JP2013140098A - Illuminance sensor and display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光の明るさを検出する照度センサ、および、この照度センサを備えた表示装置に関する。 The present invention relates to an illuminance sensor that detects the brightness of light, and a display device including the illuminance sensor.
携帯電話や電子ブックなどの携帯機器は、バックライトの明るさ(発光量)を周囲の明るさに応じるように制御するために、液晶パネルに周囲の明るさを検知する照度センサを搭載する場合がある。この場合、電力消耗を抑えることが可能になり、視認性を向上することも可能になる。 When mobile devices such as mobile phones and electronic books are equipped with an illuminance sensor that detects the ambient brightness on the LCD panel in order to control the brightness of the backlight (the amount of light emitted) according to the ambient brightness. There is. In this case, power consumption can be suppressed, and visibility can be improved.
なお、照度センサとしては、シリコンフォトダイオードが用いられたセンサが代表的である。シリコンフォトダイオードは、小型であると共に応答が高速であるので、幅広く用いられている。 A typical example of an illuminance sensor is a sensor using a silicon photodiode. Silicon photodiodes are widely used because of their small size and high response speed.
しかしながら、シリコンフォトダイオードの分光感度特性は、人間の視感度とは大きく異なり、赤外領域の感度が強くなる。ここで、受光量と光電流との関係(光電感度)は、入射光の波長によって異なり、この波長と光電感度との関係を「分光感度特性」と称する。 However, the spectral sensitivity characteristics of silicon photodiodes are very different from human visual sensitivity, and the sensitivity in the infrared region is increased. Here, the relationship between the amount of received light and the photocurrent (photoelectric sensitivity) varies depending on the wavelength of incident light, and the relationship between this wavelength and photoelectric sensitivity is referred to as “spectral sensitivity characteristics”.
このため、照度センサとして、シリコンフォトダイオードを用いながら、人間の視感度に近い分光感度特性を有するセンサへの要望が高まっている。この人間の視感度に近い分光感度特性を実現する方式として、複数の異なる分光感度特性のフォトダイオードに流れる電流を減算する方式が知られている。このような方式を用いた照度センサが、特許文献1(特開2007−73591号公報)で開示されている。 For this reason, there is an increasing demand for a sensor having a spectral sensitivity characteristic close to human visibility while using a silicon photodiode as an illuminance sensor. As a method for realizing spectral sensitivity characteristics close to human visual sensitivity, a method for subtracting currents flowing through photodiodes having different spectral sensitivity characteristics is known. An illuminance sensor using such a method is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-73591).
図10は、特許文献1において提案された照度センサの要部の構成を示す回路図である。図10に示すように、特許文献1の照度センサには、カレントミラー回路が用いられている。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the illuminance sensor proposed in
照度センサは、フォトダイオードPD1とフォダイオードPD2とを有し、フォトダイオードPD1には、周囲の明るさに応じて電流Iin1が流れ、フォトダイオードPD2には、周囲の明るさに応じて電流Iin2が流れる。トランジスタQP1とトランジスタQP2は、カレントミラー回路を構成し、トランジスタQP2のコレクタ電流は、フォトダイオードPD1に流れる電流Iin1に応じた電流(Iin1×α)となる。αは任意の係数である。 The illuminance sensor includes a photodiode PD1 and a photodiode PD2. A current Iin1 flows through the photodiode PD1 according to the ambient brightness, and a current Iin2 flows through the photodiode PD2 according to the ambient brightness. Flowing. The transistors QP1 and QP2 form a current mirror circuit, and the collector current of the transistor QP2 is a current (Iin1 × α) corresponding to the current Iin1 flowing through the photodiode PD1. α is an arbitrary coefficient.
上記フォトダイオードPD1とフォトダイオードPD2は、光の波長に対する分光感度特性が異なり、フォトダイオードPD2に流れる電流Iin2からフォトダイオードPD1に流れる電流Iin1の電流量に応じた電流(Iin1×α)を減算することにより、照度センサで視感度に近い分光感度特性を実現することが可能になる。 The photodiode PD1 and the photodiode PD2 have different spectral sensitivity characteristics with respect to the wavelength of light, and subtract a current (Iin1 × α) corresponding to the amount of current Iin1 flowing through the photodiode PD1 from the current Iin2 flowing through the photodiode PD2. As a result, it is possible to realize spectral sensitivity characteristics close to visual sensitivity with the illuminance sensor.
一方、アナログ‐デジタル変換回路を用いてセンサ出力をデジタル値に変換する方法が知られている。例えば、出力された電流をデジタル値に変換することにより、CPUやマイクロコンピュータにより、ソフトウェアでの処理が容易になる。特に、積分型のアナログ‐デジタル変換回路は、簡単な構成で高精度な分解能を実現できる特徴がある。これは、照度センサのように低速でありながら、高い分解能(16ビット程度)を要求されるデバイスに適している。 On the other hand, a method of converting a sensor output into a digital value using an analog-digital conversion circuit is known. For example, by converting the output current into a digital value, processing by software is facilitated by a CPU or a microcomputer. In particular, the integration type analog-to-digital conversion circuit has a feature that can realize high-precision resolution with a simple configuration. This is suitable for a device such as an illuminance sensor that requires a high resolution (about 16 bits) while being low speed.
図11は、アナログ‐デジタル変換回路を備えた照度センサの要部の構成を示す回路図である。この照度センサは、フォトダイオードPD1とフォダイオードPD2を含んで構成され、上記フォトダイオードPD1には、周囲の明るさに応じて電流Iin1が流れ、フォトダイオードPD2には、周囲の明るさに応じて電流Iin2が流れる。 FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration of a main part of an illuminance sensor including an analog-digital conversion circuit. The illuminance sensor includes a photodiode PD1 and a photodiode PD2. A current Iin1 flows through the photodiode PD1 according to the ambient brightness, and the photodiode PD2 according to the ambient brightness. Current Iin2 flows.
上記電流Iin1をアナログ‐デジタル変換回路ADC1でアナログ‐デジタル変換した結果がデジタル値ADCout1となり、上記電流Iin2をアナログ‐デジタル変換回路ADC2でアナログ‐デジタル変換した結果がデジタル値ADCout2となる。そして、乗算器MLPでデジタル値ADCout1をα倍(αは任意の係数)とし、減算器SBTでデジタル値ADCout2からデジタル値ADCout1に応じた値(ADCout1×α)を減算した値(ADCout2−ADCout1×α)を出力する。この照度センサによれば、視感度に近い分光感度特性を実現することが可能になる。 The result of analog-digital conversion of the current Iin1 by the analog-digital conversion circuit ADC1 becomes a digital value ADCout1, and the result of analog-digital conversion of the current Iin2 by the analog-digital conversion circuit ADC2 becomes a digital value ADCout2. Then, the multiplier MLP multiplies the digital value ADCout1 by α (α is an arbitrary coefficient), and the subtractor SBT subtracts a value (ADCout1 × α) corresponding to the digital value ADCout1 from the digital value ADCout2 (ADCout2-ADCout1 × α) is output. According to this illuminance sensor, it is possible to realize spectral sensitivity characteristics close to visual sensitivity.
一方、特許文献2(特開2010−27418号公報)には、照明制御システムが開示されている。この照明制御システムでは、照度センサで検出した照度値が目標値になるように、照明器具を点灯制御する点灯制御装置を備えている。上記照明制御システムは、照度センサで検出した照度値が目標値未満であり、上記点灯制御装置が調光制御を行った後の次の検出周期で照度センサが検出した照度値が所定の範囲を越える変化をしない場合には、1周期前の調光制御状態に戻す修正制御部を有している。この照明制御システムによれば、照度センサの受光部の上に物が置かれて照度センサで照度値が正しく検出できない場合に、上記点灯制御装置が照明器具の出力を無駄に上昇させることを防止できる。 On the other hand, Patent Literature 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-27418) discloses an illumination control system. This lighting control system includes a lighting control device that controls lighting of the lighting fixture so that the illuminance value detected by the illuminance sensor becomes the target value. In the illumination control system, the illuminance value detected by the illuminance sensor is less than the target value, and the illuminance value detected by the illuminance sensor in the next detection cycle after the lighting control device performs dimming control falls within a predetermined range. When there is no change exceeding, a correction control unit for returning to the dimming control state of the previous cycle is provided. According to this lighting control system, when an object is placed on the light receiving portion of the illuminance sensor and the illuminance value cannot be detected correctly by the illuminance sensor, the lighting control device prevents the output of the lighting fixture from being increased unnecessarily. it can.
図12に、照度センサ502が搭載された携帯機器である表示装置501の概略構成を示す。照度センサ502は、表示装置501のボード503に実装され、照度センサ502の上部は表示装置501の表示パネル505に覆われることになる。上記表示パネル505は、照度センサ502の受光部502aへの光を透過するような透明パネル部505aと光を透過しないパネル部505bとで構成される。
FIG. 12 illustrates a schematic configuration of a
この表示装置501では、点光源と見なされる光源507から表示パネル505に対して斜めに光508が入射した場合、透明パネル部505aを透過した光が照度センサ502に対して斜めに入射するが、光を透過しないパネル部505bで入射光の一部が遮断され、照度センサ502の受光部502aに届かなくなることが考えられる。したがって、携帯機器である表示装置501を光源に対して傾けると、照度センサ502で検出する照度が著しく変化することになる。
In this
実用上、携帯機器は、常に手で持った状態で使われることになるので、使用者の手の動きで表示パネル505を光源に対して傾けることが頻繁に起こり得る。ここで、太陽光は十分に平行光であり、十分な光量が受光部502aに入るので、照度センサ502で検出する照度の変化はそれほど大きくはならない。
In practical use, since the portable device is always used with a hand, the
しかし、蛍光灯,LED電球,白熱灯などの人工的な光源は、点光源となり易く、携帯機器のわずかな傾きにより、上記光源からの光による照度の変化が著しくなる。 However, artificial light sources such as fluorescent lamps, LED bulbs, and incandescent lamps are likely to be point light sources, and the change in illuminance due to light from the light sources becomes significant due to a slight inclination of the portable device.
