CN109579985B - 光量测定装置以及光量测定方法 - Google Patents

光量测定装置以及光量测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供光量测定装置以及光量测定方法。具备：第一运算放大器；第一输入侧光电MOS继电器；第一输出侧继电器单元；第二运算放大器；第二输入侧光电MOS继电器，其介于第二输入侧交点与光电探测器之间而存在；第二输出侧继电器单元；和控制部，其按照光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，在选择第一测定范围的情况下，使第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元接通，并使第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元断开，在选择第二测定范围的情况下，使第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元接通，并使第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元断开。

Description

光量测定装置以及光量测定方法
技术领域
本发明涉及用于测定从光量测定的对象物辐射的光量的光量测定装置以及光量测定方法。
背景技术
过去，在光线的光量的测定中利用光谱分析仪等光量测定装置(例如专利文献1～3)。在图8示出这样的光量测定装置的主要部分。该图所示的光量测定装置800具备光电二极管1。该光电二极管1将输出端子接地，并将输入端子与运算放大器81的负侧的输入端子连接。该运算放大器81的正侧的输入端子也接地，其输出端子经由反馈电阻82与负侧的输入端子反馈连接。在该光量测定装置1中，若测定对象光入射到光电二极管1，则该光电二极管1就会产生与入射的光量对应的电流。由于该电流被运算放大器81放大而输出，因此能通过该输出测定光线的光量。
在光量测定装置中，存在为了扩大能测定的光量的测定范围，使反馈电阻的电阻能切换的情况。作为用于切换这样的测定范围的继电器，使用水银继电器。在图9示出具备这样的测定范围的切换功能的光量测定装置。
该光量测定装置将运算放大器91的负侧的输入端子接地，其输出端子经由反馈电阻92与非反转输入端子反馈连接。反馈电阻92由电阻相互相异的(n+1)个固定电阻元件93和(n+1)个切换开关96构成，这些切换开关96切换自由地选择(n+1)个固定电阻元件93。例如在测定的光是高强度时在切换开关96选择低电阻的固定电阻元件93，在测定的光线是低强度时，在切换开关96选择高电阻的固定电阻元件93。由此，还能由在输出电压有限制的运算放大器91测定高强度的光线的光量，还能以良好的S/N(Signal-to-Noise ratio，信噪比)测定低强度的光线。由此能切换反馈电阻92的电阻，扩大光量的测定范围。
参见例如特开平11-304586号公报；特开平11-008518号公报；特开2003-194578号公报等。
但作为切换中所用的继电器而使用水银继电器这点，从近年的环保的观点出发，有限制利用水银的部件的使用的倾向。为此，由于谋求不使用水银的装置，因此推进了向模拟开关或光电MOS(PhotoMOS)继电器等的半导体开关的置换。
但若使用一般的光电MOS继电器作为这样的半导体开关，则接通时的电阻会大于的水银继电器的电阻。特别由于光电MOS继电器的接点间的寄生电容分量大，因此响应速度会降低，有得不到与水银继电器同等的测定精度的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供不使用水银继电器地确保充分的响应速度的光量测定装置以及光量测定方法。
根据本发明的一个实施方式所涉及的光量测定装置，用于对测定对象光的光量进行测定，具备：具备：光电探测器，其对应于测定对象光的入射量使电流产生；第一运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子与所述光电探测器连接，将该光电探测器产生的电流放大并输出；第一电阻器，其具有对应于与测定对象光的光量相应的第一测定范围的第一电阻值，将一端与所述第一运算放大器的输出端子在第一输出侧交点连接，将另一端与所述第一运算放大器的输入端子在第二输入侧交点连接；第一输入侧光电MOS继电器，其介于所述第一输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；第一输出侧继电器单元，其与