(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、検出結果に基づいて電流を出力する検出素子Ｘ１と、検出素子Ｘ１の出力電流を電圧に変換して出力する抵抗部５とが外部に配置され、変換された電圧を受けるための外部端子Ｔ２と、外部端子Ｔ２において受けた電圧を検出信号として外部へ出力するための外部端子Ｔ３と、外部端子Ｔ２において受けた電圧に基づいて抵抗部５の抵抗値を変更するための制御信号を出力する制御回路２と、制御信号を抵抗部５へ出力するための外部端子Ｔ４とを備える。【選択図】図１
2008041884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出結果に基づいて電流を出力する検出素子と、前記検出素子の出力電流を電圧に変換して出力する抵抗部とが外部に配置される半導体集積回路であって、
前記変換された電圧を受けるための第１の外部端子と、
前記第１の外部端子において受けた電圧を検出信号として外部へ出力するための第２の外部端子と、
前記第１の外部端子において受けた電圧に基づいて前記抵抗部の抵抗値を変更するための制御信号を出力する制御回路と、
前記制御信号を前記抵抗部へ出力するための第３の外部端子とを備える半導体集積回路。
【請求項２】
前記半導体集積回路は、さらに、
前記第１の外部端子において受けた電圧をデジタル信号に変換し、前記変換したデジタル信号を前記第２の外部端子から前記検出信号として外部へ出力するＡＤコンバータを備える請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
検出結果に基づいて電流を出力する検出素子が外部に配置される半導体集積回路であって、
前記検出素子の出力電流を電圧に変換する抵抗部と、
前記変換された電圧を検出信号として外部へ出力するための外部端子と、
前記変換された電圧に基づいて制御信号を出力する制御回路とを備え、
前記抵抗部は、前記制御回路から受けた前記制御信号に基づいて抵抗値を変更する半導体集積回路。
【請求項４】
前記抵抗部は、
第１端子が前記検出素子の出力に接続され、第２端子が所定電位に接続される第１の抵抗と、
第１端子が前記検出素子の出力に接続される第２の抵抗と、
第１端子が前記第２の抵抗の第２端子に接続され、第２端子が前記所定電位に接続されるスイッチ素子とを含み、
前記スイッチ素子は、前記制御回路から受けた前記制御信号に基づいてオン状態およびオフ状態を切り替える請求項３記載の半導体集積回路。
【請求項５】
検出結果に基づいて電流を出力する検出素子と、
前記検出素子の出力電流を電圧に変換して出力する抵抗部と、
半導体集積回路とを備え、
前記半導体集積回路は、
前記変換された電圧を受けるための第１の外部端子と、
前記第１の外部端子において受けた電圧を検出信号として外部へ出力するための第２の外部端子と、
前記第１の外部端子において受けた電圧に基づいて制御信号を出力する制御回路と、
前記制御信号を外部へ出力するための第３の外部端子とを含み、
前記抵抗部は、前記第３の外部端子を介して前記制御回路から受けた前記制御信号に基づいて抵抗値を変更する電子機器。
【請求項６】
検出結果に基づいて電流を出力する検出素子と、
半導体集積回路とを備え、
前記半導体集積回路は、
前記検出素子の出力電流を電圧に変換する抵抗部と、
前記変換された電圧を検出信号として外部へ出力するための外部端子と、
前記変換された電圧に基づいて制御信号を出力する制御回路とを含み、
前記抵抗部は、前記制御回路から受けた前記制御信号に基づいて抵抗値を変更する電子機器。
【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。たとえば、特許文献１には、光電変換モジュールから光電変換信号を得る回路が開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−１６３７３８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、検出結果に基づいて電流を出力する検出素子と、検出素子の出力電流を電圧に変換して出力する抵抗部とが外部に配置される半導体集積回路であって、変換された電圧を受けるための第１の外部端子と、第１の外部端子において受けた電圧を検出信号として外部へ出力するための第２の外部端子と、第１の外部端子において受けた電圧に基づいて抵抗部の抵抗値を変更するための制御信号を出力する制御回路と、制御信号を抵抗部へ出力するための第３の外部端子とを備える。
【０００７】
好ましくは、半導体集積回路は、さらに、第１の外部端子において受けた電圧をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を第２の外部端子から検出信号として外部へ出力するＡＤコンバータを備える。
【０００８】
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、検出結果に基づいて電流を出力する検出素子が外部に配置される半導体集積回路であって、検出素子の出力電流を電圧に変換する抵抗部と、変換された電圧を検出信号として外部へ出力するための外部端子と、変換された電圧に基づいて制御信号を出力する制御回路とを備え、抵抗部は、制御回路から受けた制御信号に基づいて抵抗値を変更する。
【０００９】
好ましくは、抵抗部は、第１端子が検出素子の出力に接続され、第２端子が所定電位に接続される第１の抵抗と、第１端子が検出素子の出力に接続される第２の抵抗と、第１端子が第２の抵抗の第２端子に接続され、第２端子が所定電位に接続されるスイッチ素子とを含み、スイッチ素子は、制御回路から受けた制御信号に基づいてオン状態およびオフ状態を切り替える。
【００１０】
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、検出結果に基づいて電流を出力する検出素子と、検出素子の出力電流を電圧に変換して出力する抵抗部と、半導体集積回路とを備え、半導体集積回路は、変換された電圧を受けるための第１の外部端子と、第１の外部端子において受けた電圧を検出信号として外部へ出力するための第２の外部端子と、第１の外部端子において受けた電圧に基づいて制御信号を出力する制御回路と、制御信号を外部へ出力するための第３の外部端子とを含み、抵抗部は、第３の外部端子を介して制御回路から受けた制御信号に基づいて抵抗値を変更する。
