专利名称：电流检测电路、以及使用了它的受光装置和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测受光器件中流过的电流的电流检测电路。
背景技术：
在各种各样的电子设备中，检测从外部入射的光，并进行与检测到的 受光量相应的信号处理。作为这样的例子，可列举出照度传感器、红外线 遥控器的受光装置等。作为接收光的受光器件，光电晶体管
(phototransistor)、光电二极管(photodiode )、 CCD (电荷耦合器件)等 -故广泛利用。
光电晶体管和光电二极管输出与受光量相应的电流。因此，受光装置 放大这些受光器件中流过的电流，或者进行电压变换等，进行信号处理。 例如，专利文献1公开了使用运算放大器的受光电路的结构。
专利文献l:特开2005 - 216984号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
如专利文献1所记载的那样，在以往的受光装置中， 一般是对光电二 极管或光电晶体管等受光器件串联连接电阻，对电阻上产生的电压进行信 号处理。然而，在该电路结构中，若受光器件中流过的光电流变化，则电 阻的电压降发生变化。其结果，由于受光器件与电流检测电路的连接点、 即光电二极管的阴极或光电晶体管的集电极的电位发生变动，导致受光器 件的偏置状态发生变化，尽管入射相同光量，但所产生的光电流的电流值 却变动了。
进而，当光电流增加、电阻的电压降变大，光电晶体管的集-射间电 压变小，因而光电晶体管变得不工作，所以有时动态范围(dynamic range)
受到限制。
本发明是鉴于这样的课题完成的，其目的之一在于提供一种能保持受
光器件的偏置状态，进行稳定的光电流检测的电流检测电路。 〔用于解决课题的手段〕 本发明的 一个方案，是检测受光器件中流过的电流的电流检测电路。
该电流检测电路包括设置在受光器件的电流路径上的第1晶体管；设置 在第1晶体管的一端和电位被固定了的端子间的第1电阻；与第1晶体管 一起构成电流镜电路，将第1晶体管中流过的电流变成预定系数倍后作为 本电流检测电路的输出的第2晶体管；以及设置在第2晶体管的一端和电 位被固定了的端子间的第2电阻。
根据该方案，受光器件和第1晶体管的连接点的电位不受受光器件中 流过的光电流大小影响地几乎被保持在恒定值，所以能够保持受光器件的 偏置状态，能够稳定地检测光电流。
电流检测电路可以还包括与第2电阻并联连接的调节电阻。此时，能 够根据与本电流检测电路连接的受光器件的种类、特性、标准离差来调节 电流镜电路的第2晶体管的射极侧或源极侧的阻抗，可进行稳定的光电流 检测。
也可以将第2晶体管的尺寸设定得比第1晶体管的尺寸大，将第2电 阻的电阻值设定得比第1电阻的电阻值大。此时，能够将输出电流相对于 电流镜电路的输入电流设定得较低，所以能够降低电路的消耗电流，或者 减小电流电压变换中使用的电容(capacitor)的电容值。
也可以使第2晶体管中流过的电流对电容充电，变换成电压进行输出。 通过用电流镜电路的输出电流对电容充电，能够对光电流积分，进行电压 变换，能够检测入射到受光器件的光量。
可以将第1晶体管、第2晶体管、第1电阻、第2电阻一体集成在一 个半导体衬底上，并将调节电阻连接于半导体衬底的外部。此时，在使用 了本电流检测电路的组件的制造阶段或者检查阶段，能够调节电路特性， 能够谋求针对电路特性和光电晶体管的标准离差的成品率的提高。
本发明的另一方案是受光装置。该受光装置包括受光器件，和检测受 光器件中流过的光电流的上述电流检测电路。受光器件可以是光电晶体管 或光电二极管。
本发明的又一方案是电子设备。该电子设备包括发光器件，和检测从 发光器件发出的光经外部物体反射后的光的受光装置。可以是发光器件在
由受光装置检测到的反射光的光量达到预定值后停止发光。
