JPH11153823A - 信号入力回路およびそれを用いた光電センサ入力回路 - Google Patents

信号入力回路およびそれを用いた光電センサ入力回路

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JPH11153823A
JPH11153823A JP31973797A JP31973797A JPH11153823A JP H11153823 A JPH11153823 A JP H11153823A JP 31973797 A JP31973797 A JP 31973797A JP 31973797 A JP31973797 A JP 31973797A JP H11153823 A JPH11153823 A JP H11153823A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の各センサの出力をワイアードオア回路で
処理する技術では、電流形式の出力をとる光電センサし
か用いることができず、電圧信号形式で出力される光電
センサを用いる場合には、別途入力端子が必要であっ
た。 【解決手段】本発明は、電圧信号を出力する光電センサ
2と、電流信号を出力する光電センサ2の出力を同じ1
つの端子3に入力するように接続し、センサ切換部9に
より、いずれか1つの光電センサとその処理回路に切り
換えて駆動させることにより、1つの共通の入力端子に
電圧信号若しくは電流信号を入力して、入力した信号を
処理する信号入力回路である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等の駆動制
御に用いられる光電センサ(光学センサ)の信号入力回
路に関する。
【0002】
【従来技術】一般的に、カメラ等のフィルム巻き上げ制
御や、レンズくり出し制御時には、ギアやレバーの位置
をモニタし、その切り換え状態を精度よく電気的に検出
するために、フォトインタラプタ(PI)やフォトリフ
レクタ(PR)等の赤外光を用いた非接触型の光電セン
サが使われることが多い。
【0003】これらのセンサは、微弱な光を発光・受光
して、受光した光電変換信号を処理し出力するものであ
り、その出力電流がマイクロアンペアオーダーで微弱で
あるため、特別な処理回路を必要としている。
【0004】しかし、機械的な動作が複雑になるに従っ
て、その制御も複雑になるため、これらのセンサは、数
多く用いられる。それに連れて必要な上記処理回路数も
増え、システム全体の大型化を招くと共にコストもアッ
プし、スペース的なデメリットを生じてしいる。
【0005】そこで、各センサの出力をワイアードオア
回路で処理回路に入力する構成により、同一の端子に検
出信号を入力して処理を行い、回路規模の増加を抑制す
るという技術が以前から知られており、例えば米国特許
5481331号公報の図面にも、この方式が図示され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方式では
ワイアードオアの構成をとるため、電流形式の出力をと
る光電センサしか用いることができなかった。このため
電流出力センサと電圧出力センサを用いようとした場合
には、別々の入力端子、つまり少なくとも2個以上の端
子を必要が必要となってしまう。
【0007】実際に機器等へ用いた場合には、機械的な
構成やセンサ取り付けのスペースによって、電流信号に
よる出力形式をとる光電センサの他にも、電圧信号で出
力形式で出力する光電センサを使用せざるを得ない場合
も少なくなく、結果的にこれらを混在させたシステムと
して構成し、それぞれに入力端子を設けなければならな
かった。
【0008】そこで本発明は、電圧信号の出力形式で出
力する光電センサと電流信号の出力形式で出力する光電
センサを混在させても使用可能な信号入力回路およびそ
れを用いた光電センサ入力回路を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、光電センサから出力される電圧信号を入力
する電圧入力回路と、光電センサから出力される電流信
号を入力する電流入力回路と、上記電圧入力回路および
