JPS63172930A - 光量検出回路 - Google Patents

光量検出回路

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JPS63172930A
JPS63172930A JP439087A JP439087A JPS63172930A JP S63172930 A JPS63172930 A JP S63172930A JP 439087 A JP439087 A JP 439087A JP 439087 A JP439087 A JP 439087A JP S63172930 A JPS63172930 A JP S63172930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
operational amplifier
circuit
photodiode
light
switch element
Prior art date
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Pending
Application number
JP439087A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomitaka Yamashita
山下 富高
Mikio Kyomasu
幹雄 京増
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は局所部分から受光される光量を選択的に検出す
ると共に、局所部分から受光される光の合成光量を精度
良く検出できる光量検出回路に関する。
【従来技術】
従来の光量検出回路は、第4図に示すように、ダイオー
ド30を負帰還回路とする演算増幅器20と、その演算
増幅器20の非反転入力端子1にアノードが接続され演
算増幅器20の反転入力端子2にカソードが接続された
ホトダイオード10とで構成されている。そして、演算
増幅器20の非反転入力端子1にはリファレンス電圧V
 r@rが入力し、演算増幅器20の帰還作用により演
算増幅器20の非反転入力端子1と反転入力端子2との
間の電圧、即ち、ホトダイオード10のアノードとカソ
ード間の電圧は0〔■〕になる。 このホトダイオード10に光が入射すると、ホトダイオ
ード10の端子間電圧は演算増幅器20により零となる
ように制御されるので、ホトダイオード10のアートか
らは入射光口に比例した短絡光起電流I。が流出する。 演算増幅器20の入力インピーダンスは無限大とみなせ
るので帰還回路を構成するダイオード30に短絡光起電
流1 shが流れることになる。ダイオード30の電流
Iと電圧■の特性は 1=Ie、(EXP(qV/kT)−1)      
−41)と表されるので演算増幅器20の出力電圧■。 、、tは次式で求められる。 Vc+ut = Vrmr +Vt In (I ah
/ Ico)  ””(2)ただし、V T = k 
T / qで■。。はダイオードの逆方向飽和電流であ
る。(2)式より、出力電圧V。uLは短絡光起電流I
S1.の増減、即ち、光■の増減に伴って増減する。
【発明が解決しようとする問題点】
例えばカメラ用の露出計では、焦点を合わせた被写物体
からの反射光の光量に応じて露出量が測定されるのが望
ましい。しかし、被写全体からの光は単一のホトダイオ
ードの受光面に入射するため被写全体の光量が検出され
、露出量は被写全体の平均光量に応じて測定される。こ
のためミ焦点を合わせた被写物体とその背景との間で著
しく光量に差がある場合には、その被写物体を撮影する
露出量が適切でないという問題がある。 かかる問題を解決するためには、従来の単一のホトダイ
オードを用いた光量検出回路を第5図に示すように複数
個並列に接続して、被写全体の各部毎に光量を測定する
ことが考えられる。しかし、各部の光量、即ち各演算増
幅器の出力を合成しているため、多くの問題点がある。 第1に、各演算増幅器の出力はその帰還回路にダイオー
ドを用いているため各部に入射した光量の対数に比例し
た値となるので、そのまま各出力を加算しても各部の入
射光量の和を求めることができない。したがって、各演
算回路の出力を一旦指数変換した上で加算する必要が生
じ回路構成が複雑となる。第2に、各演算増幅器はオフ
セット調整を必要とし、正確な調整が行われなければ各
演算増幅器のオフセット電圧が加算され光量測定の誤差
が大きくなる。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、簡単な回路構成で各