上記表示装置501は、上記照度センサ502で周囲の明るさを検出し、この検出した結果によってバックライトの発光量をコントロールし、表示装置501の周囲の照度に応じた見やすい画面を利用者に表示することができる。
The
しかし、上述のように、わずかな傾きで変化した照度に対して、バックライトの発光量が常にコントロールされると、バックライトの発光量が頻繁に調整されることになる。これは、表示パネル505の照度が頻繁に変化することになって、表示装置(携帯機器)501を使用する人にとっては、煩わしく感じるという課題がある。
However, as described above, when the light emission amount of the backlight is always controlled with respect to the illuminance changed with a slight inclination, the light emission amount of the backlight is frequently adjusted. This causes a problem that the illuminance of the
これに対し、前述の特許文献1に開示の照度センサでは、視感度に近い分光感度特性を実現しているものの、点光源に対する傾斜等によって照度が瞬間的(過渡的)に変化したときに照度を表す出力信号も変化するので、上述の課題を解決できない。
On the other hand, the illuminance sensor disclosed in
また、前述の特許文献2でも、照度センサは、所定の検出周期で検出した照度値を出力するので、この照度センサが出力する照度値が一時的に変化した場合にもこの照度値の変化に追随して照明器具の出力を制御させる照明制御が頻繁に働いてしまうことになる。
Also in
そこで、この発明の課題は、周囲の明るさを正確に検出できると共に照度の検出結果の出力を安定化できる照度センサを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an illuminance sensor that can accurately detect ambient brightness and can stabilize the output of illuminance detection results.
上記課題を解決するため、この発明の照度センサは、受光した光に応じた第1の受光信号を出力する第1の受光部と、
受光した光に応じた第2の受光信号を出力する第2の受光部と、
上記第1の受光信号と上記第2の受光信号が入力され、上記第1の受光信号と上記第2の受光信号を信号処理して上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が予め定められた範囲を超えているか否かを判断し、上記相異が予め定められた範囲を超えていると判断した場合に、上記第1,第2の受光信号を出力しない一方、上記相異が予め定められた範囲を超えていないと判断した場合に、上記第1,第2の受光信号を出力する信号処理部と、
上記信号処理部が出力した上記第1,第2の受光信号を記憶すると共に上記第1,第2の受光信号を出力する出力記憶部とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an illuminance sensor according to the present invention includes a first light receiving unit that outputs a first light reception signal corresponding to received light,
A second light receiving unit that outputs a second light reception signal corresponding to the received light;
The first light receiving signal and the second light receiving signal are input, the first light receiving signal and the second light receiving signal are processed, and the phase of the second light receiving signal with respect to the first light receiving signal is processed. It is determined whether or not the difference exceeds a predetermined range, and when it is determined that the difference exceeds a predetermined range, the first and second received light signals are not output, A signal processing unit that outputs the first and second received light signals when it is determined that the difference does not exceed a predetermined range;
And an output storage unit for storing the first and second light reception signals output from the signal processing unit and for outputting the first and second light reception signals.
この発明の照度センサによれば、上記信号処理部は、上記第1,第2の受光部が出力する第1,第2の受光信号を信号処理して上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が予め定められた範囲を超えていないと判断した場合に、上記第1,第2の受光信号を出力する。一方、上記信号処理部は、上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が上記予め定められた範囲を超えているときに上記第1,第2の受光信号を出力しない。そして、上記信号処理部が出力した上記第1,第2の受光信号は、上記出力記憶部に記憶され、この出力記憶部から出力される。 According to the illuminance sensor of the present invention, the signal processing unit performs signal processing on the first and second light receiving signals output from the first and second light receiving units and performs the second processing on the first light receiving signal. When it is determined that the difference between the received light signals does not exceed a predetermined range, the first and second received light signals are output. On the other hand, the signal processing unit does not output the first and second received light signals when the difference between the second received light signal and the first received light signal exceeds the predetermined range. The first and second light reception signals output from the signal processing unit are stored in the output storage unit and output from the output storage unit.
したがって、上記第1の受光信号と第2の受光信号との間の相異が上記予め定められた範囲内である場合に、上記出力記憶部に記憶する受光信号を更新して上記出力記憶部から出力することができる。一方、上記第1の受光信号と第2の受光信号との間の相異が上記予め定められた範囲を超えている場合には、上記出力記憶部に記憶した受光信号が更新されず、上記出力記憶部は従前の受光信号を出力する。 Therefore, when the difference between the first light receiving signal and the second light receiving signal is within the predetermined range, the light receiving signal stored in the output storage unit is updated and the output storage unit is updated. Can be output from. On the other hand, when the difference between the first received light signal and the second received light signal exceeds the predetermined range, the received light signal stored in the output storage unit is not updated, and The output storage unit outputs a conventional light reception signal.
よって、この発明の照度センサによれば、上記出力記憶部に記憶させて出力する受光信号を、上記範囲の設定によって取捨選択することが可能となるので、照度の検出結果の出力の安定化を図ることができる。 Therefore, according to the illuminance sensor of the present invention, it is possible to select the light reception signal to be stored and output in the output storage unit according to the setting of the range, so that the output of the illuminance detection result is stabilized. Can be planned.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1の受光部の分光感度特性と上記第2の受光部の分光感度特性とが互いに異なっている。 In the illuminance sensor of one embodiment, the spectral sensitivity characteristic of the first light receiving unit and the spectral sensitivity characteristic of the second light receiving unit are different from each other.
この実施形態によれば、分光感度特性が互いに異なる第1,第2の受光部の第1,第2の受光信号によって、上記第1,第2の受光部へ入射する周囲の光のスペクトルの変化を検知できる。また、点光源からの光に対して上記第1,第2の受光部の受光面の傾きが変わるなどして、上記分光感度特性が互いに異なる第1,第2の受光部の受光面へ入射する光量が変化すると上記分光感度特性が互いに異なる第1,第2の受光部が出力する第1,第2の受光信号の比が大きく変化する。よって、光源の種類や点光源に対する傾きを検出することが可能になる。 According to this embodiment, the first and second light receiving signals of the first and second light receiving units having different spectral sensitivity characteristics are used to calculate the spectrum of ambient light incident on the first and second light receiving units. Change can be detected. In addition, the light receiving surfaces of the first and second light receiving units change with respect to the light from the point light source, so that the spectral sensitivity characteristics are different from each other and incident on the light receiving surfaces of the first and second light receiving units. When the amount of light to be changed changes, the ratio of the first and second light receiving signals output from the first and second light receiving units having different spectral sensitivity characteristics changes greatly. Therefore, it is possible to detect the type of light source and the inclination with respect to the point light source.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1の受光部は、可視光から赤外光までの波長領域に感度を有し、
上記第2の受光部は、赤外光の波長領域に感度ピークを有する。
In the illuminance sensor of one embodiment, the first light receiving unit has sensitivity in a wavelength region from visible light to infrared light,
The second light receiving unit has a sensitivity peak in the wavelength region of infrared light.
この実施形態によれば、上記可視光から赤外光までの波長領域に感度を有する第1の受光部および上記赤外光の波長領域に感度ピークを有する第2の受光部を、視感度に合うようなフィルタ等を用いることなく、シリコンフォトダイオードのみで実現でき、低コスト化を図れる。 According to this embodiment, the first light-receiving unit having sensitivity in the wavelength region from the visible light to the infrared light and the second light-receiving unit having a sensitivity peak in the wavelength region of the infrared light have the visibility. This can be realized only with a silicon photodiode without using a suitable filter or the like, and the cost can be reduced.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1,第2の受光信号は電流信号であり、
上記信号処理部は、
上記第1の受光信号と上記第2の受光信号との比を算出し、この比が予め設定された数値範囲内であるときに上記第1,第2の受光信号を出力する一方、上記比が上記数値範囲外であるときに上記第1,第2の受光信号を出力しない。
In the illuminance sensor of one embodiment, the first and second light receiving signals are current signals,
The signal processor is
The ratio between the first received light signal and the second received light signal is calculated, and when the ratio is within a preset numerical range, the first and second received light signals are output, while the ratio The first and second light receiving signals are not output when is outside the numerical range.
この実施形態によれば、点光源からの光に対する上記第1,第2の受光部の受光面の傾きが変わるなどに起因して、上記第1の受光部が出力する電流信号と上記第2の受光部が出力する電流信号との比が予め設定された数値範囲を超えて変動した場合に、上記信号処理部は、上記第1,第2の受光部からの受光信号を出力しない。したがって、照度の検出結果の出力の安定化を図ることができる。 According to this embodiment, the current signal output from the first light receiving unit and the second signal due to changes in the inclination of the light receiving surfaces of the first and second light receiving units with respect to the light from the point light source. When the ratio with the current signal output by the light receiving unit fluctuates beyond a preset numerical range, the signal processing unit does not output the light receiving signals from the first and second light receiving units. Therefore, it is possible to stabilize the output of the illuminance detection result.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1の受光部と上記第2の受光部のうちの一方の受光部は、円形状の受光面を有し、
上記第1の受光部と上記第2の受光部のうちの他方の受光部は、上記円形状の受光面を囲む環状の受光面を有する。
Further, in the illuminance sensor of one embodiment, one of the first light receiving unit and the second light receiving unit has a circular light receiving surface,
The other light receiving part of the first light receiving part and the second light receiving part has an annular light receiving surface surrounding the circular light receiving surface.
この実施形態によれば、上記受光面へ入射する光の入射角が変化した時に、上記受光面の法線周りの方向に依存することなく、入射光の傾きを、上記複数の受光部の受光信号によって、検出できる。 According to this embodiment, when the incident angle of the light incident on the light receiving surface is changed, the inclination of the incident light is determined without depending on the direction around the normal line of the light receiving surface. It can be detected by the signal.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1,第2の受光信号は、電流信号であり、
上記信号処理部は、
上記第1の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力する第1のアナログ-デジタル変換回路と、
上記第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力する第2のアナログ-デジタル変換回路とを有する。
In the illuminance sensor of one embodiment, the first and second light receiving signals are current signals,
The signal processor is
A first analog-digital conversion circuit that outputs a digital signal obtained by analog-digital conversion of the first light-receiving signal;
A second analog-digital conversion circuit that outputs a digital signal obtained by analog-digital conversion of the second received light signal.