所述第一输出侧交点连接；第二运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；第二电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围的与测定对象光的光量相应的第二测定范围对应的第二电阻值，分别将一端与所述第二运算放大器的输出端子在第二输出侧交点连接，将另一端与所述第二运算放大器的输入端子在第二输入侧交点连接；第二输入侧光电MOS继电器，其介于所述第二输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；第二输出侧继电器单元，其与所述第二输出侧交点连接；和控制部，其对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第一测定范围的情况下，使所述第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元接通，并使所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元断开，而在选择所述第二测定范围的情况下，使所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元断开。
根据本发明的其他实施方式所涉及的光量测定装置，在上述的结构的基础上，还具备：第三运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器以及第二运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；第三电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围以及第二测定范围的与测定对象光的光量相应的第三测定范围对应的第三电阻值，分别将一端与所述第三运算放大器的输出端子在第三输出侧交点连接，将另一端与所述第三运算放大器的输入端子在第三输入侧交点连接；第三输入侧光电MOS继电器，其介于所述第三输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；和第三输出侧继电器单元，其与所述第三输出侧交点连接，所述控制部对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第三测定范围的情况下，使所述第三输入侧光电MOS继电器以及第三输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器、第一输出侧继电器单元、所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元断开。
根据本发明的其他实施方式所涉及的光量测定装置，在上述的任意的结构基础上，还具备：第四运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器、第二运算放大器以及第三运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；第四电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围、第二测定范围以及第三测定范围的与测定对象光的光量相应的第四测定范围对应的第四电阻值，分别将一端与所述第四运算放大器的输出端子在第四输出侧交点连接，将另一端与所述第四运算放大器的输入端子在第四输入侧交点连接；第四输入侧光电MOS继电器，其介于所述第四输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；和第四输出侧继电器单元，其与所述第四输出侧交点连接，所述控制部对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第四测定范围的情况下，使所述第四输入侧光电MOS继电器以及第四输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器、第一输出侧继电器单元、第二输入侧光电MOS继电器、第二输出侧继电器单元、第三输入侧光电MOS继电器以及第三输出侧继电器单元断开。
根据本发明的其他实施方式所涉及的光量测定装置，在上述的任意的结构基础上，还具备：第一缓冲器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子与所述第一输出侧交点连接，将所述输出端子与所述第一输出侧继电器单元连接。
