JP4195976B2 - Light emitting / receiving semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子と受光素子をペアとして備え、特に赤外線通信に用いられる受発光半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話やPDA(Personal Digital Assistance)、パーソナルコンピュータにおいては、これらの間で通信を行うことのできる機能が標準仕様となりつつある。このような機能を有する装置の一例としてIrDA規格の受発光装置がある。
【0003】
IrDA(Infrared Data Association)は、赤外線を利用した近距離のデータ通信を行う技術仕様を策定するために設立された業界団体で、現在の規格としては、通信可能距離1m、通信速度115.2kbpsまでのバージョン1.0仕様と、1m以内、4Mbpsまでの1.1仕様、0.2m以内、115.2kbpsまでの1.2仕様(低消費電力版)がある。主にデスクトップ型コンピュータとノートパソコンなどの携帯型コンピュータをワイヤレスで接続するのに使われるが、第3世代といわれる携帯電話やPDAにも、採用されてきている。このIrDA規格は、テレビやビデオ等の家電用のリモコンの仕様とは異なっている。
【0004】
図3は従来のIrDA規格の受発光半導体装置のブロック図を示す。
【0005】
図3において、1つのパッケージ内に納められる基体1には、発光素子であるLED3と、受光素子であるフォトダイオード4が搭載され、LED3のドライバ用トランジスタ6と、フォトダイオード4の受光電流を増幅してコンパレータによりパルス信号に変換する信号処理回路5とが内蔵されている。ドライバ用トランジスタ6と信号処理回路5は、信号処理IC(集積回路)2として基体1に搭載されている。
【0006】
この基体1には、外部との信号の授受のために、LEDにドライブ電流を供給する電源端子VLED、LEDの点灯・消灯を決定する信号入力端子TXD、受光素子信号処理回路の電源端子VCC、電源端子VLEDおよびVCCの接地端子GND、受光信号の信号処理回路後の出力端子RXD、信号処理回路の消費電流を抑えるために受光機能を用いないときにアクティブレベルにすることでVCC電源電流が流れなくなる機能を与える節電信号端子VSDを備えている。
【0007】
このとき、発光機能と受光機能をタイミング的に同時に使うことはない仕様となっている。
【0008】
発光時のタイミングチャートを図4に示す。(a)はTXD信号であり、TXD信号に準じて、(b)に示すようにLED電流が流れる。
【0009】
近年では、例えば携帯電話をリモコンとして使用して、テレビやビデオ等の家電製品を遠隔操作する構想がある(例えば特許文献1参照)。その場合、IrDA仕様の機器では最長1mの通信距離でいいが、家電用のリモコンとしては、8m程度の通信距離が要求される。そのような要求に対応して赤外線による通信距離を長くするためにLED3のドライブ電流を低電流(例えば30〜50mA)から大電流(例えば130〜150mA)に切り替えて使用する場合がある。この場合のドライブ電流切り替えの一例として図5に示すような回路がある。
【0010】
この回路は、LED3に流す電流を増加させるために第1LEDドライバ用トランジスタ6に並列に第2LEDドライバ用トランジスタ7を設け、アンド回路8の一方の入力端子にTXD端子を接続し、アンド回路8の他方の入力端子に発光出力切り替え信号(S)を入力するようにしたものである。
【0011】
その動作は図6に示すようになる。(a)に示すようにTXD信号が周期的に来たとき、(b)に示す切り替え信号(S)がH(ハイレベル)の場合は第1LEDドライブトランジスタ6と第2LEDドライブトランジスタ7が同時に動作し、(c)に示すようにLED3に流れる電流はIa+Ibとなる。一方、切り替え信号(S)がL(ローレベル)の場合は第2LEDドライブトランジスタ7はオフになり、第1LEDドライブトランジスタ6のみの動作となり、LED3に流れる電流はIbとなる。
【0012】
このように、発光出力切り替え信号(S)がHかLになることで、LED3の発光強度を大小に切り替えることができる。
【0013】
【特許文献1】
特開2001−244498号公報(第2−3頁)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示す従来の回路においては、LED3の点灯、消灯を決定する信号TXDとドライバ回路の能力を切り替える信号(S)の2本が必要となり、図3に示す通常の機能の回路と比較して、電流を切り替える信号(S)が増えることになり、パッケージとしては基体1に端子をもう一つ追加する必要がある。
【0015】
近年の携帯電話においては、小型、軽量、薄型化が進み、回路部品は極度に高密度化されている。そのような中で、端子を一つ増やすということは、ぎりぎりの寸法で設計されたパッケージを大型化することになる。また、端子に接続する電線も1本増えることになり、さらなる小型化が要請されている携帯電話には、難題である。
【0016】
本発明は、端子の数を増やすことなく、発光素子に流すドライブ電流の大きさを切り替えることのできる受発光半導体装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の受発光半導体装置においては、アンド回路と、発光素子に流す電流を増加させるための第2のドライバ素子を設けた受発光半導体装置において、アンド回路の他方の入力端子に入力される発光出力切り替え信号を、信号処理回路の消費電力を抑えるための信号を与える節電信号入力端子から与える構成としたものである。
【0018】
