JPS63309826A

JPS63309826A - 測光装置

Info

Publication number: JPS63309826A
Application number: JP14653487A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ko; 秀夫高
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-16

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】（発明の利用分野）本発明は、ＳＰＣ等の受光素子を用いた測光装置に関し
、特にその温度補償回路部分の改良に関するものである
。

（発明の背景）温度補償回路部分を有する従来の測光装置な第３図に示
す。該図において、１はオペアンプ、２はＳＰＣ等の受
光素子、３は受光素子２の出力電流を電圧に変換し、対
数圧縮するダイオード、４はダイオード、５は定電流源
、６はオペアンプ、７は温度補償用の感温抵抗、８はオ
ペアンプ、９は抵抗、１０はＡ／Ｄ変換器である。

上記構成において、受光素子２の出力電流ｌ５ｐｃはオ
ペアンプ１及びダイオード３により対数圧縮された電圧
に変換される。オペアンプ１の非反転入力端は基準電圧
Ｖｃに接続されているので、オペアンプ１の出力電圧Ｖ
ａは以下のように表すことができる。

但し、Ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子の
電荷、ｉｓはダイオード３の暗電流である。

また、定電流源５の電流なＩａ、ダイオード４の暗電流
を同じ＜ｊｓとすると、オペアンプ６はバッファ回路を
構成しているので、その出力電圧ｖｂは以下のように表
すことができる。

（１）式のＶａを前記（２）に代入すると、次のように
なる。

（３）式から明らかなように、ダイオード３及びダイオ
ード４の暗電流ｉｓは消去されている。

オペアンプ８及び感温抵抗７．抵抗９は反転増幅器を構
成しているので、感温抵抗７の抵抗値をＲＴ、抵抗９の
抵抗値をＲとすれば、オペアンプ８の出力電圧Ｖｏは以
下のように表すことができる。

従って、出力電圧Ｖｏを温度に依存しない値にするため
には、Ｒ／Ｒアの温度係数と絶対温度Ｔの温度係数とを
マツチングさせれば良い。実際には抵抗９の抵抗値Ｈの
温度係数を概略「０」とし、感温抵抗７の抵抗値ＲＴの
温度係数を絶対温度Ｔの温度係数３３００ｐｐｍ／″′
Ｃと等しくしている。

ところで、上記の如き従来装置では、前述したようにＲ
／ＲＴの温度係数と絶対温度Ｔの温度係数とをマツチン
グさせる必要があるため、集積回路化した場合、以下の
ような問題点を有していた。

１）抵抗値ＲＴの温度係数を３３００ｐｐｍ／　”ｃと
するためには、感温抵抗７を外付は部品とする必要があ
る。

２）抵抗値Ｒの温度係数を概略「０」とするためには、
抵抗９を外付は部品とする必要がある（集積回路内の抵
抗は概略２０００〜３０００ｐｐｍ／　”ｃの温度係数
を持つ）。

３）集積回路には外付は部品用の端子として、オペアン
プ６の出力端子、オペアンプ８の反転入力端子、オペア
ンプ８の出力端子が必要となる。

４）上記外付は部品や端子の基板への半田付けを行う必
要がある。

以上のことから分かるように、コスト面及び装置の規模
の面に問題があるのはもちろん、該装置の信頼性という
面においても問題を有していた。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した問題を解決し、コスト低減化
、装置の小型化を達成すると共に、装置の信頼性を向上
させることのできる測光装置を提供することである。

（発明の特徴）上記目的を達成するために、本発明は、測光手段よりの
出力電流と第１の定電流との比を対数圧縮した第１の信
号を発生する第１の信号発生手段と、絶対温度に比例し
た、第２の定電流と第３の定電流との比を対数圧縮した
第２の信号を発生する第２の信号発生手段と、前記第１
の信号発生手段よりの第１の信号と前記第２の信号発生
手段よりの第２の信号の比に相当する第３の信号を発生
する第３の信号発生手段とを備え、以て、絶対温度に比
例した第１の信号と第２の信号より、絶対温度に依存し
ない前記第３の信号を生成し、該第３の信号を測光信号
として出力するようにしたことを特徴とする。

