專利名稱：傳感器裝置以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠判定被檢對象是否接近的傳感器裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在移動電話和數(shù)字照相機等的液晶面板中，為了低功耗，搭載接近傳感器 (proximity sensor),以便在臉接近時關(guān)閉的要求增加。由于接近傳感器的輸出值與檢測距離(探測距離)成反比，因此還存在作為測距傳感器來利用的要求。此外，在移動電話和數(shù)字照相機等的液晶面板中，根據(jù)干擾的照度來控制液晶的背光燈的發(fā)光量，因此存在搭載照度傳感器的要求。另一方面，積分型的模擬-數(shù)字變換電路具有以簡單的結(jié)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的分辨率的特征。該特征適于如接近傳感器和照度傳感器那樣雖然低速但要求高分辨率 (12 16bit左右)的設(shè)備。若搭載照度傳感器和接近傳感器這兩者，則存在尺寸變大等問題。由此，在單一的設(shè)備中，檢測(探測)照度和接近/非接近這兩者的方式的要求正在提聞。作為第一現(xiàn)有例，圖15表示利用了模擬-數(shù)字變換電路的傳感器電路101的一般性結(jié)構(gòu)。在傳感器電路101中，模擬-數(shù)字變換單元ADC是對從光電二極管ro輸出的電流 Iin的電流量進行數(shù)字變換而輸出數(shù)字值A(chǔ)DCOUT的模擬-數(shù)字變換電路。傳感器電路101 包括用于比較作為測定結(jié)果的數(shù)字值A(chǔ)DCOUT與閾值Data_th的比較電路102 (比較單元)。 比較結(jié)果作為數(shù)字輸出信號Dout而輸出到外部。作為第二現(xiàn)有例，圖16表示應(yīng)用了在專利文獻I中記載的內(nèi)容的光電傳感器的結(jié)構(gòu)。光電傳感器103包括光電二極管H)、平均電路104 (運算單元)、偏移值設(shè)定單元105、 比較電路106。光電二極管F1D對ADC (模數(shù)變換器(Analog to Digital Converter):模擬-數(shù)字變換電路)輸出電流Iin。平均電路104生成周期性地取得的測定值的移動平均值。偏移值設(shè)定單元105對移動平均值進行加法運算或乘法運算，并對移動平均值加上(乘以)偏移而取得閾值Data_th。比較電路106比較閾值Data_th與數(shù)字值A(chǔ)DC0UT。該光電傳感器103對外部環(huán)境條件的變動和傳感器內(nèi)部中的溫度變化等的影響引起的變動，可進行準(zhǔn)確的檢測動作。作為第三現(xiàn)有例，圖17表示應(yīng)用了在專利文獻2中記載的內(nèi)容的模擬-數(shù)字變換電路107的結(jié)構(gòu)。模擬-數(shù)字變換電路107包括差動放大器108、電容C、恒流電路109、振蕩器110、計數(shù)器111、控制電路112。差動放大器108構(gòu)成電壓跟隨器，輸入電壓Vin被輸入到非反相輸入端子(+)。電容C積累基于輸入電壓Vin的電荷。恒流電路109使電容C 中積累的電荷放電。計數(shù)器111從放電開始時至電容C的兩端電壓成為一定值為止，對振蕩器110輸出的時鐘脈沖進行計數(shù)?？刂齐娐?12控制振蕩器110以及計數(shù)器111的動作。 該模擬-數(shù)字變換電路107可以以簡單的結(jié)構(gòu)進行輸入電壓Vin的模擬-數(shù)字變換。這里，接近傳感器近年來采用包括積分型的模擬-數(shù)字變換電路、發(fā)光二極管的驅(qū)動電路的方式。圖18表示應(yīng)用了在專利文獻3中記載的內(nèi)容的一般性接近傳感器113的結(jié)構(gòu)。接近傳感器113包括光電二極管H)、發(fā)光二極管LED以及控制電路114。該接近傳感器113通過控制電路114驅(qū)動發(fā)光二極管LED，并通過受光用的光電二極管H)變換為電流，并通過控制電路114判定被檢對象115的接近/非接近。另外，圖18的接近傳感器113利用圖15的傳感器電路101而構(gòu)成。利用了該接近傳感器113的傳感器是能夠判定所測定的照度是否超過了規(guī)定的閾值Data_th的照度傳感器。圖19(a)是被檢對象115接近圖18的一般性接近傳感器113時的波形圖。圖 19(b)是被檢對象115未接近圖18的一般性接近傳感器113時的波形圖。將驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)Datal與不驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)Data2的差分設(shè)為差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2。此外，在圖19(a)以及圖19(b)中利用虛線表示的是數(shù)字值A(chǔ)DCOUT的滿程(full scale)。在以下的畫面中，當(dāng)數(shù)字值A(chǔ)DCOUT達到滿程時，在圖15的ADC中，產(chǎn)生數(shù)字值A(chǔ)DCOUT的飽和。當(dāng)有被檢對象115的情況下，被檢對象115反射了從發(fā)光二極管LED照射的光的光即反射光116強烈。因此，光電二極管H)的電流變大，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal-Data2超過控制電路114的閾值Data_th。由此輸出高電平的數(shù)字輸出信號Dout，正常判定(判斷)為接近(圖 19(a))。當(dāng)沒有被檢對象115的情況下，由于反射光116較弱，因此光電二極管ro的電流小。因此，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal-Data2不超過控制電路114的閾值Data_th。由此，輸出低電平的數(shù)字輸出信號Dout，從而正常判定為非接近(圖19(b))。