【００１１】
また本発明のさらに別の局面に係わる電子機器は、検出結果に基づいて電流を出力する検出素子と、半導体集積回路とを備え、半導体集積回路は、検出素子の出力電流を電圧に変換する抵抗部と、変換された電圧を検出信号として外部へ出力するための外部端子と、変換された電圧に基づいて制御信号を出力する制御回路とを含み、抵抗部は、制御回路から受けた制御信号に基づいて抵抗値を変更する。
【発明の効果】
【００１２】
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】
【００１３】
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。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１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、演算回路３と、バイアス回路４と、外部端子Ｔ１と、外部端子（第１〜第３の外部端子）Ｔ２〜Ｔ４とを備える。制御回路２は、コンパレータＧ１を含む。
【００１５】
半導体集積回路１０１の外部には、照度センサ（検出素子）Ｘ１と、抵抗部５とが配置される。抵抗部５は、抵抗Ｒ１およびＲ２と、ＮチャネルＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタＭ１とを含む。
【００１６】
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。
【００１７】
抵抗部５は、照度センサＸ１の出力電流を電圧に変換し、変換した電圧を外部端子Ｔ２経由でＡＤコンバータ１および制御回路２へ出力する。
【００１８】
ＡＤコンバータ１は、アナログ電圧である抵抗部５から受けた電圧をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を演算回路３へ出力する。
【００１９】
演算回路３は、ＡＤコンバータ１から受けたデジタル信号に基づいて検出信号を生成し、生成した検出信号を外部端子Ｔ３経由で半導体集積回路１０１の外部へ出力する。
【００２０】
制御回路２は、抵抗部５から受けた電圧を検出し、検出電圧に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を外部端子Ｔ４経由で抵抗部５へ出力する。
【００２１】
抵抗部５は、外部端子Ｔ４を介して制御回路２から受けた制御信号に基づいて抵抗値を変更する。
【００２２】
バイアス回路４は、照度センサＸ１にバイアス電圧を供給する。
［動作］
次に、本発明の第１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。
【００２３】
コンパレータＧ１は、検出電圧すなわち抵抗部５から受けた電圧と基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較し、基準電圧ＶＲＥＦ１よりも検出電圧の方が大きい場合にはＨレベルの制御信号を外部端子Ｔ４経由で抵抗部５へ出力し、基準電圧ＶＲＥＦ１よりも検出電圧の方が小さい場合にはＬレベルの制御信号を外部端子Ｔ４経由で抵抗部５へ出力する。
【００２４】
抵抗部５におけるＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１は、コンパレータＧ１から受けた制御信号がＨレベルである場合にはオン状態となり、制御信号がＬレベルである場合にはオフ状態となる。
【００２５】
すなわち、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、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１をオフ状態として抵抗部５を抵抗Ｒ１のみで構成し、抵抗部５が抵抗Ｒ１およびＲ２の並列回路で構成される場合と比べて抵抗部５の抵抗値を大きくすることにより、ＡＤコンバータ１が抵抗部５から受ける電圧を大きくする。
【００２６】
一方、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が抵抗部５から受ける電圧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、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１をオン状態として抵抗部５を抵抗Ｒ１およびＲ２の並列回路で構成し、抵抗部５の抵抗値を小さくすることにより、ＡＤコンバータ１が抵抗部５から受ける電圧を小さくする。
【００２７】
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。
【００２８】
図２（ａ）は、照度センサが受ける光の照度および照度センサの出力電流ＩＳの関係を示す図である。（ｂ）は、従来の半導体集積回路における、照度センサが受ける光の照度およびＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳの関係を示す図である。Ｚ１は、検出素子の出力電流を電圧に変換する抵抗の抵抗値ＲＳが小さい場合を示し、Ｚ２は、抵抗値ＲＳが大きい場合を示す。ＤはＡＤコンバータのダイナミックレンジを示す。
【００２９】
図２を参照して、抵抗値ＲＳが小さい場合には、照度センサが受ける光の照度が小さいときにＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳがＡＤコンバータのダイナミックレンジより小さくなってしまい、半導体集積回路は、Ｘで示す範囲の照度を表わす検出信号を出力することができない。
【００３０】
一方、抵抗値ＲＳが大きい場合には、照度センサが受ける光の照度が大きいときにＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳがＡＤコンバータのダイナミックレンジより大きくなってしまい、半導体集積回路は、Ｙで示す範囲の照度を表わす検出信号を出力することができない。
