JP2010062537A

JP2010062537A - 光電変換装置、及び当該光電変換装置を具備する電子機器

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Publication number: JP2010062537A
Application number: JP2009174907A
Authority: JP
Inventors: Kiyoko Amano; 聖子天野; Hiroyuki Miyake; 博之三宅
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: WO2010016449A1; US20100035661A1; US8153954B2; JP5461094B2

Abstract

【課題】回路遅延の影響を受けることなく、照度に応じたデジタル信号を出力することを課題の一とする。
【解決手段】光電変換素子と、ランプ波形出力回路と、ランプ波形信号と第１の電位とを比較する第１のコンパレータと、ランプ波形信号と、第２の電位とを比較する第２のコンパレータと、第１のコンパレータの出力信号と、第２のコンパレータの出力信号とが入力されることで、光電流に応じて周波数が変化するクロック信号を生成するフリップフロップ回路と、第１のコンパレータの出力信号と、第２のコンパレータの出力信号との否定論理和を取るための回路と、クロック信号のパルス数をカウントするカウンター回路と、カウンター回路でパルス数をカウントする期間を生成するためのパルス出力回路と、を有し、パルス出力回路は、否定論理和を取るための回路の出力信号に応じて、パルス数をカウントする期間の生成を停止するためのスイッチを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電変換装置に関する。また、当該光電変換装置を具備する電子機器に関する。

光を検知するための用途に用いられる光電変換装置は数多く知られており、例えば可視光センサ等が実用化されている。光電変換装置は、人間の生活環境に応じて照度調整や、オンまたはオフの制御などが必要な機器類に数多く用いられている。

表示装置では、表示装置の周囲の明るさを検出し、その表示輝度を調整することを行うものもある。光電変換装置により、周囲の照度を検出して適度な表示輝度を得ることによって、視認性を向上させ、表示装置の無駄な電力を減らすことができるからである。例えば、輝度調整用の光電変換装置を具備する表示装置としては、携帯電話、表示部付きコンピュータが挙げられる。

光電変換装置は、光のセンシング部分にフォトダイオードなどの光電変換素子を用い、光電変換素子に流れる電流量に基づいて照度を検出することができる。特許文献１には、フォトダイオードから流れる電流を、当該電流の大きさに応じて周波数が変化するランプ波形の信号に変換し、デジタル信号として出力する構成について記載している。

米国特許第６５５６１５５号

特許文献１の光電変換装置は、フォトダイオードを流れる入射光量に応じた電流の値が大きい場合、ランプ波形の周波数も大きくなる構成となる。ランプ波形の周波数が大きくなるに従って、ランプ波形を有する信号が、寄生容量及び／またはコンパレータの周波数特性などに伴う、回路遅延の影響を受けやすくなる。そのため、ランプ波形を有する信号は、周波数が高い（高周波数）ほど、回路遅延の影響をうけてしまい、照度に応じた出力信号のばらつきが大きくなるといった課題がある。

本発明の一態様は、寄生容量等に起因した回路遅延の影響を受けることなく、照度に応じた周波数のランプ波形を有する信号によりデジタル信号を出力することのできる光電変換装置を提供することである。

本発明の一態様は、光電流を生成する光電変換素子と、光電流の大きさに応じた周波数のランプ波形信号を出力するランプ波形出力回路と、ランプ波形信号と、第１の電位とを比較する第１のコンパレータと、ランプ波形信号と、第２の電位とを比較する第２のコンパレータと、第１のコンパレータの出力信号と、第２のコンパレータの出力信号とが入力されることで、光電流に応じて周波数が変化するクロック信号を生成するフリップフロップ回路と、第１のコンパレータの出力信号と、第２のコンパレータの出力信号との否定論理和を取るための回路と、クロック信号のパルス数をカウントするカウンター回路と、カウンター回路でパルス数をカウントする期間を生成するためのパルス出力回路と、を有し、パルス出力回路は、否定論理和を取るための回路の出力信号に応じて、パルス数をカウントする期間の生成を停止するためのスイッチを有する光電変換装置である。

本発明の一態様により、寄生容量等に起因した回路遅延の影響を受けることなく、照度に応じた周波数のランプ波形を有する信号をデジタル信号に変換することのできる光電変換装置を提供することができる。

実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態１を説明するための図。実施の形態２を説明するための図。実施の形態２を説明するための図。実施の形態３を説明するための図。実施の形態３を説明するための図。実施の形態４を説明するための図。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の光電変換装置の構成及びその動作について説明する。

まず本発明の一態様の光電変換装置における回路図について説明する。図１に示す光電変換装置１００は、光電変換素子１０１、増幅回路１０２、ランプ波形出力回路１０３、第１のコンパレータ１０４、第２のコンパレータ１０５、フリップフロップ回路１０６、ＮＯＲ回路１０７（否定論理和回路ともいう）、カウンター回路１０８、ラッチ回路１０９、及びパルス出力回路１１０を有する。

