JPWO2007135947A1 - 照度センサおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

電子機器に搭載される照度センサ（１）は、複数の増幅器（１１，１２）を含む。複数の増幅器（１１，１２）は、複数の増幅器（１１，１２）のそれぞれに対応する信号（Ｓ１，Ｓ２）を受けることにより増幅率を変化させる。複数の増幅器（１１，１２）の増幅率（たとえば１０倍および１倍）の組合せによって、フォトダイオード（１０）から出力される電流はたとえば１倍、１０倍、１００倍のいずれかの増幅率で増幅される。これにより、フォトダイオード（１０）から出力される電流に応じて、適切な増幅率を選択することができる。また照度センサ（１）から出力される電圧（ＶＯＵＴ）をＡＤコンバータ（２１）の入力電圧の最大範囲に収まるように制御することができる。

Description

本発明は照度センサおよび電子機器に関し、特に、照度検出範囲を広げることが可能な照度センサ、および、この照度センサを備える電子機器に関する。

照度センサは、「明るい」、「暗い」といった周囲の明るさを感知するセンサである。たとえば照度センサを搭載したディスプレイ装置は、画面の輝度を人間が最適に感じる程度に調整することができる。また、照度センサを搭載したディスプレイ装置は、人間が暗いと感じる場所で光源を点灯したり、逆に明るいと感じる場所で光源を消灯したりすることができる。

図８は、従来の照度センサを含む回路構成の例を示す図である。
図８を参照して、照度センサ１０１は受けた光の照度に応じた電流を端子ＴＡから出力する。端子ＴＡと接地ノードとの間には抵抗Ｒ１が接続される。照度センサ１０１から出力される電流は抵抗Ｒ１によって電圧ＶＯＵＴに変換される。

端子ＴＡにはＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１２１が接続される。ＡＤコンバータ１２１は電圧ＶＯＵＴを受けてデジタルデータを出力する。ＡＤコンバータ１２１から出力されるデジタルデータは図示しない制御装置（たとえばマイクロコンピュータ等）に入力される。制御装置は、このデジタルデータに基づいて各種の処理（たとえば光源の点灯制御等）を行なう。

照度センサ１０１は、フォトダイオード１１０と、ＮＰＮトランジスタＱＡ，ＱＢと、ＰＮＰトランジスタＱＣ，ＱＤとを含む。フォトダイオード１１０のカソードはノードＮＡ（電源ノード）に接続される。フォトダイオード１１０のアノードはノードＮＢに接続される。

ＮＰＮトランジスタＱＡのコレクタおよびベースと、ＮＰＮトランジスタＱＢのベースとはともにノードＮＢに接続される。ＮＰＮトランジスタＱＡのエミッタとＮＰＮトランジスタＱＢのエミッタとはともに接地ノードに接続される。

ＰＮＰトランジスタＱＣのエミッタとＰＮＰトランジスタＱＤのエミッタとはともにノードＮＡに接続される。ＰＮＰトランジスタＱＣのベースおよびコレクタとＮＰＮトランジスタＱＢのコレクタとはともにノードＮＣに接続される。ＰＮＰトランジスタＱＤのコレクタは端子ＴＡに接続される。

ＮＰＮトランジスタＱＡ，ＱＢと、ＰＮＰトランジスタＱＣ，ＱＤとはカレントミラー回路を構成する。ＮＰＮトランジスタＱＡ，ＱＢのエミッタサイズはある比率に設定される。またＰＮＰトランジスタＱＣ，ＱＤのコレクタサイズはある比率に設定される。これにより、フォトダイオード１１０からＮＰＮトランジスタＱＡのコレクタに流れる電流と端子ＴＡから出力される電流とは常に所定の比（たとえば１：１０）を保つ。

たとえば、特開平１１−１８６９７１号公報（特許文献１）は、相互に増幅率が異なる複数の増幅器を備える光受信器を開示する。この光受信器は入射する光の強度に応じて複数の増幅器の中から最適な増幅率の増幅器を選択する。

また、特開平１１−２９８２５９号公報（特許文献２）は、相互に増幅率が異なり、かつ並列に接続された２つの増幅器と、その２つの増幅器のうち飽和領域動作を行なっていないほうの増幅器を選択する選択回路とを備える光受信装置が開示される。
特開平１１−１８６９７１号公報 特開平１１−２９８２５９号公報

一般的にフォトダイオード等の受光素子では、受光素子が受ける光の照度と受光素子から出力される電流の大きさとは比例する。たとえば照度１０万ルクスの光を受けたときに受光素子が出力する電流は、照度１ルクスの光を受けたときに受光素子が出力する電流の１０万倍になる。この場合、電圧ＶＯＵＴは、たとえば数十μＶから数Ｖの範囲で変化する。

しかしながら、一般的なＡＤコンバータのアナログデータ変換可能範囲（入力電圧の最大の範囲）は上述した電圧ＶＯＵＴの範囲よりも狭い。よって一般的なＡＤコンバータはこのように広い範囲の電圧ＶＯＵＴには対応できない。

一方、照度センサは、たとえば液晶ディスプレイに搭載されるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）バックライトの点灯制御、あるいは、携帯電話のキーパッドＬＥＤの点灯制御等に使用される。たとえばＬＥＤバックライトの照度は０〜１０万[Ｌｘ]（「Ｌｘ」は「ルクス」を示す）の範囲で変化する。一方、携帯電話のキーパッドＬＥＤの照度は、たとえば０〜１００［Ｌｘ］の範囲で変化する。