另外，将以上构成要素的任意组合、本发明的构成要素以及表达方式 在方法、装置、系统等之间相互置换的方案，作为本发明的实施方式也是 有效的。
〔发明效果〕
通过本发明的电流检测电路，能够进行稳定的光检测。
图1是表示实施方式所涉及的电子设备的结构的电路图。
图2是表示图1的受光装置的结构的电路图。 图3是表示图1的发光控制部的结构的电路图。 图4是表示图1的电子设备的动作状态的时序图。 图5是表示作为双极型晶体管的第1晶体管的电流特性的图。 图6是表示光电晶体管的受光量较小时的电流检测电路和电子设备的 动作状态的时序图。 〔标号说明〕
10主电流路径、12偏置电流路径、20比较器、22D锁存电路、24单 触发电路、26第1反相器、28 "与非，，门、30驱动电路、32第2反相 器、34延迟电路、C20电容、100电流;险测电路、102 4企测端子、104电 容连接端子、106电阻连接端子、108电阻连接端子、200受光装置、210 光电晶体管、300电子设备、302功能IC、 310电池、320 DC/DC转换 器、330发光器件、340发光控制部、350发光控制晶体管、R10第1 电阻、R12第2电阻、Ql第1晶体管、Q2第2晶体管、Rbiasl第1偏 置电阻、Rbias2第2偏置电阻、SW1偏置开关、SW2偏置开关、SW3屏 蔽用开关、SW4放电用开关、Radj调节电阻、Cchg充电电容、CNT1第 l控制信号、CNT2第2控制信号、CNT3第3控制信号。
具体实施例方式
以下，基于优选的实施方式，参照
本发明。对于各附图中所 示的相同或等同的构成要素、部件、处理标注相同的标号，并适当省略重 复的说明。另外，实施方式只是例示，并非限定本发明，实施方式中所记
述的所有特征及其组合，不一定就是本发明的本质特征。
另外，在本说明书中，所谓"部件A与部件B相连接"，既包括部件A 与部件B物理地直接连接的情况，也包括部件A与部件B在不对电连接 状态产生影响或即便产生影响也不涉及本质的情况下经由其他部件间接 相连接的情况。
图1是表示本实施方式的电子设备300的结构的图。本实施方式的电 子设备300例如是带照相机的便携式电话终端，具备闪光灯。电子设备300 是具备检测发出闪光后所反射回来的光的受光装置，并在检测到预定的光 量后停止闪光灯的发光的设备。
电子设备300包括电池310、 DC/DC转换器320、发光器件330、发 光控制部340、发光控制晶体管350、受光装置200。
电池310是锂离子电池等，输出3V 4V程度的电池电压Vbat。为了 驱动发光器件330,DC/DC转换器320将电池电压Vbat升压到300V左右。 由DC/DC转换器320生成的驱动电压Vdrv被提供给发光器件330。
发光器件330例如是氮管灯(xenon tube lamp),在其一端施加被升压 到300V程度的驱动电压Vdrv。发光器件330的另一端连接发光控制晶体 管350。作为发光控制晶体管350,使用高耐压的IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)等。向发光控制晶体管350的栅 极输入乂人发光控制部340输出的发光控制信号SIGl。
在用户开启闪光灯后，成为高电平的控制信号CNT与快门的时序同 步地输入到发光控制部340。发光控制部340如后所述那样基于控制信号 CNT将发光控制信号SIGl切换为高电平。发光控制信号SIGl成为高电 平后经过延迟时间t后，发光控制晶体管350导通，发光器件330发光。 延迟时间t由氣管灯的特性决定。
另外，发光控制部340基于控制信号CNT生成第1控制信号CNT1 -第3控制信号CNT3，输出到受光装置200。受光装置200根据从发光控 制部340输出的第1控制信号CNT1 ~第3控制信号CNT3，转移为用于 受光的备用状态。之后，受光装置200检测从发光器件330发出并被外部 的摄影对象物反射回来的光，作为检测电压Vdet输出。发光控制部340 在检测电压Vdet超过预定的阈值电压Vth时、即所检测到的反射光达到 预定光量时，使发光控制信号SIGl成为低电平，停止发光器件330的发光。