（発明の実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。該図に
おいて、１１はオペアンプ、１２はカソードがオペアン
プ１１の反転入力端に、アノードがオペアンプ１１の非
反転入力端に、それぞれ接続されたＳＰＣ等の受光素子
、１３はカソードがオペアンプ１１の反転入力端に、ア
ノードがオペアンプ１１の出力端子に、それぞれ接続さ
れたダイオード、１４はアノードがオペアンプ１１の出
力端子に接続されたダイオード、１５は前記ダイオード
１４のカソードとアース間に接続された定電流源、１６
はその非反転入力端がダイード１４のカソードに接続さ
れたオペアンプ、１７は基準電圧Ｖｃ及びオペアンプ１
６の反転入力端間に接続された抵抗、１８はコレクタが
オペアンプ１６の反転入力端に、エミッタがオペアンプ
１６の出力端子に、それぞれ接続されたトランジスタで
ある。

２１はその非反転入力端が基準電圧Ｖｃに接続されたオ
ペアンプ、２２はオペアンプ２１の反転入力端及びアー
ス間に接続された定電流源、２３はカソードがオペアン
プ２１の反転入力端に、アノードがオペアンプ２１の出
力端子に、それぞれ接続されたダイオード、２４はアノ
ードがオペアンプ２１の出力端子に接続されたダイオー
ド、２５はダイオード２４のカソード及びアース間に接
続された定電流源、２６はその非反転入力端がダイオー
ド２４のカソードに接続されたオペアンプ、２７は基準
電圧Ｖｃ及びオペアンプ２６の反転入力端間に接続され
た抵抗、２８はコレクタがオペアンプ２６の反転入力端
に、エミッタがオペアンプ２６の出力端子に、又ベース
がトランジスタ１８のベースに、それぞれ接続されたト
ランジスタである。

３１はその非反転入力端が基準電圧Ｖｃに接続されたオ
ペアンプ、３２はオペアンプ３１の反転入力端及びアー
ス間に接続された抵抗、３３はオペアンプ３１の反転入
力端及び出力端子間に接続された抵抗、３４はその非反
転入力端が基準電圧Ｖｃに、その出力端子はトランジス
タ１８及びトランジスタ２８のベースに、それぞれ接続
されたオペアンプ、３５はオペアンプ３１の出力端子及
びオペアンプ３４の反転入力端間に接続された抵抗、３
６はコレクタがオペアンプ３４の反転入力端に、エミッ
タがトランジスタ２８のエミッタに、またベースが基準
電圧Ｖｃに、それぞれ接続されたトランジスタ、３８は
非反転入力端が基準電圧Ｖｃに、反転入力端がトランジ
スタ３７のコレクタに、それぞれ接続されたオペアンプ
、３９はオペアンプ３８の反転入力端及び出力端子間に
接続された抵抗、４０はその入力端子がオペアンプ３８
の出力端子に接続されたＡ／Ｄ変換器である。

次に、前記各回路より出力される電圧又は電流のそれぞ
れに、以下のような符合を付ける。受光素子１２の出力
電流をｌ５ｐｃ、定電流源１５の出力電流を１１、定電
流源２２の出力電流をＩ２、定電流源２５の出力電流な
Ｉ３、抵抗３５に流れる電流なＩ４、抵抗２７に流れる
電流なＩ５、抵抗１７に流れる電流なＩ６、抵抗３９に
流れる電流をエフとし、オペアンプ１１の出力電圧をｖ
ｌ、ダイオード１４のカソードの電圧をｖ２、オペアン
プ２１の出力電圧を■３、ダイオード２４のカソードの
電圧をＶ４、オペアンプ３１の出力電圧をＶ５、オペア
ンプ２６の出力電圧をＶ６、オペアンプ３４の出力電圧
な■７、オペアンプ１６の出力電圧をｖ８、オペアンプ
３８の出力電圧をＶｏとする。

また、抵抗１７．抵抗２７．抵抗３２．抵抗３３、抵抗
３５．抵抗３９は全て集積回路内に配置された抵抗であ
り、全て同一の抵抗値Ｒでマツチングがとられているも
のとする。

上記構成において、オペアンプ１１は受光素子１２及び
ダイオード１３と共に対数圧縮回路を構成しており、オ
ペアンプ１１の出力電圧■１は以下のように表すことが
できる。