光電変換素子１０１は、一方の端子（ｎ型半導体側）に高電源電位（Ｖｄｄ）が供給され、他方の端子（ｐ型半導体側）が増幅回路１０２に電気的に接続されることで、光電流Ｉ_Ｌを増幅回路１０２に供給するものである。増幅回路１０２は、光電変換素子１０１の光電流Ｉ_Ｌを電流Ｉａに増幅するための回路である。また増幅回路１０２は低電源電位（Ｖｓｓ）が供給されている。ランプ波形出力回路１０３は、電流Ｉａに応じて、周波数が変化するランプ波形の信号（以下、ランプ波形信号という）を出力する回路である。ランプ波形出力回路１０３の入力端子は増幅回路１０２に電気的に接続されており、ランプ波形出力回路１０３の出力端子は第１のコンパレータ１０４及び第２のコンパレータ１０５に電気的に接続されている。第１のコンパレータ１０４は、第１の電位ＶｒｅｆＬとランプ波形信号の電位とを比較し、第１の電位ＶｒｅｆＬが高い場合に高電位信号（以下、Ｈ信号ともいう）を出力する回路である。第２のコンパレータ１０５は、第２の電位ＶｒｅｆＨとランプ波形信号の出力信号の電位とを比較し、第２の電位ＶｒｅｆＨが低い場合にはＨ信号を出力するための回路である。フリップフロップ回路１０６は一例としてＲＳフリップフロップ回路を示しており、Ｒ端子に第１のコンパレータ１０４の出力信号が入力され、Ｓ端子に第２のコンパレータ１０５の出力信号が入力されている。ＮＯＲ回路１０７は、第１のコンパレータ１０４及び第２のコンパレータ１０５の出力信号の否定論理和を取ることにより、出力信号の論理が決まる回路である。カウンター回路１０８とラッチ回路１０９とは、カウント値のビット数に応じたバスにより電気的に接続されている。カウンター回路１０８は、フリップフロップ回路１０６のＱ端子からの出力信号（以下クロック信号という）のパルス数を所定の期間カウントするための回路である。ラッチ回路１０９はカウンター回路１０８でクロック信号のパルス数を所定の期間カウントして得られるカウント値をラッチし、光電変換装置の出力信号として出力する回路である。パルス出力回路１１０は上述のカウンター回路１０８でクロック信号のパルス数をカウントする期間の生成を行うための回路である。

パルス出力回路１１０は、内部にスイッチ１１１を有する。スイッチ１１１は、ＮＯＲ回路１０７からの出力信号に応じて間欠的な動作を行い、Ｈ信号であるときにオン状態となり、低電位信号（以下、Ｌ信号ともいう）であるときはオフ状態となる。また増幅回路１０２は、一例として、図１に示すようにカレントミラー回路で構成されており、第１のｎチャネル型トランジスタ１１２及び第２のｎチャネル型トランジスタ１１３を有する。第１のｎチャネル型トランジスタ１１２の第１端子は光電変換素子１０１のｐ型半導体側に電気的に接続されている。第１のｎチャネル型トランジスタ１１２及び第２のｎチャネル型トランジスタ１１３のゲート端子は互いに電気的に接続されており、第１のｎチャネル型トランジスタ１１２の第１端子は第１のｎチャネル型トランジスタ１１２及び第２のｎチャネル型トランジスタ１１３のゲート端子に電気的に接続されている。第１のｎチャネル型トランジスタ１１２及び第２のｎチャネル型トランジスタ１１３の第２端子は低電源電位（Ｖｓｓ）が供給されている。

なお本明細書にて用いる第１、第２、第３、乃至第Ｎ（Ｎは自然数）という用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

なお本明細書において、ＡとＢとが接続されている、とは、ＡとＢとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、ＡとＢとが電気的に接続されているとは、ＡとＢとの間に何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、対象物を介してＡとＢとが概略同一ノードとなる場合を表すものとする。

具体的には、トランジスタをはじめとするスイッチング素子を介してＡとＢとが接続され、該スイッチング素子の導通によって、ＡとＢとが概略同電位となる場合や、抵抗素子を介してＡとＢとが接続され、該抵抗素子の両端に発生する電位差が、ＡとＢとを含む回路の動作に影響しない程度となっている場合など、回路動作を考えた場合、ＡとＢとが同一ノードとして捉えて差し支えない状態である場合を表す。

なお本明細書において、スイッチは、一方の端子と他方の端子との導通または非導通を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。スイッチとしては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがあり、一例として薄膜トランジスタを用いてアナログスイッチ等を構成すればよい。

なお、光電変換素子１０１は、ＰＩＮフォトダイオードを用いればよい。また光電変換素子１０１として、ＰＩＮフォトダイオードの代わりに、ＰＮフォトダイオードを用いても良い。

増幅回路１０２は、光電変換素子から出力される光電流Ｉ_Ｌを、電流Ｉａのｎ倍（ｎは正の数）に増幅する回路であってもよい。一例として、増幅回路１０２は、図２（Ａ）に示す増幅回路２００のように、第２のｎチャネル型トランジスタ２０２−１乃至２０２−ｎ（ｎは２以上の自然数）を複数設けることにより、電流Ｉａをｎ倍にして流すことができる。そのため、光電変換素子１０１に照射される入射光量が小さい場合であっても、第２のｎチャネル型トランジスタ２０２―１乃至２０２−ｎの側に十分な電流を流すことができる。また第２のｎチャネル型トランジスタ２０１のチャネル幅を長くする、またはチャネル長を短くすることでも、十分な電流を流すことができる。

また増幅回路１０２での光電流Ｉ_Ｌの増幅率を照度に応じて切り替える構成としてもよい。図２（Ｂ）に照度に応じて光電流の増幅率を切り替える構成について示す。一例としては、光電変換素子１０１からの光電流Ｉ_Ｌを増幅する回路を、増幅回路１０２と増幅回路２００とし、選択信号Ｓｅｌｅｃｔによって光電流Ｉ_Ｌを増幅する回路を切り替える切り替え回路２１０を有する。切り替え回路２１０は、第１のスイッチ２１１及び第２のスイッチ２１２を有し、選択信号Ｓｅｌｅｃｔによってランプ波形出力回路１０３に電気的に接続される増幅回路を切り替えるものである。なお、複数の異なる増幅率が得られる増幅回路を配し、切り替え回路２１０により切り替える構成とすることで照度に応じた光電流Ｉ_Ｌの増幅率を最適化することができる。