電流入力回路の入力端子を共通接続した単一の入力端子
とを備え、上記電圧入力回路と電流入力回路とを排他的
に作動させ、上記入力端子に入力される電圧信号および
電流信号を処理する信号入力回路を提供する。
【0010】以上のような構成の信号入力回路は、電圧
信号で検出する光電センサと、電流信号で検出する光電
センサとを1つの入力端子に共通接続させて、切換手段
により1つの光電センサの検出信号を担当する処理部
に、それぞれ入力されるように時系列的に切り換えて、
排他的に入力させることにより、2つのモード(電圧入
力若しくは電流入力)を1つの入力端子に入力させて、
複数の検出モードの光電センサを駆動させる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。まず図1には、本発明
による信号入力回路の概念的な構成を示し説明する。こ
の信号入力回路においては、構成部位25の変位状態等
をモニタするために、投光部で所定光を投光し、受光部
でその反射光若しくは通過した光を受光し、電流信号と
して出力する光電センサ1と、同様に構成部材21の変
位状態をモニタするための電圧信号を出力する光電セン
サ2と、これらのセンサ出力を入力して、それぞれの電
流信号及び電圧信号に処理を施すセンサ制御部4と、セ
ンサ制御部4からの出力信号の波形等に基づき、上記構
成部位の位置や動作状態を判別する演算処理回路(CP
U)10とで構成される。
【0012】上記センサ制御部4は、CPU10の制御
により、光電センサ1と光電センサ2とを切り換えて、
いずれか動作させるセンサ切り換え部9と、センサ切り
換え部9の切り換え指示により、いずれか一方の光電セ
ンサを駆動させるドライバ部11,12と、共通接続さ
れた同一端子で光電センサ1と光電センサ2の出力信号
のいずれかを入力する入力端子3と、センサ切り換え部
9の切り換え指示により、入力端子3を経て入力された
光電センサからの電流信号に所定の処理を施す電流信号
処理部6と、同様に電圧信号に所定の処理を施す電圧信
号処理部7と、それぞれの処理回路で処理信号を増幅や
その他の処理を施し、共通接続された同一の出力端子5
を経てCPU10に出力する出力部8とで構成され、さ
らに、ドライバ部13,14から光電センサ1,2にそ
れぞれの駆動制御信号を出力するための端子13,14
と、CPU10からの切り換え信号を入力する端子15
と備えている。
【0013】このような構成により、光電センサ1,2
のいずれかの出力信号を1つの入力端子3から時系列的
に入力してそれぞれに処理することができ、構成部位2
5の変位をモニタする時には、光電センサ1の投光部を
発光させ、その出力を電流処理回路6で処理し、構成部
位21の変位をモニタする時には、光電センサ2の投光
部を発光させ、その出力を電圧信号処理回路7で処理す
ることができる。
【0014】これらの処理回路6,7で処理され波形整
形した出力信号は、1つの出力端子5から出力され、C
PU10によりその出力信号の波形等に基づき、変位す
る構成部位の位置や動作状態を判別することができる。
【0015】次に図2には、第1の実施形態として、本
発明による信号入力回路を光電センサ入力回路として、
カメラに搭載した具体的な構成例を示し説明する。本実
施形態は、装填されたフィルムを自動的に巻き上げ・巻
き戻しする機構の制御に用いた一例である。尚、本実施
形態の図2(a)に示す構成部位で前述した図1に示し
た構成部位と同等のものには、同じ参照符号を付して、
その説明を省略する。
【0016】本実施形態において、光電センサ1として
フォトインタラプタ(PI)1を用いて、モータ22の
軸に取り付けられた回転部材25の周辺に開いた複数の
穴を透過した光を検出し、モータ22の回転状態をモニ
タする。また光電センサ2として、フォトリフレクタ
(PR)2aを用いて、フィルムのパーフォレーション
を検出して、フィルムの巻き上げ若しくは巻き戻し状態
をモニタする。
【0017】このPR2aに接続する抵抗2bの電圧出
力は、PI1の電流出力と同様にセンサ制御部4の入力
端子3から入力される。また入力端子3は、センサ制御
部4内の信号処理部16に接続される。この信号処理部
16は、前述した電流信号処理部6と電圧信号処理部7