根据本发明的其他实施方式所涉及的光量测定装置，在上述的任意的结构基础上，所述第一缓冲器由与所述第一运算放大器同种类的运算放大器构成。
根据本发明的其他实施方式所涉及的光量测定装置，在上述的任意的结构基础上，所述第一输出侧继电器单元由与所述第一输入侧光电MOS继电器同种类的光电MOS继电器构成。
另外，根据本发明的其他侧面所涉及的光量测定方法，对测定对象光的光量进行测定，包括如下步骤：使测定对象光入射到光电探测器，使得在该光电探测器产生电流；和对应于所述光电探测器中产生的电流量来进行切换，使得在选择预先准备的多个测定范围的任一者的同时，使预先设于将与该选择的测定范围对应的电阻器进行了连接的运算放大器的输入侧和输出侧的输入侧光电MOS继电器以及输出侧继电器单元分别接通，使预先设于将与未被选择的测定范围对应的电阻器进行了连接的运算放大器的输入侧和输出侧的输入侧光电MOS继电器以及输出侧继电器单元分别断开。
发明的效果
通过上述结构，在用多个电阻器应对不同光量的测定范围并且在各电阻器的切换中使用光电MOS继电器的光量测定装置中，通过在负责非选择所涉及的测定范围的运算放大器的两端使光电MOS继电器为断开从而进行虚拟短路，能减低光电MOS继电器的电容分量引起的响应的滞后。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所涉及的光量测定装置的框图。
图2是表示图1的各测定范围的构成例的电路图。
图3是表示在图2的光量测定装置中将第一测定范围电路的两端的光电MOS继电器设为接通、将其他测定范围电路的两端的光电MOS继电器设为断开的状态的电路图。
图4是表示在图2的光量测定装置中将第二测定范围电路的两端的光电MOS继电器设为接通、将其他测定范围电路的两端的光电MOS继电器设为断开的状态的电路图。
图5是表示比较例1所涉及的利用水银继电器的光量测定装置的电路图。
图6是表示比较例2所涉及的利用光电MOS继电器的光量测定装置的电路图。
图7A1、图7A2是表示利用比较例1所涉及的光量测定装置的光量测定时的上升沿的图表，图7B1、图7B2是表示利用比较例2所涉及的光量测定装置的光量测定时的上升沿的图表，图7C1、图7C2是表示利用实施例1所涉及的光量测定装置的光量测定时的上升沿的图表，图7A1、图7B1、图7C1是以400nA范围显示显示刻度的图表，图7A2、图7B2、图7C2是以800nA范围显示显示刻度的图表。
图8是表示现有的光量测定装置的电路图。
图9是表示在现有的光量测定装置中能切换多个测定范围的示例的电路图。
具体实施方式
以下基于附图来说明本发明的实施方式。但以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的光量测定装置的例示，本发明并不将光量测定装置确定为以下的装置。另外，本说明书绝非将权利要求书的范围所示的部件确定为实施方式的部件。特别是实施方式记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要没有特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意思，只是单纯的说明例。另外，各图面所示的构件的大小和位置关系等有时为了使说明明确而夸张。进一步地，在以下的说明中，相同名称、标号表示相同或同质的构件，适宜省略详细说明。进而构成本发明的各要素可以是由同一构件构成多个要素从而以1个构件兼用多个要素的方式，反之还能由多个构件分担1个构件的功能来实现。另外，也有一部分实施例、实施方式中说明的内容能在其他实施例、实施方式等中利用的情况。
(实施方式1)
光量测定装置利用在对测定对象光的光量进行测定的光谱分析仪等中。光谱分析仪例如为了在LED的制造时测定光量来进行挑选而被使用。
在图1示出本发明的实施例1所涉及的光量测定装置100的构成例。该光量测定装置100具备：光电探测器1；第一测定电路10、第二测定电路20、第三测定电路30、...、第n测定电路n0；用于切换这些第一测定电路10～第n测定电路n0的连接的第一继电器电路15、第二继电器电路25、第三继电器电路35、...、第n继电器电路n5；和用于切换这些第一继电器电路15～第n继电器电路n5的控制部2。第一继电器电路15～第n继电器电路n5的各继电器电路分别具备第一输入侧继电器单元16和第一输出侧继电器单元17、第二输入侧继电器单元26和第二输出侧继电器单元27、第三输入侧继电器单元36和第三输出侧继电器单元37、...、第n输入侧继电器单元n6和第n输出侧继电器单元n7。