なお、ｎチャネル型トランジスタまたはｐチャネル型トランジスタのようなトランジスタは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことができる。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難な場合もある。そこで、本実施の形態においては、ソース及びドレインとして機能する領域のそれぞれを、第１端子、第２端子と表記することもある。またゲートとして機能する端子については、ゲート端子と表記することもある。

なお、ｎチャネル型トランジスタまたはｐチャネル型トランジスタのようなトランジスタとして、様々な形態のトランジスタを用いることができる。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶（マイクロクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いることができる。ＴＦＴを用いる場合、比較的に低温のプロセスで作製することができるため製造装置を大きくでき、大型基板上に製造できる。そのため、一度の製造工程で多くの取り数を得ることができ、低コストで製造することができる。さらに、比較的に低温のプロセスで作製するため、耐熱性の弱い基板を用いることができる。そのため、透光性を有する基板（例えば、絶縁表面を有するガラス基板）上にトランジスタを製造でき、透光性を有する基板上のトランジスタを用いて光の透過を利用した装置に用いることができる。

ランプ波形出力回路１０３は、図３に示すように接続されたｐチャネル型トランジスタ３０１、ｐチャネル型トランジスタ３０２、ｐチャネル型トランジスタ３０３、ｐチャネル型トランジスタ３０４、ｎチャネル型トランジスタ３０５、ｎチャネル型トランジスタ３０６、ｎチャネル型トランジスタ３０７、ｎチャネル型トランジスタ３０８、および容量素子３０９で構成される。ｐチャネル型トランジスタ３０１及びｐチャネル型トランジスタ３０２はカレントミラー回路を構成している。ｐチャネル型トランジスタ３０３及びｐチャネル型トランジスタ３０４は、カレントミラー回路を構成している。またｎチャネル型トランジスタ３０５のゲートには、反転クロック信号ＱＢが入力される。またｎチャネル型トランジスタ３０７のゲートには、クロック信号Ｑが入力される。ｎチャネル型トランジスタ３０６及びｎチャネル型トランジスタ３０８は、カレントミラー回路を構成している。またｎチャネル型トランジスタ３０５及びｎチャネル型トランジスタ３０７のソース端子は増幅回路１０２に電気的に接続されており、増幅回路１０２の増幅率に応じた電流Ｉ_ａが流れることとなる。図３に示すランプ波形出力回路１０３は、ｐチャネル型トランジスタ３０４またはｎチャネル型トランジスタ３０８を流れる電流Ｉｒにより、容量素子３０９が充電と放電を繰り返す。そのため、ランプ波形出力回路１０３からランプ波形信号が第１のコンパレータ１０４及び第２のコンパレータ１０５に出力される。

なお、ランプ波形出力回路１０３に入力されるクロック信号Ｑ及び反転クロック信号ＱＢは、フリップフロップ回路１０６のＱ端子、ＱＢ端子より出力される信号である。

また第１のコンパレータ１０４は、第１の電位ＶｒｅｆＬとランプ波形信号の電位とを比較する。第１の電位ＶｒｅｆＬが高い場合にＨ信号を出力するため、非反転入力端子に第１の電位ＶｒｅｆＬが入力され、反転入力端子にランプ波形信号が入力されるようにすればよい。また、第２のコンパレータ１０５は、第２の電位ＶｒｅｆＨとランプ波形信号の電位とを比較する。第２の電位ＶｒｅｆＨが低い場合にはＨ信号を出力するため、非反転入力端子にランプ波形信号が入力され、反転入力端子に第２の電位ＶｒｅｆＨが入力されるようにすればよい。

フリップフロップ回路１０６は、図１でＲＳフリップフロップ回路である場合について示している。Ｒ端子には、第１のコンパレータ１０４の出力信号が入力されている。Ｓ端子には、第２のコンパレータ１０５の出力信号が入力されている。フリップフロップ回路１０６のＱ端子は、クロック信号が出力され、カウンター回路１０８及びランプ波形出力回路１０３に入力されている。フリップフロップ回路１０６のＱＢ端子は、反転クロック信号が出力され、ランプ波形出力回路１０３に入力されている。

なおランプ波形出力回路１０３では、ｎチャネル型トランジスタ３０５とｎチャネル型トランジスタ３０７とが、クロック信号及び反転クロック信号により交互にオンまたはオフすることで、ｐチャネル型トランジスタ３０４またはｎチャネル型トランジスタ３０８に電流Ｉｒが流れる。電流Ｉｒが流れることにより容量素子３０９が充電または放電をするため、容量素子３０９にはランプ波形の信号を出力する。ここで、ランプ波形出力回路１０３が出力するランプ波形信号の周波数ｆは、電流Ｉｒ、および容量素子３０９の静電容量Ｃ、第１の電位ＶｒｅｆＬ、第２の電位ＶｒｅｆＨを用いて、下記で表される。式（１）より、電流Ｉｒに応じて、周波数が変化する出力信号を得られることがわかる。

図４を用いて、図３で説明したランプ波形出力回路１０３より出力されるランプ波形信号について説明を行う。図４（Ａ）に示すランプ波形は、光電変換素子に照射される光が小さい場合についてのランプ波形信号について示したものである。図４（Ｂ）に示すランプ波形は、光電変換素子に照射される光が大きい場合についてのランプ波形信号について示したものである。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ランプ波形信号の電位（図中、Ｖｃａｐとする）は、第１の電位ＶｒｅｆＬと、第２の電位ＶｒｅｆＨとの間（バンドギャップリファレンスともいう）で充電または放電を繰り返す。そのため、上記式（１）で説明したように光電変換素子の照度が小さい場合と、大きい場合とで周波数が異なってくる。

