模拟-数字转换电路、传感器装置、便携式电话和数字摄像机制造方法及图纸

模拟-数字转换电路(ADC1)包括：电容(C1)；充放电控制部(6)，该充放电控制部(6)将与第一期间的输入电流相当的电荷充电至电容(C1)，并使与第二期间的输入电流相当的电荷从电容(C1)放电；和数字转换部(5)，该数字转换部(5)将电容(C1)的电荷量转换为数字信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模拟-数字转换电路、传感器装置、便携式电话和数字摄像机
本专利技术涉及模拟-数字转换电路和使用该模拟-数字转换电路的接近传感器、测距传感器、动作传感器等传感器装置。
技术介绍
在具有液晶面板的便携式电话和数字摄像机等中，为了降低消耗电力和防止触摸面板的误动作，搭载用于在脸靠近液晶面板时使液晶面板和触摸面板的电源断开(OFF)的接近传感器的期望增加。另外，接近传感器的输出值与检测距离成反比，因此，还存在将接近传感器作为测距传感器使用的期望。另外，还存在在传感器中配置多个光电二极管，作为根据光电二极管的各输出值的时间变化量来检测手的动作等的动作传感器使用的期望。搭载有上述传感器的便携式电话和数字摄像机等大多在屋外使用，被要求即使在太阳光等非常强的干扰DC光成分入射传感器的情况下，传感器也正确地动作。在此，对用于满足上述的要求的电路结构进行说明。作为传感器的检测方法，一般有使用模拟-数字转换电路将传感器输出转换为数字值的方法。近年来，作为接近传感器，采用了具备积分型的模拟-数字转换电路和发光二极管(LED)的驱动电路的方式。作为关于模拟-数字转换电路的现有技术，提出了专利文献1中记载的方式。图16是表示专利文献1中记载的模拟-数字转换电路100的结构的电路图。模拟-数字转换电路100包括：对被测定电压Vin进行阻抗转换的电压输出器(voltagefollower)101；通过电压输出器101的输出电压被充电的电容102；将被充电至电容102的电荷向负电源103放电的恒流电路104；以电容102的端子电压作为输入电压的比较器105；输出时钟脉冲的时钟电路106；对该时钟脉冲进行计数的计数器107；和控制充电开关108和放电开关109的开闭的控制电路110。由此，模拟-数字转换电路100能够以简单的结构进行输入电压值的模拟-数字转换。另外，作为关于使用模拟-数字转换电路的照度传感器的现有技术，提出了专利文献2中记载的方式。图17是表示专利文献2中记载的照度传感器200的结构的电路图。照度传感器200具有：将作为测定对象的光转换为电流的光电二极管PD；和以光电二极管PD的输出作为输入电流的模拟-数字转换电路(充放电部210和控制计算部220)，进行与照度相应的数字输出。充放电部210具有充电电路211、第一放电电路212、第二放电电路213和比较电路214。充电电路211是在规定的充电期间中蓄积与输入电流(光电二极管PD的检测电流)相应的电荷的单元，具有：运算放大器AMP；充电用电容器C201，该充电用电容器C201的一端与运算放大器AMP201的反转输入端(-)连接，另一端与运算放大器AMP201的输出端连接；第一恒压源E201，该第一恒压源E201对运算放大器AMP201的非反转输入端(+)施加规定的第一基准电压V201；第一开关SW201，该第一开关SW201根据控制信号S201，对输入电流的输入端(即光电二极管PD的正极)与充电用电容器C201的一端之间进行开闭；和第二开关SW202，该第二开关SW202根据控制信号S202使充电用电容器C201的两端间短路。第一放电电路212是在上述的充电期间中，在每次充电电路211的充电量达到规定的阈值时，将蓄积在充电电路211中的电荷放电的单元，具有：第一放电用电容器C202(充电用电容器C201的1/m(m＞1))；第三开关SW203a～SW203b，该第三开关SW203a～SW203b分别根据控制信号S203，对第一放电用电容器C202的一端与接地端之间、以及第一放电用电容器C202的另一端与运算放大器AMP201的反转输入端(-)之间进行开闭；和第四开关SW204a～SW204b，该第四开关SW204a～SW204b分别根据控制信号S204，对第一放电用电容器C202的两端与第一基准电压V201的施加端之间进行开闭。