该光量测定装置100准备多个能测定的测定范围，这里准备n个能测定的测定范围，并能对应于光量切换到合适的测定范围，以使得能测定各种波长的测定对象光。为此，按每个测定范围准备测定电路并使得能在继电器电路切换它们。另外测定范围的数量n是多个即可，根据要求的光量的动态范围、测定精度来决定。
(测定范围)
在图2示出图1的各测定范围的构成例。该光量测定装置100作为测定范围而准备第一测定范围到第四测定范围的4个测定范围，具备与各测定范围对应的第一测定电路10、第二测定电路20、第三测定电路30、第四测定电路40。
(测定电路)
图2的光量测定装置100具备：光电探测器1；与第一测定范围到第四测定范围对应的第一测定电路10、第二测定电路20、第三测定电路30、第四测定电路40；用于切换这些第一测定电路10～第四测定电路40的连接的第一继电器电路15、第二继电器电路25、第三继电器电路35、第四继电器电路45；和用于切换这些第一继电器电路15～第四继电器电路45的控制部2。
(光电探测器1)
光电探测器1是对应于测定对象光的入射量使电流产生的元件。能在这样的光电探测器1中合适地利用光电二极管等。
(第一测定电路10)
第一测定电路10与能对测定对象光的光量进行测定的第一测定范围对应。该第一测定电路10具备第一运算放大器11和第一缓冲器13。
(第一运算放大器11)
第一运算放大器11具备输入端子和输出端子。输入端子中的反转输入端子经由后述的第一继电器电路15与光电探测器1连接。在第一继电器电路15中连接第一测定电路10时，由第一运算放大器11将该光电探测器1产生的电流放大并输出。
(第一电阻器12)
另外在第一运算放大器11连接第一电阻器12。第一电阻器12具有与第一测定范围对应的第一电阻值。该第一电阻器12将一端与第一运算放大器11的输出端子在第一输出侧交点P1O连接。另外将另一端与第一运算放大器11的输入端子在第一输入侧交点P1I连接。
(第一缓冲器13)
第一缓冲器13具备输入端子和输出端子。输入端子与第一输出侧交点P1O连接，输出端子与第一输出侧继电器单元17连接。该第一缓冲器13能由第一输出侧运算放大器构成。例如用以运算放大器构成放大度1的非反转放大电路的电压跟随器来构成缓冲电路。另外构成第一缓冲器13的第一输出侧运算放大器优选由与第一运算放大器11同种类的运算放大器构成。
(第二测定电路20)
另一方面，第二测定电路20与能测定测定对象光的光量的第二测定范围对应。该第二测定电路20具备第二运算放大器21和第二缓冲器23。
(第二运算放大器21)
第二运算放大器21也将输入端子中的反转输入端子经由后述的第二继电器电路25与光电探测器1连接，将该光电探测器1产生的电流放大并输出。
(第二电阻器22)
另外在第二运算放大器21连接第二电阻器22。第二电阻器22具有与第二测定范围对应的第二电阻值。该第二电阻器22将一端与第二运算放大器21的输出端子在第二输出侧交点P2O连接。另外将另一端与第二运算放大器21的输入端子在第二输入侧交点P2I连接。
(第二缓冲器23)
第二缓冲器23具备输入端子和输出端子。输入端子与第二输出侧交点P2O连接，输出端子与第二输出侧继电器单元27连接。该第二缓冲器23能由第二输出侧运算放大器构成。另外构成第二缓冲器23的第二输出侧运算放大器优选由与第二运算放大器21同种类的运算放大器构成。
(第三测定电路30)
另一方面，第三测定电路30与能对测定对象光的光量进行测定的第三测定范围对应。该第三测定电路30具备第三运算放大器31和第三缓冲器33。
(第三运算放大器31)
第三运算放大器31也将输入端子中的反转输入端子经由后述的第三继电器电路35与光电探测器1连接，将该光电探测器1产生的电流放大并输出。
(第三电阻器32)
另外在第三运算放大器31连接第三电阻器32。第三电阻器32具有与第三测定范围对应的第三电阻值。该第三电阻器32将一端与第三运算放大器31的输出端子在第三输出侧交点P3O连接。另外将另一端与第三运算放大器31的输入端子在第三输入侧交点P3I连接。
(第三缓冲器33)
第三缓冲器33具备输入端子和输出端子。输入端子与第三输出侧交点P3O连接，输出端子与第三输出侧继电器单元37连接。该第三缓冲器33能由第三输出侧运算放大器构成。另外构成第三缓冲器33的第三输出侧运算放大器优选由与第三运算放大器31同种类的运算放大器构成。
(第四测定电路40)
另一方面，第四测定电路40与能对测定对象光的光量进行测定的第四测定范围对应。该第四测定电路40具备第四运算放大器41和第四缓冲器43。
(第四运算放大器41)