高周波数の信号であればあるほど、配線抵抗、寄生容量等により、回路遅延が生じる。そのため図４（Ａ）、（Ｂ）中第１の期間４０１及び第２の期間４０２で見た場合、第１の期間４０１は、第１の電位ＶｒｅｆＬと第２の電位ＶｒｅｆＨとの間に入らずに、充電と放電が切り替わる期間であり、第２の期間は、第１の電位ＶｒｅｆＬと第２の電位ＶｒｅｆＨとの間で、充電または放電が行われる期間である。第１の期間４０１は、図４（Ａ）、（Ｂ）中の矢印４０３、矢印４０４で示すように、周波数が高い程長くなり、後段のカウンター回路１０８での波数のカウントの際のばらつきの原因ともなる。

なお、カウンター回路１０８は、任意のビット数に応じたカウントを、パルス出力回路１１０からの出力に応じた期間に行う。カウント値は、フリップフロップ回路１０６のＱ端子から出力されるクロック信号のパルス数に応じてインクリメントする。なお、パルス出力回路１１０からの出力に応じた期間の終了とともに、カウンター回路１０８はカウント値のリセットを行い、再度カウンターでのカウントを行う。得られたカウント値は、ラッチ回路１０９に出力され、ラッチ回路１０９でラッチされたカウント値が光電変換装置からのデジタル値の出力信号Ｖｏｕｔとなる。

ＮＯＲ回路１０７は、第１のコンパレータ１０４の出力信号及び第２のコンパレータ１０５の出力信号の否定論理和を取ることにより、出力信号の論理が決まる回路である。

パルス出力回路１１０は、カウンター回路１０８でクロック信号のパルス数をカウントする期間の生成を行うための回路である。パルス出力回路１１０は、内部にスイッチ１１１を有する。スイッチ１１１は、ＮＯＲ回路１０７からの出力信号に応じて、交互にオンまたはオフするものである。一例としてスイッチ１１１は、ＮＯＲ回路１０７からの出力信号がＨ信号であるときにオン状態となり、Ｌ信号であるときはオフ状態となるスイッチを用いればよい。

スイッチ１１１を有するパルス出力回路１１０の具体的な構成について、図５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。

図５（Ａ）に示すパルス出力回路１１０は、発振回路５０１、スイッチ１１１、及びカウンター回路５０２を有する。発振回路５０１は、リングオシレータ、または水晶発振器等から出力される信号を分周して所望の周波数の信号を出力する回路である。またカウンター回路５０２は、スイッチ１１１を介して入力される発振回路５０１からの信号の波数をカウントしていき、所定のカウント値になった際にパルスＳｏｕｔを出力するための回路である。

図５（Ａ）に示すパルス出力回路１１０の動作についてタイミングチャートを使って図６で説明する。なお図６において、期間６０１は、光電変換素子に照射される光が小さい場合について説明する期間である。また期間６０２は、光電変換素子に照射される光が大きい場合について説明する期間である。

図６に示すタイミングチャートでは、発振回路５０１の出力、スイッチ１１１のオンまたはオフ、カウンター回路５０２に入力される信号、カウンター回路５０２のカウント値、カウンター回路５０２の出力について示している。図６に示すように、発振回路５０１の出力は、一定の周波数の信号を出力する。スイッチ１１１は、ＮＯＲ回路１０７に入力される信号に応じて、オンまたはオフを繰り返す。図６の説明ではオンまたはオフを交互に繰り返す例について示している。カウンター回路５０２に入力される信号は、スイッチ１１１がオンしている期間にのみ発振回路５０１の出力と同じになる信号である。カウンター回路５０２のカウント値は１からＮ（Ｎは任意の自然数）まで、カウンター回路５０２に入力される信号の波数に応じてカウンターをインクリメントする。カウンター回路５０２の出力は、カウンター回路５０２のカウント値がＮまでカウントした際にパルスを出力し、パルス出力回路１１０のパルスＳｏｕｔとするものである。

上記説明したように、期間６０１は光電変換素子に照射される光が小さい場合について説明する期間であり、期間６０２は光電変換素子に照射される光が大きい場合について説明する期間である。そのため、図４で説明したように、バンドギャップリファレンスからのずれが、期間６０２のほうが期間６０１より大きくなり、補正する期間が増えることとなる。図６に示すようにスイッチ１１１のオンまたはオフを制御することで、パルス出力回路１１０から出力される信号をランプ波形信号に応じて停止させ、ばらつきを制御することができる。

図５（Ｂ）に示すパルス出力回路１１０は、定電流回路５０３、トランジスタ５０５及びトランジスタ５０６とで構成されるカレントミラー回路５０４、スイッチ１１１、トランジスタ５０７、容量素子５０８、コンパレータ５０９を有する。定電流回路５０３は、定電流を生成する回路である。また、トランジスタ５０５及びトランジスタ５０６とで構成されるカレントミラー回路５０４は、定電流回路５０３の定電流の大きさに応じて、容量素子５０８の放電を制御するための回路である。トランジスタ５０７は、第２の電位ＶｒｅｆＨにより容量素子５０８を充電するためのタイミングを、リセット信号Ｖｒｅｓで制御するための素子である。なお図５（Ｂ）においてトランジスタ５０７は、ｐチャネル型トランジスタで示しているが、スイッチでもよい。容量素子５０８は充電または放電されることにより、コンパレータ５０９に電気的に接続されるノードの電位を得るためのものである。またコンパレータ５０９は、容量素子５０８が接続されたノードの電位と、第１の電位ＶｒｅｆＬを比較し、第１の電位ＶｒｅｆＬが高い場合に、Ｈ信号を出力するための回路である。

図５（Ｂ）に示すパルス出力回路１１０の動作を、図７のタイミングチャートを使って説明する。なお図７において、期間７０１は、光電変換素子に照射される光が小さい場合について説明する期間である。また期間７０２は、光電変換素子に照射される光が大きい場合について説明する期間である。