ダイオード１４のカソードの電圧Ｖ２は以下のように表
すことができる。

（５）式のｖｌを前記（６）式に代入すると、次のよう
になる。

また、オペアンプ２１は定電流源２２及びダイオード２
３と共に対数圧縮回路を構成しており、オペアンプ２１
の出力電圧■３は以下のように表すことができる。

ダイオード２４のカソードの電圧ｖ４は以下のように表
すことができる。

（８）式の■３を前記（９）式に代入すると、次のよう
になる。

また、オペアンプ３１は抵抗３２及び抵抗３３と共に反
転増幅器を構成しており、オペアンプ３１の出力電圧Ｖ
５は以下のように表すことができる。

Ｖ５　＝　Ｖｃ　＋　＝　Ｖｃ　＝　２　Ｖｃ　−−（
１１）また、抵抗３５を流れる電流Ｉ４はトランジスタ
３６へと流れるので、トランジスタ３６のエミッタの電
圧Ｖ６は以下のように表すことができる。

また、抵抗２７を流れる電流Ｉ５はトランジスタ２８へ
と流れるので、トランジスタ２８のベースの電圧■７は
以下のように表すことができる。

（１２）式のＶ６を前記（１３）式に代入すると、次の
ようになる。

一方、抵抗３９を流れる電流Ｉ７はトランジスタ３７へ
と流れるので、トランジスタ３７のエミッタの電圧（オ
ペアンプ１６の出力電圧）Ｖａは以下のように表すこと
ができる。

また、抵抗１７を流れる電流Ｉ６はトランジスタ１８へ
と流れるので、トランジスタ１８のベースの電圧ｖ７は
以下のように表すことができる。

（１５）式のｖ８を前記（１６）式に代入すると、次の
ようになる。

前記（１４）式と前記（１７）式より、次の式が得られ
る。

（１８）式を変形すると、次の式が得られる。

次に、前記（１９）式の右辺の各電流ついて解析する。

電流Ｉ４は抵抗３５に流れる電流なので、以下のように
表すことができる。

５−Ｖｃ１、＝□　　　　　　　・・・・・・・・・・・・（２
０）前記（１１）式のｖ５を前記（２０）式に代入する
と、次のようになる。

（２１）式かられかるように、電流Ｉ４は定電流である
。

また、電流■５は抵抗２７に流れる電流なので、以下の
ように表すことができる。

前記（１０）式のｖ４を前記（２２）式に代入すると、
次のようになる。

また、電流工６は抵抗１７に流れる電流なので、以下の
ように表すことができる。

前記（７）式のｖ２を前記（２４）式に代入すると、次
のようになる。

（２５）式から分かるように、電流Ｉ６は絶対温度Ｔに
比例し、受光素子１２の出力電流ｌ５ｐｃを対数圧縮し
た電流である。前記（１９）式に、前記（２１）式の■
４．前記（２３）式のＩｓ及び前記（２５）式の１６を
代入すると、となる。該（２６）式から分かるように、電流Ｉ７は絶
対温度Ｔには依存せずに受光素子１２の出力電流１ｓｐ
ｃを対数圧縮した電流である。

ここで、オペアンプ３８は抵抗３９と共に前記電流エフ
を電圧に変換するものであるので、オペアンプ３８の出
力電圧Ｖｏは以下のように表すことができる。

Ｖｏ　＝Ｖｃ　＋Ｉ７　ｘ　Ｒ・・・・・・・・・・・
・（２７）前記（２６）式のＩ７を前記（２７）式に代
入することにより βｎ□ となり、この（２８）式から分かるように、オペアンプ
３８の出力電圧Ｖｏは温度補償された、受光素子１２の
出力電流ｌ５ｐｃを対数圧縮した電圧となる。

本実施例によれば、外部部品を全く使用せずに、絶対温
度に依存しない受光素子の出力電流を対数圧縮した電圧
（又は電流）を得ることができるので、集積回路化に適
しており、従来説明で述べた。１）〜４）に伴う問題点
を改善することができる。すなわち、コスト低減化、装
置の小型化を達成することができると共に、該装置の信
頼性を向上させることが可能となる。

また、この種の測光装置をカメラのシャッタ制御等に応
用することは容易であるが、このような場合、第３図従
来装置においては、フィルムパトローネから検出したＩ
ＳＯ情報は、オペアンプ８の出力電圧をＡ／Ｄ変換器１
０でディジタル値に変換した後にマイコン等でディジタ
ル演算する際に、入力させることとなる。このため、従
来装置においては以下のような問題点を有していた。

１）マイコンの演算ステップ数が多くなる。

１　つ２）ＩＳＯ情報が異なっても、受光素子２上の照度は変
わらないので、オペアンプ８の出力電圧も変わらず、Ａ
／Ｄ変換器１０の入力電圧範囲に対して、各ＩＳＯ値に
おける利用可能な電圧範囲が変化することになり、ダイ
ナミックレンジやＡ／Ｄ変換精度上の制約が大きい。