このように照度センサの用途は多様であるため、照度センサが検出可能な照度の範囲はできるだけ広いことが好ましい。しかしながら特開平１１−１８６９７１号公報（特許文献１）には、光受信器がこのように広い範囲にわたり照度を検出可能であるかどうかは示されていない。また、特開平１１−１８６９７１号公報（特許文献１）に開示される光受信器の場合には、各増幅器が常に動作しているため消費電流が多くなるとともにチップ面積が大きくなる。これらの理由により、上述の光受信器は携帯電話等の電子機器に使用するには適していない。

本発明の目的は、消費電力を抑え、チップ面積を縮小しながら照度検出範囲を広げることが可能な照度センサ、および、その照度センサを備える電子機器を提供することである。

本発明は要約すれば、照度センサであって、光を受け、かつ、受けた光の照度に応じた電気信号を出力する受光部と、互いに直列に接続されて、電気信号を増幅する複数の増幅部とを備える。複数の増幅部のうちの少なくとも１つの増幅部は、制御信号に応じて増幅率を変化させる。

好ましくは、少なくとも１つの増幅部は、増幅率を、１と１より大きい値との間で切換える。

より好ましくは、１より大きい値は、１０の累乗から１を減じた値である。
好ましくは、少なくとも１つの増幅部は、増幅率を少なくとも２つの値の間で切換えることが可能である。少なくとも１つの増幅部は、増幅率が２つの値のうちの低いほうの値に設定されたときに動作するノイズ低減回路を含む。

好ましくは、少なくとも１つの増幅部は、入力信号が入力される入力ノードにコレクタが電気的に結合され、定電位ノードにエミッタが電気的に結合される第１のトランジスタと、ベースが第１のトランジスタのベースに電気的に結合され、エミッタが定電位ノードに電気的に結合され、コレクタが出力ノードに電気的に結合される第２のトランジスタと、ベースが第１のトランジスタのベースに電気的に結合され、コレクタが出力ノードに電気的に結合される第３のトランジスタとを含む。第１のトランジスタに流れる電流に対する第２のトランジスタに流れる電流の比は１である。第１のトランジスタに流れる電流に対する第３のトランジスタに流れる電流の比は１より大きい値である。少なくとも１つの増幅部は、第３のトランジスタのエミッタと、定電位ノードとの間に電気的に結合され、複数の制御信号のうちの対応する制御信号に応じて導通と非導通とを切換えるスイッチをさらに含む。

より好ましくは、少なくとも１つの増幅部は、第３のトランジスタのエミッタと第３のトランジスタのベースとの間に設けられる他のスイッチをさらに含む。他のスイッチは、スイッチが導通状態のときに非導通状態となり、スイッチが非導通状態のときに導通状態となる。

さらに好ましくは、少なくとも１つの増幅部は、複数の増幅部のうちの初段の増幅部より後段の増幅部である。照度センサは、複数の増幅部の後段に接続され、かつ、増幅率が固定された他の増幅部をさらに備える。

本発明の他の局面に従うと、電子機器であって、照度センサを備える。照度センサは、光を受け、かつ、受けた光の照度に応じた電気信号を出力する受光部と、互いに直列に接続されて、電気信号を増幅する複数の増幅部とを含む。複数の増幅部のうちの少なくとも１つの増幅部は、制御信号に応じて増幅率を変化させる。

好ましくは、電子機器は、照度センサからの出力電圧をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、照度センサに対して複数の制御信号を出力するとともにデジタルデータを読み込み、かつ、読込んだデジタルデータに係数を掛ける処理回路とをさらに備える。処理回路は、出力した複数の制御信号に対応させて、係数を決定する。

より好ましくは、電子機器は、自身の輝度を変更可能なキー入力部と、自身の輝度を変更可能な表示部と、照度センサの検出結果に応じて、キー入力部および表示部の輝度を制御する制御装置をさらに備える。

本発明によれば、照度センサの照度検出範囲を広げることが可能になる。

本実施の形態の光検出器を備える電子機器の概略ブロック図である。 図１の照度センサ１の構成を説明するブロック図である。 図２に示す照度センサ１の具体的な構成例を示す回路図である。 図３におけるスイッチＳＷ１，ＳＷ２の設定の組合せと、増幅器１１〜１３の全体の増幅率（ゲイン）との関係を示す図である。 本実施の形態の照度センサ１が検出可能な照度範囲の例を示す図である。 図２に示す処理回路２２の制御処理を示すフローチャートである。 本実施の形態の照度センサ１を搭載する電子機器の具体例を示す図である。 従来の照度センサを含む回路構成の例を示す図である。 図３に示す増幅器の変形例を示す図である。