第二放电电路213是在上述的充电期间结束后，以比第一放电电路212小的放电能力，每次规定量地分阶段地使其放电，直至充电电路211中残存的电荷成为规定值的单元，具有：第二放电用电容器C203(充电用电容器C201的1/n(n＞m))；生成第二基准电压V202(第一基准电压V201的1/k(k＞1))的第二恒压源E202；第五开关SW205a～SW205b，该第五开关SW205a～SW205b分别根据控制信号S205，对第二放电用电容器C203的一端与第二恒压源E202的正极端之间、以及第二放电用电容器C203的另一端与运算放大器AMP201的反转输入端(-)之间进行开闭；和第六开关SW206a～SW206b，该第六开关SW206a～SW206b分别根据控制信号S206，对第二放电用电容器C203的两端与第一基准电压Vref的施加端之间进行开闭。比较电路214是将运算放大器AMP201的输出电压Va与第三基准电压V203(Vref)以及第四基准电压V204(Vref/2)分别进行比较的单元，具有：生成第三基准电压V203的第三恒压源E203；生成第四基准电压V204的第四恒压源E204；第一比较器CMP201，该第一比较器CMP201的非反转输入端(+)与运算放大器AMP201的输出端连接，反转输入端(-)与第三恒压源E203的正极端连接；和第二比较器CMP202，该第二比较器CMP202的反转输入端(-)与运算放大器AMP201的输出端连接，非反转输入端(+)与第四恒压源E204的正极端连接。控制计算部220是如下的单元：根据规定的时钟信号CLK和比较电路CMP201～CMP202的各输出信号CO201～CO202生成控制信号S201～S206，进行充电电路211和放电电路212～213的充放电控制，并且根据放电电路212～213的总放电次数计算出充电电路211的总充电量，并进行与其结果相应的数字输出(DOUT)。在包括充放电部210和控制计算部220的模拟-数字转换电路中，在已确定的充电时间的期间对电容C201进行充电，并且在每次电容C201达到规定的充电量时利用第一放电电路212进行放电。接着，模拟-数字转换电路利用第二放电电路213对充电时间结束后的电荷进行放电，由此，根据第一放电电路212的放电次数和第二放电电路213的放电时间，输出与电容C201的充电量相应的数字值。由此，专利文献2的结构能够实现输入动态范围的扩大、最小分辨率的提高和测定时间的缩短。图18是表示一般的接近传感器300的概略结构的图。接近传感器300包括发光二极管(LED)310、光电二极管320和控制电路330。控制电路330对发光二极管310供给脉冲电流，驱动发光二极管310。当在接近传感器300的附近存在物体400的情况下，来自发光二极管310的脉冲光如实线箭头那样被物体400反射，被光电二极管320接收。另一方面，在不存在物体400的情况下，来自发光二极管310的脉冲光如虚线箭头那样不被物体400反射，因此，来自发光二极管310的脉冲光几乎不到达光电二极管320。光电二极管320将接收到的脉冲光转换为脉冲电流，并输出至控制电路330。控制电路330根据来自光电二极管320的脉冲电流的大小，来判定在接近传感器300的附近是否存在物体400。图19是表示接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟‑数字转换电路，其包括：第一电容；和将蓄积在第一电容中的电荷量转换为数字信号的数字转换部，所述模拟‑数字转换电路的特征在于：包括控制第一电容的充放电的充放电控制部，所述充放电控制部在第一期间将与被输入所述模拟‑数字转换电路的电流相当的电荷充电至第一电容，在接着第一期间的第二期间使与被输入所述模拟‑数字转换电路的电流相当的电荷从第一电容放电，所述数字转换部在由所述充放电控制部进行的充放电控制结束后的模拟‑数字转换期间，将在所述充放电控制结束的时刻蓄积在第一电容中的电荷量转换为数字信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.14 JP 2012-2036231.