この実施形態によれば、第1,第2の受光信号を第1,第2のデジタル信号に変換することで、受光信号の信号処理が容易になる。また、上記受光信号を、外部の表示装置へ照度の測定結果として出力する場合、上記表示装置は一般にCPU等を備えているので、上記照度の測定結果としての受光信号がデジタル信号であることにより、信号の取り扱いが容易になる。 According to this embodiment, the first and second light reception signals are converted into the first and second digital signals, thereby facilitating signal processing of the light reception signals. When the light reception signal is output as an illuminance measurement result to an external display device, since the display device generally includes a CPU or the like, the light reception signal as the illuminance measurement result is a digital signal. , Signal handling becomes easier.
一方、上記受光信号をアナログ信号としてそのまま記録しておくことは、容量に電荷を溜める等の構成を採用すれば可能であるが、その構成は複雑になり、回路規模が増大する。 On the other hand, it is possible to record the light reception signal as an analog signal as it is, if a configuration such as accumulating electric charge in a capacitor is adopted, but the configuration becomes complicated and the circuit scale increases.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1,第2のアナログ-デジタル変換回路は、
入力された電流信号に応じた電荷を蓄える積分コンデンサを含むと共に上記積分コンデンサが蓄える電荷量に対応する電圧を出力する積分回路と、
上記積分回路の出力電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、上記出力電圧と基準電圧との間の高低の比較結果を2値のパルス信号として出力する比較回路と、
上記パルス信号をクロック信号に同期して取り込んでビットストリーム信号を出力するフリップフロップおよび上記ビットストリーム信号のアクティブパルスを計数するカウンタを含むと共にこのカウンタによる計数結果をアナログ‐デジタル変換した出力値として出力する出力回路と、
上記ビットストリーム信号のアクティブパルス期間に上記積分回路の積分コンデンサを放電させる放電回路とを有する積分型アナログ‐デジタル変換回路である。
In the illuminance sensor of one embodiment, the first and second analog-digital conversion circuits are
An integration circuit that includes an integration capacitor that stores electric charge according to an input current signal and that outputs a voltage corresponding to the amount of electric charge stored by the integration capacitor;
A comparison circuit that compares the output voltage of the integration circuit with a preset reference voltage and outputs a comparison result between the output voltage and the reference voltage as a binary pulse signal;
Includes a flip-flop that captures the pulse signal in synchronization with the clock signal and outputs a bit stream signal, and a counter that counts the active pulses of the bit stream signal, and outputs the count result of this counter as an analog-digital converted output value An output circuit to
An integration type analog-to-digital conversion circuit having a discharge circuit for discharging the integration capacitor of the integration circuit during an active pulse period of the bit stream signal.
この実施形態によれば、上記受光部が出力する電流信号が上記積分回路で積分される(すなわち平均化される)ことで、上記受光部が出力する電流信号をある係数倍した出力電圧を上記比較回路に入力することができる。よって、上記出力回路の出力値を正確な安定した照度情報として出力できる。 According to this embodiment, the current signal output from the light receiving unit is integrated (that is, averaged) by the integration circuit, so that an output voltage obtained by multiplying the current signal output from the light receiving unit by a certain coefficient is obtained. It can be input to the comparison circuit. Therefore, the output value of the output circuit can be output as accurate and stable illuminance information.
また、一実施形態の照度センサでは、上記第1,第2のアナログ-デジタル変換回路の1回の積分時間が100m秒以内であり、
上記信号処理部は、
上記第1,第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を上記積分時間以上の予め設定された時間間隔で信号処理して上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が上記予め設定された範囲を超えているか否かを判断し、予め設定された回数続けて上記相異が予め設定された範囲を超えていないと判断したときに、上記第1,第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力する一方、
上記相異が予め設定された範囲を超えていないと連続して判断した回数が上記予め設定された回数未満であるときに、上記第1,第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力しない。
Moreover, in the illuminance sensor of one embodiment, the integration time of one time of the first and second analog-digital conversion circuits is within 100 milliseconds.
The signal processor is
The digital signal obtained by analog-to-digital conversion of the first and second received light signals is subjected to signal processing at a preset time interval equal to or longer than the integration time, and the difference between the second received light signal and the first received light signal is different. Is determined to exceed the preset range, and when it is determined that the difference does not exceed the preset range after a preset number of times, the first and second While the received light signal is converted from analog to digital, a digital signal is output.
A digital signal obtained by analog-to-digital conversion of the first and second light receiving signals when the number of times that the difference does not exceed a preset range is less than the preset number of times. Is not output.
この実施形態によれば、上記第1,第2のアナログ-デジタル変換回路からの上記デジタル信号を信号処理して上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が予め設定された回数(例えば3回)続けて上記予め設定された範囲内であるときに上記第1,第2の受光信号によるデジタル信号を出力するので、安定した照度情報を出力することができる。また、上記第1,第2のアナログ-デジタル変換回路の1回の積分時間が100m秒以内であるので、家庭用AC電源(50/60Hz)によって駆動される人工照明(蛍光灯、白熱灯など)の照度ゆらぎに対する安定性が高くなる。 According to this embodiment, the difference between the second received light signal and the first received light signal is preset by performing signal processing on the digital signal from the first and second analog-digital conversion circuits. Since the digital signal based on the first and second light receiving signals is output when the number of times (for example, three times) continues within the preset range, stable illuminance information can be output. Further, since the integration time of one time of the first and second analog-digital conversion circuits is within 100 msec, artificial lighting (fluorescent lamp, incandescent lamp, etc.) driven by a household AC power supply (50/60 Hz) ) Is highly stable against illuminance fluctuations.
また、この発明の表示装置は、画面を表示する表示パネルと、
上記表示パネルを照射するバックライトと、
上記バックライトを制御するバックライト制御部と、
請求項1から7のいずれか1つに記載の照度センサと
を備え、
上記バックライト制御部は、
上記照度センサが備える上記出力記憶部が出力する上記受光信号に基づいて、上記バックライトの輝度を制御する。
The display device of the present invention includes a display panel for displaying a screen,
A backlight for illuminating the display panel;
A backlight control unit for controlling the backlight;
An illuminance sensor according to any one of
The backlight control unit
The brightness of the backlight is controlled based on the light reception signal output from the output storage unit included in the illuminance sensor.
この発明の表示装置によれば、本発明の照度センサを備えているので、周囲光の照度に応じて、上記バックライトの輝度を制御して画面の明るさを正確に制御することができる。また、上記バックライト制御部により、上記バックライトの輝度を安定して制御でき、周囲の明るさの変化に対して必要以上に頻繁にバックライトの輝度の制御を繰り返さずに済む。よって、表示画面の照度を安定化できると共に消費電力の削減にもつながる。 According to the display device of the present invention, since the illuminance sensor according to the present invention is provided, the brightness of the screen can be accurately controlled by controlling the luminance of the backlight according to the illuminance of the ambient light. Further, the backlight control unit can stably control the luminance of the backlight, and it is not necessary to repeat the control of the luminance of the backlight more frequently than necessary in response to a change in ambient brightness. Accordingly, the illuminance of the display screen can be stabilized and the power consumption can be reduced.
この発明の照度センサによれば、第1,第2の受光部の第1,第2の受光信号を信号処理部で信号処理し上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が予め定められた範囲を超えているか否かに応じて、出力記憶部に記憶させて出力する受光信号を自動で取捨選択することが可能となるので、照度の検出結果の出力の安定化を図ることができる。 According to the illuminance sensor of the present invention, the first and second light receiving signals of the first and second light receiving units are signal-processed by the signal processing unit, and the difference between the second light receiving signal and the first light receiving signal is different. Depending on whether or not is exceeding a predetermined range, it is possible to automatically select the light reception signal to be stored and output in the output storage unit, so that the output of the detection result of illuminance can be stabilized. Can be planned.
この発明の照度センサを、携帯機器に搭載することで、様々な環境でも周囲の光を正確に検出でき、安定した照度検出結果を出力でき、携帯機器の消費電力も抑えることができる。 By mounting the illuminance sensor of the present invention on a portable device, ambient light can be accurately detected even in various environments, a stable illuminance detection result can be output, and the power consumption of the portable device can be suppressed.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、この発明の照度センサの実施形態を示すブロック図である。この実施形態の照度センサは、周囲の環境光を受光する第1の受光部1および第2の受光部2を備える。この第1,第2の受光部1,2は、例えば、フォトダイオード等で構成され、受光した光に応じた受光信号を電流信号として、後段の回路に出力する機能を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an illuminance sensor of the present invention. The illuminance sensor of this embodiment includes a first
また、この実施形態の照度センサは、上記第1の受光部1からの第1の受光信号としての第1の電流信号Iin1が入力される第1のアナログ-デジタル変換回路3(以下、第1のAD変換回路3という)と、上記第2の受光部2からの第2の受光信号としての第1の電流信号Iin2が入力される第2のアナログ-デジタル変換回路5(以下、第2のAD変換回路5という)を備える。上記第1のAD変換回路3は、上記第1の電流信号Iin1をデジタル変換して第1のデジタル信号ADC1を出力する。また、上記第2のAD変換回路5は、上記第2の電流信号Iin2をデジタル変換して第2のデジタル信号ADC2を出力する。
Further, the illuminance sensor of this embodiment includes a first analog-digital conversion circuit 3 (hereinafter referred to as a first analog-digital conversion circuit 3) to which a first current signal Iin1 as a first light reception signal from the first
また、この実施形態の照度センサは、信号処理回路6と出力記憶部としての出力データ記憶回路7を備える。上記第1,第2のAD変換回路3,5と上記信号処理回路6とが信号処理部を構成している。上記信号処理回路6は、上記第1,第2のAD変換回路3,5から入力された第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2を予め定められた信号処理、例えば、第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2に対するデータ演算,データ比較等を行う。上記信号処理回路6は、上記信号処理の結果に応じて、上記第1のデジタル信号ADC1や第2のデジタル信号ADC2を上記出力データ記憶回路7に転送するか否かを判断する。
Further, the illuminance sensor of this embodiment includes a
上記出力データ記憶回路7は、レジスタ等で回路構成され、上記信号処理回路6から入力される上記第1のデジタル信号ADC1や第2のデジタル信号ADC2を記憶する機能と、上記第1のデジタル信号ADC1や第2のデジタル信号ADC2を出力する機能を有している。
The output
次に、図2のフローチャートを参照して、この実施形態の照度センサによる照度測定動作の概要を説明する。 Next, with reference to the flowchart of FIG. 2, the outline | summary of the illumination intensity measurement operation | movement by the illumination intensity sensor of this embodiment is demonstrated.