【００３１】
しかしながら、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路では、制御回路２は、抵抗部５から受けた電圧を検出し、検出電圧に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を外部端子Ｔ４経由で抵抗部５へ出力する。抵抗部５は、外部端子Ｔ４を介して制御回路２から受けた制御信号に基づいて抵抗値を変更する。
【００３２】
図３（ａ）は、照度センサが受ける光の照度および照度センサの出力電流ＩＳの関係を示す図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路における、照度センサが受ける光の照度およびＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳの関係を示す図である。Ｚ１は、検出素子の出力電流を電圧に変換する抵抗の抵抗値ＲＳが小さい場合を示し、Ｚ２は、抵抗値ＲＳが大きい場合を示す。ＤはＡＤコンバータのダイナミックレンジを示す。
【００３３】
図３を参照して、コンパレータＧ１は、電圧ＶＳすなわち検出電圧と基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較し、基準電圧ＶＲＥＦ１よりも検出電圧の方が大きい場合にはＨレベルの制御信号を外部端子Ｔ４経由で抵抗部５へ出力する。そうすると、抵抗部５におけるＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１がオン状態となって抵抗部５の抵抗値が小さくなり、ＡＤコンバータ１が抵抗部５から受ける電圧が小さくなる（図３のＣ）。
【００３４】
従来の半導体集積回路では、ＡＤコンバータのダイナミックレンジに制限されてＡより大きい照度を表わす検出信号を出力することができなかったが、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路では、このような構成により、Ａより大きいＢで示す照度まで検出結果を得ることができる。
【００３５】
したがって、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路では、照度センサＸ１の出力電流の増加に応じて抵抗部５の抵抗値を適切に変更することができ、広範囲の検出結果を得ることができる。
【００３６】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路では、半導体集積回路１０１は、ＡＤコンバータ１と、演算回路３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、演算回路３とが半導体集積回路１０１の外部に配置される。そして、外部端子Ｔ２において受けた抵抗部５からの電圧が、検出信号として外部端子Ｔ３から半導体集積回路１０１の外部へ出力される構成であってもよい。
【００３７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路では、半導体集積回路１０１の外部に、照度センサ（検出素子）Ｘ１と、抵抗部５とが配置される構成であるとしたが、これに限定するものではない。半導体集積回路１０１が、照度センサ（検出素子）Ｘ１および抵抗部５の少なくともいずれか一方をさらに備える構成であってもよい。
【００３８】
［電子機器］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。図４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１５１と、照度センサＸ１と、抵抗部５とを備える。
【００３９】
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１５１へ検出信号を出力する。
【００４０】
バックライト装置１５１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。
【００４１】
このように、携帯電話および液晶テレビ等の電子機器に、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路を使用することが可能である。
【００４２】
次に、本発明の他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。
【００４３】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る半導体集積回路と比べて制御回路および抵抗部の構成を変更した半導体集積回路に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る半導体集積回路と同様である。
【００４４】
図５は、本発明の第２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５を参照して、半導体集積回路１０２は、ＡＤコンバータ１と、制御回路７と、演算回路３と、バイアス回路４と、外部端子Ｔ１〜Ｔ５とを備える。制御回路７は、コンパレータＧ１およびＧ２を含む。半導体集積回路１０２の外部には、照度センサ（検出素子）Ｘ１と、抵抗部８とが配置される。抵抗部８は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２とを含む。
【００４５】
次に、本発明の第２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。
【００４６】
コンパレータＧ１は、検出電圧すなわち抵抗部８から受けた電圧と基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較し、基準電圧ＶＲＥＦ１よりも検出電圧の方が大きい場合にはＨレベルの制御信号を外部端子Ｔ４経由でＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１へ出力し、基準電圧ＶＲＥＦ１よりも検出電圧の方が小さい場合にはＬレベルの制御信号を外部端子Ｔ４経由でＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１へ出力する。