と出力部8とで構成されている。
【0018】そしてCPU10の選択信号に基づき、セ
ンサ切り換え部9がPI1,PR2のいずれの発光部に
通電するか切り換えられ(センサドライバ部11,12
のいずれかに切り換えられる)、その選択の状態によっ
て、出力端子5からCPU10に入力されるモニタ信号
がPI側かPR側かに変化する。
【0019】この構成例では、CPU10の制御により
モータドライバ部27がモータ22を駆動させると、図
2(b)に示すような切り換え機構23a,23bの状
態に応じてギア30、又はギア31が連動し、フィルム
の巻き上げ、又は巻き戻し動作となる。
【0020】上記ギア30の回転によりスプール24が
回転し、フィルム21を巻き上げるが、その巻き上げ状
態は、フィルム21のパーフォレーションの通過数を検
出するフォトリフレクタ(PR)2aの出力によってモ
ニタすることができる。
【0021】このPR2aの出力信号は、通常、投光し
た対象物の反射率に依存するため、非常に微弱となり、
適当な抵抗2bを取り付け、検出信号を大きな電圧信号
に変換して出力することとなる。また、切り換え機構2
3が、モータ22の回転動力をギア31に伝えた場合に
は、フィルム21をフィルムパトローネ20内へ巻き戻
す動作となる。
【0022】またPI1は、検出に透過光を用いるた
め、比較的大きな光電流が発生しており、PR2aのよ
うな抵抗を取り付ける必要はない。この切り換え機構2
3は、モータ22の軸に固定されたギア23bと噛み合
う遊星ギア23aによって、ギア30若しくはギア31
に動力切り換えて、スプール24若しくはフィルムパト
ローネ20の軸を回転させている。
【0023】上記ギア23bがモータ22で回転する
と、その回転方向によって、ギア23aの位置が変化
し、ギア30若しくはギア31のいずれかに切り換える
ことができる。このような切り換え機構の場合、ギアの
歯先が上手く噛み合わない場合には、正しく動力が伝達
しなくなる。
【0024】そこで本実施形態では、図3に示すフロー
チャートを参照して、1つのモータにより複数のギアを
選択的に駆動するカメラの駆動機構において、例えば、
2つの駆動部に切り換えて駆動させる場合に、2つの光
電センサを適切に切り換えて、切り換え不良を検出し対
策する例について説明する。
【0025】まず、モータ22を通電し、フィルム巻き
上げを開始する(ステップS1)。この時、正しくフィ
ルムが移動しているかを判定するために、フィルムのパ
ーフォーレーションをPR2aでモニタする(ステップ
S2)。
【0026】この時、パーフォレーションの移動を検出
したか判断し(ステップS3)、移動して信号が変化し
ていれば(YES)、正しくフィルムに動力が伝わり給
送されているものと考えられるので、PR2aを通過し
たパーフォレーションの数をカウントする(ステップS
10)。
【0027】この時、8コのパーフォレーション(1コ
マ分に相当する)が検出されたか判断し(ステップS1
1)、8コのパーフォレーション検出されたならば(Y
ES)、1コマ巻き上げを検出したものとして、モータ
22への通電を停止して、巻き上げを終了させ(ステッ
プS12)、リターンする。この判断で8コのパーフォ
レーションが検出されるまでは(NO)、ステップS3
およびステップS10のルーチンを繰り返し行う。
【0028】また、ステップS3の判断で、PR2aで
パーフォレーションの移動を検出しなかった場合には
(NO)、モニタする光電センサをPR2aからPI1
に切り換えて、モータ22が回転しているか否かを検出
する(ステップS4)。
【0029】この時、モータ22の回転の有無を判断し
(ステップS5)、回転板の穴の透過光によりPI1か
らパルスが出力されなければ(NO)、モータ2の回転
が停止しており、フィルム21がすべて巻き上げられて
負荷がかかっている状態を考えられるため、これ以上の
撮影はできないとして、巻き戻し動作を行う(ステップ
S13)。具体的には、モータ22を逆転させて遊星ギ
ア23aをギア31側に切り換えて、フィルムパトロー
ネ20の軸を巻き戻し方向に回転させる。
【0030】そして巻き戻しが終了すれば、モータ22
への通電を停止させ(ステップS14)、リターンす