図７に示すタイミングチャートでは、トランジスタ５０７のオンまたはオフを制御するリセット信号Ｖｒｅｓの電位、スイッチ１１１のオンまたはオフ、容量素子５０８の電位、コンパレータ５０９の出力について示している。図７に示すように、リセット信号Ｖｒｅｓがトランジスタ５０７をオンにする電位となると、容量素子５０８が第２の電位ＶｒｅｆＨによって充電されるため、容量素子５０８が接続されたノードの電位が上昇する。スイッチ１１１は、ＮＯＲ回路１０７に入力される信号に応じて、オンまたはオフを繰り返す。図７の説明ではオンまたはオフを交互に繰り返す例について示している。第２の電位ＶｒｅｆＨに充電された容量素子５０８が接続されたノードの電位は、スイッチ１１１がオンになる毎に放電がなされ、低下していく。スイッチ１１１がオフの場合には、容量素子５０８の放電が止まり、電位の変化はない。容量素子５０８が接続されたノードの電位が低下し第１の電位ＶｒｅｆＬを下回ると、コンパレータ５０９の出力が反転することでパルスを出力し、パルス出力回路１１０のパルスＳｏｕｔとするものである。

上記説明したように、期間７０１は光電変換素子に照射される光が小さい場合について説明する期間であり、期間７０２は光電変換素子に照射される光が大きい場合について説明する期間である。そのため、図４で説明したように、バンドギャップリファレンスからのずれが、期間７０２のほうが期間７０１より大きくなり、補正する期間が増えることとなる。図７に示すようにスイッチ１１１のオンまたはオフを制御することで、図６と同様に、パルス出力回路１１０から出力される信号を、ランプ波形信号に応じて停止させ、ばらつきを制御することができる。

次に図８、図９を用いて、上記図１乃至図７で説明した回路、及び各回路からの信号についてのタイミングチャートを示す。図８、図９のタイミングチャートは、ランプ波形出力回路１０３より出力されるランプ波形信号の電位Ｖｃａｐ、第１のコンパレータ１０４の出力信号Ｃ１ｏｕｔ、第２のコンパレータ１０５の出力信号Ｃ２ｏｕｔ、ＮＯＲ回路１０７の出力信号ＮＯＲｏｕｔ、フリップフロップ回路１０６のＱ端子の出力であるクロック信号ＣＬＫ、カウンター回路１０８でのカウント数、発振回路５０１の出力、カウンター回路５０２に入力される信号、カウンター回路５０２のカウント値、及び容量素子５０８の電位について示している。

なお図８は、光電変換素子に照射される光が小さい場合について説明するものである。また図９は、光電変換素子に照射される光が大きい場合について説明するものである。

図８、図９に示すタイミングチャートにおいて、ランプ波形信号の電位Ｖｃａｐに応じて、第１のコンパレータ１０４の出力信号Ｃ１ｏｕｔ及び第２のコンパレータ１０５の出力信号Ｃ２ｏｕｔが動作する。そして、ＮＯＲ回路１０７の出力信号ＮＯＲｏｕｔ及びクロック信号が出力されることとなる。カウンター回路１０８でのカウントは、パルス出力回路１１０からのパルスで制御される。パルス出力回路１１０は、ＮＯＲ回路１０７からの出力信号に応じてパルス出力回路１１０内のスイッチ１１１がオンまたはオフになるため、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６、及び図７で説明したように、パルス出力回路１１０の出力を得ることができる。

また図１０に横軸に照度、縦軸にカウント値とした際の関係をグラフにして示す。図１０に示すように、照度の増加に伴い、カウント値は増加する右上がりのグラフとなる。なお照度Ｍの上限としては、人間の視感度を考慮して、１０万ルクス程度に設定することが好ましい。カウント値Ｎは、ビット数に応じて設定されるものである。

上記照度と出力電圧となるカウント値の関係が、照度の増加によって出力電圧も増加する右上がりのグラフだと、照度に応じて出力電圧が飽和する。そのため、上限の照度に応じた出力電圧を決めることで、照度の検出範囲を設定することができる。

以上説明したように本実施の形態の光電変換装置の構成では、寄生容量等に起因した回路遅延の影響を受けることなく、照度に応じた周波数のランプ波形を有する信号をデジタル信号に変換することができる。

なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した光電変換装置に加え、デジタル信号が出力される外部の回路を加えたブロック図の構成について図１１、図１２を用いて説明する。

図１１に示すデジタル出力型のフォトＩＣ１１００は、図１で示した光電変換装置１００、アドレスメモリ１１０１、Ｉ２Ｃ（ＩｎｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）インターフェース回路１１０２を有する。また、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１０２は、他の装置とのデータ通信のためのシリアルデータライン（ＳＤＡ）と、他の装置との間のデータ通信を制御及び同期化するためのシリアルクロックライン（ＳＣＬ）と、からなるＩ２Ｃバスによって外部装置と電気的に接続されている。ＳＤＡとＳＣＬからなるＩ２Ｃバスは、各装置に設けられるアドレスメモリに割り振られた固有のアドレスによって、マイクロコンピュータ１１１１からの制御を行うためのバス規格である。なお他の装置が液晶表示装置である場合には、一例として、アドレスメモリ１１２１、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１２２、ロジック部１１２３を有するディスプレイドライバー１１１２、アドレスメモリ１１３１、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１３２、ロジック部１１３３を有するＬＥＤドライバー１１１３がＩ２Ｃバスに電気的に接続される構成となる。他の装置がＥＬ素子を具備する表示装置の場合には、バックライトであるＬＥＤの制御を行うＬＥＤドライバーは必ずしも必要ない。

なお、光電変換装置１００で変換されたデジタル信号は、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１０２を介して、ＬＥＤドライバー１１１３等の他の外部装置に送られる。ＬＥＤドライバー１１１３は、フォトＩＣ１１００で得られた照度に関するデジタル信号に応じて、表示装置のバックライトであるＬＥＤを制御するための信号を生成し、出力するものである。