接下来，详细说明本实施方式的受光装置200的结构。图2是表示本
实施方式的受光装置200的结构的电路图。受光装置200包括电流^r测电 路100、光电晶体管210、充电电容(capacitor) Cchg、调节电阻Radj。 电流检测电路100是被一体集成在一个半导体衬底上的IC,在本实施方式 中，图1的发光控制部340、 DC/DC转换器320的控制电路等都作为功能 IC302;波一体集成。
光电晶体管210被设置为受光器件，流过与所入射的光相应的光电流 Ip。光电晶体管210的射极接地，集电极与电流检测电路100的检测端子 102相连接。
电流检测电路IOO检测与检测端子102相连接的光电晶体管210中流 过的光电流Ip。电流检测电路100包括第1晶体管Ql、第2晶体管Q2、 第l偏置电阻Rbiasl、第2偏置电阻Rbias2、偏置开关SW1、旁路开关 SW2、第I电阻RIO、第2电阻R12。另外，在电流检测电路100的外部， 在电阻连接端子106和电阻连接端子108之间连接调节电阻Radj，在电容 连才妄端子104上连接充电电容Cchg。
第1晶体管Ql是PNP型双极型晶体管(以下简称为PNP晶体管)， 被设置在作为受光器件的光电晶体管210的电流路径上。在第1晶体管 Ql的射极和被施加电源电压Vdd的电源线之间，连接第1电阻RIO。另 外，第1晶体管Ql的基-集间相连。
第2晶体管Q2是PNP晶体管，与第1晶体管Ql基极互连。在第2 晶体管Q2的射极与电源线之间设置有第2电阻R12。并且与第2电阻R12 并联地连接调节电阻Radj。第2晶体管Q2与第1晶体管Ql、第1电阻 RIO、第2电阻R12、调节电阻Radj—起构成电流镜(current mirror)电 路。第2晶体管Q2输出将第1晶体管Q1中流过的第1电流Iql变为预定 系数倍后的第2电流Iq2。例如，第1晶体管Ql与第2晶体管Q2的尺寸 比i殳定为4 : 1左右。
将从第1晶体管Ql的集电极起，经由检测端子102、光电晶体管210 至接地的路径作为主电流路径10。在主电流路径10的第1晶体管Ql和 检测端子102之间设置有第2偏置电阻Rbias2。第2偏置电阻Rbias2的电 阻值设定得足够高，例如在数MQ 数十MQ的范围内设定。在本实施方
式中，作为一个例子，设定为IOMQ。主电流^^径IO还具有将第2偏置 电阻Rbias2旁路的旁路开关SW2。旁路开关SW2由从发光控制部340输 出的第1控制信号CNT1控制接通和断开。
与主电流路径10并联设置有偏置电流^各径12。偏置电流路径12包括 串联连接在第1晶体管Ql的集电极和接地间的第1偏置电阻Rbiasl和偏 置开关SW1。第l偏置电阻Rbiasl的电阻值相对于第2偏置电阻Rbias2 足够低，例如设定为其1/10左右。第2偏置电阻Rbias2的电阻值例如是 1MQ。
通过由发光控制部340生成的第3控制信号CNT3控制偏置开关SW1 的接通和断开。当偏置开关SW1接通时，偏置电流^各径12接通，流过电 流。以下，将流过偏置电流^^径12的电流称为偏置电流Ibias。
第2晶体管Q2的集电极经由屏蔽(mask)用开关SW3与电容连接 端子104相连接。电流检测电路100使第2晶体管Q2中流过的第2电流 Iq2充电到充电电容Cchg,变换成电压。屏蔽用开关SW3的接通和断开 由在发光控制部340中生成的第2控制信号CNT2控制。屏蔽用开关SW3 在第2控制信号CNT2为高电平时断开，在第2控制信号CNT2为低电平 时接通。屏蔽用开关SW3断开后，由于第2电流Iq2的路径被断路，所以 充电电容Cchg的充电停止。