る。しかし、ステップS5の判断で、PI1のパルスが
検出された場合には(YES)、フィルム21が給送さ
れていないにも関わらず、モータ22が回転しているも
のと見なし、例えば、ギア23aとギア30が噛み合っ
ておらず、正しくモータ22の動力がギア30に伝達さ
れていないと考えられるので、モータ22の回転方向を
一時的に反転させる等のギアの切り換えのやり直しを行
い(ステップS6)、ギア30とギア23aとを噛み合
わせてから、再度、PR2の出力をモニタする(ステッ
プS7)。
【0031】この時、パーフォレーションの移動を検出
させて移動の有無を判断し(ステップS8)、パーフォ
レーションの移動が検出されていれば(YES)、ギア
が正しく噛み合って動力が伝わりフィルムが巻き上げら
れているものとして、ステップS10に移行し、PR2
aを通過したパーフォレーションの数をカウントする。
【0032】しかし、ステップS8にて、パーフォレー
ションの移動が検出されなければ(NO)、センサ切り
換え部9等にトラブルが生じたと考え、所定の警告を発
するようにする。
【0033】このように本発明の光電センサ入力回路を
適用した実施形態は、コストの高いモータを1つ搭載し
ただけで、巻き上げ巻き戻しが、適正に実行されるカメ
ラ用のフィルム巻き上げ装置が実現できる。
【0034】次に、前述した図1に示した光電センサ
1,2を含むセンサ制御部4の具体的な構成例を示し説
明する。このセンサ制御部4は、大別して、電圧検出回
路部41と電流検出回路部42と、これらの回路部を切
り換えるためのスイッチSW1,SW2,SW3と、出
力部43とで構成される。また、それぞれの回路部に
は、電流源I1,I2,I3が設けられている。このセ
ンサ制御部4の入力端子3には、光電センサとしてPI
44とPR45とが接続されている。
【0035】本実施形態は、図1に示した構成で説明し
たように、入力端子3に入力する光電センサ1,2から
の電流信号若しくは電圧信号をCPU10によって切り
換えることができ、切り換え部9の切り換え動作によ
り、どちらでも検出し波形成形可能な回路構成である。
【0036】先ず、光電センサPI44による電流検出
モードについて説明する。この状態では、図示しないC
PUの制御により、スイッチSW1、SW2、SW3を
閉じる。また、電流源I4をオンさせて、PI44を選
択し、電流源I5をオフして、PR45を非選択にす
る。この時、トランジスタQ8のベースの電位はGND
であるため、同トランジスタQ8のコレクタは、オープ
ンになる。また、トランジスタQ9及びトランジスタQ
10は、オンしており、入力端子3は、約0.7Vの電
位にクランプされている。これは、PI44の出力端子
を定電圧にして、寄生容量の影響を抑制し、周波数特性
を向上させることが目的である。
【0037】このPI44は、発光部と受光部を有する
素子であり、その間におかれた遮蔽物の有無を検出する
素子である。遮蔽されていると、発光部の光は受光部に
は届かない。上記Pl44が遮蔽されていない時は、発
光部の光が受光部に入射し、上記PI44の出力とし
て、光電流が流れているが、これと同等の電流がトラン
ジスタQ11とトランジスタQ12のカレントミラー回
路構成の働きによって、トランジスタQ12のコレクタ
に流れる。
【0038】この時、電流源I3は、可変電流源である
が、所定の定電流を流すと、トランジスタQ16、トラ
ンジスタQ17のカレントミラー回路構成と、トランジ
スタQ13、トランジスタQ14のカレントミラー回路
構成の働きによって、トランジスタQ13のコレクタ電
流と同等の電流を流せることになる。
【0039】即ち、上記PI44の出力電流が上記電流
源I3の所定電流よりも、多いときは、トランジスタQ
12のコレクタ電流が、トランジスタQ13のコレクタ
電流よりも増加する為、トランジスタQ18がオンし、
バッファ43の出力端つまり、端子5からCPUに、L
レベルの出力信号が出力される。
【0040】逆に、上記PI44による電流出力信号
が、上記電流源I3の所定電流よりも、少ないときは、
トランジスタQ18がオフし、バッファ43の出力とし
て、出力端子5からHレベルの信号が出力される。
【0041】このことより、上記電流源I3が供給する
電流を変化させることによって、任意の閾値を設定し
て、PI44の光電流の大小、つまり、PI44に遮蔽
物が掛かっているか否かを検出することができる。
【0042】次に、電圧検出モードについて説明する。
この状態では、スイッチSW1、SW2、SW3を開く
ように制御する。また電流源I4をオフさせて、これま
で使用した光電センサPI44を非選択にして、電流源
I5をオンし、もう一方の光電センサPR45を選択す
る。
【0043】この時、トランジスタQ8のベースは、オ
ープンの為、同コレクタは、動作可能である。又、トラ
ンジスタQ9、トランジスタQ10は、オフしており、
入力端子(IN)は、抵抗PR2bによって決定され
る。
【0044】上記PR45は、発光部と受光部を有する
素子であり、発光部の光を何らかの反射物によって受光
部に入射しその光の大小を検出する。ここでは、説明を
しやすくする為に、前記反射物の反射率を100%と仮
定した時には、上記PR45の出力として、光電流が流
れる。逆に、前記反射物の反射率を0%と仮定した時に
は、前記光電流は流れないとする。PR45が前記反射
物の反射率を100%と仮定した時、光電流が流れてい
るが、この光電流と抵抗PR2bによって、入力端子
(IN)の電圧が決定される。この時、電流源I3は、
可変電流源であるが、所定の定電流を流していると、ト
ランジスタQ16、トランジスタQ15のカレントミラ
ー回路の働きによって、抵抗R1に同等の電流を流せる
ことになる。これによって、トランジスタQ4のベース
の電位が決定される。
【0045】即ち、上記PR45の出力電流が抵抗PR
2bによって、電圧に変換された値と、上記電流源I3
の所定電流と抵抗R1によって決定される電圧の値より
も、大きい時は、トランジスタQ8がオンし、バッファ
43の出力として出力端子5からLレベル信号が出力さ
れる。
【0046】逆に、上記PR45の出力電流が抵抗PR
2bによって、電圧に変換された値と、上記電流源I3
の所定電流と抵抗R1によって決定される電圧の値より
も、小さい時は、トランジスタQ8がオフし、バッファ
43の出力として出力端子5からHレベル信号が出力さ
れる。
【0047】よって、上記電流源I3の電流を変化させ
て任意の閾値を設定し、PR45の光電流の大小、つま
り、反射物の有無、若しくは、反射物の反射率の大小を
検出することによって、対象物の移動状態、または位置
を判定することができる。
【0048】以上のように、スイッチSW1,SW2,
SW3を開閉させることによって、同一の入力端子で、
光電センサにより出力された電圧信号若しくは電流信号
のいずれであっても入力し所定の処理を施すことが可能
となる。
【0049】また図4に示したように、電圧信号で検出
出力する光電センサ若しくは、電流信号で検出出力する
光電センサを混在させて複数接続した場合、電圧検出の
時には、いずれの光電センサに切り換えても影響はな
い。
【0050】また電流検出の時には、トランジスタQ1
0のベースエミッタ電圧Vbe(〓0.7V)/抵抗P
R2bの電流値分が多くトランジスタQ11に流れる
が、発生した電位差を電流源I3を変化させて、閾値を
オフセットさせることにより対応することができる。
【0051】勿論、前述したように、混在させなくとも
電圧信号で検出する光電センサを複数接続しても良い
し、電流信号で検出する光電センサを複数接続してもよ
い。また、前述した電流検出モードと電圧検出モード
は、時系列的切り換えて動作させることにより、同時に
複数の光電センサの信号を入力させることはない。つま
り、排他的な動作により、2つのモードが同時に動作し
ないため干渉することなく、2つの光センサを時系列で
検出することが可能である。
【0052】以上、本実施形態では内部回路の一例につ
いて説明したが、1つの入力端子に光電センサが発した
電圧信号若しくは電流信号のいずれかを時系列的(排他
的)に切り換えて入力することにより、電圧用と電流用
の入力端子を区別せずに構成させる考え方による回路構
成であれば、種々の応用が可能であることはいうまでも
ない。
【0053】以上の実施形態について説明したが、本明