まず、ステップS101において照度測定を開始する。この照度測定の開始は、ハードウェアにおいては電源の投入に相当する。また、デジタル照度センサであれば、上記照度測定の開始は、動作設定レジスタ等の初期化に相当する。 First, illuminance measurement is started in step S101. The start of the illuminance measurement corresponds to turning on the power in hardware. In the case of a digital illuminance sensor, the start of the illuminance measurement corresponds to initialization of an operation setting register or the like.
次に、ステップS102に進み、上記第1,第2の受光部1,2による周囲光の測定を開始する。この測定の期間において、この照度センサの第1,第2の受光部1,2は、それぞれ、受光した光を第1,第2の電流信号Iin1,Iin2に変換し、アナログ信号である上記第1,第2の電流信号Iin1,Iin2を、第1,第2のAD変換回路3,5で第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2に変換している。ここで、上記第1,第2のAD変換回路3,5が、積分回路を採用している場合、周囲光の測定に要する時間は上記積分回路の積分時間に依存して変わるが、通常、100m秒以下の積分時間で測定を終了するのが一般的である。
Next, it progresses to step S102 and the measurement of ambient light by the said 1st, 2nd light-receiving
次に、ステップS103に進み、上記信号処理回路6は、上記第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2に基づいて、判定値を得るための信号処理として、上記第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2とを比較する。
In step S103, the
ここで、一例として、第1,第2の受光部1,2が、フォトダイオードに視感度に略一致するフィルタを設けた構成である場合、第1,第2の受光部1,2からの第1,第2の電流信号Iin1,Iin2は、照度に対して線形の結果となる。
Here, as an example, when the first and second
また、例えば、上記第1の受光部1と第2の受光部2とが同じ構成であって、第1の受光部1からの第1の電流信号Iin1と第2の受光部2からの第2の電流信号Iin2とが一致しない場合は、第1の受光部1と第2の受光部2に対して、周囲光が均一に入力されてないことを意味する。点光源から放射される光が第1の受光部1の受光面に入射する入射角度と、上記点光源から放射される光が第2の受光部2の受光面に入射する入射角度とが、一致していない場合、第1の受光部1の第1の電流信号Iin1と第2の受光部2の第2の電流信号Iin2とが一致しなくなる。したがって、上記第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2とが一致しなくなる。
Further, for example, the first
上記信号処理回路6は、上記信号処理により、例えば、上記第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2との比(ADC2/ADC1)を上記判定値とする。この判定値が、上記第1の電流信号(第1の受光信号)Iin1に対する第2の電流信号(第2の受光信号)Iin2の相異を表している。
The
次に、ステップS104に進み、上記信号処理回路6は、上記デジタル信号ADC1,ADC2に基づいて求めた判定値である比(ADC2/ADC1)が、予め定められた範囲(条件)を満たしているか否かを判定する。上記範囲(条件)の設定は、第1,第2の受光部1,2の分光感度特性や受光面に対する配置等で変わる。
In step S104, the
例えば、第1の受光部1と第2の受光部2とが同等の受光面積を有していて、この照度センサの受光面において左右対称に配置されている場合、上記信号処理回路6は、デジタル信号ADC1とデジタル信号ADC2との比(ADC2/ADC1)が、例えば、0.9〜1.1の範囲内に収まった場合に“判定基準を満足”と判断する。つまり、上記信号処理回路6は、上記第1のデジタル信号ADC1に対する第2のデジタル信号ADC2の偏差が10%以内に収まった場合に、“判定基準を満足”と判断する。一方、デジタル信号ADC1とデジタル信号ADC2との比(ADC2/ADC1)が、0.9〜1.1の範囲内に収まっていない場合に、“判定基準を不満足”と判断する。
For example, when the first
そして、上記信号処理回路6は、“判定基準を満足”と判断すると、ステップS105に進み、上記第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2を、出力データ記憶回路7に転送して、上記出力データ記憶回路7に記憶されている第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2を更新してステップS102に戻る。一方、上記信号処理回路6は、“判定基準を不満足”と判断すると、上記第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2を、上記出力データ記憶回路7に転送せず、出力データ記憶回路7に記憶されている第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2を更新しないでステップS102に戻る。
When the
この実施形態の照度センサでは、このようなステップS102からステップS105までの動作が繰り返して行なわれる。 In the illuminance sensor of this embodiment, such operations from step S102 to step S105 are repeated.
すなわち、この照度センサの一例では、出力データ記憶回路7に記憶されている第1のデジタル信号ADC1と第2のデジタル信号ADC2を更新しない場合、照度測定を開始してから最初の1回目の測定では無い限り、出力データ記憶回路7に前回の測定データとしての第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2が保持されていることになる。
That is, in this example of the illuminance sensor, when the first digital signal ADC1 and the second digital signal ADC2 stored in the output
上述のように、本実施形態では、一例として、第1のデジタル信号ADC1に対する第2のデジタル信号ADC2の偏差がデジタル信号ADC1の1割を上回っている場合には、出力データ記憶回路7に記憶されている第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2を更新しない。よって、例えば、上記照度センサを備えたモバイル機器を使用者が手に持った状態において、上記モバイル機器が傾く等により、上記照度センサの第1の受光部1への入射光と第2の受光部2への入射光とが或る範囲を超えて不均衡になった場合に、出力データ記憶回路7から出力する照度を表す信号としての第1,第2のデジタル信号ADC1,ADC2が変動しないようにして、安定した照度の検出結果を出力できる。
As described above, in the present embodiment, as an example, when the deviation of the second digital signal ADC2 from the first digital signal ADC1 exceeds 10% of the digital signal ADC1, it is stored in the output
尚、上述では、一例として、第1のデジタル信号ADC1に対する第2のデジタル信号ADC2の比(ADC2/ADC1)が1.0±0.1の範囲内であるか否かを、判定基準としたが、上記比(ADC2/ADC1)の判定基準とする数値範囲は1.0±0.1の範囲に限定されないことは勿論で、1.0±0.2や1.0±0.05としてもよく、上記数値範囲を1.0±β(βは例えば0〜0.5のうちの所望値)として所望の数値範囲を設定可能である。 In the above description, as an example, whether or not the ratio of the second digital signal ADC2 to the first digital signal ADC1 (ADC2 / ADC1) is within the range of 1.0 ± 0.1 is used as a criterion. However, the numerical range used as a criterion for determining the ratio (ADC2 / ADC1) is not limited to the range of 1.0 ± 0.1, of course, as 1.0 ± 0.2 or 1.0 ± 0.05. Alternatively, it is possible to set a desired numerical value range by setting the numerical value range to 1.0 ± β (β is a desired value of 0 to 0.5, for example).
また、上記第1の受光部1の分光感度特性と上記第2の受光部2の分光感度特性とは、同等としてもよいが、上記第1の受光部1の分光感度特性と上記第2の受光部2の分光感度特性とは、異なっていてもよい。例えば、次に、図3A,図3Bを参照して説明するように、第1の受光部1を可視光から赤外光まで幅広い分光感度特性を有するものとし、第2の受光部2を主に赤外光に感度を有するものとしてもよい。
In addition, the spectral sensitivity characteristic of the first
図3Aは、可視光から赤外光まで幅広い分光感度特性を有する第1の受光部1の構造の具体的一例を模式的に示している。この第1の受光部1は、一般的なP型の半導体基板31上に形成されている。このP型の半導体基板(Psub)31には、N型ウェル(Nwell)32が形成され、このN型ウェル32の中にP型拡散層(Pdif)33が形成されている。上記P型半導体基板31と、N型ウェル32との接合領域において、深い接合のフォトダイオードPDirが形成されている。また、N型ウェル32とP型拡散層33との接合領域において、浅い接合のフォトダイオードPDvisが形成されている。図3Aに示すように、フォトダイオードPDirのアノードとフォトダイオードPDvisのアノードは、グランド(GND)に接続されている。また、フォトダイオードPDirのカソードがフォトダイオードPDvisのカソードに接続されている。
FIG. 3A schematically shows a specific example of the structure of the first
これにより、フォトダイオードPDirのカソードとフォトダイオードPDvisのカソードとの接続点35では、フォトダイオードPDirでの受光電流IirとフォトダイオードPDvisでの受光電流Ivisとを加え合わせた電流Iall(=Iir+Ivis)が流れる。よって、この第1の受光部1では、接合の深さが異なる2つのフォトダイオードPDvis,PDirの各受光電流Iir,Ivisが合算されて出力される。
Thereby, at the
また、図3Bは、赤外光に主に感度を有する第2の受光部2の構造の具体的一例を模式的に示している。この第2の受光部2は、図3Bに示すように、フォトダイオードPDvisのアノードをフォトダイオードPDirのカソードに接続した点だけが、図3Aに示す第1の受光部1と異なる。このように、フォトダイオードPDvisのアノードとカソードとを短絡することにより、第2の受光部2からは、フォトダイオードPDirでの受光電流Iirのみが出力される。
FIG. 3B schematically shows a specific example of the structure of the second
図3A,図3Bに示した具体的一例としての第1,第2の受光部1,2において、P型半導体基板31の上方からのみ光が入射するものとすると、一般的に、接合が浅い部分に形成されるフォトダイオードPDvisの分光感度特性は、接合が深い部分に形成されるフォトダイオードPDirの分光感度特性とは異なる。
In the first and second
図4は、横軸を入射光の波長(nm)とし、縦軸を規格化された感度とした分光感度特性図である。図4では、上記接合が浅い部分に形成されたフォトダイオードPDvisの分光感度特性K1を実線で示す。また、上記接合が深い部分に形成されたフォトダイオードPDirの分光感度特性K2を点線で示している。また、破線で示す分光感度特性K3は、上記フォトダイオードPDvisの分光感度特性K1と上記フォトダイオードPDirの分光感度特性K2とを加算した分光感度特性である。 FIG. 4 is a spectral sensitivity characteristic diagram in which the horizontal axis represents the wavelength (nm) of incident light, and the vertical axis represents normalized sensitivity. In FIG. 4, the spectral sensitivity characteristic K1 of the photodiode PDvis in which the junction is formed in a shallow portion is indicated by a solid line. Further, the spectral sensitivity characteristic K2 of the photodiode PDir formed at the deep junction is indicated by a dotted line. A spectral sensitivity characteristic K3 indicated by a broken line is a spectral sensitivity characteristic obtained by adding the spectral sensitivity characteristic K1 of the photodiode PDvis and the spectral sensitivity characteristic K2 of the photodiode PDir.