一种模拟-数字转换电路，其包括：第一电容；和将蓄积在第一电容中的电荷量转换为数字信号的数字转换部，所述模拟-数字转换电路的特征在于：包括控制第一电容的充放电的充放电控制部，所述充放电控制部在第一期间将与被输入所述模拟-数字转换电路的电流相当的电荷充电至第一电容，在接着第一期间的第二期间使与被输入所述模拟-数字转换电路的电流相当的电荷从第一电容放电，所述数字转换部在由所述充放电控制部进行的充放电控制结束后的模拟-数字转换期间，将在所述充放电控制结束的时刻蓄积在第一电容中的电荷量转换为数字信号，所述充放电控制部将充放电循环执行多次，所述充放电循环包括第一期间的对第一电容的充电和第二期间的从第一电容的放电，所述数字转换部包括：第二电容，该第二电容具有比第一电容的电容值小的电容值；和输送部，该输送部在由所述充放电控制部进行的充放电控制结束后、且所述模拟-数字转换期间开始前的电荷输送期间，将蓄积在第一电容中的电荷输送至第二电容，所述数字转换部将在由所述输送部进行的所述电荷的输送结束的时刻蓄积在第二电容中的电荷量转换为数字信号。2.如权利要求1所述的模拟-数字转换电路，其特征在于：所述充放电控制部包括：运算放大器；第一开关，该第一开关使被输入所述模拟-数字转换电路的电流向所述运算放大器的反转输入端子的输入导通/断开；和连接选择部，该连接选择部选择所述运算放大器与第一电容的连接状态，所述运算放大器的非反转输入端子被输入基准电压，所述连接选择部能够选择第一连接状态和第二连接状态，其中，所述第一连接状态是所述运算放大器的反转输入端子和输出端子分别与第一电容的第一端子和第二端子连接的状态，所述第二连接状态是所述运算放大器的反转输入端子和输出端子分别与第一电容的第二端子和第一端子连接的状态，所述充放电控制部在第一期间和第二期间将第一开关控制为导通，在所述电荷输送期间和所述模拟-数字转换期间将第一开关控制为断开，所述充放电控制部在第一期间、第二期间和所述模拟-数字转换期间，将第一电容与第二电容的连接控制为断开，在所述电荷输送期间，将第一电容与第二电容的连接控制为导通，并且所述充放电控制部进行控制使得所述连接选择部在第一期间选择第一连接状态，在第二期间选择第二连接状态。3.如权利要求2所述的模拟-数字转换电路，其特征在于：所述数字转换部包括：比较器，该比较器将第二电容的第二端子的电压与所述基准电压进行比较；放电电路，该放电电路在所述比较器判定为第二电容的第二端子的电压比所述基准电压高的期间，以一定的速度从第二电容放电；和计数电路，该计数电路在由所述比较器判定为第二电容的第二端子的电压比所述基准电压高之后，至由所述比较器判定为第二电容的第二端子的电压比所述基准电压低为止的期间，对时钟信号的时钟数进行计数。4.如权利要求3所述的模拟-数字转换电路，其特征在于：所述充放电控制部，在第一期间之前，将所述运算放大器的反转输入端子和输出端子均与第一电容的第一端子和第二电容的第一端子连接。5.如权利要求3或4所述的模拟-数字转换电路，其特征在于：在第一期间之前，比较器的反转输入端子与输出端子被短路。6.一种模拟-数字转换电路，其包括：第一电容；和将蓄积在第一电容中的电荷量转换为数字信号的数字转换部，所述模拟-数字转换电路的特征在于：包括控制第一电容的充放电的充放电控制部，所述充放电控制部在第一期间将与被输入所述模拟-数字转换电路的电流相当的电荷充电至第一电容，在接着第一期间的第二期间使与被输入所述模拟-数字转换电路的电流相当的电荷从第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤秀树，井上高广，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP