(57)【要約】【課題】広範囲の検出結果を得ることが可能な半導体集積回路およびそれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】半導体集積回路１０１は、検出素子Ｘ１の検出結果に基づいて検出素子Ｘ１に電流を出力する第１のトランジスタＭ１と、第１のトランジスタＭ１の出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタＭ２と、検出素子Ｘ１から受けた電流を検出信号として出力するか、あるいは第２のトランジスタＭ２から受けた電流を検出信号として出力するかを切り替える切り替え回路ＳＷ１とを備える。但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。【選択図】図１
2008041819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路であって、
前記検出素子の検出結果に基づいて前記検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、
前記検出素子から受けた電流を前記検出信号として出力するか、あるいは前記第２のトランジスタから受けた電流を前記検出信号として出力するかを切り替える切り替え回路とを備える半導体集積回路。
但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【請求項２】
検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路であって、
前記検出素子の検出結果に基づいて前記検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、
前記検出素子から受けた電流を出力するか、あるいは前記第２のトランジスタから受けた電流を出力するかを切り替える切り替え回路と、
前記切り替え回路から受けた電流に基づいてデジタル信号を生成し、前記生成したデジタル信号を前記検出信号として出力するＡＤコンバータとを備える半導体集積回路。
但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【請求項３】
前記半導体集積回路は、さらに、
前記検出信号に基づいて前記切り替え回路を制御する制御回路を備える請求項１または２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路とを備え、
前記半導体集積回路は、
前記検出素子の検出結果に基づいて前記検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、
前記検出素子から受けた電流を前記検出信号として出力するか、あるいは前記第２のトランジスタから受けた電流を前記検出信号として出力するかを切り替える切り替え回路とを含む電子機器。
但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【請求項５】
検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路とを備え、
前記半導体集積回路は、
前記検出素子の検出結果に基づいて前記検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、
前記検出素子から受けた電流を出力するか、あるいは前記第２のトランジスタから受けた電流を出力するかを切り替える切り替え回路と、
前記切り替え回路から受けた電流に基づいて前記デジタル信号を生成し、前記生成したデジタル信号を前記検出信号として出力するＡＤコンバータとを含む電子機器。
但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路およびそれを備えた電子機器に関し、特に、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路およびそれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
照度センサ等の検出素子を備える携帯電話および液晶テレビ等の電子機器では、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路が用いられる。検出素子を備える電子機器の一例として、特許文献１には、光信号を検出して電流信号に変換し、変換された電流信号を電圧信号に変換し、かつ増幅する光受信装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２９８２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路では、たとえば、検出素子に流れる電流を抵抗によって電圧に変換し、変換した電圧をＡＤ（Analog to Digital）コンバータによってデジタル信号に変換する構成が、従来、採用されている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の半導体集積回路では、検出範囲がＡＤコンバータのダイナミックレンジによって制限されてしまうという問題点があった。
【０００５】
それゆえに、本発明の目的は、広範囲の検出結果を得ることが可能な半導体集積回路およびそれを備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる半導体集積回路は、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路であって、検出素子の検出結果に基づいて検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、検出素子から受けた電流を検出信号として出力するか、あるいは第２のトランジスタから受けた電流を検出信号として出力するかを切り替える切り替え回路とを備える。但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【０００７】
また本発明のさらに別の局面に係わる半導体集積回路は、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路であって、検出素子の検出結果に基づいて検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、検出素子から受けた電流を出力するか、あるいは第２のトランジスタから受けた電流を出力するかを切り替える切り替え回路と、切り替え回路から受けた電流に基づいてデジタル信号を生成し、生成したデジタル信号を検出信号として出力するＡＤコンバータとを備える。但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【０００８】
好ましくは、半導体集積回路は、さらに、検出信号に基づいて切り替え回路を制御する制御回路を備える。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる電子機器は、検出素子と、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路とを備え、半導体集積回路は、検出素子の検出結果に基づいて検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、検出素子から受けた電流を検出信号として出力するか、あるいは第２のトランジスタから受けた電流を検出信号として出力するかを切り替える切り替え回路とを含む。但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【００１０】
また本発明のさらに別の局面に係わる電子機器は、検出素子と、検出素子の検出結果に基づいて検出信号を出力する半導体集積回路とを備え、半導体集積回路は、検出素子の検出結果に基づいて検出素子に電流を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力電流のｎ倍の電流を出力する第２のトランジスタと、検出素子から受けた電流を出力するか、あるいは第２のトランジスタから受けた電流を出力するかを切り替える切り替え回路と、切り替え回路から受けた電流に基づいてデジタル信号を生成し、生成したデジタル信号を検出信号として出力するＡＤコンバータとを含む。但し、ｎは０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広範囲の検出結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１３】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路の構成を示す図である。図１を参照して、半導体集積回路１０１は、ＡＤコンバータ１と、制御回路２と、ＰチャネルＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ（第１および第２のトランジスタ）Ｍ１およびＭ２と、抵抗Ｒ１およびＲ２と、切り替え回路ＳＷ１と、差動増幅器Ｇ１と、コンパレータＧ２と、バッファＧ３とを備える。半導体集積回路１０１の外部には、照度センサ（検出素子）Ｘ１と、抵抗Ｒ３とが配置される。
【００１４】
照度センサＸ１に光が入射されると、入射光の光量に応じて照度センサＸ１から電流が出力される。
【００１５】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１は、照度センサＸ１による入射光の検出結果に基づいて照度センサＸ１に電流を出力する。
【００１６】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１およびＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２はカレントミラー回路を構成している。ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１の出力電流のｎ倍（ｎは、０＜ｎ＜１または１＜ｎを満たす実数）の電流を出力する。ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１またはＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２のサイズの変更をすることで、ｎの値を変更することが可能である。
【００１７】
切り替え回路ＳＷ１は、照度センサＸ１から受けた電流を検出電流として出力するか、あるいはＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２から受けた電流を検出電流として出力するかを切り替える。
【００１８】
切り替え回路ＳＷ１から出力された検出電流は、半導体集積回路１０１の外部に配置される抵抗Ｒ３によって検出電圧に変換される。
【００１９】
ＡＤコンバータ１は、アナログ電圧である検出電圧をデジタル信号に変換し、検出信号として半導体集積回路１０１の外部へ出力する。
【００２０】
コンパレータＧ２は、検出電圧と基準電圧ＶＲＥＦ２とを比較し、基準電圧ＶＲＥＦ２よりも検出電圧の方が大きい場合にはＬレベルの信号を出力し、基準電圧ＶＲＥＦ２よりも検出電圧の方が小さい場合にはＨレベルの信号を出力する。
【００２１】
制御回路２は、コンパレータＧ２から受けた信号に基づいて切り替え回路ＳＷ１を制御することにより、照度センサＸ１から受けた電流またはＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２から受けた電流を選択する。
【００２２】
差動増幅器Ｇ１は、抵抗Ｒ１およびＲ２の接続点に発生する電圧と基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較し、比較結果に基づいてＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２のゲートに電圧を出力する。
【００２３】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路が検出信号を出力する際の動作について説明する。ここでは、ｎ＝１／１００の場合、すなわちＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２がＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１の出力電流の１／１００の電流を出力する場合について説明する。
【００２４】