ところが、第１図図示の如き実施例装置にした場合、こ
れらの問題点を容易に解消することが可能となる。つま
り、前記（２８）式から明らかなように、電流Ｉ２．Ｉ
ｓの比を２のｎ乗の関係とし、フィルムのパトローネか
ら検出したＩＳＯ情報に従ってｎの値を変える構成にす
ることで、ＩＳＯ値変換を行うことに相当するからであ
る。

以下、第２図を用いて前記の如き関係となる電流Ｉ２．
Ｉｓを発生することのできる定電流源の構成について説
明する。

該図において、５１はベースが基準電圧Ｖｃに接続され
たＮＰＮ　トランジスタ、５２はトランジスタ５１のエ
ミッタとアース間に接続された抵抗、５３はエミッタが
電源Ｖｃｃに接続され、ベースとコレクタは共にトラン
ジスタ５１のコレクタにに接続されたＮＰＮトランジス
タ、５４はエミッタが電源Ｖｃｃに、ベースがトランジ
スタ５３のベースに、それぞれ接続されたＰＮＰトラン
ジスタ、５５は各エミッタが電源Ｖｃｃに、各ベースが
トランジスタ５３のベースに、それぞれ接続された２つ
のＰＮＰ　トランジスタ、５６は各エミッタが電源Ｖｃ
ｃに、各ベースがトランジスタ５３のベースに、それぞ
れ接続された４つのＰＮＰトランジスタ、５７は各エミ
ッタが電源Ｖｃｃに、各ベースがトランジスタ５３のベ
ースに、それぞれ接続された８つのＰＮＰ）ランジスタ
である。

５８はエミッタがアースに接続され、ベースとコレクタ
は共にトランジスタ５４のコレクタに接続されたＮＰＮ
）ランジスタ、５９はエミッタがアースに接続され、ベ
ースはトランジスタ５８のベースに接続され、又コレク
タは出力電流（定電流）１２として第１図のダイオード
２３のカソードに接続されるＮＰＮトランジスタ、６ｏ
はエミッタがアースに接続され、ベースとコレクタは共
にトランジスタ５５の各コレクタに接続されるＮＰＮト
ランジスタ、６１はエミッタがアースに、ベースはトラ
ンジスタ６ｏのベースに、それれぞれ接続されるＮＰＮ
トランジスタ、６２はエミッタがアースに接続され、ベ
ースとコレクタは共にトランジスタ５６の各コレクタに
接続されるＮＰＮトランジスタ、６３はエミッタがアー
スに、ベースはトランジスタ６２のベースに、それれぞ
れ接続されるＮＰＮＩ−ランジスタ、６４はエミッタが
アースに接続され、ベースとコレクタは共にトランジス
タ５７の各コレクタに接続されるＮＰＮ　Ｉ−ランジス
タ、６５はエミッタがアースに接続され、ベースはトラ
ンジスタ６４のベースに接続され、又コレクタはトラン
ジスタ６１のコレクタ及びトランジスタ６３のコレクタ
と共に出力電流（定電流）Ｉ３として第１図のダイオー
ド２４のカソードに接続されるＮＰＮＩ−ランジスタ、
６６はエミッタがアースに、コレクタがトランジスタ５
５の各コレクタに、それぞれ接続されるＮＰＮトランジ
スタ、６７はエミッタがアースに、コレクタがトランジ
スタ５６の各コレクタに、それぞれ接続されるＮＰＮ　
ｌ−ランジスタ、６８はエミッタがアースに、コレクタ
がトランジスタ５７の各コレクタに、それぞれ接続され
るＮＰＮ　トランジスタ、６９はトランジスタ６６のベ
ースと図示しないフィルム感度検出回路のｌ５Ｏ１００
を検出することによりローレベルのｌ５Ｏ１００出力を
発生する出力端子との間に接続される抵抗、７０はトラ
ンジスタ６７のベースとフィルム感度検出回路のｌ５Ｏ
２００を検出することによりローレベルのｌ５Ｏ２００
出力を発生する出力端子との間に接続される抵抗、７１
はトランジスタ６８のベースとフィルム感度検出回路の
Ｉ　５Ｏ４００を検出することによりローレベルのｒｓ
Ｏ４００出力を発生する出力端子との間に接続される抵
抗である。以上の構成により、トランジスタ５１のエミ
ッタの電圧ハ（Ｖ　ｃ　−Ｖ　ＢＥ）　ニなるので、抵
抗５２には（ＶＣＶＢり　／　Ｒ６２に相当する電流Ｉ
　ｒｅｆが流れる（尚Ｒ５□は抵抗５２の抵抗値である
）。トランジスタ５３，５４，５５，５６．５７は各工
ミッタが接続され、各ベースも接続されているので、カ
レントミラーを構成している。但し、トランジスタの個
数が異なるので、各トランジスタのコレクタ電流は以下
の表１のようになる。