細書には以下のような発明も含まれている。 (1) 光電変換信号を電圧出力する第1光電センサ
と、光電変換信号を電流出力する第2光電センサと、上
記第1、第2光電センサ出力の変化を検出する処理回路
とを具備し、上記第1、第2光電センサの出力信号を上
記処理回路の共通の入力端子に接続したことを特徴とす
る光電センサ入力回路。
【0054】(2) それぞれ発光部と受光部とを備え
た複数の光電センサを用い、それぞれの発光部を選択的
に発光させる発光回路と、上記複数の光電センサの受光
部出力を共通接続して上記複数の光電センサの受光部出
力を共通の入力端子に接続し、信号処理する処理回路と
を具備した光電センサ処理回路において、上記光電セン
サは、電流モード出力と電圧モード出力とを含むことを
特徴とする光電センサ入力回路。
【0055】(3) 上記処理回路は、検出特性の異な
る第1、第2の入力部を備え、それぞれの入力部は検出
対象の光電センサ特性に応じて排他的に選択されること
を特徴とする上記(2)項に記載の光電センサ入力回
路。
【0056】(4) それぞれ発光部と受光部とを備え
た複数の光電センサを有し、複数の発光部を選択的に駆
動すると共に、複数の受光部出力を共通接続して、単一
の入力端子を介して処理回路に入力させる光電センサ処
理回路において、上記複数の光電センサの受光部出力信
号は、電流モードと電圧モードとを含み、上記処理回路
はそれぞれの信号モードに対応した入力回路を備え、そ
れぞれが検出対象の光電センサに応じて排他的に選択さ
れることを特徴とする光電センサ入力回路。
【0057】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、光
電変換信号を電圧信号形式で出力する光電センサと、電
流信号形式で出力する光電センサを同一の入力端子に接
続して処理できるようにしたので、コストアップのない
省スペースの信号入力回路およびそれを用いた光電セン
サ入力回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による信号入力回路の概念的な構成を示
す図である。
【図2】本発明の信号入力回路をセンサ入力回路として
カメラに適用した実施形態の構成例を示す図である。
【図3】図2に示したカメラシステムにおける動作を説
明するための図である。
【図4】本実施形態のセンサ入力回路の構成例を示す図
である。
【符号の説明】
1,2…光電センサ 3…入力端子 4…センサ制御部 5…出力端子 6…電流信号処理部 7…電圧信号処理部 8…出力部 9…センサ切り換え部 10…演算処理回路(CPU) 11,12…ドライバ部 13,14,15…端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流信号を入力する第1入力回路と、 電圧信号を入力する第2入力回路と、上記第1、第2入
    力回路の入力端子を共通接続した単一の入力端子と、 上記第1入力回路と第2入力回路とを選択的に作動さ
    せ、上記入力端子に入力される電流信号および電圧信号
    を処理する信号処理回路と、を具備したことを特徴とす
    る信号入力回路。
  2. 【請求項2】 上記電流信号、電圧信号は、それぞれ発
    光部と受光部が対に設けられた複数の光電センサから出
    力される出力信号であり、これら光電センサの受光部出
    力端子が共通接続され、上記入力端子に接続されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の信号入力回路。
  3. 【請求項3】 光電センサから出力される電圧信号を入
    力する電圧入力回路と、 光電センサから出力される電流信号を入力する電流入力
    回路と、 上記電圧入力回路および電流入力回路の入力端子を共通
    接続した単一の入力端子と、を具備し、 上記電圧入力回路と電流入力回路とを排他的に作動さ
    せ、上記入力端子に入力される電圧信号および電流信号
    を共に処理可能とすることを特徴とする光電センサ入力
    回路。
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