アレイ）とは別に、受光強度の平均値
をあらかじめ判断する手段を用いることができれば、そ
の判断手段の出力でリセットトランジスタ４Ａと４Ｂを
使いわける（受光強度大の場合はりセラ））ランジスタ
４ＢのみをＯＮ、小の場合は４ＡのみをＯＮ）ことによ
り、第１図、第２図で説明した例のように、変換時間の
測定をｔｓｌｔｔｓｚと２回縁シ返すこと危く、１回で
済ますこともできる。
本発明によれば、受光強度の大小によシ積分開始時の初
期値を変更するようにしたので、光電流ＩＯ積分時間す
なわち変換時間を受光強度が小さい場合は早めるように
し、受光強度が大きい場合は長めになるようにすること
ができ、その結果ダイナミックレンジの広いフォトセン
サの受光強度測定装置を提供することができる利点がも
たらされる。
期値を変更するようにしたので、光電流ＩＯ積分時間す
なわち変換時間を受光強度が小さい場合は早めるように
し、受光強度が大きい場合は長めになるようにすること
ができ、その結果ダイナミックレンジの広いフォトセン
サの受光強度測定装置を提供することができる利点がも
たらされる。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図はその動
作を説明するだめのタイムチャート、第３図は従来例を
示す回路図、第４図はその動作を説明するためのタイム
チャートである。 符号説明 １・・・・・・フォトセンサ（フォトダイオード）、２
・・・・・・コンデンサ（容ｆｉｃ）、３・・・・・・
コンパレータ、４．４Ａ、４Ｂ・・・・・・リセットト
ランジスタ、５・・・・・・計時回路、６・・・・・・
制御回路、７・−・・・・定電圧源。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 第 ３ 図 第 ４ 図 ｉ−一−ｔＳ−Ｈ
作を説明するだめのタイムチャート、第３図は従来例を
示す回路図、第４図はその動作を説明するためのタイム
チャートである。 符号説明 １・・・・・・フォトセンサ（フォトダイオード）、２
・・・・・・コンデンサ（容ｆｉｃ）、３・・・・・・
コンパレータ、４．４Ａ、４Ｂ・・・・・・リセットト
ランジスタ、５・・・・・・計時回路、６・・・・・・
制御回路、７・−・・・・定電圧源。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 第 ３ 図 第 ４ 図 ｉ−一−ｔＳ−Ｈ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）光を受光しその受光強度に応じた光電流を発生する
フォトセンサと、該フォトセンサの光電流を積分する積
分手段とを備え、該積分手段による積分値がその積分開
始時点から所定値に達するまでの時間によつて受光強度
を測定する測定装置において、 前記受光強度の大小判別を行ない、大と判断されたとき
は前記積分開始時点での積分値を予め定められた値のう
ちの小さい方の値とし、前記受光強度が小と判断された
ときは前記積分値を予め定められた値のうちの大きい方
の値にしてそれぞれ受光強度を測定することを特徴とす
るフォトセンサの受光強度測定装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載のフォトセンサの受光
強度測定装置において、前記積分開始時点での積分値と
して、まず前記予め定められた値のうちの大きい方を選
択して前記積分値が所定値に達するまでの時間を測定し
、該測定時間が所定値よりも小さいときは、前記積分値
を予め定められた値のうちの小さい方の値にして再動作
させることを特徴とするフォトセンサの受光強度測定装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307874A JPS63163119A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | フオトセンサの受光強度測定装置 |
| DE3743954A DE3743954C2 (de) | 1986-12-25 | 1987-12-23 | Lichtintensitätsmeßgerät |
| US07/137,616 US4847483A (en) | 1986-12-25 | 1987-12-24 | Device for measuring light intensity received by a photosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307874A JPS63163119A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | フオトセンサの受光強度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163119A true JPS63163119A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH055290B2 JPH055290B2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=17974201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61307874A Granted JPS63163119A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | フオトセンサの受光強度測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4847483A (ja) |
| JP (1) | JPS63163119A (ja) |
| DE (1) | DE3743954C2 (ja) |
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| JPH02297021A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Nippon Soken Inc | 物理量測定装置 |
| JP2007205902A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Epson Imaging Devices Corp | 光検知回路、電気光学装置および電子機器 |
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| DE3833208C2 (de) * | 1988-09-30 | 1997-03-13 | Bron Elektronik Ag | Verfahren zur Messung der Blitzdauer eines Blitzgerätes sowie Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
| US5204586A (en) * | 1991-07-17 | 1993-04-20 | Siemens Solar Industries, L.P. | Solar powered lamp having a circuit for providing positive turn-on at low light levels |
| DE19533061C2 (de) * | 1995-09-07 | 1997-07-03 | Leica Ag | Photoelektrische Halbleiter-Lichterfassungseinrichtung mit programmierbarem Offset-Strom und Bildsensor mit einer solchen Einrichtung |
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| WO2009081971A1 (ja) | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Seiko Instruments Inc. | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| KR101316976B1 (ko) * | 2009-09-29 | 2013-10-11 | 나그라아이디 시큐리티 에스에이 | 광학 스위치가 있는 포터블 전자 장치 |
| DE102013215482B3 (de) * | 2013-08-06 | 2014-07-24 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Optischer Sensor und Verfahren zur Überprüfung eines optischen Sensors im Betrieb |
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-
1986
- 1986-12-25 JP JP61307874A patent/JPS63163119A/ja active Granted
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1987
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- 1987-12-24 US US07/137,616 patent/US4847483A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297021A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Nippon Soken Inc | 物理量測定装置 |
| JP2007205902A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Epson Imaging Devices Corp | 光検知回路、電気光学装置および電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4847483A (en) | 1989-07-11 |
| DE3743954A1 (de) | 1988-07-14 |
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