第四运算放大器41也将输入端子中的反转输入端子经由后述的第四继电器电路45与光电探测器1连接，将该光电探测器1产生的电流放大并输出。
(第四电阻器42)
另外在第四运算放大器41连接第四电阻器42。第四电阻器42具有与第四测定范围对应的第四电阻值。该第四电阻器42将一端与第四运算放大器41的输出端子在第四输出侧交点P4O连接。另外将另一端与第四运算放大器41的输入端子在第四输入侧交点P4I连接。
(第四缓冲器43)
第四缓冲器43具备输入端子和输出端子。输入端子与第四输出侧交点P4O连接，输出端子与第四输出侧继电器单元47连接。该第四缓冲器43能由第四输出侧运算放大器构成。另外构成第四缓冲器43的第四输出侧运算放大器优选由与第四运算放大器41同种类的运算放大器构成。
第一运算放大器11～第四运算放大器41的各运算放大器选择特性的偏差少的运算放大器。具体地，使用偏置电压少、输入电流小、难以受到温度特性的影响的运算放大器。
另外第一电阻器12到第四电阻器42的各电阻器为了减少了温度变化引起的偏差而选择温度特性卓越的电阻器。在例如第一运算放大器11到第四运算放大器41中使用相同放大率的运算放大器的情况下，设定这些电阻器的电阻值，使得在测定的光是高强度时成为低电阻的值，在测定的光是低强度时成为高电阻的值。例如在设定得从第一测定范围到第四测定范围光量变大的情况下，进行选择，使得从第一电阻值到第四电阻值的电阻值变小。
(继电器电路)
第一测定电路10～第四测定电路40的各测定电路分别通过第一继电器电路15～第四继电器电路45的各继电器电路切换连接。选择第一继电器电路15～第四继电器电路45中的哪个继电器电路是由控制部2控制的。各继电器电路由输入侧继电器单元和输出侧继电器单元构成。
继电器电路出于环保的观点而由水银继电器以外的继电器构成。输入侧继电器单元优选由光电MOS继电器构成。一方的输出侧继电器单元能利用半导体开关、例如光电MOS继电器或模拟开关。通过用继电器电路将各测定电路电分离，能避免半导体开关所具有的电容分量引起的动作滞后，能改善响应性。即，能避免将水银继电器置换成光电MOS继电器等半导体开关时响应时间变慢的问题。其结果，不使用水银继电器就能实现响应性卓越的光量测定装置100。特别是，不管在继电器电路中的输入侧和输出侧的哪一方使用光电MOS继电器，都能消除电容分量所引起的动作滞后的问题。
第一测定电路10～第四测定电路40的各测定电路通过第一继电器电路15～第四继电器电路45的各继电器电路切换连接。各继电器电路由输入侧继电器单元和输出侧继电器单元构成。即，第一继电器电路15、第二继电器电路25、第三继电器电路35、第四继电器电路45分别由第一输入侧继电器单元16和第一输出侧继电器单元17、第二输入侧继电器单元26和第二输出侧继电器单元27、第三输入侧继电器单元36和第三输出侧继电器单元37、第四输入侧继电器单元46和第四输出侧继电器单元47构成。
第一输入侧继电器单元16～第四输入侧继电器单元46的各输入侧继电器单元分别连接到第一运算放大器11～第四运算放大器41和光电探测器1之间。具体地，第一输入侧继电器单元16连接到与第一运算放大器11的反转输入端子连接的第一输入侧交点P1I和光电探测器1的阴极侧之间。另外，第二输入侧继电器单元26连接到与第二运算放大器21的反转输入端子连接的第二输入侧交点P2I和光电探测器1的阴极侧之间。进而，第三输入侧继电器单元36连接到与第三运算放大器31的反转输入端子连接的第三输入侧交点P3I和光电探测器1的阴极侧之间，另外第四输入侧继电器单元46连接到与第四运算放大器41的反转输入端子连接的第四输入侧交点P4I和光电探测器1的阴极侧之间。这些第一输入侧继电器单元16～第四输入侧继电器单元46的各输入侧继电器单元由水银继电器以外的半导体继电器构成，优选由光电MOS继电器构成。在图2的示例中，作为第一输入侧继电器单元16～第四输入侧继电器单元46，由第一输入侧光电MOS继电器16、第二输入侧光电MOS继电器26、第三输入侧光电MOS继电器36、第四输入侧光电MOS继电器46构成。
另一方面，第一输出侧继电器单元17～第四输出侧继电器单元47的各输出侧继电器单元将一端分别与第一缓冲器13～第四缓冲器43的输出侧连接。在图2的电路例中，将输出侧继电器单元的另一端侧与控制部2连接。这些第一输出侧继电器单元17～第四输出侧继电器单元47能使用光电MOS继电器或模拟开关等半导体继电器。优选由与第一输入侧光电MOS继电器16等同种类的光电MOS继电器构成。
(控制部2)
该控制部2兼作将光量的测定结果输出到外部的输出部。但也可以个别设置控制部2和输出部。另外设置控制部2的位置不一定非要是各测定电路的输出侧，还能配置在其他位置。