上記浅い接合のフォトダイオードPDvisは、分光感度特性K1で示すように、可視光領域をピークに赤外領域まで感度を持つ。一方、深い接合のフォトダイオードPDirは、分光感度特性K2で示すように、赤外光領域にピーク感度を持つ。 As shown by the spectral sensitivity characteristic K1, the shallow junction photodiode PDvis has sensitivity from the visible light region to the infrared region. On the other hand, the photodiode PDir having a deep junction has a peak sensitivity in the infrared region as indicated by the spectral sensitivity characteristic K2.
したがって、接合の深さが異なる2つのフォトダイオードPDvis,PDirの各受光電流Iir,Ivisが合算されて出力される第1の受光部1(図3A)の出力電流Iallと、フォトダイオードPDirでの受光電流Iirのみが出力される第2の受光部2(図3B)の出力電流Iirとは明らかに異なっている。 Accordingly, the light receiving currents Iir and Ivis of two photodiodes PDvis and PDir having different junction depths are summed and output, and the output current Iall of the first light receiving unit 1 (FIG. 3A) and the photodiode PDir This is clearly different from the output current Iir of the second light receiving unit 2 (FIG. 3B) from which only the received light current Iir is output.
例えば、蛍光灯や白色LEDのような照明には、ほとんど赤外光が含まれていないので、可視光から赤外光に感度を持つ第1の受光部1の第1の受光信号としての出力信号Iallに比べて、赤外光に主に感度を持つ第2の受光部2の第2の受光信号としての出力信号Iirは小さくなる。一方で、太陽光や白熱灯など赤外成分が強い光源になると、蛍光灯や白色LEDが光源である場合に比べて、第2の受光部2の出力信号Iirは大きくなる。
For example, since illumination such as a fluorescent lamp or white LED hardly includes infrared light, the output as the first light receiving signal of the first
ここで、第2の受光部2からの出力信号Iirを第1の受光部1からの出力信号Iallで割り算して導かれる比Ratioを次式(1)で定義する。
Ratio=Iir/Iall … (1)
上式(1)で定義した比Ratioは、光源のスペクトルによって変化する。つまり、光源が蛍光灯や白色LED等であれば、比Ratioが低くなり、光源が太陽光や白熱灯等であれば、比Ratioが高くなる。
Here, a ratio Ratio derived by dividing the output signal Iir from the second
Ratio = Iir / Iall (1)
The ratio Ratio defined by the above equation (1) varies depending on the spectrum of the light source. That is, if the light source is a fluorescent lamp, a white LED, or the like, the ratio Ratio is low, and if the light source is sunlight, an incandescent lamp, or the like, the ratio Ratio is high.
図5は、横軸に光源の種類をとり、縦軸に上式(1)で定義される比Ratioをとって、シミュレーションした結果を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing a simulation result with the horizontal axis representing the type of light source and the vertical axis representing the ratio Ratio defined by the above equation (1).
図5の横軸に示される光源F2,F6,F7,F8,F10,F11,F12は、それぞれ、CIE(国際照明委員会)に規定されるスペクトルを用いた蛍光灯を表している。また、横軸のD65は、CIEに規定される標準の光を表し、D55はCIEに規定される補助標準の光を表している。このD65,D55は、日中の太陽光スペクトルを表している。また、横軸の白熱灯は、CIEに規定されるA光源のスペクトルとした。また、横軸のWhiteLEDは、一般的な昼白色相当(WhiteLED)のスペクトルとし、横軸のWarmWhiteLEDは、電球色相当(WarmWhiteLED)のスペクトルとした。 The light sources F2, F6, F7, F8, F10, F11, and F12 shown on the horizontal axis in FIG. 5 each represent a fluorescent lamp using a spectrum defined by the CIE (International Commission on Illumination). Further, D65 on the horizontal axis represents standard light defined by the CIE, and D55 represents auxiliary standard light defined by the CIE. These D65 and D55 represent the daylight sunlight spectrum. The incandescent lamp on the horizontal axis is the spectrum of the A light source defined by the CIE. The white LED on the horizontal axis is a spectrum corresponding to a general daylight white color (WhiteLED), and the WarmWhite LED on the horizontal axis is a spectrum corresponding to a light bulb color (WarmWiteLED).
図5を参照すれば分かるように、蛍光灯や白色LEDでは、比Ratio(=Iir/Iall)が0.29〜0.4程度であり、日中の太陽光を代表するスペクトルD65、D55では、上記比Ratioが、0.5〜0.55となる。また、白熱灯(A光源)では、上記比Ratioは、0.75程度になることが分かる。すなわち、上式(1)で規定される比Ratioの値によって、第1,第2の受光部1,2への入射光の光源の種別を物理的に判別可能であることが分かる。
As can be seen from FIG. 5, in the fluorescent lamp and the white LED, the ratio Ratio (= Iir / Iall) is about 0.29 to 0.4, and in the spectra D65 and D55 representing daylight in the daytime, The ratio Ratio is 0.5 to 0.55. Further, it can be seen that in the incandescent lamp (A light source), the ratio Ratio is about 0.75. That is, it can be seen that the type of the light source of the incident light to the first and second
したがって、上記信号処理回路6に、上記第1の受光部1からのデジタル信号ADC1と上記第2の受光部2からのデジタル信号ADC2とに基づいて、上記比Ratio(=Iir/Iall)を算出する機能を組み込んで、算出した比Ratioを上記出力データ記憶回路7に転送させることで、測定している周囲光の光源の種別を判別可能になる。
Therefore, the ratio (= Iir / Iall) is calculated by the
ここで、第1の受光部1への入射光と第2の受光部2への入射光との均衡が崩れた場合、上記比Ratioにも変化が生じる。例えば、前回の照度測定時の比Ratioに対して、今回の照度測定時の比Ratioが大きく変化した場合は、周囲の光源の種別が変化した場合や、第1の受光部1に入力する光量と第2の受光部2に入力する光量と比が変化した場合に対応している。
Here, when the balance between the light incident on the first
上記照度センサの周囲の光源の種別が変化する場合としては、例えば、使用者が上記照度センサが組み込まれた携帯機器を持って、建物の内または外に移動する場合が挙げられる。上記照度センサの上記出力データ記憶回路7の出力を更新する時間間隔は、そのような環境の変化(光源種別の変化)に対して十分早ければ良い。したがって、上記出力を更新する時間間隔は、一例として上述した100m秒の時間間隔に限らないのは勿論で、100m秒よりも長い時間間隔であってもよい。
Examples of the case where the type of light source around the illuminance sensor changes include a case where a user moves in or out of a building with a portable device incorporating the illuminance sensor. The time interval for updating the output of the output
例えば、信号処理回路6は、上記比Ratioを或る時間間隔(例えば100m秒)で算出し、上記算出した比Ratioが3回続けて上記予め定められた範囲(例えば、0.9〜1.1の範囲)内で安定した時に初めて上記出力データ記憶回路7に記憶させるデータ(比Ratioやデジタル信号ADC1,ADC2)を出力して上記出力データ記憶回路7の記憶データを更新するデータ更新調整機能を備えることが好ましい。これにより、この照度センサの出力データ記憶回路7が出力する出力信号が頻繁に変化しない様にして、この照度センサの出力信号に基づく制御量(バックライトの明るさ等)が頻繁に変化することを回避できる。
For example, the
尚、上記データ更新調整機能は、上記信号処理回路6に、上記比Ratioを記録する記録回路、上記比Ratioの算出回数をカウントするカウンタなどを追加することで容易に実現できる。 The data update adjustment function can be easily realized by adding to the signal processing circuit 6 a recording circuit for recording the ratio Ratio, a counter for counting the number of calculation of the ratio Ratio, and the like.
上述のデータ更新調整機能によれば、周囲の光源の種別が変化した後、上記比Ratioが例えば300m秒間安定してから、照度センサの出力データを更新する。この照度センサは、例えば、表示装置に組み込まれ、光源に対する上記表示装置の方向が安定している場合は、例えば300m秒毎に出力データ(比Ratioやデジタル信号ADC1,ADC2)を更新する。そして、点光源に対して上記表示装置が傾いて、上記比Ratioが上記予め定められた範囲(例えば、0.9〜1.1の範囲)外になると上記照度センサは出力データを更新しない。上記データ更新調整機能を備えた照度センサによれば、予め定められた時間間隔(例えば100m秒)毎に算出した比Ratioが3回続けて上記予め定められた範囲内で安定するまで出力データを更新しない。したがって、上記照度センサによれば、測定した照度を表す信号を安定して出力することができる。 According to the above-described data update adjustment function, after the ratio of the surrounding light sources is changed, the output data of the illuminance sensor is updated after the ratio Ratio is stabilized for, for example, 300 msec. The illuminance sensor is incorporated in a display device, for example, and updates output data (ratio Ratio and digital signals ADC1 and ADC2) every 300 milliseconds, for example, when the direction of the display device relative to the light source is stable. When the display device is tilted with respect to the point light source and the ratio Ratio falls outside the predetermined range (for example, a range of 0.9 to 1.1), the illuminance sensor does not update the output data. According to the illuminance sensor having the data update adjustment function, the output data is output until the ratio Ratio calculated every predetermined time interval (for example, 100 milliseconds) is stabilized within the predetermined range three times in succession. Do not update. Therefore, according to the illuminance sensor, a signal representing the measured illuminance can be stably output.