在电容连接端子104与接地间，设有放电用开关SW4。放电用开关 SW4是NMOS晶体管，与充电电容Cchg并联连接。放电用开关SW4的 漏极与电容连接端子104连接，源极接地，栅极被输入由发光控制部340 生成的第2控制信号CNT2。放电用开关SW4在第2控制信号CNT2为高 电平时接通，在第2控制信号CNT2为低电平时断开。放电用开关SW4 接通后，电容连接端子104被接地，蓄积在充电电容Cchg中的电荷放电。 如后所述，放电用开关SW4在光电晶体管210受光开始前基于第2控制 信号CNT2接通预定时间AT1。放电用开关SW4和屏蔽用开关SW3的接 通和断开，由同一第2控制信号CNT2控制。
本实施方式的电流检测电路IOO将电容连接端子104上呈现的电压作 为检测电压Vdet输出给发光控制部340。
接下来，说明发光控制部340的结构。图3是表示本实施方式的发光 控制部340的结构的电路图。发光控制部340包括比较器20、 D锁存电路
22、单触发电路24、第l反相器26、"与非，，门28、驱动电路30、第2 反相器32、延迟电路34。
发光控制部340基于输入到控制端子342的、光电晶体管210受光开 始前信号电平发生变化的控制信号CNT，生成第1控制信号CNT1 ~第3 控制信号CNT3,输出给电流检测电路100。另外，发光控制部340基于 控制信号CNT和从电流检测电路100输出的检测电压Vdet，生成发光控 制信号SIG1，控制发光器件330的发光和停止发光。
首先，说明在发光控制部340中生成第1控制信号CNT1 ~第3控制 信号CNT3的结构框。
输入到控制端子342的控制信号CNT就此作为第1控制信号CNT1 输出给电流检测电路100 。
通过电阻R20、 R22、晶体管Q1、第l反相器26、第2反相器32、 延迟电路34，使控制信号CNT延迟，由此生成第2控制信号CNT2。晶 体管Ql是NPN型双极型晶体管，射极接地，在集电极与电源线之间设有 电阻R22。在晶体管Ql的基极与控制端子342之间连接有电阻R20。
电阻R20、 R22、晶体管Ql使控制信号CNT逻辑反转后输出。第1 反相器26使反转后的控制信号CNT再次逻辑反转。
第1反相器26的输出信号SIG10被输入到第2反相器32。第2反相 器32使第1反相器26的输出信号SIG10逻辑反转，输出给延迟电路34。 延迟电路34使第2反相器32的输出信号延迟预定时间AT1。从延迟电路 34输出的信号作为第2控制信号CNT2被输入到电流检测电路100。例如， 延迟电路34的延迟时间AT1设定为5ps左右。
在光电晶体管210受光开始前信号电平发生变化的控制信号CNT被 输入到单触发电路24。单触发电路24生成在控制信号CNT成为高电平后 的预定时间AT2期间内为高电平的第3控制信号CNT3。即，单触发电路 24是将控制信号CNT锁存预定时间AT2的锁存电路。第3控制信号CNT3 被输出给偏置开关SW1，控制其接通和断开。预定时间AT2比延迟时间 △T1长，例如设定为lOps左右。
如上述那样构成的发光控制部340生成第1控制信号CNT1 ~第3控 制信号CNT3 ，输出给电流检测电路100 。
接下来，说明在发光控制部340中生成用于控制发光器件330的发光
的发光控制信号SIG1的结构框。该结构框包括比较器20、D锁存电路22、 "与非"门28、驱动电路30。
比较器20将从电流检测电路100输出的检测电压Vdet与预定的阈值 电压Vth进行比较，在Vdet>Vth时输出高电平的比较信号SIG12,在 Vdet<Vth时输出低电平的比较信号SIG12。
从比较器20输出的比较信号SIG12被输入到D锁存电路22的时钟 端子。D锁存电路22的数据端子连接于电源线，被固定为高电平。D锁 存电路22的复位端子被输入控制信号CNT。 D锁存电路22作为由比较信 号SIG12的上升沿置位、由控制信号CNT的下降沿复位的锁存电路来工 作。D锁存电路22的反转输出信号SIG14被输出到"与非"门28。