控制部2按照光电探测器1中检测到的测定对象光的光量来切换继电器电路。具体地，在选择第一测定范围的情况下，如图3所示那样，使第一输入侧光电MOS继电器16以及第一输出侧继电器单元17为接通，并使其他测定电路的继电器电路为断开。即，使第二继电器电路25的第二输入侧光电MOS继电器26以及第二输出侧继电器单元27为断开，使第三继电器电路35的第三输入侧光电MOS继电器36以及第三输出侧继电器单元37为断开，使第四继电器电路45的第四输入侧光电MOS继电器46以及第四输出侧继电器单元47为断开。
另一方面，在选择第二测定范围的情况下，如图4所示那样，使第二输入侧光电MOS继电器26以及第二输出侧继电器单元27为接通，并同样使其他测定电路的继电器电路为断开。即，使第一继电器电路15的第一输入侧光电MOS继电器16以及第一输出侧继电器单元17、第三继电器电路35的第三输入侧光电MOS继电器36以及第三输出侧继电器单元37、第四继电器电路45的第四输入侧光电MOS继电器46以及第四输出侧继电器单元47分别为断开。
以下同样，在选择第三测定范围的情况下，使第三输入侧光电MOS继电器36以及第三输出侧继电器单元37为接通，并使第一继电器电路15的第一输入侧光电MOS继电器16以及第一输出侧继电器单元17、第二继电器电路25的第二输入侧光电MOS继电器26以及第二输出侧继电器单元27、第四继电器电路45的第四输入侧光电MOS继电器46以及第四输出侧继电器单元47分别为断开。
另外在选择第四测定范围的情况下，使第四输入侧光电MOS继电器46以及第四输出侧继电器单元47为接通，并使第一继电器电路15的第一输入侧光电MOS继电器16以及第一输出侧继电器单元17、第二继电器电路25的第二输入侧光电MOS继电器26以及第二输出侧继电器单元27、第三继电器电路35的第三输入侧光电MOS继电器36以及第三输出侧继电器单元37分别为断开。
如此，通过能在继电器电路切换对不同测定范围设计的多个测定电路，能对应于测定光的大小在控制部2选择合适的测定范围的测定电路，能扩大能测定的光量的范围。此外，通过在继电器电路中使用光电MOS继电器并进一步在各测定电路的运算放大器的输出侧追加输出侧继电器单元，关于非选择所涉及的测定电路，使输出侧继电器单元和作为输入侧继电器单元的光电MOS继电器一起断开来使运算放大器虚拟短路，能减低光电MOS继电器的电容分量所引起的响应的滞后。
(光量测定方法)
对利用以上的光量测定装置100的光量测定方法进行说明。首先使测定对象光入射到光电探测器1，在该光电探测器1使电流产生。接下来，对应于在光电探测器产生的电流量，由控制部2判定与多个测定范围的哪一者对应，选择与判定相应的判定电路。具体地，使连接到与选择的测定范围对应的测定电路的继电器电路的输入侧光电MOS继电器以及输出侧光电MOS继电器分别为接通，并使与未被选择的测定电路连接的继电器电路的输入侧光电MOS继电器以及输出侧光电MOS继电器分别为断开。用该状态下选择的测定电路的运算放大器将光电探测器1的电流放大，并从控制部2输出。由此，在用多个电阻器应对不同光量的测定范围并在各电阻器的切换中使用光电MOS继电器的光量测定装置中，通过在负责非选择所涉及的测定范围的运算放大器的两端使光电MOS继电器断开来进行虚拟短路，从而能减低光电MOS继电器的电容分量引起的响应的滞后。
(比较例1、2)
在此，分别将利用银继电器的光量测定装置500作为比较例1在图5示出，将把水银继电器置换成光电MOS继电器的光量测定装置600作为比较例2在图6示出。在图5所示的比较例1所涉及的光量测定装置500中，对公共的运算放大器51在输出端子与非反转输入之间并联连接电阻器52a、52b、52c、52d，使得能在水银继电器56a、56b、56c、56d切换它们。另外，在图6所示的比较例2所涉及的光量测定装置600中，对公共的运算放大器61在输出端子与非反转输入之间并联连接电阻器62a、62b、62c、62d，使得能在光电MOS继电器66a、66b、66c、66d切换它们。
另外，在这些比较例1、比较例2、实施例1所涉及的光量测定装置100中，分别在图7A1、图7A2、图7B1、图7B2、图7C1、图7C2的图表中示出光量测定时的上升沿。在各图表中，图7A1、图7A2表示利用比较例1所涉及的光量测定装置的光量测定时的上升沿，图7B1、图7B2表示利用比较例2所涉及的光量测定装置的光量测定时的上升沿，图7C1、图7C2表示利用实施例1所涉及的光量测定装置的光量测定时的上升沿。另外图7A1、图7B1、图7C1将显示刻度设为400nA范围，图7A2、图7B2、图7C2将显示刻度设为800nA范围来进行显示。进而分别各图表的上段示出从控制电路输入到继电器电路的切换信号的电压波形，下段示出表示光电探测器1的输出的VL波形。