符号の説明

１，１０１ 照度センサ、２ 制御装置、３ 駆動回路、４ 発光部、１０，１１０ フォトダイオード、１１〜１３ 増幅器、２１，１２１ ＡＤコンバータ、２２ 処理回路、３０ キー入力部、３２ 表示部、３２Ａ 領域、４０ マイク、４２ スピーカ、５０ 開始キー、５２ 終話キー、６０ 数字キー、１００ 電子機器（携帯電話）、Ｎ１〜Ｎ３，Ｎ５〜Ｎ９，ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ ノード、Ｑ１〜Ｑ３，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１５，Ｑ１６，ＱＡ，ＱＢ ＮＰＮトランジスタ、Ｑ４〜Ｑ６，Ｑ９，Ｑ１０，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ１７，Ｑ１８，ＱＣ，ＱＤ ＰＮＰトランジスタ、ＱＭ１〜ＱＭ３ ＭＯＳトランジスタ、Ｒ１ 抵抗、ＳＴ１〜ＳＴ２０ ステップ、ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ、Ｔ１〜Ｔ３，ＴＡ 端子。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、本実施の形態の光検出器を備える電子機器の概略ブロック図である。
図１を参照して、電子機器１００は、照度センサ１と、制御装置２と、駆動回路３と、発光部４とを備える。

照度センサ１は、端子Ｔ１〜Ｔ３を有する。照度センサ１は光を受けると、光の照度に比例して大きさが変化する電流を端子Ｔ３から出力する。端子Ｔ３から出力される電流は抵抗Ｒ１によって電圧ＶＯＵＴに変換される。端子Ｔ１，Ｔ２には信号Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ入力される。信号Ｓ１，Ｓ２は照度センサ１における増幅率を変化させる制御信号である。

制御装置２は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２１と処理回路２２とを含む。ＡＤコンバータ２１は電圧ＶＯＵＴを変換してたとえば８ビットのデジタルデータを出力する。ＡＤコンバータ２１におけるアナログデータ変換可能範囲（入力電圧の最大範囲）は、たとえば０．２Ｖ〜２Ｖに設定される。

処理回路２２はＡＤコンバータ２１からのデジタルデータを読込む。処理回路２２はデジタルデータにある係数を掛けることによって、照度センサ１が検知した照度の情報を取得する。処理回路２２は取得した照度の情報に応じて駆動回路３を制御する。

また、処理回路２２はＡＤコンバータ２１から受けるデジタルデータに基づいて、信号Ｓ１，Ｓ２を照度センサ１に送り、電圧ＶＯＵＴがＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２１の入力電圧範囲内に収まるように照度センサ１を制御する。さらに、処理回路２２は、出力した信号Ｓ１，Ｓ２に対応させて、上述の掛け算を行なう際の係数を決定する。

ＡＤコンバータ２１から出力されるデジタルデータは、照度のレベルによらず、常に一定の範囲の値である。処理回路２２は、係数を決定することによって、読み込んだデジタルデータから照度に関する正しい情報を得ることができる。なお、処理回路２２が照度センサ１に対して行なう制御の詳細は後述する。

駆動回路３は処理回路２２の制御に応じて発光部４を駆動する。電子機器１００が液晶ディスプレイの場合、発光部４はたとえばＬＥＤバックライトである。また、電子機器１００が携帯電話の場合には、発光部４はたとえばディスプレイ表示用のＬＥＤバックライト、および／または、キーパッド用のＬＥＤバックライトである。

図２は、図１の照度センサ１の構成を説明するブロック図である。
図２を参照して、照度センサ１は、フォトダイオード１０と、増幅器１１〜１３とを含む。フォトダイオード１０と、増幅器１１〜１３とは、たとえば１つの半導体チップに集積化される。

フォトダイオード１０のカソードは電源ノードに接続される。フォトダイオード１０のアノードは増幅器１１の入力端子に接続される。フォトダイオード１０は、光を受けて電気信号Ｓを出力する。

増幅器１１〜１３は、互いに直列に接続され、電気信号Ｓを増幅する。増幅器１１，１２は処理回路２２から送られる信号Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ応じて増幅率を変化させる。好ましくは、増幅率は、１と１よりも大きい値との間で切換る。さらに好ましくは、１よりも大きい値とは１０の累乗である。

たとえば照度センサ１が照度の高い光（たとえば太陽光）を受けた場合には、フォトダイオード１０に大きな電流が流れる。この場合には、増幅器１１，１２の増幅率を１倍に設定することによって、電圧ＶＯＵＴをＡＤコンバータ２１の入力電圧の範囲内に収めることが可能になる。

なお、制御信号に応じて増幅率を変化させる増幅器の個数は複数であれば２に限定されない。また、増幅器１１，１２の増幅率は、１と１よりも大きい値との間で切換るように限定されるものではない。たとえば増幅器１１，１２の増幅率は、２と３との間で切換ってもよい。ただし、以下では増幅器１１，１２の増幅率は１と１０との間で切換るものとして説明する。

増幅器１１は、端子Ｔ１を介して受ける信号Ｓ１に応じて増幅率を変化させる。より詳細に説明すると、増幅器１１は、たとえば信号Ｓ１がＨレベルである場合には増幅率を１０倍に設定し、信号Ｓ１がＬレベルである場合には増幅率を１倍に設定する。

増幅器１２は、端子Ｔ２を介して受ける信号Ｓ２に応じて増幅率を変化させる。より詳細に説明すると、増幅器１２は、たとえば信号Ｓ２がＨレベルである場合には増幅率を１０倍に設定し、信号Ｓ２がＬレベルである場合には増幅率を１倍に設定する。