"与非"门28输出第1反相器26的输出信号SIG10与D锁存电路 22的反转输出信号SIG14的否定逻辑积。驱动电路30输出在"与非"门 28的输出信号为低电平的期间内信号电平为高电平的发光控制信号 SIG1。
下面说明如上那样构成的图2的电流检测电路IOO和图3的发光控制 部340的动作。图4是表示本实施方式的电流检测电路100和电子设备300 的动作状态的时序图。
在时刻TO之前，电源电压Vdd起动，电流检测电路100成为待机状 态。这期间,光电晶体管210中有非常小的光电5危Ip (暗电'流)〉危 过。该 光电流Ip在第1晶体管Ql中作为第1电流Iql流过。由于第1晶体管 Ql是基-集间连接，所以集-射间电压Vce等于基-射间电压Vbe。检测端 子102的电位Vptr呈现比电源电压Vdd低第1晶体管Ql的集-射间电压 Vce ( -基-射间电压Vbe)及第1电阻R10上的电压降AVr的电压(Vdd -Vce-AVr)。由于光电晶体管210中流过的光电流Ip较小，所以第l晶 体管Ql的集-射间电压Vce较小。
在时刻TO,控制信号CNT成为高电平，指示发光器件330进行发光。 如上所述，在控制信号CNT成为高电平的同时，第1控制信号CNT1成 为高电平。另外，从单触发电路24输出的第3控制信号CNT3在从时刻 Tl起的预定时间AT2内成为高电平。
在时刻TO,第1控制信号CNT1成为高电平后，旁^ 各开关SW2^妻通， 第2偏置电阻Rbias2被旁路。另夕卜，在第3控制信号CNT3成为高电平后，
偏置开关S W1接通，偏置电流^各径12中流过偏置电流Ibias 。
此时，第1晶体管Ql中流过的电流Iql成为光电流Ip与偏置电流Ibias 的和(Ip + Ibias)。如上所迷，由于第l偏置电阻Rbiasl的电阻值相对于 第2偏置电阻Rbias2的电阻值被设定得足够低，所以第1晶体管Ql中流 过的第l电流Iql增加。其结果，第1晶体管Ql的集-射间电压Vce与时 刻T0之前的期间相比变大，；险测端子102的电位Vptr降低。
在发光器件330受光开始之前的时刻T0，接通旁路开关SW2，偏置 电流^各径12中流过偏置电流Ibias，由此，第1电流Iql增加。第1电流 Iql增加，意味着第1晶体管Ql的集电极电流Ice增加。
图5是表示作为双极型晶体管的第1晶体管Ql的电流特性的图。该 图的纵轴表示集电极电流Ice ( =Iql),横轴表示集-射间电压Vce (=基-射间电压Vbe)。如图5所示，集电极电流Ice ( =Iql )较小时，相对于集 电极电流Ice的变动的集-射间电压Vce的变动幅度较大，当集电极电流Ice 变大时，该变动幅度变小。
因此，如时刻T0之前那样，第1电流Iql (集电极电流Ice)较小时， 第1电流Iql仅微小变化，第1晶体管Ql的集电极电压、进而检测端子 102的电压Vptr就变动。检测端子102的电压Vptr变动，则光电晶体管 210的偏置状态变化，光电流Ip就有可能变动。另外，由于检测端子102 的电压发生变动，包括第1晶体管Q1、第2晶体管Q2的电流镜电路的特 性有时会恶化。
因此，在本实施方式的电流检测电^各100中，在受光开始前的时刻 T0接通偏置开关SW1，使第l电流Iql增加。其结果，第1晶体管Q1被 偏置在恒定电流区域内，相对于集电极电流Ice的变化量的集-射间电压 Vce的变化量变小，能够使检测端子102的电压Vptr保持恒定。检测端子 102的电压Vptr被保持恒定后，能够使光电晶体管210的特性保持恒定， 并且能够使包括第1晶体管Ql、第2晶体管Q2的电流镜电路的特性保持 良好。
