JPS6381225A - 測光装置 - Google Patents

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、光電変換手段を用いて測光情報を得る、ファ
クシミリ等に使用される測光装置の改良に関するもので
ある。

（発明の背景） 光起電力素子に光が入射することで生じる光電流により
該光起電力素子のバイアス電荷を放電し、次にその放電
されたバイアス電荷を供給し、この供給時に生じる電流
量を測光情報に変換する測光装置が従来より提案されて
いる。第４図に複数の光起電力素子を用いて時系列的に
測光出力を得るこの種の従来装置の一例を示す。

第４図において、ＳＰ１〜ＳＰｎは不図示の光源にて照
射されることで光電流を生じる光起電力素子、０１〜Ｃ
ｎはキャパシタであり、前記光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰ
ｎの接合容量部分を外部に等両市に表したものである（
尚、接合容量成分に加えて、飽和値を高くしたり、前記
接合容量のバラツキをなくす為に図示の如く配置する場
合もある）　＊　Ａ　Ｇ　Ｉ−Ａ　Ｇ　ｎは後述する駆
動パルスφＸ〜φｎが印加されることによりオンするア
ナログスイッチ、Ｒ１は抵抗、ＬＤＡはオペアンプＯＰ
とにより対数圧縮回路を構成する対数圧縮ダイオード、
ＥＨは前記アナログスイッチＡＧ、〜ＡＧｎがオンした
時に光起電力素子ＳＰＩ〜ＳＰｎ辷バイアス電荷を供給
する為の基準電圧源、ＳＰＤは前記アナログスイッチＡ
ＧＩＮＡＧｎの切換え時に前記対数圧縮回路への入力電
流が遮断され、該回路がラッチされてしまうのを防止す
るためのバイアス電流供給用の遮光された光電変換素子
である。

ＲＴは絶対温度に比例する抵抗マ、抵抗Ｒ２＋演算増幅
器ＭＰｌと共に前記対数圧縮ダイオードＬＤＡの温度補
償回路を構成しており、該回路の出力信号はＭＯＳ型の
固体撮像素子と同等のパルス状の信号となる。ＰＨは前
記温度補償回路よりの温度補償されたパルス状の信号の
ピーク値をホールドするピークホールド回路、ＳＷは例
えば測光開始時に一瞬オンとなるスイッチ、ＳＨ，は前
記スイッチＳＷがオン時に前記温度補償回路よりの出力
をサンプルし、オフの時にその出力をホールドするサン
プルホールド回路、ｖＦは前記サンプルホールド回路Ｓ
Ｈ１からの電圧情報を矩形波に変換する非線形電圧周波
数変換回路、ＣＮＴは前記非線形電圧周波数変換回路Ｖ
Ｆよりの出力をカウントするカウンタ、ＤＣＤは前記カ
ウンタＣＮＴよりの４ビツトの信号に応じて出力端子Ｑ
１〜Ｑｎより順次スイッチング制御用の駆動パルスφ１
〜φｎを出力すると共にその周期Ｔを決定するデコーダ
、ＯＲ１〜ＯＲｎは前記デコーダＤＣＤ及び前記スイッ
チＳＷよりの信号を前記アナログスイッチＡＧ、〜ＡＧ
ｎへ出力するオアゲート、ＩＮはインバータである。

Ｒ３−Ｒ６は演算増幅器ＭＰ２と共に演算回路を構成す
る抵抗で、該演算回路では前記ピークホールド回路ＰＨ
よりの出力と露出設定情報ＳＥ等とに基づいた演算が行
われる。ＳＨ２はサンプルホールド回路、ＡＤは前記サ
ンプルホールド回路ＳＨ２より入力するアナログ信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、ＣＫＴは露
光量制御回路、Ｒ７はプルダウン抵抗である。

次に動作について簡単に説明する。測光開始時にスイッ
チＳＷが一瞬オンになると、オアゲートＯＲ１〜ＯＲｎ
を介して一瞬ハイレベルの信号がアナログスイッチＡＧ
１〜ＡＧｎに印加され、全てのアナログスイッチＡＧ１
〜ＡＧｎがオンとなる。すると全光起電力素子ＳＰＩ〜
ＳＰｎで発生した光電流に対応する、抵抗Ｒ１に流れる
電流が対数圧縮回路で対数圧縮され、温度補償された出
力として演算増幅器ＭＰ□より出力される。電圧情報で
あるこの出力はサンプルホード回路ＳＨ１でサンプルホ
ールドされ、次段の非線形電圧周波数変換回路ＶＦによ
って矩形波（パルス波形）に変換され、カウンタＣＮＴ
でそのパルス数がカウントされる。カウントされた情報
はデコーダＤＣＤへ入力されて適宜コード変換される。