このように増幅器１１，１２は、増幅器１１，１２のそれぞれに対応する信号Ｓ１，Ｓ２を受けて増幅率を変化させる。増幅器１１，１２の増幅率（１０倍および１倍）の組合せによって、フォトダイオード１０から出力される電流は１倍、１０倍、１００倍のいずれかの増幅率で増幅される。これにより、フォトダイオード１０から出力される電流に応じて、適切な増幅率を選択することができる。また電圧ＶＯＵＴをＡＤコンバータ２１の入力電圧の最大範囲に収まるように制御することができる。よって本実施の形態によれば照度センサの照度検出範囲を広げることができる。

増幅器１３は、増幅器１１，１２の後段に設けられる。増幅器１３の増幅率はたとえば数倍（２倍等）に固定されている。増幅器１１，１２によって、フォトダイオード１０から出力される電流は１倍、１０倍、１００倍のいずれかの増幅率で増幅される。増幅器１１，１２に増幅器１３を接続することによって、電圧ＶＯＵＴをＡＤコンバータ２１の入力電圧範囲内に収めるよう微調整を行なうことが可能になる。なお、以下では説明の便宜のため、増幅器１３の増幅率は１倍であるとする。

ここで、電圧ＶＯＵＴをＡＤコンバータ２１の入力電圧の最大範囲に収める他の方法として、たとえば増幅器１１，１２の増幅率を固定して抵抗Ｒ１の抵抗値を変化させる方法（照度センサ１から出力される電流が大きくなるほど抵抗Ｒ１の抵抗値を下げる方法）が考えられる。しかし、この方法によれば、フォトダイオード１０が受ける光の照度が大きくなるほど照度センサから出力される電流が大きくなるので、抵抗Ｒ１における消費電力が増加する。つまり、照度センサが電子機器の消費電力を増加させることになる。

また、抵抗Ｒ１の抵抗値を変化させる場合には、照度が低いほど抵抗Ｒ１の抵抗値を高くしなければならない。抵抗Ｒ１の抵抗値が高いほど電圧ＶＯＵＴの時定数が大きくなるので制御装置２の応答も遅くなる。さらに抵抗Ｒ１の抵抗値を高くすると電圧ＶＯＵＴに含まれるノイズが増加したり、照度センサ１に外付けする部品（たとえばトランジスタ等）が増加したりすることが考えられる。

本実施の形態では照度センサ１に含まれる複数の増幅器の増幅率を変化させる。これによって抵抗Ｒ１の抵抗値は固定されたままでよくなる。よって本実施の形態によればこれらの問題を解決することができる。

さらに、図２に示すように、本実施の形態では複数の増幅器を直列に接続することによって、回路規模を小さくすることが可能になる。低照度の光を検出するためには、照度センサ１に高い増幅率を有する増幅率（たとえば１０００倍の増幅率を有する増幅器）を備えなければならない。たとえば特開平１１−１８６９７１号公報（特許文献１）に開示される光受信器と同様に、１０倍、１００倍、１０００倍の増幅率をそれぞれ有する３つの増幅器を半導体チップに搭載した場合には半導体チップの面積が必然的に大きくなる。

本実施の形態によれば、１０の累乗の増幅率を有する複数の増幅器を直列に接続することによって、回路面積の増加を抑えながら低照度の光を検出する（すなわち増幅率を高くする）ことが容易に実現できる。

図３は、図２に示す照度センサ１の具体的な構成例を示す回路図である。
図３および図２を参照して、増幅器１１は、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１１，Ｑ１２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ４とを含む。

ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタはノードＮ１に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１のベースはノードＮ６に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタは接地ノード（すなわち定電位ノード）に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ２のベースはノードＮ６（すなわちＮＰＮトランジスタＱ１のベース）に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタは接地ノードに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタはノードＮ２に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ３のベースはノードＮ６に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタはノードＮ２に接続される。スイッチＳＷ１は、ＮＰＮトランジスタＱ３のエミッタと、接地ノードとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３は、本発明における第１〜第３のトランジスタにそれぞれ対応する。

スイッチＳＷ４は、ＮＰＮトランジスタＱ３のベースと、ＮＰＮトランジスタＱ３のエミッタとの間に接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタは電源ノードに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１１のベースはノードＮ１に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１１のエミッタはノードＮ６に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１２のコレクタおよびベースはノードＮ６に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１２のエミッタは接地ノードに接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１１，Ｑ１２に付された「Ｘ１」等の記号は、ＮＰＮトランジスタＱ１に流れる電流を基準としたときのＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１１，Ｑ１２の各トランジスタに流れる電流の比を示す。たとえばＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間に流れる電流に対するＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間に流れる電流の比は１である。ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間に流れる電流に対するＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタ−エミッタ間に流れる電流の比は９（＝１０−１）である。

スイッチＳＷ１は端子Ｔ１に入力される信号Ｓ１に応じて導通状態と非導通状態とを切換える。信号Ｓ１がＨレベルの場合にはスイッチＳＷ１は導通状態になり、信号Ｓ１がＬレベルのときにはスイッチＳＷ１は非導通状態になる。

スイッチＳＷ４はスイッチＳＷ１と連動する。スイッチＳＷ１が導通状態のときにはスイッチＳＷ４は非導通状態になる。スイッチＳＷ１が非導通状態のときにはスイッチＳＷ４は導通状態になる。これにより電流ＩＯＵＴのノイズを低減できる。

ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１１，Ｑ１２はカレントミラー回路を構成する。スイッチＳＷ１の非導通時にはカレントミラーのミラー比は１となる。スイッチＳＷ１の導通時にはカレントミラーのミラー比は１０となる。

増幅器１２は、ＰＮＰトランジスタＱ４〜Ｑ６，Ｑ１３，Ｑ１４と、スイッチＳＷ２，ＳＷ３とを含む。

ＰＮＰトランジスタＱ４のコレクタはノードＮ２に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ４のベースはノードＮ７に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ４のエミッタは電源ノード（すなわち定電位ノード）に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ５のベースはノードＮ７（すなわちＰＮＰトランジスタＱ４のベース）に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ５のエミッタは電源ノードに接続され、ＰＮＰトランジスタＱ５のコレクタはノードＮ３に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ６のベースはノードＮ７に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ６のコレクタはノードＮ３に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ４〜Ｑ６は、本発明における第１〜第３のトランジスタにそれぞれ対応する。

スイッチＳＷ２はＰＮＰトランジスタＱ６のエミッタと電源ノードとの間に接続される。スイッチＳＷ３はＰＮＰトランジスタＱ６のエミッタとＰＮＰトランジスタＱ６のベースとの間に接続される。

ＰＮＰトランジスタＱ１３のエミッタは電源ノードに接続され、ＰＮＰトランジスタＱ１３のコレクタおよびベースはノードＮ７に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１４のエミッタはノードＮ７に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ１４のベースはノードＮ２に接続され、ＰＮＰトランジスタＱ１４のコレクタは接地ノードに接続される。

ＰＮＰトランジスタＱ４〜Ｑ６，Ｑ１３，Ｑ１４に付された「Ｘ１」等の記号は、ＰＮＰトランジスタＱ４に流れる電流を基準としたときのＰＮＰトランジスタＱ４〜Ｑ６の各トランジスタに流れる電流の比を示す。たとえばＰＮＰトランジスタＱ４のエミッタ−コレクタ間に流れる電流に対するＰＮＰトランジスタＱ５のエミッタ−コレクタ間に流れる電流の比は１である。ＰＮＰトランジスタＱ４のエミッタ−コレクタ間に流れる電流に対するＰＮＰトランジスタＱ６のエミッタ−コレクタ間に流れる電流の比は９（＝１０−１）である。

スイッチＳＷ２は端子Ｔ２に入力される信号Ｓ２に応じて導通状態と非導通状態とを切換える。信号Ｓ２がＨレベルの場合にはスイッチＳＷ２は導通状態になり、信号Ｓ２がＬレベルのときにはスイッチＳＷ２は非導通状態になる。

スイッチＳＷ３はスイッチＳＷ２と連動する。スイッチＳＷ２が導通状態のときにはスイッチＳＷ３は非導通状態になる。スイッチＳＷ２が非導通状態のときにはスイッチＳＷ３は導通状態になる。

ＰＮＰトランジスタＱ４〜Ｑ６，Ｑ１３，Ｑ１４はカレントミラー回路を構成する。スイッチＳＷ２の非導通時（およびスイッチＳＷ３の導通時）にはカレントミラーのミラー比は１となる。スイッチＳＷ２の導通時（およびスイッチＳＷ３の非導通時）にはカレントミラーのミラー比は１０となる。

スイッチＳＷ３は、電流ＩＯＵＴのノイズを低減するために設けられる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、たとえばトランジスタを含んで構成される。

以下、増幅部１１においてスイッチＳＷ４を設けることにより電流ＩＯＵＴのノイズを低減できる理由を説明する。

スイッチＳＷ１の非導通時にはスイッチＳＷ１にリーク電流ＩＬ１が流れる。ＮＰＮトランジスタＱ２，Ｑ３のコレクタに流れ込む電流の合計をＩＯ１とする。ＮＰＮトランジスタＱ２，Ｑ３のコレクタに流れ込む電流をそれぞれＩＱ２，ＩＱ３とすると、ＩＯ１は以下の式（１）に従って表わされる。
ＩＯ１＝ＩＱ２＋ＩＱ３ …（１）
ここでスイッチＳＷ４が設けられていない場合、ＩＱ３＝ＩＬ１である。よって、式（１）を変形すると、電流ＩＯ１は以下の式（２）に従って表わされる。
ＩＯ１＝ＩＱ２＋ＩＬ１ …（２）
ここで、ＮＰＮトランジスタＱ３の電流増幅度（コレクタ電流／ベース電流）をｈＦＥ＿Ｑ３とするとＮＰＮトランジスタＱ３のベース電流は以下の式（３）に従って表わされる。
ＩＬ１／ｈＦＥ＿Ｑ３ …（３）
一方、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２で構成されるカレントミラーのミラー比は１であるため、電流ＩＱ２の大きさは、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ電流の大きさ、すなわち電流ＩＤからＮＰＮトランジスタＱ１１のベース電流を引いた大きさに等しい。一方、ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタ電流は最終的にＮＰＮトランジスタＱ３のベース電流となる。ＮＰＮトランジスタＱ１１の電流増幅度をｈＦＥ＿Ｑ１１とすると、ＮＰＮトランジスタＱ１１のベース電流は以下の式（４）に従って示される。
（ＩＬ１／ｈＦＥ＿Ｑ３）／ｈＦＥ＿Ｑ１１ …（４）
したがって、電流ＩＱ２は以下の式（５）に従って示される。
ＩＱ２＝ＩＤ−（ＩＬ１／ｈＦＥ＿Ｑ３）／ｈＦＥ＿Ｑ１１ …（５）
式（２），（５）から電流ＩＯ１は以下の式（６）に従って示される。
ＩＯ１＝｛ＩＤ−（ＩＬ１／ｈＦＥ＿Ｑ３）／ｈＦＥ＿Ｑ１１｝＋ＩＬ１ …（６）
電流増幅度ｈＦＥ＿Ｑ３，ｈＦＥ＿Ｑ１１はともに大きい（たとえば１００）ため、式（６）からＩＯ１はほぼＩＤ＋ＩＬ１に等しくなる。スイッチＳＷ４が設けられていない場合には電流ＩＬ１が増幅部１２によって増幅されることによって、電流ＩＯＵＴに大きなノイズが含まれることが起こり得る。