在比较例1所涉及的利用水银继电器的光量测定装置500中，如图7A1、图7A2所示那样，切换继电器电路时的VL波形在上升沿时以及下降沿时陡峭，示出良好的响应速度。与此相对，在图5的电路中将水银继电器置换成光电MOS继电器的图6的比较例2所涉及的光量测定装置600中，如图7B1、图7B2所示那样，可知VL波形在上升沿时以及下降沿时都钝化，响应速度降低。另一方面，在实施例1所涉及的光量测定装置100中，如图7C1、图7C2所示那样，上升沿时以及下降沿时的电压变化变得陡峭，确认到能达成与利用水银继电器的图7A1、图7A2大致同等的等级。如此根据实施例1，可知能大幅减轻作为利用光电MOS继电器的情况的缺点的响应速度的降低。
本发明的实施方式所涉及的光量测定装置以及光量测定方法能合适地利用在测定光线的光量的光谱分析仪等中。

Claims (7)

1.一种光量测定装置，用于对测定对象光的光量进行测定，其特征在于，具备：
光电探测器，其对应于测定对象光的入射量使电流产生；
第一运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子与所述光电探测器连接，将该光电探测器产生的电流放大并输出；
第一电阻器，其具有对应于与测定对象光的光量相应的第一测定范围的第一电阻值，将一端与所述第一运算放大器的输出端子在第一输出侧交点连接，将另一端与所述第一运算放大器的输入端子在第一输入侧交点连接；
第一输入侧光电MOS继电器，其介于所述第一输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；
第一输出侧继电器单元，其与所述第一输出侧交点连接；
第二运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；
第二电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围的与测定对象光的光量相应的第二测定范围对应的第二电阻值，分别将一端与所述第二运算放大器的输出端子在第二输出侧交点连接，将另一端与所述第二运算放大器的输入端子在第二输入侧交点连接；
第二输入侧光电MOS继电器，其介于所述第二输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；
第二输出侧继电器单元，其与所述第二输出侧交点连接；和
控制部，其对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第一测定范围的情况下，使所述第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元接通，并使所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元断开，而在选择所述第二测定范围的情况下，使所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元断开。
2.根据权利要求1所述的光量测定装置，其特征在于，
所述光量测定装置还具备：
第三运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器以及第二运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；
第三电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围以及第二测定范围的与测定对象光的光量相应的第三测定范围对应的第三电阻值，分别将一端与所述第三运算放大器的输出端子在第三输出侧交点连接，将另一端与所述第三运算放大器的输入端子在第三输入侧交点连接；
第三输入侧光电MOS继电器，其介于所述第三输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；和
第三输出侧继电器单元，其与所述第三输出侧交点连接，
所述控制部对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第三测定范围的情况下，使所述第三输入侧光电MOS继电器以及第三输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器、第一输出侧继电器单元、所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元断开。