また図１１に示したデジタル出力型のフォトＩＣ１１００について、別の構成を図１２に示す。図１２で示すフォトＩＣ１１００は、光電変換装置１００に加え、アドレスメモリ１１０１、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１０２、ＬＥＤドライバー１２０１を有する。また、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１０２は、ＳＤＡと、ＳＣＬと、からなるＩ２Ｃバスによってディスプレイドライバー１１１２と電気的に接続されている。図１２に示す構成が、図１１と異なる点はフォトＩＣ１１００の内部にロジック部１１３３を有するＬＥＤドライバー１２０１とする点にある。ＬＥＤドライバー１２０１をフォトＩＣ１１００の内部に設ける構成とすることにより、光電変換装置１００で生成されたデジタル信号を直接ＬＥＤドライバー１２０１で受け取り、Ｉ２Ｃインターフェース回路１１０２より出力することができるため、回路の共通化を図ることができるため、小型化及び高付加価値化を図ることができる。

なお図１１、図１２において、各回路のインターフェースは、一例として、デジタルシリアルインターフェースの一つであるＩ２Ｃインターフェースを用いる構成について示した。なおＩ２Ｃバス以外に、ユニバーサルシリアルバス（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、シリアル周辺インターフェース（ＳｅｒｉａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）等のバス規格を用いることが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の光電変換装置の作製方法について図１３、図１４を用いて述べる。なお、本実施の形態では、光電変換装置の各回路を構成する素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、光電変換素子である縦型接合タイプのＰＩＮフォトダイオード（以下、フォトダイオードともいう）とを具備する光電変換装置の一例を示す。なお本発明の一態様の光電変換装置は、ＴＦＴ及びＰＩＮフォトダイオードの他に、記憶素子、抵抗、ダイオード、容量、インダクタなども用いることがある。また、本発明の一態様の光電変換装置は、縦型接合タイプのＰＩＮフォトダイオードの代わりに、縦型接合タイプのＰＮフォトダイオードを用いていても良い。

まず、透光性を有する基板１３０１上にフォトダイオード及び薄膜トランジスタを形成する。ここでは基板１３０１として、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板等を用いることができる。基板上に形成するトランジスタとして、薄膜トランジスタを用いることにより、基板上に、フォトダイオードと薄膜トランジスタを同一工程で作製することができるため、光電変換装置の量産化がし易いといった利点がある。

次いで、プラズマＣＶＤ法で下地絶縁膜１３０２となる窒化酸化珪素膜（膜厚１４０ｎｍ）、酸化窒化珪素膜（膜厚１００ｎｍ）を順に積層して形成し、さらに大気にふれることなく、半導体膜例えば水素を含む非晶質珪素膜（膜厚５０ｎｍ）を積層形成する。なお、窒化酸化珪素膜は、ガラス基板からのアルカリ金属などの不純物拡散を防止するブロッキング層として機能する。

なお、酸化窒化珪素膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜であって、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：ＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：ＨｙｄｒｏｇｅｎＦｏｒｗａｒｄＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、珪素が２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれる膜をいう。また、窒化酸化珪素膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜であって、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、珪素が２５〜３５原子％、水素が１０〜２５原子％の範囲で含まれる膜をいう。但し、酸化窒化珪素または窒化酸化珪素を構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、珪素及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。

次いで、上記非晶質珪素膜を公知の技術（固相成長法、レーザ結晶化方法、触媒金属を用いた結晶化方法など）により結晶化させて、結晶構造を有する半導体膜（結晶性半導体膜）、例えば多結晶珪素膜を形成する。

次いで、得られた結晶構造を有する半導体膜（例えば結晶性珪素膜）上に、第１のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体膜（本明細書では「島状半導体領域１３０３」という）を形成する。島状半導体領域を形成した後、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、必要があればＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ホウ素またはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。

次いで、ゲート絶縁膜１３０４となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により３０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜を形成する。

次いで、ゲート絶縁膜１３０４上に導電膜を形成した後、第２のフォトマスクを用いて、ゲート電極１３０５を形成する（図１３（Ａ）参照）。この導電膜として、例えば窒化タンタル及びタングステン（Ｗ）をそれぞれ３０ｎｍ、１７０ｎｍ積層した膜を用いる。

また、ゲート電極１３０５して、上記以外にもチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層膜、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層膜を用いることができる。

次いで、島状半導体領域１３０３への一導電型を付与する不純物の導入を行って、ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域の形成を行う。本実施の形態では一例として、ｎチャネル型ＴＦＴを形成するので、ｎ型の不純物、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を島状半導体領域１３０３に導入する。ｐチャネル型ＴＦＴを形成する際には、ｐ型の不純物を島状半導体領域１３０３に導入する。

次いで、第１の層間絶縁膜として酸化窒化珪素膜（膜厚５０ｎｍ：図示しない）、窒化酸化珪素膜１３０６（膜厚１６５ｎｍ）、酸化窒化珪素膜１３０７（膜厚６００ｎｍ）を形成する。

次に、熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理、例えば窒素雰囲気中４１０℃で１時間）を行い、島状半導体膜を水素化する。この工程は酸化窒化珪素膜に含まれる水素により島状半導体膜のダングリングボンドを終端させるために行うものである。

次いで、第３のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の層間絶縁膜及びゲート絶縁膜１３０４を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、スパッタ法で導電積層膜を成膜した後、第４のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に導電積層膜をエッチングして、第１の配線１３０８を形成する（図１３（Ｂ）参照）。そして、レジストからなるマスクを除去する。なお、本実施の形態の導電膜は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚１００ｎｍのＡｌ膜と、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜との３層を積層したものとする。