一方、スイッチＳＷ４が設けられる場合には、電流ＩＱ３＝０となるため、式（１）に従うとＩＯ１＝ＩＱ２となる。さらに式（４）に従うとＮＰＮトランジスタＱ１１のベース電流は（ＩＬ１／ｈＦＥ＿Ｑ１１）となる。よって、この場合には、電流ＩＯ１は以下の式（７）に従って示される。
ＩＯ１＝ＩＤ−（ＩＬ１／ｈＦＥ＿Ｑ１１） …（７）
この場合には電流ＩＬ１が１／ｈＦＥ＿Ｑ１１倍される。よってリーク電流による電流ＩＯ１への影響を低減できる。よって、電流ＩＯＵＴにおけるノイズを低減できる。

なお、増幅部１２においてスイッチＳＷ３を設けることにより電流ＩＯＵＴのノイズを低減できる理由は、上述の理由と同様である。スイッチＳＷ２に流れるリーク電流は上述のリーク電流ＩＬ１に対応する。ＰＮＰトランジスタＱ５のエミッタ−コレクタ間に流れる電流は上述の電流ＩＱ２に対応する。ＰＮＰトランジスタＱ６のエミッタ−コレクタ間に流れる電流は上述の電流ＩＱ３に対応する。ＰＮＰトランジスタＱ１４のベース電流は、上述のＮＰＮトランジスタＱ１１のベース電流に対応する。

スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、本発明における「ノイズ低減回路」に対応する。増幅部１１，１２の各々は、増幅率を少なくとも２つの値（１倍と１０倍）の間で切換えることが可能である。そして、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、増幅率が２つの値のうちの低いほうの値（つまり１倍）に設定されたときに、電流ＩＯＵＴからノイズを除去するために導通する（動作する）。なお、「ノイズ低減回路」はスイッチに限定されるものではなく、他の構成であってもよい。

図３に示すように、基本的には前段および後段の増幅器（増幅器１１，１２）ともに「ノイズ低減回路」を備える。これにより電流ＩＯＵＴからノイズを除去する効果がより高くなる。しかしながら、半導体チップの面積を小さくするために、前段および後段の増幅器のいずれか一方の「ノイズ低減回路」を省略する場合が考えられる。この場合には前段の増幅器から「ノイズ低減回路」を省くことが好ましい。増幅器１１で電流ＩＤが増幅されている場合には、スイッチＳＷ２のリーク電流も応じて大きくなる。後段の増幅器である増幅器１２にノイズ低減回路を設けることによって電流ＩＯＵＴに大きなノイズが重畳することを防ぐことができる。

増幅器１３は、ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８，Ｑ１５，Ｑ１６と、ＰＮＰトランジスタＱ９，Ｑ１０，Ｑ１７，Ｑ１８とを含む。

ＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタはノードＮ３に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ７のベースとＮＰＮトランジスタＱ８のベースとはともにノードＮ８に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ８のコレクタはノードＮ５に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ７のエミッタおよびＮＰＮトランジスタＱ８のエミッタとはともに接地ノードに接続される。

ＰＮＰトランジスタＱ９のエミッタおよびＰＮＰトランジスタＱ１０のエミッタはともに電源ノードに接続される。ＰＮＰトランジスタＱ９のベースおよびＰＮＰトランジスタＱ１０のベースはともにノードＮ９に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ９のコレクタはノードＮ５に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１０のコレクタは端子Ｔ３に接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ１５のコレクタは電源ノードに接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１５のベースはノードＮ３に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１５のエミッタはノードＮ８に接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ１６のコレクタおよびベースはノードＮ８に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１６のエミッタは接地ノードに接続される。

ＰＮＰトランジスタＱ１７のエミッタは電源ノードに接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１５のベースおよびコレクタはノードＮ９に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１８のエミッタはノードＮ９に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１８のベースはノードＮ５に接続される。ＰＮＰトランジスタＱ１８のコレクタはノードＮ９に接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８，Ｑ１５，Ｑ１６と、ＰＮＰトランジスタＱ９，Ｑ１０，Ｑ１７，Ｑ１８とはカレントミラー回路を構成する。ＮＰＮトランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れる電流とＮＰＮトランジスタＱ８のコレクタ−エミッタ間に流れる電流とは等しい（「Ｘ１」）。また、ＰＮＰトランジスタＱ９のエミッタ−コレクタ間に流れる電流とＰＮＰトランジスタＱ１０のエミッタ−コレクタ間に流れる電流とは等しい（「Ｘ１」）。すなわち、このカレントミラーのミラー比は１である。