此外，由于接近傳感器的測定值反比于檢測距離的平方，因此根據(jù)測定值算出檢測距離，從而能夠使接近傳感器起到測距傳感器的作用?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本公開特許公報“特開2003-87107號公報(2003年3月20日公開)，，專利文獻2 :日本公開特許公報“特開2001-160756號公報(2001年6月12日公開)，，專利文獻3 :日本公開特許公報“特開2010-127635號公報(2010年6月10日公開)，，發(fā)明要解決的課題移動電話和數(shù)字照相機還多用于室外。因此，作為外光的太陽光等的周圍光照射到在移動電話或數(shù)字照相機搭載的傳感器裝置。此時，若太陽光的光量大，則有時傳感器裝置中的接近傳感器或測距傳感器錯誤動作。圖20(a)是被檢對象115接近被照射了作為外光的太陽光等的周圍光的圖18的一般性接近傳感器113時的波形圖。圖20(b)是被檢對象115未接近被照射了作為外光的太陽光等的周圍光的圖18的一般性接近傳感器113時的波形圖。當(dāng)有被檢對象115的情況下，由于反射光116強烈，光電二極管ro的電流變大。這里，光電二極管ro與反射光116 —同還接受太陽光。因此，在驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)Datal中，被加上了太陽光引起的增加部分(斜線部分)。因此，在數(shù)據(jù)Datal達到滿程、即在圖15的ADC中，產(chǎn)生數(shù)字值A(chǔ)DCOUT的飽和。此外，太陽光引起的增加部分(斜線部分)還被加到未驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)Data2。當(dāng)有被檢對象115的情況下，如圖19 (a)所述，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2應(yīng)超過控制電路114的閾值Data_th。相對于此，在圖20(a)中，由于太陽光引起的增加部分(斜線部分)而飽和，因此即便有被檢對象115，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2也不超過控制電路114的閾值Data_th。由此，應(yīng)是高電平的數(shù)字輸出信號Dout成為低電平，導(dǎo)致錯誤地判定為沒有被檢對象115。即，導(dǎo)致在接近傳感器113中產(chǎn)生錯誤動作。另外，在圖20(a)所示的事例中，增加了斜線部分。由此，雖然數(shù)據(jù)Datal達到滿程，但在太陽光的照度非常高的情況下，僅通過斜線部分，數(shù)據(jù)Datal就達到滿程。此時，數(shù)據(jù)Data2也僅通過斜線部分就達到滿程。從而，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2成為從滿程的斜線部分減去滿程的斜線部分的結(jié)果，即成為O。由此，當(dāng)太陽光的照度非常高，僅通過斜線部分，數(shù)據(jù)Datal、Data2就達到滿程的情況下，應(yīng)超過控制電路114的閾值Data_th的差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2也是O。因此，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2不超過閾值Data_th。從而，導(dǎo)致即便有被檢對象115,也錯誤判定為沒有被檢對象115。即，導(dǎo)致在接近傳感器113中產(chǎn)生錯誤動作。當(dāng)沒有被檢對象115的情況下，由于反射光116較弱，因此光電二極管H)的電流變小，差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2不超過控制電路114的閾值Data_th (Data_th > O)。從而,輸出低電平的數(shù)字輸出信號Dout，從而正常判定為非接近(圖20(b))。其中，數(shù)據(jù)Datal以及數(shù)據(jù)Data2被加上了太陽光引起的增加部分(斜線部分)。以下表示上述的包含被照射了外光即太陽光等的周圍光時的誤動作的第一 第三現(xiàn)有例中的問題點。在第一現(xiàn)有例中的結(jié)構(gòu)中，如圖19(a)以及圖19(b)所示，將在驅(qū)動發(fā)光二極管 LED的期間的數(shù)據(jù)Datal與不驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)Data2的差分設(shè)為差分?jǐn)?shù)據(jù)Datal_Data2。由此,能夠進行接近/非接近的判定。但是，作為外光的太陽光等的周圍光照射到傳感器裝置的情況下，模擬-數(shù)字變換電路輸出的數(shù)字值A(chǔ)DCOUT增加作為外光的太陽光等的周圍光。若照射足以使模擬-數(shù)字變換電路的AD變換結(jié)果飽和的程度(在16bit中是滿程65535計數(shù))的太陽光，則產(chǎn)生圖20 (a)所示那樣的錯誤動作，不能準(zhǔn)確地進行接近/非接近的判定。在第二現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)中，對外部環(huán)境條件的變動或傳感器內(nèi)的溫度變化等的影響引起的變動，可進行準(zhǔn)確的檢測動作。此時，通過將對移動平均值設(shè)定了偏移值的值設(shè)為閾值，從而對測定值的變化量能夠進行準(zhǔn)確的檢測。但是，不能進行在需要測定值本身的精度時的判定。針對需要測定值本身的精度的情況，例如，在使傳感器裝置起到測距傳感器的作用時，需要求出反比于檢測距離的平方的值。通過測定值的變化量，不能求出反比于檢測距離的平方的值，因此不能判定檢測距離。此外，與第一現(xiàn)有例中的結(jié)構(gòu)同樣，當(dāng)作為外光的太陽光等的周圍光照射到傳感器裝置的情況下，，模擬-數(shù)字變換電路輸出的數(shù)字值A(chǔ)DCOUT增加作為外光的太陽光等的周圍光的量。由此，通過該增加，引起檢測動作中的錯誤動作。