なお、上記予め定められた範囲とは、上記比Ratioが、0.9〜1.1の範囲としてもよく、0.8〜1.2の範囲としてもよく、0.95〜1.05の範囲としてもよい。また、上記比Ratioが、1.0±β(βは例えば0〜0.5のうちの所望値)としてもよい。また、予め定められた時間間隔毎に算出した比Ratioが2回続けて上記予め定められた範囲内で安定したときに出力データを更新してもよく、予め定められた時間間隔毎に算出した比Ratioが4回続けて上記予め定められた範囲内で安定したときに出力データを更新してもよい。また、予め定められた時間間隔毎に算出した比Ratioが4回以上の所望の回数続けて上記予め定められた範囲内で安定したときに出力データを更新してもよい。 The predetermined range may be a ratio of 0.9 to 1.1, 0.8 to 1.2, or 0.95 to 1.05. It is good also as a range. Further, the ratio Ratio may be 1.0 ± β (β is a desired value of 0 to 0.5, for example). In addition, the output data may be updated when the ratio Ratio calculated every predetermined time interval is stabilized within the predetermined range twice in succession, and is calculated every predetermined time interval. The output data may be updated when the ratio Ratio is continuously maintained four times in the predetermined range. Further, the output data may be updated when the ratio Ratio calculated for each predetermined time interval is stabilized within the predetermined range for four or more desired times.
また、図3A,図3Bに示した具体的一例では、第1の受光部1が図4の分光感度特性K3を有し、第2の受光部2が図4の分光感度特性K2を有したが、これは、あくまで一例である。例えば、第1の受光部1をフィルタを用いて視感度特性に近いか略一致する分光感度特性を有するものとし、第2の受光部2を上記フィルタを有さず図4の分光感度特性K3のように可視光から赤外光までの幅広い感度を有するフォトダイオードで構成してもよい。
Further, in the specific example shown in FIGS. 3A and 3B, the first
また、図6の平面図に示すように、上記第1の受光部1の受光面1Aを円形状とし、上記第2の受光部2の受光面2Aを上記第1の受光部1の円形状の受光面1Aを円周状に囲む環状としてもよい。この場合、受光面1A,2Aへの入射光が受光面1A,2Aの法線に対して傾斜している方向が、上記法線周りのどの方向であっても、傾斜方向に依存することなく、上記第1の受光部1からのデジタル信号ADC1と上記第2の受光部2からのデジタル信号ADC2とに基づいて、受光面1A,2Aに対する光源の傾きを検出可能になる。
Further, as shown in the plan view of FIG. 6, the
次に、図7および図8を参照して、上記実施形態が備えるAD変換回路ADC1,ADC2の具体的一例を説明する。この実施形態において、第1のAD変換回路ADC1と第2のAD変換回路ADC2とは、同じ構成を有するので、この具体的一例の説明では、AD変換回路ADCと総称して説明する。また、第1,第2のAD変換回路ADC1,ADC2にそれぞれ入力される第1,第2の受光電流Iin1,Iin2を入力電流Iinと総称する。 Next, a specific example of the AD conversion circuits ADC1 and ADC2 included in the above embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the first AD converter circuit ADC1 and the second AD converter circuit ADC2 have the same configuration, and therefore, in the description of this specific example, the AD converter circuit ADC will be collectively referred to. The first and second light receiving currents Iin1 and Iin2 input to the first and second AD conversion circuits ADC1 and ADC2, respectively, are collectively referred to as an input current Iin.
図7は、上記AD変換回路ADCの構成を示す回路図であり、図8は、上記AD変換回路ADCの動作を示す波形図である。 FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the AD converter circuit ADC, and FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation of the AD converter circuit ADC.
図7に示すように、AD変換回路ADCは、電荷を蓄える充電回路(積分回路)71と、電荷を放電する放電回路72と、上記充電回路71の出力電圧Vsigと基準電圧Vrefとの互いの高低を比較する比較回路73と、この比較回路73による比較結果である出力信号Compに基づいてデジタル値ADCoutを出力する制御回路(出力回路)74とを含んで構成されている。 As shown in FIG. 7, the AD converter circuit ADC includes a charging circuit (integrating circuit) 71 that stores charges, a discharging circuit 72 that discharges charges, and an output voltage Vsig and a reference voltage Vref of the charging circuit 71. A comparison circuit 73 that compares the levels is included, and a control circuit (output circuit) 74 that outputs a digital value ADCout based on an output signal Comp that is a comparison result by the comparison circuit 73.
上記充電回路71には、積分器を構成するアンプAMP1とコンデンサ(積分コンデンサ)C1とが設けられており、上記コンデンサC1に入力電流Iinに応じた電荷が蓄えられる。また、上記放電回路72には、コンデンサC1に蓄えられた電荷を放電するための基準電流Irefを発生する基準電流源I1と、放電のオン・オフを切り替えるためのスイッチSW2とが設けられている。 The charging circuit 71 is provided with an amplifier AMP1 and a capacitor (integrating capacitor) C1 that constitute an integrator, and charges corresponding to the input current Iin are stored in the capacitor C1. The discharge circuit 72 is provided with a reference current source I1 for generating a reference current Iref for discharging the charge stored in the capacitor C1, and a switch SW2 for switching on / off of the discharge. .
上記比較回路73には、比較器CMP1と、スイッチSW1とが設けられている。上記比較器CMP1は、充電回路71の出力電圧Vsigと基準電圧源V1が発生する基準電圧Vrefとを比較して信号Compを出力する。スイッチSW1のオン・オフにより、入力電流Iinがデジタル値ADCoutに変換されるデータ変換期間が決定される。スイッチSW1がオンされると、基準電圧源V1が発生する基準電圧Vrefは充電回路71に印加され、コンデンサC1が充電される。また、上記スイッチSW1がオフされると、充電回路71の出力電圧Vsigと基準電圧Vrefとが比較器CMP1により比較され、その比較結果としての出力信号Compは、H(high)レベルとL(low)レベルの2値のパルス信号として制御回路74に入力される。上記スイッチSW1がオフされている期間に、入力電流Iinがデジタル値ADCoutに変換される。 The comparison circuit 73 is provided with a comparator CMP1 and a switch SW1. The comparator CMP1 compares the output voltage Vsig of the charging circuit 71 with the reference voltage Vref generated by the reference voltage source V1, and outputs a signal Comp. The data conversion period in which the input current Iin is converted to the digital value ADCout is determined by turning on / off the switch SW1. When the switch SW1 is turned on, the reference voltage Vref generated by the reference voltage source V1 is applied to the charging circuit 71, and the capacitor C1 is charged. When the switch SW1 is turned off, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 and the reference voltage Vref are compared with each other by the comparator CMP1, and the output signal Comp as the comparison result is H (high) level and L (low). ) Is input to the control circuit 74 as a binary level pulse signal. The input current Iin is converted into a digital value ADCout while the switch SW1 is off.
上記制御回路74には、フリップフロップFFとカウンタCOUNTとが設けられている。上記フリップフロップFFにより、上記比較回路73の出力信号Compがラッチされ、その結果としてのビットストリーム信号Chargeは、上記放電回路72とカウンタCOUNTとにそれぞれ入力される。ここで、カウンタCOUNTは、ビットストリーム信号ChargeのL(Low)レベル回数(放電回数)を計数する。すなわち、カウンタCOUNTは、アクティブパルスを計数することで、その計数結果を、入力電流Iinに応じたアナログ‐デジタル変換値であるデジタル値ADCoutとして出力する。 The control circuit 74 is provided with a flip-flop FF and a counter COUNT. The output signal Comp of the comparison circuit 73 is latched by the flip-flop FF, and the resulting bit stream signal Charge is input to the discharge circuit 72 and the counter COUNT, respectively. Here, the counter COUNT counts the number of L (Low) levels (the number of discharges) of the bit stream signal Charge. That is, the counter COUNT counts active pulses, and outputs the count result as a digital value ADCout which is an analog-digital conversion value corresponding to the input current Iin.
上記放電回路72のスイッチSW2は、ビットストリーム信号Chargeに基づいてオン・オフされる。上記放電回路72のスイッチSW2がオンされると、放電回路72により、充電回路71のコンデンサC1に電荷が蓄えられる。スイッチSW2がオフされると、入力電流Iinに応じて充電回路71のコンデンサC1の電荷が放電される。 The switch SW2 of the discharge circuit 72 is turned on / off based on the bit stream signal Charge. When the switch SW2 of the discharge circuit 72 is turned on, electric charge is stored in the capacitor C1 of the charge circuit 71 by the discharge circuit 72. When the switch SW2 is turned off, the charge of the capacitor C1 of the charging circuit 71 is discharged according to the input current Iin.
次に、図8の波形図に基づいて、上記AD変換回路ADCの動作について具体的に説明する。図8において、clkはクロック信号の波形を示し、SW1はスイッチSW1に入力される信号レベルを示し、SW2はスイッチSW2に入力される信号レベルを示す。 Next, the operation of the AD converter circuit ADC will be specifically described based on the waveform diagram of FIG. In FIG. 8, clk indicates the waveform of the clock signal, SW1 indicates the signal level input to the switch SW1, and SW2 indicates the signal level input to the switch SW2.
スイッチSW1にH(high)レベルの信号が入力されると、このスイッチSW1はオフされ、入力される電流Iinのデジタル値ADCoutへの変換が開始される。また、スイッチSW2にH(high)レベルの信号が入力されると、このスイッチSW2はオフされ、入力電流Iinに応じて充電回路71のコンデンサC1に蓄えられた電荷が放電される(プリチャージ動作)。これにより、充電回路71の出力電圧Vsigは低下していく。最初に充電回路71の出力電圧Vsigと基準電圧Vrefとが同じである様に設定されているので、上記放電の期間において、充電回路71の出力電圧Vsigは基準電圧Vrefを下回る。 When an H (high) level signal is input to the switch SW1, the switch SW1 is turned off, and conversion of the input current Iin to the digital value ADCout is started. When an H (high) level signal is input to the switch SW2, the switch SW2 is turned off, and the charge stored in the capacitor C1 of the charging circuit 71 is discharged according to the input current Iin (precharge operation). ). As a result, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 decreases. First, since the output voltage Vsig of the charging circuit 71 and the reference voltage Vref are set to be the same, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 is lower than the reference voltage Vref during the discharging period.