部の光量を選択的に検出すると共に各部の合成光量を精
度良く検出することである。
【問題点を解決するための手段】
上記間迎点を解決するための発明の構成は、光量検出回
路において、ホトダイオード又はホトダイオードとスイ
ッチ素子との直列回路に、少なくとも1つの前記直列回
路を並列接続し、この並列に接続した並列回路の両端子
を負帰還回路を有する演算増幅器の反転入力端子と非反
転入力端子に接続したことである。
【作用】
各ホトダイオードに光が照射されると、受光した光の光
量に応じて各ホトダイオードには光起電力が発生する。 受光状態で、あるホトダイオードに直列接続されたスイ
ッチ素子がオフ状態にある場合には、演算増幅器の入力
端子間にそのホトダイオードの光起電力による電圧差が
生じないため、演算増幅器の出力に変化はなく、そのホ
トダイオードに受光された光量は検出されない。一方、
受光状態で、あるホトダイオードに直列接続されたスイ
ッチ素子がオン状態にある場合には、このスイッチ素子
を介してそのホトダイオードの両端子は演算増幅器の2
つの入力端子間に接続され、ホトダイオードの光起電力
がその端子間に印加されるため、演算増幅器の帰還回路
には演算増幅器の2つの入力端子間電圧が零となるよう
に帰還電流、即ち、ホトダイオードの短絡光起電流が流
れ、演算増幅器の出力はその短絡光起電流に応じた値と
なる。 そして、対応するスイッチ素子がオン状態にある各ホト
ダイオードの短絡光起電流は加算され、その加算された
電流が演算増幅器の帰還回路を流れるので、演算増幅器
の出力は各ホトダイオードの短絡光起電流の加算値に応
じて変化することになる。但し、スイッチ素子を介さず
に直接演算増幅器の2つの入力端子間に接続されたホト
ダイオードの短絡光起電流は、常に演算増幅器の帰還回
路を流れており、そのホトダイオードで受光された光の
光量は演算増幅器の出力に表れる。 このように、スイッチ素子を選択的にオン状態とすれば
、対応する各部の光量を選択的に検出することができる
。また、スイッチ素子を複数オン状態にすれば、そのオ
ン状態にあるスイッチ素子に対応した各部の合成光量が
検出できる。また、合成光量を得るのに1つの演算増幅
器が用いられているので、オフセット電圧による検出誤
差が最小に抑えられる。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
1図は実施例に係る光量検出回路の回路図である。演算
増幅器OPIの反転入力端子2と出力端子3の間には、
帰還回路を形成するダイオードDIが接続されている。 また、演算増幅器OP1の反転入力端子2と非反転入力
端子10間には、ホトダイオードPDOとMOS−FE
Tスイッチ素子(以下単に「スイッチ素子」という)F
TOの直列回路COと、その直列回路COと同様な構成
の直列回路C1−Cn’を並列接続した並列回路が接続
されている。そして、演算増幅器OP1の非反転入力端
子1にはリファレンス電圧■1゜、が印加されている。 かかる構成において、ホトダイオードが受光状態にあり
、任意のスッチ素子FTiがオンとなると、対応するホ
トダイオードPDiに光起電力が発生するが、演算増幅
器OPIの入力端子間の電圧が零となるように、ダイオ
ードD1に電流が流れる。スッチ素子FTiのオン抵抗
は小さいものとすれば、ホトダイオードPDiに流れる
電流は短絡光起電流I shiとなる。そして、演算増
幅器OPIの入力インピーダンスは無限大とすれば、ダ
イオードD1に流れる総合電流Iは、スイッチ素子FT
iがオンとなっているホトダイオードPD1を流れる 電流の和 I = S I shi              
 −″(3)となる。 したがって、演算増幅器OPIの出力電圧■。uLは Vout=Vrar+Vyln(1/Ico)   −
’(4)= ■r@r + ■71口 (Σ I  s
hi  /  I  co)    −(5)となる。 したがって、スッチ素子FTiがオン状態にあるホトダ
イオードPDiで受光された光の光量の和の対数値が演
算増幅器OPIの出力として得られる。このように、ス
ッチ素子を選択的にオン状態とすることにより、各部の
光量の部分的な和を簡単に検出することができる。この
時、1つの演算増幅器OPIが使用されているため、検
出値にはその演算増幅器OP1のオフセット電圧のみの
誤差が含まれるだけであるので、各部の加算した先組が
正確に求められる。 尚、第2図に示すように、1つのホトダイオードPDO
は、スッチ素子を介さずに直接演算増幅器OPIの入力