在第三現(xiàn)有例中的結(jié)構(gòu)中，通過簡單的結(jié)構(gòu)可進行輸入電壓Vin的模擬-數(shù)字變換。但是，在第三現(xiàn)有例中也與第一和第二現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)同樣地，當(dāng)作為外光的太陽光等的周圍光照射到傳感器裝置的情況下，模擬-數(shù)字變換電路輸出的數(shù)字值A(chǔ)DCOUT增加作為外光的太陽光等的周圍光的量。由此，通過該增加，引起模擬-數(shù)字變換中的錯誤動作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供不產(chǎn)生作為外光的太陽光等的周圍光引起的錯誤動作的傳感器裝置以及電子設(shè)備。本發(fā)明的一個方式的傳感器裝置為了達到上述目的，能夠起到用于判定被檢對象是否接近的接近傳感器的作用，所述傳感器裝置包括發(fā)光元件，將被接近的上述被檢對象反射的光即投射光投射到規(guī)定的空間；模擬-數(shù)字變換單元，對模擬輸入電流進行模擬-數(shù)字變換；受光元件，是光電二極管，其負極連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端，正極被電接地；比較單元，對輸入到一個輸入端的、上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果、以及輸入到另一個輸入端的規(guī)定的閾值進行比較，若上述AD變換結(jié)果超過上述閾值，則輸出用于表示上述被檢對象接近的信號，若上述AD變換結(jié)果為上述閾值以下，則輸出用于表示上述被檢對象沒有接近的信號；存儲單元，存儲上述AD變換結(jié)果；轉(zhuǎn)換開關(guān)，第I端子連接到上述一個輸入端，第2端子連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端以及上述存儲單元的輸入端，第3端子被電接地，并且連接上述第I端子與上述第2端子，或者連接上述第I 端子與上述第3端子，從而將上述一個輸入端電接地；開閉開關(guān)，是作為一端連接到上述受光元件的負極以及上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端的開關(guān)；可變電流源，輸入端被施加電源電壓，輸出端連接到上述開閉開關(guān)的另一端；以及開關(guān)控制單元，將用于控制上述開閉開關(guān)的開閉的控制信號即第I控制信號輸出到上述開閉開關(guān)的控制輸入端，并將用于控制上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換的控制信號即第2控制信號輸出到上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制輸入端。在上述結(jié)構(gòu)中，熄滅上述發(fā)光元件，并打開上述開閉開關(guān)，而且通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)，連接上述第I端子與上述第3端子而將上述一個輸入端電接地。由此，能夠設(shè)定上述可變電流源的輸出電流。此外，在設(shè)定了上述可變電流源的輸出電流后，點亮上述發(fā)光元件，并閉合上述開閉開關(guān)，而且通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)，連接上述第I端子與上述第2端子。由此，上述AD變換結(jié)果被輸入到上述比較單元的上述一個輸入端。這樣，在上述的結(jié)構(gòu)中，在設(shè)定了上述可變電流源的輸出電流后，點亮上述發(fā)光元件。由此，能夠?qū)⑸鲜隹勺冸娏髟吹妮敵鲭娏髋c在點亮了上述發(fā)光元件時的上述受光元件的輸出電流之間的差分電流輸入到上述模擬-數(shù)字變換單元。上述差分電流是減去了上述可變電流源的輸出電流的電流，上述可變電流源的輸出電流與在熄滅上述發(fā)光元件并打開了上述開閉開關(guān)時接受上述外光的上述受光元件的輸出電流相等。從而，在上述被檢對象是否接近的判定中，能夠除去上述外光的影響，因此能夠準(zhǔn)確地進行上述判定。從而，能夠提供不產(chǎn)生作為上述外光的太陽光等的周圍光引起的錯誤動作的傳感器裝置。本發(fā)明的其他實施方式的傳感器裝置為了達到上述目的，能夠起到用于判定被檢對象是否接近的接近傳感器的作用，其特征在于，包括發(fā)光元件，將被接近的上述被檢對象反射的光即投射光投射到規(guī)定的空間；模擬-數(shù)字變換單元，對模擬輸入電流進行模擬-數(shù)字變換；受光元件，是光電二極管，其負極連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端， 正極被電接地；存儲/減法運算單元，存儲第I次輸入的上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果，若輸入第2次的上述AD變換結(jié)果，則輸出第I次輸入的上述AD變換結(jié)果，且若輸入第3次的上述AD變換結(jié)果，則輸出從第2次輸入的上述AD變換結(jié)果減去了第3次輸入的上述AD變換結(jié)果的值即減法運算值；比較單元，對輸入到一個輸入端的、上述存儲/減法運算單元的輸出值以及輸入到另一個輸入端的規(guī)定的閾值進行比較，若上述存儲/減法運算單元的輸出值超過上述閾值，則輸出用于表示上述被檢對象接近的信號，若上述存儲/ 減法運算單元的輸出值為上述閾值以下，則輸出用于表示上述被檢對象沒有接近的信號； 存儲單元，存儲上述AD變換結(jié)果；轉(zhuǎn)換開關(guān)，第I端子連接到上述存儲/減法運算單元的輸入端，第2端子連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端以及上述存儲單元的輸入端，第3 端子被電接地，并且連接上述第I端子與上述第2端子，或者連接上述第I端子與上述第3 端子，從而將上述存儲/減法運算單元的輸入端電接地；開閉開關(guān)，是作為一端連接到上述受光元件的負極以及上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端的開關(guān)；可變電流源，輸入端被施加電源電壓，輸出端連接到上述開閉開關(guān)的另一端；以及開關(guān)控制單元，將用于控制上述開閉開關(guān)的開閉的控制信號即第I控制信號輸出到上述開閉開關(guān)的控制輸入端，并將用于控制上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換的控制信號即第2控制信號輸出到上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制輸入端。