つまり、ここで被写体の明るさに基づいて被写体情報の
蓄積、読み出し周期Ｔが決定され、オアゲートＯＲ１〜
ＯＲｎを介してアナログスイッチＡＧｌ〜ＡＧｎを時系
列的にオンする為のスイッチング制御用の駆動パルスφ
！〜φｎが作成される。尚、前記非線形電圧周波数変換
回路ＶＦはサンプルホールド回路ＳＨ，の出力が１８ｍ
Ｖ増大すると例えば２倍の周波数のパルス波形を出力す
るべく構成されている。また、カウンタＣＮＴはスイッ
チＳＷがオン時にリセットされる様に成っている。又サ
ンプルホールド回路ＳＨ，の出力は抵抗Ｒ５を介して情
報演算される様に構成されている。更に、ピークホール
ド回路ＰＨはインバータＩＮの出力でリセットされるよ
うに構成されている。

第５図は第４図の主要部のタイミングチャートであり、
各光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎのスイッチング制御用の
駆動パルスφ１〜φｎを第５図の如きタイミングで印加
する事により、光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎの出力が時
系列的に出力される事になる。尚この時、時刻ｔ１から
ｔ２までの周期Ｔ１或いは時刻ｔ３からｔ４まで周期Ｔ
２、即ち被写体情報の蓄積、読み出し周期Ｔは被写体照
度用の光源（不図示）の明滅（フリッカ−）の周期、例
えばｌ　Ｏｍ　ｓ付近に合わせられている為、光源の明
滅の影響を受けることはない。

オアゲートＯＲ，〜ＯＲｎを介してアナログスイッチＡ
Ｇ１〜ＡＧｎに入力される前述の如き駆動パルスφ１〜
φｎによって前記光起電力素子５ＰＩ−３Ｐｎは基準電
圧源ＥＨと同じ電位まで抵抗Ｒ１＋アナログスイッチＡ
ＧＩ〜ＡＧｎを介して時系列に予め充電されており、そ
の後アナログスイッチＡＧ１〜ＡＧｎのオフと同時に被
写体情報の検出が開始され、これにて光起電力素子ＳＰ
１〜ＳＰｎに生じる光電流でキャパシタＣ１〜Ｃｎに予
め蓄積されていたバイアス電流が放電される０次にアナ
ログスイッチＡＧ１ｗＡＧｎが時系列的にオンすること
で被写体情報の検出が開始される。即ち放電量に応じて
キャパシタ０１〜Ｃｎが基準電源ＥＨまで再充電される
時に抵抗Ｒ１を流れる電流量が対数圧縮ダイオードＬＤ
ＡとオペアンプＯＰより或る対数圧縮回路により対数圧
縮され、温度補償回路によって温度補償される。そして
該出力信号はピーク値が比例特性の良い、ＭＯＳ型の固
体撮像素子出力と同等のパルス状の信号であるので（第
５図参照）、そのピーク値がピークホールド回路ＰＨに
てピークホールドされ、抵抗Ｒ３〜Ｒ６＋演算増幅器Ｍ
Ｐ２から或る演算回路で露出設定情報ＳＥ等と演算され
てサンプルホールド回路ＳＨ２、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤを
介して露光量制御回路ＣＫＴに伝達される。尚前記再充
電時に流れる電流は抵抗Ｒ１の値により決まるので、光
起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎに生じる光電流よりはるかに
大きな値に設定する事ができ、前記対数圧縮回路の応答
性を著しく速くすることができる。

以上の様な従来装置においては、被写体情報の蓄積、読
み出し周期Ｔは光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎに生じる光
電流の和に基づいて決定されるわけだが、前記光起電力
素子ＳＰ□〜ＳＰｎの受光面照度のばらつきによる、該
光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎに生じる光電流のばらつき
が大きい場合、全ての光起電力素子ＳＰ、ｍ５Ｐｎに最
適な周期Ｔを決定することが極めて困難となる。換言す
れば、例えば光起電力素子ＳＰ１の受光面照度が一定で
、該光起電力素子ＳＰ１に生じる光電流が常に同じであ
っても、全光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎに生じる光電流
の和によって被写体情報の蓄積時間が異なってくること
がある為、光起電力素子ＳＰ！に対する演算増幅器ＭＰ
、の出力が一意とはならないという問題を有している。

また被写体情報の蓄積、読み出し周期Ｔを一定とした場
合は、高照度時にバイアス電荷がすべて放電されること
による出力の飽和を生じ、広範囲の照度で直線性の良好
な出力を得ることができない。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題を解決し、広範囲の照度
域において測光を高精度に行うことができる測光装置を
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、電流電圧変換手
段よりの信号の信号幅内でのピーク値をホールドする第
１のホールド手段と、電流電圧変換手段よりの信号の前
記ピーク値より所定時間遅れた時点の安定値をホールド
する第２のホールド手段と、前記ピーク値が照度の変化
に対して良好な直線性を示す或る照度域では前記第１の
ホールド手段の出力を選択し、前記安定値が照度の変化
に対して良好な直線性を示す他の照度域では前記第２の
ホールド手段の出力を選択して、測光情報を算出する測
光情報算出手段とを設け、以て、測光情報算出の基にな
る信号を、全照度域にて照度の変化に対して直線性の良
好なものとしたことを特徴とする。

（発明の実施例） 以下１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ブロック図であり、第
４図と同じ部分は同一符号にて表す、ＤＬは、温度に比
例した抵抗ＲＴ、抵抗抵抗Ｒ２算演算増幅器１から或る
温度補償回路よりのピーク値がピークホールド回路ＰＨ
にてホールドされる時点から所定時間Δｔだけ遅れて駆
動パルスφ１〜φｎを出力する遅延回路、ＳＨ３は前記
遅延回路ＤＬよりの駆動パルスφ１〜φｎの入力時点の
前記温度補償回路の出力をサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路、ＣＰＭはコンパレータ、Ｒ７〜Ｒｈｏ
は基準電圧源ＥＨ，，反転増幅器ＭＰ３と共に加算器を
構成する抵抗、ＭＰ４は反転増幅器、ＡＧａ、ＡＧｂは
前記コンパレータＣＭＰよりの出力に従ってオンオフす
るアナログスイッチ、Ｒｕはラッチ防止の為に定電流を
僅かに流す働きを持つ抵抗である。

温度補償された演算増幅器ＭＰＬの出力信号は第２図（
第２図（ａ）は低照度時の、（ｂ）は中黒度時の、（Ｃ
）は高照度時の夫々出力信号例）に示す様にＭＯＳ型の
個体撮像素子と同等のパルス状の信号であり、そのピー
ク値がピークホールド回路ＰＨによりホールドされ、そ
れから所定時間Δｔだけ遅れてその飽和値がサンプルホ
ールド回路ＳＨ３によりホールドされる。

第３図に照度に対する前記ピークホールド回路ＰＨの出
力Ｖｐ及びサンプルホールド回路ＳＨ。

の出力Ｖｓを示しである。該第３図かられかる様に、出
力Ｖｐは低照度と中開度（約２００ルクス以下）で直線
性が得られ、出力ｖＳは中開度と高照度（約３０ルクス
以上）で直線性が得られる。

前記出力ｖｓは抵抗Ｒ７〜Ｒｈｏ　、基準電圧源ＥＨ１
９反転増幅器ＭＰ３より或る加算器を介して反転増幅器
ＭＰ４へ送られる。該反転増幅器ＭＰ４の出力Ｖｍは第
３図に示す様に中黒度城で前記出力Ｖｐ等しくなる如く
なっており、前記出力Ｖｓと同様の直線性を有している
。

また前記出力ＶｐはコンパレータＣＭＰにより、該出力
Ｖｐと前記出力Ｖｍが等しくなる中黒　　　“度域での
値、例えば１００ルクス時の出力ｖｐ！と比較される。

その結果、Ｖｐ≦Ｖｐｘの場合は、比較器ＣＭＰよりア
ナログスイッチＡＧａヘハイレベルの信号が出力されて
該アナログスイッチＡＧａがオンとなり、逆にＶｐ＞Ｖ
ｐｘの場合は、比較器ＣＯＰよりアナログスイッチＡＧ
ｂヘハイレベルの信号が出力されて該アナログスイッチ
ＡＧｂがオンとなる。これにより、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ
へは１００ルクス以下では前記ピークホールド回路ＰＨ
の出力Ｖｐが、１００ルクスを越える場合には前記反転
増幅器ＭＰ４の出力Ｖｍが、それぞれ入力されることに
なり、低照度、中開度、高照度の各照度域において、つ
まり広い範囲の照度域において直線性の良好な出力を得
ることが可能となる。

本実施例によれば、ピークホールド回路ＰＨの出力Ｖｐ
、或いは反転増幅器ＭＰ４の出力Ｖｍをその時の照度に
応じて使い分ける様な構成にしている為、つまり、第３
図かられかるようにピーク値のみを使用したのでは高照
度域での出力の直線性に難があり、だからといって照度
に比例する飽和値のみを使用したのでは低照度域での出
力の直線性に難があるので、それぞれ直線性に優れた照
度域の出力Ｖｐ或いはＶｍを使用するようにしている為
、直線性の優れた高精度の対数圧縮された測光出力を得
ることが可能となる。