3.根据权利要求2所述的光量测定装置，其特征在于，
所述光量测定装置还具备：
第四运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器、第二运算放大器以及第三运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；
第四电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围、第二测定范围以及第三测定范围的与测定对象光的光量相应的第四测定范围对应的第四电阻值，分别将一端与所述第四运算放大器的输出端子在第四输出侧交点连接，将另一端与所述第四运算放大器的输入端子在第四输入侧交点连接；
第四输入侧光电MOS继电器，其介于所述第四输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；和
第四输出侧继电器单元，其与所述第四输出侧交点连接，
所述控制部对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第四测定范围的情况下，使所述第四输入侧光电MOS继电器以及第四输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器、第一输出侧继电器单元、第二输入侧光电MOS继电器、第二输出侧继电器单元、第三输入侧光电MOS继电器以及第三输出侧继电器单元断开。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光量测定装置，其特征在于，
所述光量测定装置还具备：
第一缓冲器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子与所述第一输出侧交点连接，将所述输出端子与所述第一输出侧继电器单元连接。
5.根据权利要求4所述的光量测定装置，其特征在于，
所述第一缓冲器由与所述第一运算放大器同种类的运算放大器构成。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的光量测定装置，其特征在于，
所述第一输出侧继电器单元由与所述第一输入侧光电MOS继电器同种类的光电MOS继电器构成。
7.一种用于对测定对象光的光量进行测定的光量测定装置中的光量测定方法，
所述光量测定装置具备：
光电探测器，其对应于测定对象光的入射量使电流产生；
第一运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子与所述光电探测器连接，将该光电探测器产生的电流放大并输出；
第一电阻器，其具有对应于与测定对象光的光量相应的第一测定范围的第一电阻值，将一端与所述第一运算放大器的输出端子在第一输出侧交点连接，将另一端与所述第一运算放大器的输入端子在第一输入侧交点连接；
第一输入侧光电MOS继电器，其介于所述第一输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；
第一输出侧继电器单元，其与所述第一输出侧交点连接；
第二运算放大器，其具备输入端子和输出端子，将所述输入端子相对于所述第一运算放大器与所述光电探测器并联连接，将所述光电探测器产生的电流放大并输出；
第二电阻器，其具有与不同于所述第一测定范围的与测定对象光的光量相应的第二测定范围对应的第二电阻值，分别将一端与所述第二运算放大器的输出端子在第二输出侧交点连接，将另一端与所述第二运算放大器的输入端子在第二输入侧交点连接；
第二输入侧光电MOS继电器，其介于所述第二输入侧交点与所述光电探测器之间而存在；
第二输出侧继电器单元，其与所述第二输出侧交点连接；和
控制部，
所述光量测定方法的特征在于，
所述控制部对应于所述光电探测器中检测到的测定对象光的光量进行切换，使得在选择所述第一测定范围的情况下，使所述第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元接通，并使所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元断开，而在选择所述第二测定范围的情况下，使所述第二输入侧光电MOS继电器以及第二输出侧继电器单元接通，并使所述第一输入侧光电MOS继电器以及第一输出侧继电器单元断开。
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