在上述結(jié)構(gòu)中，熄滅上述發(fā)光元件，并打開上述開閉開關(guān)，而且通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)連接上述第I端子與上述第3端子而將上述存儲/減法運算單元的輸入端電接地。由此， 能夠設(shè)定上述可變電流源的輸出電流。此外，在設(shè)定了上述可變電流源的輸出電流后，點亮上述發(fā)光元件，并閉合上述開閉開關(guān)，而且通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)，連接上述第I端子與上述第2端子。由此，上述AD變換結(jié)果被輸入到上述存儲/減法運算單元的輸入端。這樣，在上述的結(jié)構(gòu)中，在設(shè)定上述可變電流源的輸出電流后，點亮上述發(fā)光元件。由此，能夠?qū)⑸鲜隹勺冸娏髟吹妮敵鲭娏髋c在點亮上述發(fā)光元件時的上述受光元件的輸出電流之間的差分電流即第I差分電流輸入到上述模擬-數(shù)字變換單元。而且，在上述第I差分電流被輸入到上述模擬-數(shù)字變換單元后，熄滅上述發(fā)光元件，并閉合上述開閉開關(guān)，而且通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)，將連接到上述第I端子上的上述存儲/ 減法運算單元的輸入端以及連接到上述第2端子上的上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端連接。由此，能夠?qū)⑸鲜隹勺冸娏髟吹妮敵鲭娏髋c在熄滅上述發(fā)光元件時的上述受光元件的輸出電流之間的差分電流即第2差分電流輸入到上述模擬-數(shù)字變換單元。上述第I以及第2差分電流是減去了上述可變電流源的輸出電流的電流，上述可變電流源的輸出電流等于在熄滅上述發(fā)光元件并打開了上述閉合開關(guān)時接受上述發(fā)光的上述受光兀件的輸出電流。從而，在上述被檢對象是否接近的判定中，能夠除去上述外光的影響，因此能夠準(zhǔn)確地進行上述判定。
從而，能夠提供不產(chǎn)生作為上述外光的太陽光等的周圍光引起的錯誤動作的傳感
器裝置。


圖I是表示本發(fā)明的實施例I的傳感器裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2(a)是表示對于在未被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且有被檢對象的情況下的實施例I的上述傳感器裝置的第I事例的動作波形的波形圖。圖2(b)是表示對于在未被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且沒有被檢對象的情況下的實施例I的傳感器裝置的第2事例的動作波形的波形圖。圖3(a)是表示對于在被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且有被檢對象的情況下的實施例I的傳感器裝置的第3事例的動作波形的波形圖。圖3(b)是表示對于在被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且沒有被檢對象的情況下的實施例I的傳感器裝置的第4事例的動作波形的波形圖。圖4是本發(fā)明的實施例2以及實施例3的傳感器裝置的方框圖。圖5(a)是表示對于在未被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且有被檢對象的情況下的實施例2的傳感器裝置的第5事例的動作波形的波形圖。圖5(b)是表示對于在未被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且沒有被檢對象的情況下的實施例2的傳感器裝置的第6事例的動作波形的波形圖。圖6(a)是表示對于在被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且有被檢對象的情況下的實施例2的傳感器裝置的第7事例的動作波形的波形圖。圖6(b)是表示對于在被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且沒有被檢對象的情況下的實施例2的傳感器裝置的第8事例的動作波形的波形圖。圖7(a)是表示對于在未被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且有被檢對象的情況下的實施例3的傳感器裝置的第9事例的動作波形的波形圖。圖7(b)是表示對于在未被照射作為外光的太陽光等的周圍光，而且沒有被檢對象的情況下的實施例3的傳感器裝置的第10事例的動作波形的波形圖。圖8(a)是表示對于在被照射作為照度非常高的外光的太陽光等的周圍光，而且有被檢對象的情況下的實施例3的傳感器裝置的第11事例的動作波形的波形圖。圖8(b)是表示對于在被照射作為照度非常高的外光的太陽光等的周圍光，而且沒有被檢對象的情況下的實施例3的傳感器裝置的第12事例的動作波形的波形圖。圖9是在圖I的傳感器裝置中應(yīng)用的積分型的模擬-數(shù)字變換電路的方框圖。圖10是表示上述積分型的模擬-數(shù)字變換電路的動作的波形圖。圖11是作為照度傳感器而包含圖I或圖4的傳感器裝置的液晶面板的背光燈控制電路的方框圖。圖12是表示圖I以及圖4的傳感器裝置的結(jié)構(gòu)的正視圖。圖13是作為本發(fā)明的實施方式的電子設(shè)備的移動電話的立體圖。圖14是作為本發(fā)明的實施方式的電子設(shè)備的數(shù)字照相機的正視圖。圖15是表示利用了模擬-數(shù)字變換電路的傳感器電路的一般性結(jié)構(gòu)的方框圖。圖16是表示應(yīng)用了在專利文獻I中記載的內(nèi)容的光電傳感器的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖17是表示應(yīng)用了在專利文獻2中記載的內(nèi)容的模擬-數(shù)字變換電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖18是表示應(yīng)用了在專利文獻3中記載的內(nèi)容的一般性的接近傳感器的結(jié)構(gòu)的正視圖。圖19(a)是被檢對象接近圖18的一般性接近傳感器時的波形圖。圖19(b)是被檢對象沒有接近圖18的一般性接近傳感器時的波形圖。圖20(a)是被檢對象接近被照射了作為外光的太陽光等的周圍光的圖18的一般性接近傳感器時的波形圖。圖20(b)是被檢對象沒有接近被照射了作為太陽光外光的周圍光的圖18的一般性接近傳感器時的波形圖。標(biāo)號說明I、31傳感器裝置2ADC (模擬-數(shù)字變換單元)3比較電路(比較單元)4存儲電路(存儲單元)6可變電流源8模擬-數(shù)字變換電路(積分型模擬-數(shù)字變換電路)9充電電流(充電單元)10比較電路(輸出電壓比較)11開關(guān)控制電路12數(shù)字值控制電路13計數(shù)器14放電電路(放電單元)15電流源16液晶面板17背光燈18背光燈控制單元19照度傳感器20控制電路21被檢對象22反射光32存儲/減法運算電路(存儲/減法運算單元)50開關(guān)控制電路(開關(guān)控制單元)900移動電話901、903接近傳感器902、904液晶監(jiān)視器905數(shù)字照相機A受光靈敏度ADCOUT數(shù)字值(AD變換結(jié)果)
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AMPl差動放大器C、Cl 電容D-FF D 觸發(fā)器Dout數(shù)字輸出信號Data_th 閾值DataO數(shù)據(jù)(第I數(shù)據(jù))Datal數(shù)據(jù)(第2數(shù)據(jù))Data2數(shù)據(jù)(第3數(shù)據(jù))Datal_Data2 差分?jǐn)?shù)據(jù)E輻射強度Ee輻射照度Il電流(可變電流源的輸出電流)Iin電流(光電二極管的輸出電流)Iin-Il差分電流(差分電流、第I差分電流、第2差分電流)Iref基準(zhǔn)電流L 距離LED發(fā)光二極管(發(fā)光元件)PD光電二極管(受光元件)S受光面的面積SWO SW2開閉開關(guān)SWO’轉(zhuǎn)換開關(guān)Sc電流控制信號Vl電壓源Vdd電源電壓al、a2比例常數(shù)Scharge 電荷信號elk時鐘信號comp比較信號Ncount 計數(shù)數(shù)η分辨率t_clk時鐘信號的周期t_conv測定期間vref基準(zhǔn)電壓vsig輸出電壓η反射率
具體實施例方式基于圖I 圖14說明本發(fā)明的一實施方式如下。首先，以下說明本發(fā)明的一實施例。
[實施例I]基于圖I 圖3 (a)、圖3(b)以及圖12說明本發(fā)明的實施例I如下。在本實施例I中，將不驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)設(shè)為DataO (第I數(shù)據(jù))。 此外，將驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)設(shè)為Datal (第2數(shù)據(jù))。另外，在圖2(a)以及圖2(b)中用虛線表示的是圖I的數(shù)字值A(chǔ)DCOUT (AD變換結(jié)果)的滿程(AD變換結(jié)果的上限 (規(guī)定))。在以下的附圖中，當(dāng)數(shù)字值A(chǔ)DCOUT達到滿程的情況下，在圖I的ADC2 (模擬-數(shù)字變換器模擬-數(shù)字變換單元)中，產(chǎn)生數(shù)字值A(chǔ)DCOUT的飽和。另外，由于太陽光而產(chǎn)生飽和的終究是ADC2輸出的數(shù)字值A(chǔ)DC0UT。相對于此，SP 使存在太陽光、以及后述的照度非常高的太陽光中的其中一個，從圖I的光電二極管ro對 ADC2輸入的電流也不會飽和。(傳感器裝置I)圖I是本實施方式的傳感器裝置I的方框圖。圖12是表示本實施方式的傳感器裝置I的結(jié)構(gòu)的正視圖。首先，基于圖12說明傳感器裝置I的結(jié)構(gòu)。如圖12所示，本實施方式的傳感器裝置I包括光電二極管H)、發(fā)光二極管LED (發(fā)光元件)、以及控制電路20。通過控制電路20驅(qū)動發(fā)光二極管LED，并在受光用的光電二極管ro (受光元件)中變換為電流，在控制電路20中判定被檢對象21的接近/非接近(判定被檢對象21是否接近)。當(dāng)有被檢對象21的情況下，被檢對象21反射從發(fā)光二極管LED 照射的光。由此，反射光22入射到光電二極管H)。接著，說明作為傳感器裝置I的方框圖的圖I。圖I的傳感器裝置I包括光電二極管PD、ADC2 (模擬-數(shù)字變換單元)、比較電路3 (比較單元)、存儲電路4 (存儲單元)、電流源電路5、轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’以及開關(guān)控制電路50(開關(guān)控制單元)。此外，電流源電路5具有可變電流源6以及開閉開關(guān)SW0。在圖I的傳感器裝置I中，對可變電流源6的輸入端施加電源電壓Vdd?？勺冸娏髟?的輸出端連接到開閉開關(guān)SWO的一端。開閉開關(guān)SWO的另一端連接到光電二極管H)的負極以及ADC2的輸入端。ADC2的輸出連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’的一端以及存儲電路4的輸入端。從存儲電路4的輸出至可變電流源6的控制輸入端輸出電流控制信號Sc。轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’的另一端連接到比較電路3的一個的輸入端。比較電路3的另一個輸入的輸入中輸入規(guī)定的閾值Data_th。從比較電路3的輸出向外部輸出數(shù)字輸出信號 Dout0開關(guān)控制電路50對開閉開關(guān)SWO以及轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’輸出與各個開關(guān)對應(yīng)的、用于控制各個開關(guān)的動作的信號。然后，光電二極管ro的正極電接地。另外，存儲電路4能夠由寄存器電路或存儲器電路等構(gòu)成。(本實施例I的傳感器裝置I的動作)圖2(a)、圖2(b)、圖3(a)以及圖3(b)是本實施方式的傳感器裝置I的、本實施例 I中的動作波形的說明圖。首先，利用圖2(a)以及圖2(b)，說明沒有照射作為外光的太陽光等的周圍光的情況下的傳感器裝置I的動作。圖2(a)是在本實施例I中，沒有照射作為外光的太陽光等的周圍光，并且有被檢對象21的情況下的動作波形的波形圖。圖2(b)是在本實施例I中，沒有照射作為外光的太陽光等的周圍光，并且沒有被檢對象21的情況下的動作波形的波形圖。利用圖2(a)說明第I事例，利用圖2(b)說明第2事例。另外，在圖2(a)以及圖2(b)中，t_conv表示測定期間(數(shù)據(jù)變換時間)。對于測定期間t_conv,在[積分型的模擬-數(shù)字變換電路8]的項目中后述。(第I事例)作為第I事例，說明圖2(a)所示的，沒有照射作為外光的太陽光等的周圍光，且有被檢對象21的情況。在第I步驟中，在測定沒有驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)DataO時，在圖I的傳感器裝置I中，打開開閉開關(guān)SWO。此外，圖I的傳感器裝置I包括用于可開閉ADC2的輸出與比較電路3的一個輸入之間的開關(guān)即轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’。在沒有照射作為外光的太陽光等的周圍光的情況下，轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’始終導(dǎo)通。轉(zhuǎn)換開關(guān)SWO’的第I端子連接到比較電路3的一個輸入端。轉(zhuǎn)換開關(guān)SWO’的第I端子與轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’的第2端子連接到ADC2的輸出以及存儲電路4的輸入端。上述第I端子與上述第2端子相連。此外，在照射作為外光的太陽光等的周圍光的情況下，轉(zhuǎn)換以下情況進行上述導(dǎo)通，或者連接上述第I端子與被電接地的轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’的第3端子從而比較電路3的一個輸入被電接地。然后，傳感器裝置I具有的開關(guān)控制電路50對開關(guān)SWO發(fā)送用于控制該開關(guān)的開閉的信號(第I控制信號)，并對開關(guān)SW0’發(fā)送用于控制該開關(guān)的開閉的信號(第 2控制信號)。在開閉開關(guān)SWO打開的狀態(tài)的傳感器裝置I中，通過(I)式來表示從光電二極管 ro輸出的電流Iin(光電二極管的輸出電流)。
Iin = O(I)(I)式的電流Iin通過ADC2而被模擬-數(shù)字變換，獲得作為數(shù)字值A(chǔ)DCOUT的數(shù)據(jù) DataO0這里，在測定數(shù)據(jù)DataO時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SW0’的另一端電接地，從而將比較電路3 的一個輸入端的值設(shè)為O。由此，在測定數(shù)據(jù)DataO時，比較電路3的一個輸入端的值O不超過輸入到比較電路3的另一個輸入端的閾值Data_th(Data_th > O)(閾值Data_th以下)。由此，作為低電平的數(shù)字輸出信號Dout被輸出到外部。數(shù)據(jù)DataO存儲在存儲電路4。存儲電路4將對應(yīng)于數(shù)據(jù)DataO的信號即電流控制信號Sc輸出到可變電流源6的控制輸入端。可變電流源6能夠根據(jù)電流控制信號Sc而輸出基于數(shù)據(jù)DataO的電流Il =0 (可變電流源的輸出電流)。在接著第I步驟之后的第2步驟中，考慮測定在驅(qū)動發(fā)光二極管LED的期間的數(shù)據(jù)Datal的情況。此時，在圖I的傳感器裝置I中，閉合開閉開關(guān)SW0。由此，通過⑵式來進行用于求出基于數(shù)據(jù)DataO的電流Il = O與來自光電二極管H)的輸出之差的電流的減法運算。這樣被減法運算的電流輸入到ADC2，進行模擬-數(shù)字變換，從而獲得作為數(shù)字值 ADCOUT 的數(shù)據(jù) Datal。
權(quán)利要求
1.一種傳感器裝置，能夠起到用于判定被檢對象是否接近的接近傳感器的作用，其特征在于，所述傳感器裝置包括發(fā)光元件，將被接近的上述被檢對象反射的光即投射光投射到規(guī)定的空間；模擬-數(shù)字變換單元，對模擬輸入電流進行模擬-數(shù)字變換；受光元件，是光電二極管，其負極連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端，正極被電接地；比較單元，對輸入到一個輸入端的、上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果、以及輸入到另一個輸入端的規(guī)定的閾值進行比較，若上述AD變換結(jié)果超過上述閾值，則輸出用于表示上述被檢對象接近的信號，若上述AD變換結(jié)果為上述閾值以下，則輸出用于表示上述被檢對象沒有接近的信號；存儲單元，存儲上述AD變換結(jié)果；轉(zhuǎn)換開關(guān)，第I端子連接到上述一個輸入端，第2端子連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端以及上述存儲單元的輸入端，第3端子被電接地，并且連接上述第I端子與上述第 2端子，或者連接上述第I端子與上述第3端子，從而將上述一個輸入端電接地；開閉開關(guān)，是作為一端連接到上述受光元件的負極以及上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端的開關(guān)；可變電流源，輸入端被施加電源電壓，輸出端連接到上述開閉開關(guān)的另一端；以及開關(guān)控制單元，將用于控制上述開閉開關(guān)的開閉的控制信號即第I控制信號輸出到上述開閉開關(guān)的控制輸入端，并將用于控制上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換的控制信號即第2控制信號輸出到上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制輸入端。