以上の工程で、多結晶珪素膜を用いたトップゲート型ＴＦＴ１３０９を作製することができる。

次いで、第１の層間絶縁膜及び第１の配線１３０８上に、第２の層間絶縁膜として有機樹脂１３１０（膜厚１．５μｍ）を形成する。有機樹脂１３１０は、ポリイミドを用い、他にもアクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることで形成すればよい。そして有機樹脂１３１０上に、第５のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的にエッチングする。そして、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、有機樹脂１３１０上に、窒化珪素膜１３１１（膜厚１００ｎｍ）、酸化珪素膜１３１２（膜厚２００ｎｍ）を順に形成する。窒化珪素膜１３１１及び酸化珪素膜１３１２は、第６のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的にエッチングする。そして、レジストからなるマスクを除去する。酸化珪素膜１３１２は、シランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素等の組み合わせの混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜１３１１は、代表的には、シランとアンモニアの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。

次いで、第２の層間絶縁膜上及び第１の配線１３０８上に、Ｔｉ膜からなる導電膜を成膜した後、第７のマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に導電膜をエッチングして、第２の配線１３１３を形成する。なお、第２の配線１３１３は、ハーフトーン露光技術等を用いて、その端部がテーパー形状になるようにエッチングする。

次いで、第２の層間絶縁膜上及び第２の配線１３１３上に、フォトダイオードで構成される光電変換素子１３１４を形成する（図１３（Ｃ）参照）。ここでは、光電変換素子１３１４をＰ型の導電性を示す層（膜厚６０ｎｍ）、Ｉ型の導電性を示す層（膜厚４００ｎｍ）、およびＮ型の導電性（膜厚８０ｎｍ）を示す層でなる３層構造の非晶質珪素膜で形成する。光電変換素子１３１４は、３層構造の非晶質珪素膜を形成し、第８のマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的にエッチングする。そして、レジストからなるマスクを除去する。

なお、１枚の基板１３０１上には、複数の光電変換装置が同じ工程を経ることにより、同時に作製される。そのため、複数の光電変換装置の大きさに応じて基板１３０１を分断する必要がある。分割した後の光電変換装置の側面を不純物が侵入することを防止するため、図１３（Ｄ）に示すように、光電変換装置の側面となる領域１３３４（一点鎖線で示す部分）の下地絶縁膜１３０２の窒化酸化珪素膜上に形成される積層膜を除去する。この工程は、第９のマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的にエッチング処理をすることにより行われる。そして、レジストからなるマスクを除去する。

次に、下地絶縁膜１３０２の窒化酸化珪素膜、第２の層間絶縁膜の酸化珪素膜１３１２、第２の配線１３１３、及び光電変換素子１３１４上に、第３の層間絶縁膜として窒化珪素膜１３１５（膜厚１００ｎｍ）、酸化珪素膜１３１６（膜厚４００ｎｍ）を順に形成する。窒化珪素膜１３１５及び酸化珪素膜１３１６は、第１０のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的にエッチングする。そして、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、第３の層間絶縁膜上、第２の配線１３１３上、及び光電変換素子１３１４上に、導電積層膜を成膜した後、第１１のマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に導電積層膜をエッチングして、第３の配線１３１７を形成する。なお、本実施の形態の導電膜は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚１００ｎｍのＡｌ膜と、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜との３層を積層したものとする。

次いで、第３の層間絶縁膜の酸化珪素膜１３１６上、第３の配線１３１７上、及び光電変換装置の側面となる領域１３３４に、窒化珪素膜１３１８（膜厚１００ｎｍ）を形成する（図１３（Ｄ）参照）。窒化珪素膜１３１８は、第１２のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的にエッチングする。そして、レジストからなるマスクを除去する。

次いで、絶縁樹脂膜１３１９（膜厚２５μｍ）を形成する。絶縁樹脂膜１３１９により、ＴＦＴ１３０９を含む層の上面および側面が封止される。絶縁樹脂膜１３１９は、印刷法により、感光性のエポキシ−フェノール系樹脂膜を形成する。なお絶縁樹脂膜１３１９には、光電変換装置からの信号の入出力を行うための開口部が設けられている。

次に、絶縁樹脂膜１３１９上に、光電変換装置の端子電極を形成する。まず、１層目の導電膜１３２０として、ニッケル粒子を含む導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷法により厚さ１５μｍ程度に形成する。

導電性ペーストは、樹脂でなるバインダーに導電粒子、または導電の粉体が分散している材料である。このような導電性ペーストを固化することで、導電性樹脂膜が形成される。よって、１層目の導電膜１３２０は導電性樹脂膜で構成されているため、ハンダとの密着性に乏しい。そこで、端子電極とハンダとの密着性を高めるため、１層目の導電膜１３２０の上面にメタルマスクを用いたスパッタ法で、所定の形状の導電膜を形成する。一例としては、１層目の導電膜１３２０上に、チタン膜１３２１（膜厚１５０ｎｍ）、ニッケル膜１３２２（膜厚７５０ｎｍ）、金（Ａｕ）膜１３２３（膜厚５０ｎｍ）を順次積層して形成する（図１４参照）。

なお、光電変換装置は、基板１３０１を切断し、１つずつの光電変換装置に分割される。基板１３０１の切断は、ダイシング法、レーザカット法などを用いることができる。

以上の工程で、光電変換装置を作製することができる。

（実施の形態４）
本発明の一態様の光電変換装置は、寄生容量等に起因した回路遅延の影響を受けることなく、照度に応じた周波数のランプ波形を有する信号によりデジタル信号を出力することのできるといった特徴を有している。よって、本発明の一態様の光電変換装置を具備する電子機器は、光電変換装置をその構成要素に追加することに伴って、電子機器での照度の検出を精度良く行うことができ、視認性の向上及び消費電力の低減を図ることができる。本発明の一態様の光電変換装置は、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様の光電変換装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１５に示す。