另外，第2控制信号CNT2自控制信号CNT从低电平转变为高电平 的时刻TO起，到经过预定时间ATI后的时刻Tl止被锁存，维持高电平。 在第2控制信号CNT2为高电平期间，放电用开关SW4接通，所以蓄积 在充电电容Cchg中的电荷被放电，被进行初始化。进而，在第2控制信
号CNT2为高电平期间，屏蔽用开关SW3断开，所以第2电流Iq2的路径 被断路。其结果，在时刻Tl之前，即使光入射到发光器件330，光电流 Ip流过，充电电容Cchg也不被充电，检测电压Vdet被固定为接地电位。 另外，由于电路电流被断路，所以能谋求低耗电化。
在时刻TO,发光控制信号SIG1成为高电平，发光器件330成为可发 光状态。本实施方式的发光器件330在发光控制信号SIG1成为高电平后 延迟时间t进行发光。因此，上述预定时间ATI需要i殳定得比时间t短。
在时刻Tl,第2控制信号CNT2成为低电平后，屏蔽用开关SW3接 通，放电用开关SW4断开，电流检测电路100成为备用状态。
在从发光控制信号SIG1成为高电平的时刻TO经过时间t后的时刻 T2,发光器件330发光。发光器件330发光后，反射光入射到光电晶体管 210,光电流Ip流过。在时刻T2，由于偏置电流路径12是断开的，所以 第1晶体管Ql中流过的第1电流Iql与光电流Ip相等。如上所述，由于 第1晶体管Ql被偏置在恒定电流区域，所以即使光电流Ip开始流过，检 测端子102的电位Vptr也几乎不变动。
在时刻T2以后，充电电容Cchg被从第2晶体管Q2输出的第2电流 Iq2充电，检测电压Vdet慢慢上升。在时刻T3，检测电压Vdet达到预定 的阈值电压Vth后，作为比较器20的输出的比较信号SIG12成为高电平， D锁存电路22的反转输出信号SIG14成为低电平。其结果，从驱动电路 30输出的发光控制信号SIG1成为低电平，发光控制晶体管350截止，发 光器件330的发光停止。
之后，在从时刻TO经过预定时间AT2后的时刻T4，第3控制信号 CNT3成为〗氐电平，偏置开关SW1断开。
根据本实施方式的电流检测电路100，不是与光电晶体管210串联地 连接电阻，而是连接电流镜电路，复制光电流。其结果，即使光电流变化， 第1晶体管Ql的集电极电压也不那么大地变动，所以光电晶体管210的 集电极电压Vptr能够保持恒定，可进行稳定的光检测。进而，即使光电流 Ip增加，光电晶体管210的集电极电压也几乎为恒定值，所以能够将动态 范围取得较广。
进而，根据本实施方式的电流检测电路100,在发光器件330的发光 开始、即光电晶体管210的受光开始之前，偏置开关SW1接通，由此能
够将构成电流镜电路的第1晶体管Ql偏置在恒定电流区域。其结果，能
够使光电晶体管210的集电极电压、即检测端子102的电位Vptr不受光电 流Ip值影响地几乎保持恒定，能够进行稳定的光检测。
另外，通过将第2晶体管Q2的尺寸设定得比第1晶体管Ql的尺寸 小，能够减小电流镜电路的输出电流即第2电流Iq2,能够降低电路的消 耗电流，且能够减小充电电容Cchg的电容值。
进而，通过与第2电阻R12并联地设置调节电阻Radj，能够才艮据与 检测端子102连接的光电晶体管210的特性、标准离差等调节电流检测电 路100的特性，可进行稳定的电流检测，并能够谋求针对光电晶体管的标 准离差的成品率的提高。
另外，根据本实施方式的电流检测电路100,通过在发光器件330的 发光开始、即光电晶体管210的受光开始之前使偏置开关SW1接通，能 够使构成电流镜电路的第1晶体管Ql偏置在恒定电流区域。进而其结果， 能够使光电晶体管210的集电极电压、即检测端子102的电位Vptr不受光 电流Ip值影响地几乎保持恒定值，能够进行稳定的光检测。
进而，通过设置第2偏置电阻Rbias2，能够在受光开始前的期间提高 主电流各径IO的阻抗，能够降低电路的消耗电流。