また、被写体情報の蓄積、読み出し期間Ｔは実際に放電
が行われている期間ではないので、従来と同様、その検
出を短時間に行うことができる。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、光起電力素子ＳＰ１〜ＳＰｎ、キャ
パシタＣ１−Ｃｎが本発明の光電変換手段に、対数圧縮
ダイオードＩＤＡ、オペアンプｏＰが電流電圧変換手段
に、基準電圧源ＥＨ，抵抗Ｒ１が電荷供給手段に、ピー
クホールド回路ＰＨが第１のホールド手段に、サンプル
ホールド回路５ＨＯ３、遅延回路ＤＬが第２のホールド
手段に、コンパレータＣＭＦ　、アナログスイッチＡＧ
ａ、ＡＧｂ、抵抗Ｒ７〜Ｒ＋ｏ、基準電圧源ＥＨ１２反
転増幅器ＭＰ３　、ＭＰ４が測光情報算出手段に、それ
ぞれ相当する。また、飽和値及び低照度時のピーク値か
ら所定時間Δｔだけ遅れた時点の飽和値直前のピーク値
よりも安定した値が安定値に相当する。

（変形例） 本実施例では、複数の光起電力素子を用いたマルチ測光
可能な装置について述べたが、光起電力素子を一つとし
た装置であっても同様な効果を得ることができる。

また、ピークホールド回路ＰＨの出力Ｖｐの大きさに基
づいてＡ／Ｄ変換回路ＡＤへの入力を切換えるようにし
たが、例えがサンプルホールド回路ＳＨ３の出力Ｖｓ或
いは演算増幅器ＭＰ、の出力波形の積分値のように高照
度でほぼ直線性を有する値を用いても良い。

更に本実施例では、電流電圧変換手段に対数圧縮用のダ
イオードを用いた装置について述べたが、抵抗を用いて
光電流に比例した出力を得る電流電圧変換手段であって
も良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、電流電圧変換手
段よりの信号の信号幅内でのピーク値をホールドする第
１のホールド手段と、電流電圧変換手段よりの信号の前
記ピーク値より所定時間遅れた時点の安定値をホールド
する第２のホ−ルド手段と、前記ピーク値が照度の変化
に対して良好な直線性を示す或る照度域では前記第１の
ホールド手段の出力を選択し、前記安定値が照度の変化
に対して良好な直線性を示す他の照度域では前記第２の
ホールド手段の出力を選択して、測光情報を算出する測
光情報算出手段とを設け、以て、測光情報算出の基にな
る信号を、全照度域にて照度の変化に対して直線性の良
好なものとしたから、広範囲の照度域において測光を高
精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図図示の演算増幅器の出力波形及びそのピーク値、
飽和値をホールドする時期を説明する図、第３図は第１
図図示の各回路の照度に対する出力特性を示す図、第４
図は従来の測光装置を示すブロック図、第５図はその主
要部分のタイムチャートである。 ＳＰ１〜ＳＰｎ・・・・・・光起電力素子、ＣＩ〜Ｃｎ
・・・・・・キャパシタ、ＡＧｌ”ＡＧｎ・・・・・・
アナログスイッチ、ＬＤＡ・・・・・・対数圧縮ダイオ
ード、ＯＰ・・・・・・オペアンプ、ＰＨ・・・・・・
ピークホールド回路、ＳＨ３・・・・・・サンプルホー
ルド回路、ＣＭＰ・・・・・・コンパレータ、ＡＧａ、
ＡＧｂ・・・・・・アナログスイッチ、ＤＬ・・・・・
・遅延回路、Ｒ７−１ｔｌｌ・・・・・・抵抗、ＥＨ，
・・・・・・基準電圧源、ＭＰ３　、ＭＰ４・・・・・
・反転増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）照射されることで生じる光電流により、予め印加
   されているバイアス電荷を放電する光電変換手段と、該
   光電変換手段にて放電された電荷量分だけのバイアス電
   荷を供給する電荷供給手段と、該電荷供給手段による前
   記光電変換手段へのバイアス電荷供給時の電流量を電圧
   に変換し、パルス状の信号を出力する電流電圧変換手段
   とを備えた測光装置において、前記電流電圧変換手段よ
   りの信号の信号幅内でのピーク値をホールドする第１の
   ホールド手段と、前記電流電圧変換手段よりの信号の前
   記ピーク値より所定時間遅れた時点の安定値をホールド
   する第２のホールド手段と、前記ピーク値が照度の変化
   に対して良好な直線性を示す或る照度域では前記第１の
   ホールド手段の出力を選択し、前記安定値が照度の変化
   に対して良好な直線性を示す他の照度域では前記第２の
   ホールド手段の出力を選択して、測光情報を算出する測
   光情報算出手段とを設けたことを特徴とする測光装置。