この発明によれば、端子の数を増やすことなく、発光素子に流すドライブ電流の大きさを切り替えることのできる受発光半導体装置が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、1つの基体上に、発光素子と、該発光素子に第1の駆動電流を流す第1のドライバ素子と、受光素子と、該受光素子の出力を増幅およびパルス変換する信号処理回路とを搭載し、前記発光素子に流す電流を増加させるための第2のドライバ素子を前記発光素子に接続し、アンド回路の一方の入力端子に点灯消灯信号入力端子を接続し、前記アンド回路の他方の入力端子に発光出力切り替え信号を入力し、該アンド回路の出力端子に前記第2のドライバ素子の入力端子を接続した受発光半導体装置において、前記アンド回路の他方の入力端子に入力される発光出力切り替え信号を、前記信号処理回路の消費電力を抑えるための信号を与える節電信号入力端子から与える構成としたことを特徴とする受発光半導体装置としたものであり、発光素子のドライブ時には休止している信号処理回路の節電信号入力端子を用いて、発光素子に流す電流が切り替えられるという作用を有する。
本発明の請求項2に記載の発明は、前記発光出力切り替え信号がアクティブレベルのときに、前記信号処理回路は消費電力が抑えられると共に、前記アンド回路は点灯消灯信号入力端子からの信号が出力端子に出力される請求項1記載の受発光半導体装置としたものであり、信号処理回路の消費電力を抑えつつ、発光素子に流す電流を増加させることができるという作用を有する。
【0020】
なお、本発明において「基体」とは、電子部品を搭載するためのプリント基板、リードフレーム等の部品取り付け部材をいう。
【0021】
以下、本発明の実施の形態について、図1および図2を用いて説明する。
【0022】
(実施の形態)
図1は本実施の形態に係る受発光半導体装置のブロック図を示し、図2は動作波形図を示している。図1において、1つのパッケージ内に納められる基体1には、発光素子であるLED3と、受光素子であるフォトダイオード4が搭載され、フォトダイオード4の受光電流を増幅してコンパレータによりパルス信号に変換する信号処理回路5と、LED3の第1ドライバ用トランジスタ6と、第2のドライバ用トランジスタ7と、アンド回路8とが内蔵されている。信号処理回路5と第1ドライバ用トランジスタ6と第2ドライバ用トランジスタ7とアンド回路8は、信号処理IC(集積回路)2として基体1に搭載されている。
【0023】
この基体1には、外部との信号の授受のために、LED3にドライブ電流を供給する電源端子VLED、LEDの点灯・消灯を決定する信号入力端子TXD、受光素子信号処理回路の電源端子VCC、VLEDおよびVCCの接地端子GND、受光信号の信号処理回路後の出力端子RXD、信号処理回路の消費電流を抑えるために受光機能を用いないときにアクティブレベルにすることでVCC電源電流が流れなくなる機能を与える節電信号端子VSDを備えている。この端子の数は、図3に示した従来の基体に形成されたものと同じである。
【0024】
アンド回路8の一方の入力端子には信号入力端子TXDが接続され、他方の端子には節電信号端子VSDが接続され、アンド回路8の出力端子は、第2ドライバ用トランジスタ7のベースに接続されている。
【0025】
この回路における動作を、図2により説明する。
【0026】
図2(a)に示すようにTXD信号が入力されたとき、(b)に示すように節電信号端子VSDからの信号がH(ハイレベル)の場合は、アンド回路8の出力端子にはTXD信号が出力されるため、第1ドライバ用トランジスタ6と第2ドライバ用トランジスタ7の両方とも動作しLED3に流れる電流は(c)に示すようにIa+Ibとなる。一方、VSD信号がL(ローレベル)の場合は、アンド回路8の出力がローレベルとなるため第2ドライバ用トランジスタ7は動作せず、第1ドライバ用トランジスタ6のみの動作となり、LED3に流れる電流はIbとなる。
【0027】
このように、LEDに流れる電流を切り替える信号を、受信信号処理回路の消費電力を抑えるためにアクティブレベルで電源電流が流れなくなる機能を有している節電端子VSDを兼用させることにより、1端子を追加することなく、要求に応じてLEDのドライブ電流を大小に切り替えることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アンド回路と、発光素子に流す電流を増加させるための第2のドライバ素子を設けた受発光半導体装置において、アンド回路の他方の入力端子に入力される発光出力切り替え信号を、信号処理回路の消費電力を抑えるための信号を与える節電信号入力端子から与える構成としたことにより、端子の数を増やすことなく、発光素子に流すドライブ電流の大きさを切り替えることができる。これにより、回路のパッケージのサイズを大型化することがなく、発光素子から発光される光の到達距離を切り替える機能を追加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る受発光半導体装置のブロック図
【図2】本実施の形態に係る受発光半導体装置の動作波形図
【図3】従来のIrDA規格の受発光半導体装置のブロック図
【図4】従来装置における発光時のタイミングチャート
【図5】ドライブ電流切り替えの例を示す回路図
【図6】図5の回路における動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
1 基体
2 信号処理IC
3 発光ダイオード(LED)
4 フォトダイオード(PD)
5 信号処理回路
6 第1ドライバ用トランジスタ
7 第2ドライバ用トランジスタ
8 アンド回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light receiving and emitting semiconductor device that includes a light emitting element and a light receiving element as a pair, and is used particularly for infrared communication.
[0002]
[Prior art]
In mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistance), and personal computers, functions that enable communication between them are becoming standard specifications. An example of a device having such a function is an IrDA standard light emitting / receiving device.
[0003]
IrDA (Infrared Data Association) is an industry organization established to develop technical specifications for near-field data communication using infrared rays. Current standards include a communication distance of 1 m and a communication speed of 115.2 kbps. Version 1.0 specification, 1.1 specification within 1 m, up to 4 Mbps, 1.2 specification within 0.2 m, and 115.2 kbps (low power consumption version). Although it is mainly used to connect a desktop computer and a portable computer such as a notebook computer wirelessly, it has also been adopted in mobile phones and PDAs called third generation. This IrDA standard is different from the specifications of remote controls for home appliances such as televisions and videos.
[0004]
FIG. 3 is a block diagram of a conventional IrDA standard light emitting / receiving semiconductor device.
[0005]
In FIG. 3, the
[0006]
The
[0007]
At this time, the light emitting function and the light receiving function are not used at the same time.
[0008]
A timing chart at the time of light emission is shown in FIG. (A) is a TXD signal. According to the TXD signal, an LED current flows as shown in (b).
[0009]
In recent years, for example, there is a concept of remotely controlling home appliances such as televisions and videos using a mobile phone as a remote controller (see, for example, Patent Document 1). In that case, a maximum communication distance of 1 m may be used for IrDA-specific equipment, but a communication distance of about 8 m is required as a remote control for home appliances. There is a case where the drive current of the
[0010]
In this circuit, a second
[0011]
The operation is as shown in FIG. When the TXD signal comes periodically as shown in (a) and the switching signal (S) shown in (b) is H (high level), the first
[0012]
Thus, when the light emission output switching signal (S) becomes H or L, the light emission intensity of the
[0013]
[Patent Document 1]
JP 2001-244498 A (page 2-3)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional circuit shown in FIG. 5 requires two signals, a signal TXD for determining whether the
[0015]
In recent mobile phones, miniaturization, light weight, and thinning have progressed, and circuit components have become extremely dense. In such a situation, increasing the number of terminals increases the size of a package designed with marginal dimensions. In addition, the number of wires connected to the terminal is increased by one, which is a difficult problem for mobile phones that are required to be further downsized.
[0016]
An object of the present invention is to provide a light receiving and emitting semiconductor device capable of switching the magnitude of a drive current flowing through a light emitting element without increasing the number of terminals.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In the light receiving / emitting semiconductor device of the present invention, in the light receiving / emitting semiconductor device provided with the AND circuit and the second driver element for increasing the current flowing through the light emitting element, the light emission input to the other input terminal of the AND circuit. The output switching signal is provided from a power saving signal input terminal that provides a signal for suppressing power consumption of the signal processing circuit.
[0018]
According to the present invention, it is possible to obtain a light receiving and emitting semiconductor device capable of switching the magnitude of the drive current flowing through the light emitting element without increasing the number of terminals.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, a light emitting element, a first driver element that causes a first driving current to flow through the light emitting element, a light receiving element, and an output of the light receiving element are provided on one substrate. A signal processing circuit for performing amplification and pulse conversion, a second driver element for increasing a current flowing through the light emitting element is connected to the light emitting element, and an ON / OFF signal input terminal is connected to one input terminal of the AND circuit A light emitting output switching signal is input to the other input terminal of the AND circuit, and the input terminal of the second driver element is connected to the output terminal of the AND circuit. A light emitting / receiving semiconductor device characterized in that a light emission output switching signal input to the other input terminal is provided from a power saving signal input terminal that provides a signal for suppressing power consumption of the signal processing circuit. Is obtained by a device, an effect that at the time of the drive of the light emitting device by using a power saving signal input terminal of the signal processing circuit at rest, the current flowing to the light emitting element is switched.
According to a second aspect of the present invention, when the light emission output switching signal is at an active level, the signal processing circuit can suppress power consumption, and the AND circuit outputs a signal from a lighting / light-out signal input terminal. The light-receiving / emitting semiconductor device according to
[0020]
In the present invention, the “base” refers to a component mounting member such as a printed board or a lead frame for mounting an electronic component.
[0021]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0022]
(Embodiment)
FIG. 1 shows a block diagram of a light receiving and emitting semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 2 shows an operation waveform diagram. In FIG. 1, an
[0023]
The
[0024]
The signal input terminal TXD is connected to one input terminal of the AND
[0025]
The operation in this circuit will be described with reference to FIG.
[0026]
When the TXD signal is input as shown in FIG. 2A, and the signal from the power saving signal terminal VSD is H (high level) as shown in FIG. 2B, the output terminal of the AND
[0027]
In this way, the signal for switching the current flowing through the LED is combined with the power saving terminal VSD having the function of preventing the power supply current from flowing at the active level in order to suppress the power consumption of the reception signal processing circuit. Without addition, the LED drive current can be switched between large and small as required.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the light receiving and emitting semiconductor device provided with the AND circuit and the second driver element for increasing the current flowing through the light emitting element, the light emission input to the other input terminal of the AND circuit. By changing the output switching signal from the power-saving signal input terminal that provides a signal to reduce the power consumption of the signal processing circuit, the magnitude of the drive current flowing through the light emitting element can be switched without increasing the number of terminals. Can do. Accordingly, it is possible to add a function of switching the reach of light emitted from the light emitting element without increasing the size of the circuit package.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a light receiving / emitting semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 2 is an operation waveform diagram of the light receiving / emitting semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 4 is a timing chart at the time of light emission in a conventional device. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of drive current switching. FIG. 6 is a timing chart showing an operation in the circuit of FIG.
1
3 Light emitting diode (LED)
4 Photodiode (PD)
5
Claims (2)
前記アンド回路の他方の入力端子に入力される発光出力切り替え信号を、前記信号処理回路の消費電力を抑えるための信号を与える節電信号入力端子から与える構成としたことを特徴とする受発光半導体装置。A light-emitting element, a first driver element that causes a first drive current to flow through the light-emitting element, a light-receiving element, and a signal processing circuit that amplifies and pulse-converts the output of the light-receiving element are mounted on the substrate, A second driver element for increasing the current flowing through the light emitting element is connected to the light emitting element, a lighting / light-out signal input terminal is connected to one input terminal of the AND circuit, and light is emitted to the other input terminal of the AND circuit. In the light receiving and emitting semiconductor device that receives the output switching signal and connects the input terminal of the second driver element to the output terminal of the AND circuit,
A light emitting / receiving semiconductor device characterized in that a light emission output switching signal input to the other input terminal of the AND circuit is provided from a power saving signal input terminal that provides a signal for suppressing power consumption of the signal processing circuit .
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