JP7224438B2 - 温度センサ装置、光センサ装置、これらの装置を含むモバイルコンピューティングデバイス、及び、これらの装置の使用法 - Google Patents
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Description
入力電流が抵抗電流(IR)のときの変調器カウント(CIR)は、以下の式により与えられる。すなわち、
パラメータAtimeは積分時間窓を表し、且つ、クロック信号CLK1(例えば、2MHzの信号)に関連している。温度は、比メトリック計算CIPTAT/CIRから、式(3)及び(5)を用いた線形関係により計算され得る。すなわち、
式(7)は、この場合、線形関係である。その他の高次(2次、3次など)の関係も有用であり得る。温度範囲が-40℃~80℃の間の場合のCratioをもたらす電流値CIPTAT及びCIRのシミュレーションを、以下の表1及び表2に示す。
11 入力端子
12 演算増幅器の出力
13 積分電圧
14 コンパレータの出力
15 ラッチ
16 カウンタ
17 コントローラ
18 カウンタの出力
20 感温素子
31 スイッチ
32 スイッチ
33 スイッチ
40 別の抵抗器
50 フォトダイオード
60 計算機
201 デバイス
202 ディスプレイ画面
203 温度・周囲光組み合わせセンサ
204 プロセッサ
205 温度検知機能
206 周囲光検知機能
221 トランジスタ
222 トランジスタ
223 抵抗器
230 増幅器
Φ1 クロック
Claims (12)
- 温度センサ装置であって、
電流信号を受信するための入力端子(11)と、前記入力端子に供給された電流に依存するカウント値(ADC_COUNT)を提供するための出力端子とを有する電流積分変調器(10)と、
温度に依存する電流(IPTAT)を生成すると共に、抵抗器(223)を有する感温素子(20)と、
別の抵抗器(40)と、
前記感温素子(20)と前記別の抵抗器(40)とを前記電流積分変調器(10)の前記入力端子(11)に交互に接続するための第1スイッチ(31)及び第2スイッチ(32)と、
を備え、
前記感温素子(20)は、
第1経路及び第2経路を有するバンドギャップ回路(221,222,223)と、
増幅器(230)と、
カレントミラー(252,253)と、
を備え、
前記第1経路は、トランジスタ(221)及び抵抗器(223)を含み、
前記第2経路は、別のトランジスタ(222)を含み、
前記トランジスタ(221)と前記別のトランジスタ(222)は異なるサイズを有し、
前記増幅器(230)は、前記バンドギャップ回路の前記第1経路及び前記第2経路に接続され、
前記カレントミラー(252,253)は、前記電流積分変調器(10)の前記入力端子(11)に接続された出力経路(253)を有すると共に、前記増幅器(230)の出力により制御される、
温度センサ装置。 - 前記抵抗器(223)と前記別の抵抗器(40)とが同一の抵抗を有する、請求項1に記載の温度センサ装置。
- 前記抵抗器(223)と前記別の抵抗器(40)とが同一の集積回路上に配置されている、請求項1又は2に記載の温度センサ装置。
- 前記第1スイッチ(31)は、前記感温素子(20)と前記電流積分変調器の前記入力端子(11)との間に接続され、
前記第2スイッチ(32)は、前記別の抵抗器(40)と前記電流積分変調器の前記入力端子(11)との間に接続され、
前記第1スイッチ(31)及び前記第2スイッチ(32)が交互に導通するように制御されている、
請求項1~3のうちいずれか一項に記載の温度センサ装置。 - 前記電流積分変調器(10)の下流に接続されて、前記感温素子(20)から前記電流積分変調器(10)により生成されたカウント値(ADC_COUNT)と、前記別の抵抗器(40)から前記電流積分変調器(10)により生成された別のカウント値(ADC_COUNT)とに応じて前記温度を示す値(TEMP)を生成する計算機(60)をさらに備える、
請求項1~4のうちいずれか一項に記載の温度センサ装置。 - 前記感温素子(20)は、温度に依存する電流(IPTAT)を供給するトランジスタ(253)を備え、
前記トランジスタ(253)のドレイン-ソース経路と前記第1スイッチ(31)との直列接続は、前記電流積分変調器の前記入力端子(11)に接続され、