图6是表示光电晶体管210的受光量较小时的电流检测电路IOO和电 子设备300的动作状态的时序图。
在光电晶体管210受光开始前、即从时刻TO到时刻T2的波形与图4 是一样的。在从控制信号CNT成为高电平的时刻TO经过时间T后的时刻 T2，发光器件330发光。在从发光器件330到反射体的距离较远时，反射 光的强度变弱，所以受光量变小。其结果，光电流Ip与图4的情况相比变 小，检测电压Vdet的上升速度变慢。在从时刻T2到时刻T4的期间，第 1晶体管Ql中流过的第1电流Iql成为光电流Ip与偏置电流Ibias的和电流。
在时刻TO经过预定时间AT2后的时刻T3，第3控制信号CNT3 成为低电平。在第3控制信号CNT3成为低电平后，偏置开关SW1断开， 偏置电流径12断开。在时刻T4以后，偏置开关SW1断开后，不流过 偏置电流Ibias,所以第1晶体管Ql中流过的第1电流Iql变成等于光电 流Ip。其结果，对充电电容Chg的充电电流减少，^r测电压Vdet的上升
速度下降。
之后，在时刻T5，检测电压Vdet达到阈值电压Vth后，发光控制信 号SIG1成为低电平，发光器件330的发光停止。
光电晶体管210开始受光后经过预定时间(在本实施方式中相当于 AT2-t),意味着检测电压Vdet的上升速度较慢，进而意味着光电流Ip 较小。在光电流Ip与偏置电流Ibias相比差不多或者比其低时，若基于第 1电流Iql ( =Ip + Ibias)对充电电容Cchg充电，则不能正确地对受光量 进行积分。
因而，本实施方式的受光装置200和发光控制部340在经过预定时间 (AT2-t)后断开偏置开关SW1,由此将第1电流Iql设定得与光电流Ip 相等，从而能正确检测光电晶体管210的受光量，能够恰当地控制至关闭 发光器件330的时间。
另外，在时刻T4，第1晶体管Ql中流过光电流Ip，所以即使关断偏 置电流Ibias,第1晶体管Ql的偏置状态也不下降到非恒定电流区域，检 测端子102的电位Vptr不进4亍大幅度的变动。
进而，根据本实施方式的受光装置200和发光控制部340,通过设置 ;故电用开关SW4和屏蔽用开关SW3，具有以下效果。
对电流检测电路IOO供给电源电压后，由于光电晶体管210被偏置， 所以有可能流过暗电流，或者因从外部入射的本来不应受光的光而流过光 电流Ip，充电电容Cchg被充电。因此，通过在光电晶体管210受光开始 前，使放电用开关SW4接通预定期间，能够防止由不需要的电流4吏充电 电容Cchg充电，并且能够使蓄积在充电电容Cchg中的电荷放电，将斥全测 电压Vdeti殳定为初始值。进而，通过在光电晶体管210受光开始前断开 屏蔽用开关SW3，能够防止由第2电流Iq2使充电电容Cchg充电，并且 能够降低电路的消耗电流。
进而，通过用D锁存电路22锁存从比较器20输出的比较信号SIG12, 能够防止当;l全测电压Vdet在阈值电压Vth附近变动时，发光控制信号SIG1 反复处于高电平和低电平、发光器件330反复处于发光状态和发光停止状 态的情况。
上述实施方式是个例示，可以对各构成要素和各处理过程的组合进行 各种变形，本领域技术人员能够理解这些变形例也处于本发明的范围内。
在实施方式中，对将第2晶体管Q2的尺寸设定得比第1晶体管Ql 的尺寸小的情况进行了说明，但并不限于此。在光电晶体管210的尺寸非 常小、光电流Ip非常小时，以及充电电容Cchg的电容值比较小时，可以 通过使第2晶体管Q2的尺寸大于第1晶体管Ql的尺寸，进行电流放大。 此时，最好将第2电阻R12的电阻值设定得比第1电阻R10的电阻值低。
在实施方式中，是通过串联连接的第1偏置电阻Rbiasl和偏置开关 SW1构成偏置电流路径12的，但不限于此，也可以使用生成预定的电流 的恒电流源。此时，通过开关恒电流源，能够使第1晶体管Ql的偏置状 态发生变化。
在实施方式中，使用了光电晶体管210作为受光器件，但也可以使用 光电二极管来取代之。