表１又トランジスタ５８とトランジスタ５９はカレントミラ
ーを構成しているので、出力電流■２の電流値はＩ　ｒ
ｅｆとなる。また、トランジスタ６０とトランジスタ６
１、トランジスタ６２とトランジスタ６３、トランジス
タ６４とトランジスタ６５もそれぞれカレントミラーを
構成しているので、出力電流Ｉ３の電流値は、選択的に
２　Ｉ　ｒｅｆ　。

４　Ｉｒｅｆ　、　８　Ｉｒｅｆとなる。

ここで、不図示のフィルム感度検出回路がｌ５Ｏ１００
を検出すると、ｌ５Ｏ１００出力はローレベルとなり、
ｌ５Ｏ２００出力及びｌ５Ｏ４００出力はハイレベルと
なるので、トランジスタ６６はオフ、トランジスタ６７
及びトランジスタ６８はオンとなる。つまりトランジス
タ６０とトランジスタ６１のカレントミラーのみが動作
するので、出力電流■３の電流値は２１　ｒｅｆとなる
。この場合、Ｉ　２　／　Ｉ　３は１／２となる。

また、フィルム感度検出回路がｌ５Ｏ２００を検出する
と、出力電流■３の電流値は４　Ｉ　ｒｅｆとなり、Ｉ
　２　／　Ｉ　３は１／４に、フィルム感度検出回路が
Ｉ　５Ｏ４００を検出すると、出力電流Ｉ３の電流値は
８　Ｉ　ｒｅｆとなり、Ｉ　２　／　Ｉ　３は１／８に
なり、前記（２８）式からフィルム感度（ＩＳＯ値）が
１段変化した場合に出力電流ｌ５ｐｃが１段変化するの
と等価となる。このように、第１図の如き構成の測光装
置を提供することにより、該装置をカメラのシャッタ制
御等に適用した場合においても、非常に有効なものとな
る。

（発明と実施例の対応）本実施例において、オペアンプ１１、ダイオード１３．
１４、定電流源１５、抵抗１７及びオペアンプ１６が本
発明の第１の信号発生手段に、オペアンプ２１、定電流
源２２、ダイオード２３゜２４、定電流源２５、抵抗２
７及びオペアンプ２６が第２の信号発生手段に、トラン
ジスタ１８゜トランジスタ２８及びオペアンプ３１から
抵抗３９までが第３の信号発生手段に、又受光素子１２
が測光手段に、それぞれ相当する。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、測光手段よりの
出力電流と第１の定電流との比を対数圧縮した第１の信
号を発生する第１の信号発生手段と、絶対温度に比例し
た、第２の定電流と第３の定電流との比を対数圧縮した
第２の信号を発生する第２の信号発生手段と、前記第１
の信号発生手段よりの第１の信号と前記第２の信号発生
手段よりの第２の信号の比に相当する第３の信号を発生
する第３の信号発生手段とを備え、以て、絶対温アンプ
、３９・・・・・・抵抗。

度に比例した第１の信号と第２の信号より、絶対温度に
依存しない前記第３の信号を生成し、該第３の信号を測
光信号として出力するようにしたから、コスト低減化、
装置の小型化を達成すると共に、装置の信頼性を向上さ
せることが可能となる。

【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、第２図は第１
図図示出力電流Ｉ２．Ｉ３を発生する定電流源の構成例
を示す回路図、第３図は従来の測光装置の構成を示す回
路図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被写界輝度を測光する測光手段と、絶対温度に比
例した、前記測光手段よりの出力電流と第１の定電流と
の比を対数圧縮した第１の信号を発生する第１の信号発
生手段と、絶対温度に比例した、第２の定電流と第３の
定電流との比を対数圧縮した第２の信号を発生する第２
の信号発生手段と、前記第１の信号発生手段よりの第１
の信号と前記第２の信号発生手段よりの第２の信号の比
に相当する第３の信号を発生する第３の信号発生手段と
を備えた測光装置。