なお、ノードＮ１は増幅器１１の入力端子に相当する。ノードＮ２は増幅器１１の出力端子および増幅器１２の入力端子に相当する。ノードＮ３は増幅器１２の出力端子および増幅器１３の入力端子に相当する。また、フォトダイオード１０から出力される電流ＩＤはフォトダイオード１０が受ける光に応じて変化する。電流ＩＤの変化は図２における電気信号Ｓに対応する。

また、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間に流れる電流に対するＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタ−エミッタ間に流れる電流の比は１０の累乗から１を減じた値であれば９に限定されず、たとえば９９（１００−１）であってもよい。同様に、ＰＮＰトランジスタＱ４のエミッタ−コレクタ間に流れる電流に対するＰＮＰトランジスタＱ６のエミッタ−コレクタ間に流れる電流の比は１０の累乗から１を減じた値であれば９に限定されない。

さらに、増幅部１１，１２の増幅率は、たとえば３つの値（１倍、１０倍、１００倍）の間で切換わってもよい。この場合、増幅部１１，１２は、たとえば増幅率を１００倍から１０倍に切換えたときにスイッチＳＷ４，ＳＷ３をそれぞれ導通させてもよい。

図９は、図３に示す増幅器の変形例を示す図である。図９および図３を参照して、増幅器１１Ａは、ＭＯＳトランジスタＱＭ１〜ＱＭ３をさらに備える点で増幅器１１と異なる。ＭＯＳトランジスタＱＭ１の２つの電極はＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタおよび接地ノードにそれぞれ接続される。同様に、ＭＯＳトランジスタＱＭ２の２つの電極はＮＰＮトランジスタＱ１２のエミッタおよび接地ノードにそれぞれ接続される。ＭＯＳトランジスタＱＭ３の２つの電極はＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタおよび接地ノードにそれぞれ接続される。

ＭＯＳトランジスタＱＭ１〜ＱＭ３の各々は、自身のゲートに入力される信号によりオン状態に保たれている。スイッチＳＷ１はＭＯＳトランジスタであり、ＭＯＳトランジスタＱＭ１〜ＱＭ３の各々のオン抵抗はスイッチＳＷ１のオン抵抗と等しくなるように設計される。

図３に示す増幅器１１の場合、スイッチＳＷ１のオン抵抗がＮＰＮトランジスタＱ３の増幅に影響を与える（ＮＰＮトランジスタＱ３の増幅率を低下させる）ため、増幅器１１の増幅率を厳密に１０倍とすることができないことが考えられる。しかし図９に示すように、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ１２，Ｑ２の各々のエミッタ側にＭＯＳトランジスタを配置することによって、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１２の各々のエミッタ側において同じ大きさの抵抗成分が発生する。これにより、増幅器１１Ａは目標とする増幅率で信号を増幅することができる。

さらに、ＮＰＮトランジスタＱ３は、ＮＰＮトランジスタＱ１と同一サイズのトランジスタを９個並列に接続することにより構成される。ＮＰＮトランジスタＱ３に含まれる９個のトランジスタ、およびトランジスタＱ１，Ｑ１２，Ｑ２は同一の製造条件により形成されるので、その９個のトランジスタの各々の増幅率は、トランジスタＱ１（およびトランジスタＱ１２，Ｑ２）の増幅率と同じである。これにより照度センサ１の製造時の誤差がすべてのトランジスタに対して同じ影響を与えることになる。よって、図９に示す構成によれば、ＮＰＮトランジスタＱ３が９倍の増幅率を有する単体のトランジスタにより構成された場合に比べて、増幅器１１Ａの増幅率をより正確に目標値とすることができる。

なお、図９には示さないが、増幅器１２においても増幅器１１Ａと同様に、ＰＮＰトランジスタＱ４，Ｑ１５，Ｑ５の各々のエミッタと電源ノードとの間にＭＯＳトランジスタが接続され、そのＭＯＳトランジスタは常時オン状態である。また、ＰＮＰトランジスタＱ６はＰＮＰトランジスタＱ４と同一サイズの９個のトランジスタを並列に接続することにより構成される。ＰＮＰトランジスタＱ６に含まれる９個のトランジスタ、およびＰＮＰトランジスタＱ４，Ｑ１５，Ｑ５は同一の製造条件により形成されるので、その９個のトランジスタの各々の増幅率はＰＮＰトランジスタＱ４（およびＰＮＰトランジスタＱ１５，Ｑ５）の増幅率と同じである。