在实施方式中，用MOSFET、双极型晶体管构成的原件相互间可置换。 这些选择根据半导体制造工艺、成本、电路所要求的使用来决定即可。进 一步，将电源电压和接地电位颠倒，将PNP晶体管和NPN晶体管置换、 或者将PMOS晶体管和NMOS晶体管置换后的电路结构也是有效的。
在实施方式中，说明了受光装置200和发光控制部340 一皮一体集成的 情况，但也可以是一部分由离散部件构成。至于对哪部分进行集成，根据 成本、所占面积、用途等决定即可。
作为使用了本实施方式的电流检测电路100或受光装置200的电子设 备300，不限于上述的便携式电话终端，可以广泛应用于照度传感器、红 外线通信设备等使用光电二极管或光电晶体管进行光检测的设备。
基于实施方式对本发明进行了说明，但实施方式仅是表示本发明的原 理、应用，在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内，可以对 实施方式进行很多变形例以及变更配置。 〔工业可利用性〕
本发明能够用于光检测电路。
权利要求
1.一种检测受光器件中流过的电流的电流检测电路，包括设置在上述受光器件的电流路径上的第1晶体管；设置在上述第1晶体管的一端和电位被固定了的端子间的第1电阻；与上述第1晶体管一起构成电流镜电路，将上述第1晶体管中流过的电流变成预定系数倍后作为本电流检测电路的输出的第2晶体管；以及设置在上述第2晶体管的一端和电位被固定了的端子间的第2电阻。
2. 根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于 还包括与上述第2电阻并联连接的调节电阻。
3. 根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于 将上述第2晶体管的尺寸设定得比上述第1晶体管的尺寸大， 将上述第2电阻的电阻值设定得比上述第1电阻的电阻值大。
4. 根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于 使上述第2晶体管中流过的电流对电容充电，变换成电压进行输出。
5. 根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于上述第1晶体管、第2晶体管、第1电阻、第2电阻被一体集成在一 个半导体衬底上，上述调节电阻连接于上述半导体衬底的外部。
6. —种受光装置，包括 受光器件；以及检测上述受光器件中流过的光电流的权利要求1或2所述的电流检测 电路。
7. 根据权利要求6所述的受光装置，其特征在于 上述受光器件是光电晶体管。
8. 根据权利要求6所述的受光装置，其特征在于 上迷受光器件是光电二极管。
9. 一种电子设备，包括 发光器件；以及检测从上述发光器件发出的光经外部物体反射后的光的、权利要求6 所述的受光装置。
10. 根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于 上述发光器件在由上述受光装置检测到的反射光的光量达到预定值 后停止发光。
全文摘要
本发明提供一种能正确地检测受光器件中流过的电流的电流检测电路。第1晶体管(Q1)设置于光电晶体管(210)的电流路径上。第1电阻(R10)设置于第1晶体管(Q1)的一端和电源线之间。第2晶体管(Q2)与第1晶体管(Q1)一起构成电流镜电路，并将第1晶体管(Q1)中流过的电流变成预定系数倍，对一端电位被固定了的充电电容(Cchg)充电。第2电阻(R12)设置于第2晶体管(Q2)的一端和电源线之间。
文档编号G03B7/16GK101107499SQ20068000314
公开日2008年1月16日 申请日期2006年10月10日 优先权日2005年10月11日
发明者米丸昌男 申请人:罗姆股份有限公司