その後、スイッチSW2にL(low)レベルの信号が入力されると、このスイッチSW2はオンされ、放電回路72により充電回路71のコンデンサC1に電荷が充電される。これにより、充電回路71の出力電圧Vsigは増加していく。ある時点で、充電回路71の出力電圧Vsigは基準電圧Vrefを上回る。上記充電回路71の出力電圧Vsigと基準電圧Vrefとは、比較器CMP1によって比較され、充電回路71の出力電圧Vsigが基準電圧Vrefを上回ると、H(high)レベルの出力信号Compが比較器CMP1から出力される。 Thereafter, when an L (low) level signal is input to the switch SW2, the switch SW2 is turned on, and the capacitor C1 of the charging circuit 71 is charged by the discharging circuit 72. As a result, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 increases. At some point, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 exceeds the reference voltage Vref. The output voltage Vsig of the charging circuit 71 and the reference voltage Vref are compared by the comparator CMP1, and when the output voltage Vsig of the charging circuit 71 exceeds the reference voltage Vref, the H (high) level output signal Comp is compared with the comparator CMP1. Is output from.
上記制御回路74のフリップフロップFFにH(high)レベルの出力信号Compが入力されると、このフリップフロップFFは出力信号Compをラッチし、次のクロック信号clkの立ち上がりで、H(high)レベルのビットストリーム信号Chargeを出力する。 When the H (high) level output signal Comp is input to the flip-flop FF of the control circuit 74, the flip-flop FF latches the output signal Comp, and at the rise of the next clock signal clk, the H (high) level. The bit stream signal Charge is output.
上記スイッチSW2に、Hレベルのビットストリーム信号Chargeが入力されると、このスイッチSW2はオフされ、上記充電回路71のコンデンサC1に蓄えられた電荷が放電される。これにより、充電回路71の出力電圧Vsigは低下していく。或る時点で、充電回路71の出力電圧Vsigは基準電圧Vrefを下回る。充電回路71の出力電圧Vsigが基準電圧Vrefを下回ると、比較器CMP1の出力がアクティブレベルにあることを示すアクティブパルスとしてのLレベルの出力信号Compが出力される。なお、この出力信号CompのアクティブパルスをLレベルとHレベルのいずれに設定してもよく、回路の動作論理によって適宜選択可能である。 When the H-level bit stream signal Charge is input to the switch SW2, the switch SW2 is turned off and the charge stored in the capacitor C1 of the charging circuit 71 is discharged. As a result, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 decreases. At some point, the output voltage Vsig of the charging circuit 71 falls below the reference voltage Vref. When the output voltage Vsig of the charging circuit 71 is lower than the reference voltage Vref, an L-level output signal Comp is output as an active pulse indicating that the output of the comparator CMP1 is at the active level. Note that the active pulse of the output signal Comp may be set to either L level or H level, and can be selected as appropriate according to the operation logic of the circuit.
上記制御回路74のフリップフロップFFにLレベルの出力信号Compが入力されると、このフリップフロップFFが出力信号Compをラッチすることで制御回路74は出力信号Compを取り込み、フリップフロップFFは次のクロック信号clkの立ち上がりで、Lレベルのビットストリーム信号Chargeを出力する。 When the L-level output signal Comp is input to the flip-flop FF of the control circuit 74, the flip-flop FF latches the output signal Comp so that the control circuit 74 takes in the output signal Comp, and the flip-flop FF The L level bit stream signal Charge is output at the rising edge of the clock signal clk.
スイッチSW2にLレベルのビットストリーム信号Chargeが入力されると、このスイッチSW2はオンされる。ここで、ビットストリーム信号Chargeは、Lレベル信号(アクティブパルス)の時系列的並びであり、Lレベル期間(アクティブパルス期間)にスイッチSW2がオンされる。 When the L-level bit stream signal Charge is input to the switch SW2, the switch SW2 is turned on. Here, the bit stream signal Charge is a time-series arrangement of L level signals (active pulses), and the switch SW2 is turned on during the L level period (active pulse period).
図7に示すAD変換回路ADCは、上述のような動作を繰り返し、スイッチSW1がオフされている期間、すなわちデータ変換期間Tconvに、カウンタCOUNTが、放電回路72の放電回数Countをカウントすることで、入力された電流Iinに応じたデジタル値ADCoutを出力することが可能になる。 The AD conversion circuit ADC shown in FIG. 7 repeats the above-described operation, and the counter COUNT counts the number of discharges Count of the discharge circuit 72 during the period in which the switch SW1 is turned off, that is, the data conversion period Tconv. The digital value ADCout corresponding to the input current Iin can be output.
ここで、データ変換期間Tconvに入力電流Iinにより充電される電荷量Qconvは、次式(2)で算出される。
Qconv=Iin×Tconv … (2)
Here, the charge amount Qconv charged by the input current Iin in the data conversion period Tconv is calculated by the following equation (2).
Qconv = Iin × Tconv (2)
また、クロック信号clkの周期をTclkとすると、放電回路72に流れる基準電流Irefにより一度に放電される電荷量Qclkは、次式(3)で算出される。
Qclk=Iref×Tclk … (3)
Further, assuming that the period of the clock signal clk is Tclk, the amount of charge Qclk discharged at a time by the reference current Iref flowing through the discharge circuit 72 is calculated by the following equation (3).
Qclk = Iref × Tclk (3)
上記データ変換期間Tconvに充電される電荷量Qconvと、上記データ変換期間Tconvに放電される電荷量Qclkの合計とが等しくなるので、上式(2),(3)から次式(4)が成り立つ。
Iin×Tconv=Iref×Tclk×Count … (4)
Since the charge amount Qconv charged in the data conversion period Tconv and the sum of the charge amount Qclk discharged in the data conversion period Tconv are equal, the following equation (4) is obtained from the above equations (2) and (3). It holds.
Iin x Tconv = Iref x Tclk x Count (4)
上式(4)から、次式(5)が導かれる。
Count=(Iin×Tconv)/(Iref×Tclk) … (5)
From the above equation (4), the following equation (5) is derived.
Count = (Iin × Tconv) / (Iref × Tclk) (5)
AD変換回路ADCの最小分解能は、(Iref×Tclk)=Qclkで決定されることになる。ここで、最小分解能をnとすると、充電期間Tconvは、次式(6)で設定される。
Tconv=Tclk×2n … (6)
The minimum resolution of the AD conversion circuit ADC is determined by (Iref × Tclk) = Qclk. Here, assuming that the minimum resolution is n, the charging period Tconv is set by the following equation (6).
Tconv = Tclk × 2 n (6)
この式(6)を上式(5)に代入すると、次式(7)が導かれる。
Count=(Iin/Iref)×2n … (7)
Substituting this equation (6) into the above equation (5) leads to the following equation (7).
Count = (Iin / Iref) × 2 n (7)
例えば、分解能n=16ビットの場合、カウンタCOUNTは、入力電流Iinに応じた値を、0〜65535の範囲で出力することになる。これにより、積分型アナログ‐デジタル変換回路ADCは、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ‐デジタル変換が可能である。 For example, when the resolution n = 16 bits, the counter COUNT outputs a value corresponding to the input current Iin in the range of 0 to 65535. Thereby, the integration type analog-digital conversion circuit ADC can perform analog-digital conversion with a wide dynamic range and high resolution.
次に、上述のような構成を有するAD変換回路ADCを第1のAD変換回路ADC1に適用した場合を説明する。第1のAD変換回路ADC1において、第1の受光部1に流れる第1の受光電流Iin1を放電回路72の基準電流Irefでアナログ‐デジタル変換すると、放電回路72の放電回数Count1は、次式(8)で示される。次式(8)において、nは最小分解能である。
Count1=(Iin1/Iref)×2n … (8)
Next, a case where the AD conversion circuit ADC having the above-described configuration is applied to the first AD conversion circuit ADC1 will be described. In the first AD converter circuit ADC1, when the first received light current Iin1 flowing through the first
Count1 = (Iin1 / Iref) × 2 n (8)
このとき、アナログ‐デジタル変換回路ADC1における制御回路74のフリップフロップFFは、上記放電回数Count1の回数分だけ正確にH(high)レベルとなるビットストリーム信号Chargelを出力する。 At this time, the flip-flop FF of the control circuit 74 in the analog-digital conversion circuit ADC1 outputs the bit stream signal Chargel that is accurately at the H (high) level by the number of discharges Count1.