前記別の抵抗器(40)と前記第2スイッチ(32)との直列接続は、前記トランジスタ(253)の前記ドレイン-ソース経路と前記第1スイッチ(31)との直列接続に並列に接続されている、
請求項1~5のうちいずれか一項に記載の温度センサ装置。 - 前記感温素子(20)の前記トランジスタ(221)及び前記別のトランジスタ(222)は、互いに接続されたベース端子及びコレクタ端子を有すると共に、異なる幅のコレクタを有し、
前記抵抗器(223)は、前記トランジスタ(221)のエミッタ端子に接続されており、
前記増幅器(230)は、前記第1スイッチ(31)を介して前記電流積分変調器(10)の前記入力端子(11)に接続されたトランジスタ(253)を有する前記カレントミラー(252,253)を通る電流を制御し、
前記抵抗器(223)と前記別の抵抗器(40)は、整合する抵抗値を有する、
請求項1~5のうちいずれか一項に記載の温度センサ装置。 - 前記電流積分変調器(10)は、
積分増幅器(OPAMP)と、
前記積分増幅器に接続された積分コンデンサ(CF)と、
前記積分増幅器(OPAMP)の下流に接続されたコンパレータ(COMP)と、
前記コンパレータの下流に接続されたラッチ(15)と、
前記ラッチの下流に接続されたカウンタ(16)と、
前記ラッチ(15)の出力信号(LOUT)に応じて制御信号(φ1,φ2,φ3,φ4,φ5)を生成するコントローラ(17)と、
を含む、
請求項1~7のうちいずれか一項に記載の温度センサ装置。 - 請求項8に記載の温度センサ装置と、
スイッチ(33)を介して前記電流積分変調器(10)の前記入力端子(11)に接続されたフォトダイオード(50)と、
を備えた光センサ装置であって、
前記電流積分変調器(10)は、前記感温素子(20)及び前記別の抵抗器(40)のために生成されたカウント値(ADC_COUNT)に応じて前記積分増幅器(OPAMP)のオフセット補償を実行するように構成されている、
光センサ装置。 - 請求項9に記載の光センサ装置(203)と、
ディスプレイ画面(202)と、
を備えたモバイルコンピューティングデバイスであって、
前記光センサ装置は、周囲光を示す信号を供給するための出力端子を有し、
前記ディスプレイ画面(202)の輝度は、前記光センサ装置(203)により生成された前記周囲光を示す信号に依存して制御される、
モバイルコンピューティングデバイス。 - 抵抗器(223)を含む感温素子(20)を用いて温度に依存する電流を生成し(301)、電流積分変調プロセスを介してカウント値を決定する(302)ステップと、
別の抵抗器(40)を介して別の電流を生成し(303)、別の電流積分変調プロセスを介して別のカウント値を決定する(304)ステップと、
前記カウント値及び前記別のカウント値から、温度を示す値を生成するステップと、
を含み、
前記感温素子(20)は、バンドギャップ回路(221,222,223)及び増幅器(230)を用いて温度に依存する前記電流を生成し、
前記バンドギャップ回路(221,222,223)は、第1経路及び第2経路を有し、
前記第1経路は、トランジスタ(221)及び前記抵抗器(223)を含み、
前記第2経路は、別のトランジスタ(222)を含み、
前記トランジスタ(221)と前記別のトランジスタ(222)は異なるサイズを有し、
前記増幅器(230)は、前記バンドギャップ回路の前記第1経路及び前記第2経路に接続され、
前記増幅器(230)の出力は、電流積分変調器(10)の入力端子(11)に接続された出力経路(253)を有するカレントミラー(252,253)を制御する、温度を測定する方法。 - 前記電流積分変調プロセスを実行するために積分増幅器を用いて請求項11に記載の温度を測定する方法を実行するステップと、
前記測定された温度を用いて前記積分増幅器のオフセット補償(305)を実行するステップと、
フォトダイオードによる周囲光の受信に応じて光電流を生成し(306)、前記積分増幅器を用いた電流積分変調プロセスを通じて前記受信した周囲光を示すカウント値を決定する(307)ステップと、
を含む、周囲光を測定する方法。
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