【００４７】
コンパレータＧ２は、検出電圧すなわち抵抗部８から受けた電圧と基準電圧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Ｈレベルの制御信号を外部端子Ｔ５経由でＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ２へ出力し、基準電圧ＶＲＥＦ１よりも検出電圧の方が小さい場合にはＬレベルの制御信号を外部端子Ｔ５経由でＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ２へ出力する。
【００４８】
抵抗部８におけるＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２は、コンパレータＧ１およびＧ２からそれぞれ受けた制御信号がＨレベルである場合にはオン状態となり、制御信号がＬレベルである場合にはオフ状態となる。
【００４９】
図６は、本発明の第１および第２の実施の形態に係る半導体集積回路における、照度センサが受ける光の照度およびＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳの関係を示す図である。Ｚ３は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路の場合を示し、Ｚ４は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体集積回路の場合を示す。ＤはＡＤコンバータのダイナミックレンジを示す。ここでは、基準電圧ＶＲＥＦ２よりも基準電圧ＶＲＥＦ１の方が大きいと仮定して説明する。
【００５０】
図６を参照して、制御回路７は、電圧ＶＳすなわち検出電圧が基準電圧ＶＲＥＦ２以下である場合には、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２をオフ状態として抵抗部８を抵抗Ｒ１のみで構成し、抵抗部８が抵抗の並列回路で構成される場合と比べて抵抗部８の抵抗値を大きくすることにより、ＡＤコンバータ１が抵抗部８から受ける電圧を大きくする。
【００５１】
そして、制御回路７は、電圧ＶＳが基準電圧ＶＲＥＦ２より大きくかつ基準電圧ＶＲＥＦ１以下である場合には、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１をオフ状態とし、かつＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ２をオン状態として抵抗部８を抵抗Ｒ１およびＲ３の並列回路で構成し、抵抗部８の抵抗値を小さくすることにより、ＡＤコンバータ１が抵抗部８から受ける電圧を小さくする。
【００５２】
そして、制御回路７は、電圧ＶＳが基準電圧ＶＲＥＦ１より大きくなると、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＭ１およびＭ２をオン状態として抵抗部８を抵抗Ｒ１〜Ｒ３の並列回路で構成し、抵抗部８の抵抗値をさらに小さくすることにより、ＡＤコンバータ１が抵抗部８から受ける電圧を小さくする。
【００５３】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路では、Ｅより大きい照度を表わす検出信号を出力することができなかったが、本発明の第２の実施の形態に係る半導体集積回路では、このような構成により、Ｆで示す照度まで検出範囲を広げることができる。
【００５４】
したがって、本発明の第２の実施の形態に係る半導体集積回路では、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路と比べてさらに広範囲の検出結果を得ることができる。
【００５５】
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】
【００５６】
【図１】本発明の第１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】（ａ）は、照度センサが受ける光の照度および照度センサの出力電流ＩＳの関係を示す図である。（ｂ）は、従来の半導体集積回路における、照度センサが受ける光の照度およびＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳの関係を示す図である。
【図３】（ａ）は、照度センサが受ける光の照度および照度センサの出力電流ＩＳの関係を示す図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体集積回路における、照度センサが受ける光の照度およびＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳの関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２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６】本発明の第１および第２の実施の形態に係る半導体集積回路における、照度センサが受ける光の照度およびＡＤコンバータが受ける電圧ＶＳの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  ＡＤコンバータ、２，７  制御回路、３  演算回路、４  バイアス回路、５，８  抵抗部、１０１，１０２  半導体集積回路、１５１  バックライト装置、２０１  電子機器、Ｔ１〜Ｔ５  外部端子、Ｇ１，Ｇ２  コンパレータ、Ｒ１〜Ｒ３  抵抗、Ｍ１，Ｍ２  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、Ｘ１  照度センサ（検出素子）。
【図１】
2008041884.tif 000003
【図２】
2008041884.tif 000004
【図３】
2008041884.tif 000005
【図４】
2008041884.tif 000006
【図５】
2008041884.tif 000007
【図６】
2008041884.tif 000008