次に、図9のブロック図に、上記実施形態の照度センサを備えた表示装置81の概略構成を示す。この表示装置81は、上記照度センサ82、バックライト制御部83、バックライト84および表示パネル85を備える。
Next, the schematic configuration of the
上記バックライト84は、画面を表示する表示パネル85を背面から照射するための光源であり、例えば、赤色LED、緑色LEDおよび青色LEDを有している。上記照度センサ82は、この表示装置81の周囲光を受光して明るさを測定し、測定結果としてデジタル信号Doutをバックライト制御部83に出力する。バックライト制御部83は、上記デジタル信号Doutに基づいて、バックライト84の赤色LED、緑色LEDおよび青色LEDの各輝度を制御する。これにより、上記周囲光の色成分に応じてバックライト84の発光量を制御する。上記表示装置81によれば、上記実施形態の照度センサ82を搭載することで、バックライト84の発光量を安定して制御でき、バックライト84の発光量の制御を必要以上に繰り返さずに済むので、消費電力の削減にもつながる。
The said
尚、上記実施形態では、上記第1の受光信号と第2の受光信号との相異を上記第1の受光信号と第2の受光信号との比から求めたが、上記第1の受光信号と第2の受光信号との相異を代表する値であればよく、両者の差や標準偏差を用いてもよい。また、上記実施形態では、上記第1,第2の2つの受光部1,2を備えたが、第1,第2,第3の3つの受光部を備え、上記信号処理回路6を上記第1の受光部の第1の受光信号に対する上記第2,第3の受光部の第2,第3の受光信号の相異が予め定められた範囲を超えているか否かを判断するものとしてもよい。この場合、上記信号処理回路6は、上記相異が予め定められた範囲を超えていると判断した場合に、上記第1〜第3の受光信号を出力しない一方、上記相異が予め定められた範囲を超えていないと判断した場合に、上記第1〜第3の受光信号を出力する。また、第1から第nのn個(nは4以上の自然数)の受光部を備え、上記第1の受光部の第1の受光信号に対する第2〜第nの受光部の第2〜第nの受光信号の相異が予め定められた範囲を超えているか否かを判断する信号処理回路を備えてもよい。この信号処理回路は、上記相異が予め定められた範囲を超えていると判断した場合に、上記第1〜第nの受光信号を出力しない一方、上記相異が予め定められた範囲を超えていないと判断した場合に、上記第1〜第nの受光信号を出力する。
In the above embodiment, the difference between the first received light signal and the second received light signal is obtained from the ratio between the first received light signal and the second received light signal. Any value may be used as long as it is a value representative of the difference between the second received light signal and the second received light signal. In the above embodiment, the first and second
また、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更が可能であり、上記実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についてもこの発明の技術的範囲に含まれる。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in the above-described embodiment. Embodiments to be made are also included in the technical scope of the present invention.
この発明の照度センサは、検出した照度を表す信号を安定して出力できるので、表示装置、特に携帯機器に好適に利用することができる。 Since the illuminance sensor of the present invention can stably output a signal representing the detected illuminance, it can be suitably used for a display device, particularly a portable device.
1 第1の受光部
2 第2の受光部
3 第1のAD変換回路
5 第2のAD変換回路
6 信号処理回路
7 出力データ記憶回路
31 P型の半導体基板
32 N型ウェル
33 P型拡散層
35 接続点
PDvis 浅い接合のフォトダイオード
PDir 深い接合のフォトダイオード
ADC AD変換回路
71 充電回路
72 放電回路
73 比較回路
74 制御回路
81 表示装置
82 照度センサ
83 バックライト制御部
84 バックライト
85 表示パネル
AMP1 アンプ
C1 コンデンサ
CMP1 比較器
SW1,SW2 スイッチ
FF フリップフロップ
COUNT カウンタ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
受光した光に応じた第2の受光信号を出力する第2の受光部と、
上記第1の受光信号と上記第2の受光信号が入力され、上記第1の受光信号と上記第2の受光信号を信号処理して上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が予め定められた範囲を超えているか否かを判断し、上記相異が予め定められた範囲を超えていると判断した場合に、上記第1,第2の受光信号を出力しない一方、上記相異が予め定められた範囲を超えていないと判断した場合に、上記第1,第2の受光信号を出力する信号処理部と、
上記信号処理部が出力した上記第1,第2の受光信号を記憶すると共に上記第1,第2の受光信号を出力する出力記憶部と
を備えることを特徴する照度センサ。 A first light receiving unit that outputs a first light receiving signal corresponding to the received light;
A second light receiving unit that outputs a second light reception signal corresponding to the received light;
The first light receiving signal and the second light receiving signal are input, the first light receiving signal and the second light receiving signal are processed, and the phase of the second light receiving signal with respect to the first light receiving signal is processed. It is determined whether or not the difference exceeds a predetermined range, and when it is determined that the difference exceeds a predetermined range, the first and second received light signals are not output, A signal processing unit that outputs the first and second received light signals when it is determined that the difference does not exceed a predetermined range;
An illuminance sensor comprising: an output storage unit that stores the first and second light reception signals output from the signal processing unit and outputs the first and second light reception signals.
上記第1の受光部の分光感度特性と上記第2の受光部の分光感度特性とが互いに異なっていることを特徴する照度センサ。 The illuminance sensor according to claim 1,
An illuminance sensor, wherein the spectral sensitivity characteristic of the first light receiving unit and the spectral sensitivity characteristic of the second light receiving unit are different from each other.
上記第1の受光部は、可視光から赤外光までの波長領域に感度を有し、
上記第2の受光部は、赤外光の波長領域に感度ピークを有することを特徴とする照度センサ。 The illuminance sensor according to claim 2,
The first light receiving unit has sensitivity in a wavelength region from visible light to infrared light,
The illuminance sensor, wherein the second light receiving unit has a sensitivity peak in a wavelength region of infrared light.
上記第1,第2の受光信号は電流信号であり、
上記信号処理部は、
上記第1の受光信号と上記第2の受光信号との比を算出し、この比が予め設定された数値範囲内であるときに上記第1,第2の受光信号を出力する一方、上記比が上記数値範囲外であるときに上記第1,第2の受光信号を出力しないことを特徴とする照度センサ。 In the illuminance sensor according to any one of claims 1 to 3,
The first and second light receiving signals are current signals,
The signal processor is
The ratio between the first received light signal and the second received light signal is calculated, and when the ratio is within a preset numerical range, the first and second received light signals are output, while the ratio The illuminance sensor, wherein the first and second light receiving signals are not output when is outside the numerical range.
上記第1の受光部と上記第2の受光部のうちの一方の受光部は、円形状の受光面を有し、
上記第1の受光部と上記第2の受光部のうちの他方の受光部は、上記円形状の受光面を囲む環状の受光面を有することを特徴とする照度センサ。 The illuminance sensor according to any one of claims 1 to 4,
One of the first light receiving unit and the second light receiving unit has a circular light receiving surface,
The illuminance sensor, wherein the other light receiving portion of the first light receiving portion and the second light receiving portion has an annular light receiving surface surrounding the circular light receiving surface.
上記第1,第2の受光信号は、電流信号であり、
上記信号処理部は、
上記第1の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力する第1のアナログ-デジタル変換回路と、
上記第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力する第2のアナログ-デジタル変換回路と
を有することを特徴とする照度センサ。 The illuminance sensor according to any one of claims 1 to 5,
The first and second light receiving signals are current signals,
The signal processor is
A first analog-digital conversion circuit that outputs a digital signal obtained by analog-digital conversion of the first light-receiving signal;
An illuminance sensor, comprising: a second analog-digital conversion circuit that outputs a digital signal obtained by analog-digital conversion of the second received light signal.
上記第1,第2のアナログ-デジタル変換回路は、
入力された電流信号に応じた電荷を蓄える積分コンデンサを含むと共に上記積分コンデンサが蓄える電荷量に対応する電圧を出力する積分回路と、
上記積分回路の出力電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、上記出力電圧と基準電圧との間の高低の比較結果を2値のパルス信号として出力する比較回路と、
上記パルス信号をクロック信号に同期して取り込んでビットストリーム信号を出力するフリップフロップおよび上記ビットストリーム信号のアクティブパルスを計数するカウンタを含むと共にこのカウンタによる計数結果をアナログ‐デジタル変換した出力値として出力する出力回路と、
上記ビットストリーム信号のアクティブパルス期間に上記積分回路の積分コンデンサを放電させる放電回路と
を有する積分型アナログ‐デジタル変換回路であることを特徴とする照度センサ。 The illuminance sensor according to claim 6.
The first and second analog-digital conversion circuits are:
An integration circuit that includes an integration capacitor that stores electric charge according to an input current signal and that outputs a voltage corresponding to the amount of electric charge stored by the integration capacitor;
A comparison circuit that compares the output voltage of the integration circuit with a preset reference voltage and outputs a comparison result between the output voltage and the reference voltage as a binary pulse signal;
Includes a flip-flop that captures the pulse signal in synchronization with the clock signal and outputs a bit stream signal, and a counter that counts the active pulses of the bit stream signal, and outputs the count result of this counter as an analog-digital converted output value An output circuit to
An illuminance sensor, comprising: an integration type analog-digital conversion circuit having a discharge circuit for discharging an integration capacitor of the integration circuit during an active pulse period of the bit stream signal.
上記第1,第2のアナログ-デジタル変換回路の1回の積分時間が100m秒以内であり、
上記信号処理部は、
上記第1,第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を上記積分時間以上の予め設定された時間間隔で信号処理して上記第1の受光信号に対する上記第2の受光信号の相異が上記予め設定された範囲を超えているか否かを判断し、予め設定された回数続けて上記相異が上記予め設定された範囲を超えていないと判断したときに、上記第1,第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力する一方、上記相異が予め設定された範囲を超えていないと連続して判断した回数が上記予め設定された回数未満であるときに、上記第1,第2の受光信号をアナログ-デジタル変換したデジタル信号を出力しないこと特徴とする照度センサ。 The illuminance sensor according to claim 6 or 7,
The integration time of one time of the first and second analog-digital conversion circuits is within 100 milliseconds,
The signal processor is
The digital signal obtained by analog-to-digital conversion of the first and second received light signals is subjected to signal processing at a preset time interval equal to or longer than the integration time, and the difference between the second received light signal and the first received light signal is different. Is determined to exceed the preset range, and when it is determined that the difference does not exceed the preset range after a preset number of times, the first and second When the number of times that the difference is not exceeding the preset range is less than the preset number, the digital signal obtained by analog-to-digital conversion of the received light signal is output. An illuminance sensor characterized by not outputting a digital signal obtained by analog-to-digital conversion of the first and second received light signals.
上記表示パネルを照射するバックライトと、
上記バックライトを制御するバックライト制御部と、
請求項1から7のいずれか1つに記載の照度センサと
を備え、
上記バックライト制御部は、
上記照度センサが備える上記出力記憶部が出力する上記受光信号に基づいて、上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする表示装置。 A display panel for displaying a screen;
A backlight for illuminating the display panel;
A backlight control unit for controlling the backlight;
An illuminance sensor according to any one of claims 1 to 7,
The backlight control unit
A display device, wherein brightness of the backlight is controlled based on the light reception signal output from the output storage unit included in the illuminance sensor.
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