2.如權(quán)利要求I所述的傳感器裝置，其特征在于，在判定上述被檢對象是否接近時，在第I步驟中，上述發(fā)光元件熄滅，且上述開閉開關(guān)打開，上述轉(zhuǎn)換開關(guān)連接上述第I端子與上述第3端子，上述模擬-數(shù)字變換單元將對上述受光元件輸出的電流進行模擬-數(shù)字變換而獲得的上述AD變換結(jié)果即第I數(shù)據(jù)輸出到上述存儲單元，上述存儲單元將對應(yīng)于上述第I數(shù)據(jù)的用于表示上述受光元件輸出的電流的大小的電流控制信號提供給上述可變電流源，上述可變電流源根據(jù)上述電流控制信號，將上述可變電流源輸出的電流設(shè)定為對應(yīng)于上述第I數(shù)據(jù)的上述受光元件輸出的電流，在接著上述第I步驟之后的第2步驟中，上述發(fā)光元件點亮，且上述開閉開關(guān)閉合，上述轉(zhuǎn)換開關(guān)連接上述第I端子與上述第2端子。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其特征在于，在上述第I步驟中，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果的上限被設(shè)定為規(guī)定的第 I上限，在上述第2步驟中，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果的上限被設(shè)定為規(guī)定的第 2上限，上述第I上限比上述第2上限高。
4.如權(quán)利要求I所述的傳感器裝置，其特征在于，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果反比于上述傳感器裝置與上述被檢對象之間的距離。
5.如權(quán)利要求I所述的傳感器裝置，其特征在于，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果與被上述被檢對象反射的反射光的照度成比例。
6.如權(quán)利要求I所述的傳感器裝置，其特征在于，上述模擬-數(shù)字變換單元是對模擬輸入電流進行數(shù)字變換的積分型模擬-數(shù)字變換單元，上述模擬-數(shù)字變換單元包括充電單元，包括電容，積累對應(yīng)于上述模擬輸入電流的電荷；以及差動放大器，在連接了該電容的一端的反相輸入端子輸入上述模擬輸入電流，非反相輸入端子被電接地，從連接了上述電容的另一端的輸出端子輸出輸出電壓；放電單元，將在上述電容積累的上述電荷放電；以及輸出電壓比較單元，包括電壓源，輸出基準(zhǔn)電壓；以及開關(guān)，開閉上述電壓源的輸出與上述充電單兀的輸出之間，所述輸出電壓比較單兀對上述充電單兀的差動放大器的輸出電壓與上述基準(zhǔn)電壓進行比較。
7.如權(quán)利要求6所述的傳感器裝置，其特征在于，將包含上述電容充電所需的期間的、上述積分型模擬-數(shù)字變換單元的測定期間設(shè)為頻率50赫茲的倒數(shù)的周期20毫秒的倍數(shù)，或者頻率60赫茲的倒數(shù)的周期16. 66毫秒的倍數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其特征在于，將上述測定期間設(shè)為頻率50赫茲的倒數(shù)的周期20毫秒，或者設(shè)為頻率60赫茲的倒數(shù)的周期16. 66毫秒。
9.一種電子設(shè)備,包括液晶面板，顯示畫面；背光燈，照射上述液晶面板；背光燈控制單元，控制上述背光燈的亮度；以及權(quán)利要求I至8的任一項所述的傳感器裝置，其特征在于，上述背光燈控制單元在上述傳感器裝置具有的上述模擬-數(shù)字變換單元的數(shù)字輸出信號成為高電平的情況下，將上述背光燈的亮度提高第I規(guī)定值，在上述數(shù)字輸出信號成為低電平的情況下，將上述背光燈的亮度降低第2規(guī)定值，在上述數(shù)字輸出信號的電平不變化的情況下，維持上述背光燈的亮度。
10.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備是移動電話或數(shù)字照相機。
11.一種傳感器裝置，能夠起到用于判定被檢對象是否接近的接近傳感器的作用，其特征在于，包括發(fā)光元件，將被接近的上述被檢對象反射的光即投射光投射到規(guī)定的空間；模擬-數(shù)字變換單元，對模擬輸入電流進行模擬-數(shù)字變換；受光元件，是光電二極管，其負極連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端，正極被電接地；存儲/減法運算單元，存儲第I次輸入的上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果，若輸入第2次的上述AD變換結(jié)果，則輸出第I次輸入的上述AD變換結(jié)果，且若輸入第3次的上述AD變換結(jié)果，則輸出從第2次輸入的上述AD變換結(jié)果減去了第3次輸入的上述AD變換結(jié)果的值即減法運算值；比較單元，對輸入到一個輸入端的、上述存儲/減法運算單元的輸出值和輸入到另一個輸入端的規(guī)定的閾值進行比較，若上述存儲/減法運算單元的輸出值超過上述閾值，則輸出用于表示上述被檢對象接近的信號，若上述存儲/減法運算單元的輸出值為上述