図１５（Ａ）は表示装置であり、筐体５００１、表示部５００２、センサ部５００３等を有する。本発明の一態様の光電変換装置は、センサ部５００３に用いることができる。センサ部５００３は外光の照度を検知する。表示装置は、検知した照度に合わせて、表示部５００２の輝度のコントロールを行うことができる。照度に合わせて表示部５００２の輝度をコントロールすることで、表示装置の消費電力を抑えることができる。

なお図１５（Ａ）に表示装置は、ＭＥＭＳ技術等により壁面等に画像５００４を投影することもできる。画像５００４の輝度もセンサ部５００３でコントロールすることができ、表示装置の消費電力を抑えることができる。なお、液晶テレビ表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。

図１５（Ｂ）は携帯電話であり、本体５１０１、表示部５１０２、音声入力部５１０３、音声出力部５１０４、操作キー５１０５、センサ部５１０６等を有する。センサ部５１０６は外光の強度を検知する。携帯電話は、検知した照度に合わせて、表示部５１０２または操作キー５１０５の輝度のコントロールを行うことができる。照度に合わせて表示部５１０２または操作キー５１０５の輝度のコントロールすることで、携帯電話の消費電力を抑えることができる。

１００光電変換装置
１０１光電変換素子
１０２増幅回路
１０３ランプ波形出力回路
１０４コンパレータ
１０５コンパレータ
１０６フリップフロップ回路
１０７ＮＯＲ回路
１０８カウンター回路
１０９ラッチ回路
１１０パルス出力回路
１１１スイッチ
１１２ｎチャネル型トランジスタ
１１３ｎチャネル型トランジスタ
２００増幅回路
２０１ｎチャネル型トランジスタ
２０２ｎチャネル型トランジスタ
２１０切り替え回路
２１１スイッチ
２１２スイッチ
３０１ｐチャネル型トランジスタ
３０２ｐチャネル型トランジスタ
３０３ｐチャネル型トランジスタ
３０４ｐチャネル型トランジスタ
３０５ｎチャネル型トランジスタ
３０６ｎチャネル型トランジスタ
３０７ｎチャネル型トランジスタ
３０８ｎチャネル型トランジスタ
３０９容量素子
４０１期間
４０２期間
４０３矢印
４０４矢印
４１０窒素雰囲気中
５０１発振回路
５０２カウンター回路
５０３定電流回路
５０４カレントミラー回路
５０５トランジスタ
５０６トランジスタ
５０７トランジスタ
５０８容量素子
５０９コンパレータ
６０１期間
６０２期間
７０１期間
７０２期間
１１００フォトＩＣ
１１０１アドレスメモリ
１１０２Ｉ２Ｃインターフェース回路
１１１１マイクロコンピュータ
１１１２ディスプレイドライバー
１１１３ＬＥＤドライバー
１１２１アドレスメモリ
１１２２Ｉ２Ｃインターフェース回路
１１２３ロジック部
１１３１アドレスメモリ
１１３２Ｉ２Ｃインターフェース回路
１１３３ロジック部
１２０１ＬＥＤドライバー
１３０１基板
１３０２下地絶縁膜
１３０３島状半導体領域
１３０４ゲート絶縁膜
１３０５ゲート電極
１３０６窒化酸化珪素膜
１３０７酸化窒化珪素膜
１３０８配線
１３０９ＴＦＴ
１３１０有機樹脂
１３１１窒化珪素膜
１３１２酸化珪素膜
１３１３配線
１３１４光電変換素子
１３１５窒化珪素膜
１３１６酸化珪素膜
１３１７配線
１３１８窒化珪素膜
１３１９絶縁樹脂膜
１３２０導電膜
１３２１チタン膜
１３２２ニッケル膜
１３２３金（Ａｕ）膜
１３３４領域
５００１筐体
５００２表示部
５００３センサ部
５００４画像
５１０１本体
５１０２表示部
５１０３音声入力部
５１０４音声出力部
５１０５操作キー
５１０６センサ部

Claims

光電流を生成する光電変換素子と、
前記光電流の大きさに応じた周波数のランプ波形信号を出力するランプ波形出力回路と、
前記ランプ波形信号と、第１の電位とを比較する第１のコンパレータと、
前記ランプ波形信号と、第２の電位とを比較する第２のコンパレータと、
前記第１のコンパレータの出力信号と、前記第２のコンパレータの出力信号とが入力されることで、前記光電流に応じて周波数が変化するクロック信号を生成するフリップフロップ回路と、
前記第１のコンパレータの出力信号と、前記第２のコンパレータの出力信号との否定論理和を取るための回路と、
前記クロック信号のパルス数をカウントするカウンター回路と、
前記カウンター回路で前記パルス数をカウントする期間を生成するためのパルス出力回路と、を有し、
前記パルス出力回路は、前記否定論理和を取るための回路の出力信号に応じて、前記パルス数をカウントする期間の生成を停止するためのスイッチを有することを特徴とする光電変換装置。
請求項１において、
前記光電変換装置は、複数の増幅回路を有し、前記複数の増幅回路を切り替えて動作させるための切り替え回路によって、増幅された前記光電流を前記ランプ波形出力回路に入力することを特徴とする光電変換装置。
請求項２において、
前記複数の増幅回路は異なる増幅率を有することを特徴とする光電変換装置。
請求項２又は３において、前記増幅回路は、カレントミラー回路であることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記パルス出力回路は、発振回路及びカウンター回路を有し、前記スイッチは前記発振回路から出力されるクロック信号が前記カウンター回路に入力されることを間欠的に行うことでパルス出力を行うことを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至５のいずれか一に記載の光電変換装置を具備することを特徴とする電子機器。