端子間に接続してもよい。この場合には、そのホトダイ
オードPDOの短絡光起電流1.hOはダイオードDI
に常時流れることになり、ホトダイオードPDOにより
受光された光の光mが常時検出される。 また、第3図に示すように構成することもできる。即ち
、ホトダイオードPDiのアノードとリファレンス電圧
■、。土を入力する演算増幅器OP1の非反転入力端子
間にボルテージホロワVFiを介在させ、このVFiは
出力側にスイッチ素子FTiを含みVFiの帰還ループ
はスイッチ素子FTlの後より帰還させている。スイッ
チ素子FTiがオン状態の場合には、スイッチ素子FT
iのオン抵抗による電圧降下を補償して、ホトダイオー
ドPDiのアノードをリファレンス電圧■rl!、とす
ることができる。但し、これはボルテージホロワFTi
が各々オフセット電圧を生じない場合であり、実際、こ
のオフセット電圧分の誤差を生じる。しかし、これは第
1図のスイッチ素子FTiのオン抵抗による誤差と比べ
ると小さなものとなる。スイッチ素子FTiがオフ状態
のとき、ボルテージホロワの入力リーク電流とスイッチ
素子FTiのリーク電流が充分小さいとすれば、ホトダ
イオードPDiのアノードはハイインピーダンスとなり
、ホトダイオードPDiには短絡光起電流I shlは
流れない。したがって、スイッチ素子FTiがオン状態
で、受光時にホトダイオードPDiに流れる電流は、光
mの大きさにかかわらず、正確にその時の短絡光起電流
となり、感度と合成光量を検出する時の精度が向上する
【発明の効果】
本発明はホトダイオード又はホトダイオードとスイッチ
素子との直列回路に、少なくとも1つの前記直列回路を
並列接続し、この並列に接続した並列回路の両端子を負
帰還回路を有する演算増幅器の反転入力端子と非反転入
力端子に接続しているので、スイッチ素子を選択的にオ
ン状態とすることにより対応する各部の光量を選択的に
検出することができる。また、スイッチ素子を複数オン
状態にすることによりそのオン状態にあるスイッチ素子
に対応した各部の合成光量が検出できる。 また、合成光量を得るのに1つの演算増幅器が用いられ
ているので、オフセット電圧による検出誤差が最小に抑
えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的な一実施例に係る光量検出回路
を示した回路図。第2図は他の実施例に係る光量検出回
路を示した回路図。第3図は他の実施例に係る光量検出
回路を示した回路図。第4図は従来の単一のホトダイオ
ードを用いた光量検出回路の回路図。第5図は第4図の
回路を複数並列接続して各部の合成光量を検出するよう
に構成した光検出回路の回路図である。 10・・ホトダイオード 20・−°演算増幅器30−
・ダイオード OPl ・・演算増幅器PDO〜PDn
°・・・ホトダイオードFTO〜FTn−MO3FET
スイッチ素子素子−ダイオード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ホトダイオード又はホトダイオードとスイッチ素
    子との直列回路に、少なくとも1つの前記直列回路を並
    列接続し、この並列に接続した並列回路の両端子を負帰
    還回路を有する演算増幅器の反転入力端子と非反転入力
    端子に接続したことを特徴とする光量検出回路。
  2. (2)前記演算増幅器の負帰還回路はダイオードで構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の光量検出回路。
JP439087A 1987-01-12 1987-01-12 光量検出回路 Pending JPS63172930A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2726691A1 (fr) * 1994-11-08 1996-05-10 Thomson Csf Photodetecteur de grande dimension et procede de realisation d'un tel photodetecteur
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JP2011106875A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Sharp Corp 光センサおよび表示装置

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