制御回路２は、コンパレータＧ２からＬレベルの信号を受けた場合、すなわち基準電圧ＶＲＥＦ２よりも検出電圧の方が大きい場合には、切り替え回路ＳＷ１に対してＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２の出力電流を検出電流として出力させる制御を行なう。一方、制御回路２は、コンパレータＧ２からＨレベルの信号を受けた場合、すなわち基準電圧ＶＲＥＦ２よりも検出電圧の方が小さい場合には、切り替え回路ＳＷ１に対して照度センサＸ１から受けた電流を検出電流として出力させる制御を行なう。
【００２５】
すなわち、照度センサＸ１の周囲が明るい場合には照度センサＸ１の出力電流が大きくなり、ＡＤコンバータ１が受ける検出電圧の電圧値が大きくなることから、ＡＤコンバータ１のダイナミックレンジをオーバーする恐れがある。このため、制御回路２は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１の出力電流の１／１００であるＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２の出力電流を検出電流として選択する。
【００２６】
一方、照度センサＸ１の周囲が暗い場合には照度センサＸ１の出力電流が小さくなり、ＡＤコンバータ１が受ける検出電圧の電圧値が小さくなることから、微小な電圧を正確に検出する必要がある。このため、制御回路２は、照度センサＸ１の出力電流を検出電流として選択する。
【００２７】
たとえば、検出素子が照度センサである場合を考えると、照度センサは一般に数ルクス〜数万ルクスの検出範囲を有している。そして、照度センサの出力電流は照度に対応してほぼ５桁の範囲で変化する。ここで、一般的なＡＤコンバータは、ダイナミックレンジおよび分解能の制限により、最大３桁の変化しか検出できないものが多い。しかしながら、照度センサＸ１の周囲が明るい場合には、制御回路２は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１の出力電流の１／１００であるＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２の出力電流を検出電流として選択する。このような構成により、ＡＤコンバータ１のダイナミックレンジの制限を超えて、照度センサＸ１の出力電流の５桁の変化を検出することができる。
【００２８】
なお、ＡＤコンバータのダイナミックレンジに対して照度センサの出力電流量が小さい場合には、ｎを１より大きくすることにより、照度センサの周囲が暗い場合でも正確な検出信号を生成することが可能である。
【００２９】
ところで、従来の半導体集積回路では、検出範囲がＡＤコンバータのダイナミックレンジによって制限されてしまうという問題点があった。
【００３０】
しかしながら、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路では、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１は、照度センサＸ１の検出結果に基づいて照度センサＸ１に電流を出力する。ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ１の出力電流のｎ倍の電流を出力する。切り替え回路ＳＷ１は、照度センサＸ１から受けた電流を検出電流として出力するか、あるいはＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２から受けた電流を検出電流として出力するかを切り替える。このような構成により、照度センサＸ１の出力電流の他に、照度センサＸ１の出力電流の電流値を１以外の数で乗じた電流値を有する電流を検出電流として選択することができ、半導体集積回路の検出範囲がＡＤコンバータ１のダイナミックレンジによって制限されてしまうことを防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路では、広範囲の検出結果を得ることができる。
【００３１】
なお、半導体集積回路１０１は、ＡＤコンバータ１と、制御回路２と、コンパレータＧ２と、バッファＧ３とを備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＡＤコンバータ１と、制御回路２と、コンパレータＧ２と、バッファＧ３とが半導体集積回路１０１の外部に配置される。そして、切り替え回路ＳＷ１が、照度センサＸ１から受けた電流を検出信号として半導体集積回路１０１の外部へ出力するか、あるいはＰチャネルＭＯＳトランジスタＭ２から受けた電流を検出信号として半導体集積回路１０１の外部へ出力するかを切り替える構成であってもよい。
【００３２】
また、照度センサＸ１および抵抗Ｒ３は、半導体集積回路１０１の外部に配置される構成であるとしたが、半導体集積回路１０１の内部に配置される構成であってもよい。
【００３３】
［電子機器］
図２は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。図２を参照して、電子機器２０１は、半導体集積回路１０１と、バックライト装置１０２と、照度センサＸ１と、抵抗Ｒ３とを備える。
【００３４】
半導体集積回路１０１は、照度センサＸ１の検出結果に基づいてバックライト装置１０２へ検出信号を出力する。
【００３５】
バックライト装置１０２は、半導体集積回路１０１から受けた検出信号に基づいて、液晶パネル等に照射する光の光量を決定する。
【００３６】
このように、携帯電話および液晶テレビ等の電子機器に、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路を適用することが可能である。
【００３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体集積回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ＡＤコンバータ、２  制御回路、１０１  半導体集積回路、１０２  バックライト装置、２０１  電子機器、Ｍ１，Ｍ２  ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（第１および第２のトランジスタ）、Ｒ１〜Ｒ３  抵抗、Ｇ１  差動増幅器、Ｇ２  コンパレータ、Ｇ３  バッファ、Ｘ１  照度センサ（検出素子）。
【図１】
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【図２】
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