閾值以下，則輸出用于表示上述被檢對象沒有接近的信號；存儲單元，存儲上述AD變換結(jié)果；轉(zhuǎn)換開關(guān)，第I端子連接到上述存儲/減法運算單元的輸入端，第2端子連接到上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端以及上述存儲單元的輸入端，第3端子被電接地，并且連接上述第I端子與上述第2端子，或者連接上述第I端子與上述第3端子，從而將上述存儲/減法運算單元的輸入端電接地；開閉開關(guān)，是作為一端連接到上述受光元件的負極以及上述模擬-數(shù)字變換單元的輸入端的開關(guān)；可變電流源，輸入端被施加電源電壓，輸出端連接到上述開閉開關(guān)的另一端；以及開關(guān)控制單元，將用于控制上述開閉開關(guān)的開閉的控制信號即第I控制信號輸出到上述開閉開關(guān)的控制輸入端，并將用于控制上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換的控制信號即第2控制信號輸出到上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制輸入端。
12.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，在判定上述被檢對象是否接近時，在第I步驟中，上述發(fā)光元件熄滅，且上述開閉開關(guān)打開，上述轉(zhuǎn)換開關(guān)連接上述第I端子與上述第3端子，上述模擬-數(shù)字變換單元將對上述受光元件輸出的電流進行模擬-數(shù)字變換而獲得的上述AD變換結(jié)果即第I數(shù)據(jù)輸出到上述存儲單元，上述存儲單元將用于表示與上述第I數(shù)據(jù)對應(yīng)的上述受光元件輸出的電流的大小的電流控制信號提供給上述可變電流源，上述可變電流源根據(jù)上述電流控制信號，將上述可變電流源輸出的電流設(shè)定為與上述第I數(shù)據(jù)對應(yīng)的上述受光元件輸出的電流，在接著上述第I步驟之后的第2步驟中，上述發(fā)光元件點亮，且上述開閉開關(guān)閉合，上述轉(zhuǎn)換開關(guān)連接上述第I端子與上述第2端子，在接著上述第2步驟之后的第3步驟中，上述發(fā)光元件熄滅，且上述開閉開關(guān)閉合。
13.如權(quán)利要求12所述的傳感器裝置，其特征在于，在上述第I步驟中，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果的上限被設(shè)定為規(guī)定的第 I上限，在上述第2步驟以及上述第3步驟中，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果的上限被設(shè)定為規(guī)定的第2上限，上述第I上限比上述第2上限高。
14.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果反比于上述傳感器裝置與上述被檢對象的距離。
15.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，上述模擬-數(shù)字變換單元的AD變換結(jié)果與被上述被檢對象反射的反射光的照度成比例。
16.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，上述模擬-數(shù)字變換單元是對模擬輸入電流進行數(shù)字變換的積分型模擬-數(shù)字變換單元，上述模擬-數(shù)字變換單元包括充電單元，包括電容，積累基于上述模擬輸入電流的電荷；以及差動放大器，在連接了該電容的一端的反相輸入端子輸入上述模擬輸入電流，非反相輸入端子被電接地，從連接了上述電容的另一端的輸出端子輸出輸出電壓；放電單元，將在上述電容中積累的上述電荷放電；以及輸出電壓比較單元，包括電壓源，輸出基準(zhǔn)電壓；以及開關(guān)，開閉上述電壓源的輸出與上述充電單兀的輸出之間，所述輸出電壓比較單兀對上述充電單兀的差動放大器的輸出電壓與上述基準(zhǔn)電壓進行比較。
17.如權(quán)利要求16所述的傳感器裝置，其特征在于，將包括上述電容充電所需的期間的、上述積分型模擬-數(shù)字變換單元的測定期間設(shè)為頻率50赫茲的倒數(shù)的周期20毫秒的倍數(shù)，或者頻率60赫茲的倒數(shù)的周期16. 66毫秒的倍數(shù)。
18.如權(quán)利要求17所述的傳感器裝置，其特征在于，將上述測定期間設(shè)為頻率50赫茲的倒數(shù)的周期20毫秒，或者頻率60赫茲的倒數(shù)的周期16. 66暈秒。
19.一種電子設(shè)備,其特征在于,包括液晶面板，顯示畫面；背光燈，照射上述液晶面板；背光燈控制單元，控制上述背光燈的亮度；以及權(quán)利要求11 18的任一項所述的傳感器裝置，上述背光燈控制單元在上述傳感器裝置具有的上述模擬-數(shù)字變換單元的數(shù)字輸出信號成為高電平的情況下，將上述背光燈的亮度提高第I規(guī)定值，在上述數(shù)字輸出信號成為低電平的情況下，將上述背光燈的亮度降低第2規(guī)定值，在上述數(shù)字輸出信號的電平不變化的情況下，維持上述背光燈的亮度。
20.如權(quán)利要求19所述的電子設(shè)備，其特征在于，上述電子設(shè)備是移動電話或數(shù)字照相機。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不產(chǎn)生作為外光的太陽光等的周圍光引起的錯誤動作的傳感器裝置以及電子設(shè)備。在傳感器裝置(1)中，ADC(2)向比較電路(3)的一個輸入，輸出比閾值Data_th大的第2數(shù)據(jù)，所述第2數(shù)據(jù)是對應(yīng)于用于求出電流Iin與電流I1之間的差的電流的減法運算的電流Iin-I1的數(shù)字值A(chǔ)DCOUT。
文檔編號H03K17/78GK102611421SQ201210005560
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者井上高廣, 河邊勇 申請人:夏普株式會社