本実施の形態の照度センサでは、各々がスイッチにより増幅率を切換えることが可能な複数の増幅器が直列に接続される。このため本実施の形態の照度センサは、増幅率が互いに異なる（たとえば２倍、２０倍、２００倍）複数の増幅器を個別に設けることにより構成された照度センサよりも、回路面積を縮小できる点および消費電力を低減できる点で有利である。しかし、スイッチを設けることにより増幅率が正確でなくなると、照度センサの検出結果に含まれる誤差が大きくなる可能性がある。図９に示す構成では増幅器はノイズ低減回路および増幅率を正確に調整するためのＭＯＳトランジスタを含む。さらに、増幅器に含まれる増幅率の大きいトランジスタ（ＮＰＮトランジスタＱ３、ＰＮＰトランジスタＱ６）は、増幅率の小さいトランジスタ（ＮＰＮトランジスタＱ１、ＰＮＰトランジスタＱ４）と同一サイズであり、かつ、そのトランジスタと同一の製造条件により形成される複数のトランジスタを並列に接続することにより構成される。これにより増幅率を正確にすることができる。

図４は、図３におけるスイッチＳＷ１，ＳＷ２の設定の組合せと、増幅器１１〜１３の全体の増幅率（ゲイン）との関係を示す図である。

図４および図３を参照して、まずスイッチＳＷ１，ＳＷ２がともにＯＦＦ（非導通状態）の場合にはゲインは１倍になる。次に、スイッチＳＷ１がＯＮ（導通状態）であり、かつスイッチＳＷ２がＯＦＦの場合にはゲインは１０倍になる。さらに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がともにＯＮのときにはゲインは１００倍となる。図４に示す、「Ｌ−Ｇａｉｎモード」、「Ｍ−Ｇａｉｎモード」、「Ｈ−Ｇａｉｎモード」は、ゲインが１倍、１０倍、１００倍のそれぞれの場合における照度センサの動作モードを示す。

図５は、本実施の形態の照度センサ１が検出可能な照度範囲の例を示す図である。
図５を参照して、グラフの横軸は光の照度を示し、グラフの縦軸は電圧ＶＯＵＴを示す。電圧ＶＯＵＴの範囲ＤはＡＤコンバータ２１の入力電圧の最大範囲を示す。範囲Ｄはたとえば０．２〜２である。

図５および図４を参照して以下説明する。範囲ＢＬ，ＢＭ，ＢＨはＬ−Ｇａｉｎモード、Ｍ−Ｇａｉｎモード、Ｈ−Ｇａｉｎモードにおいて照度センサ１が検出可能な照度範囲をそれぞれ示す。

範囲Ａは本実施の形態の照度センサ１が検出可能な照度範囲を示す。図５に示すように、範囲Ａは範囲ＢＬ，ＢＭ，ＢＨを重ね合わせた範囲である。たとえば範囲Ａは数十［Ｌｘ］〜数万［Ｌｘ］の範囲である。このように本実施の形態によれば照度検出範囲を広くすることができる。

図６は、図２に示す処理回路２２の制御処理を示すフローチャートである。
図６および図２を参照して、処理が開始されるとまずステップＳＴ１において処理回路２２は動作モードの初期設定を行なう。このときの照度センサ１の動作モードはたとえばＭ−Ｇａｉｎモードに設定される。また、処理回路２２はＡＤコンバータ２１から受けるデジタルデータに係数を掛ける処理を行なうため、係数の初期値を設定する。

次にステップＳＴ２において、処理回路２２はＡＤコンバータ２１から電圧ＶＯＵＴの値（デジタルデータ）を取得する。続いてステップＳＴ３において、処理回路２２は電圧ＶＯＵＴの値が０．２以上か否かを判定する。ここでＡＤコンバータ２１の入力電圧範囲（アナログデータの変換可能な範囲）の下限値は０．２である。電圧ＶＯＵＴの値が０．２以上である場合（ステップＳＴ３においてＹＥＳ）、処理はステップＳＴ４に進む。一方、電圧ＶＯＵＴの値が０．２未満の場合（ステップＳＴ３においてＮＯ）、処理は後述するステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ４において処理回路２２は電圧ＶＯＵＴの値が２以下であるか否かを判定する。ここでＡＤコンバータ２１の入力電圧範囲の上限値は２である。ステップＳＴ４において電圧ＶＯＵＴの値が２以下である場合（ステップＳＴ４においてＹＥＳ）、処理はステップＳＴ５に進む。一方、電圧ＶＯＵＴの値が２よりも大きい場合（ステップＳＴ４においてＮＯ）、処理はステップＳＴ７に進む。

電圧ＶＯＵＴの値がＡＤコンバータ２１の入力電圧範囲内にある場合、すなわち電圧ＶＯＵＴの値が０．２と２との間にある場合には、処理はステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５において処理回路２２は動作モードを変更せずにそのままに保つ。次にステップＳＴ６において、処理回路２２は予め設定した係数を変更せずにそのままに保つ。ステップＳＴ６の処理が終了すると、全体の処理は再びステップＳＴ２に戻る。

ステップＳＴ７において処理回路２２は照度センサ１の現在の動作モードがＬ−Ｇａｉｎモードであるか否かを判定する。現在の動作モードがＬ−Ｇａｉｎの場合（ステップＳＴ７においてＹＥＳ）、処理はステップＳＴ５に進む。

動作モードがＬ−Ｇａｉｎモードの場合には、照度センサ１のゲインは最低値（１倍）に設定されている。よって電圧ＶＯＵＴが２Ｖを上回っていても処理回路２２は照度センサ１のゲインを下げることができない。よってステップＳＴ５において処理回路２２は照度センサ１の動作モードを変更せずにＬ−Ｇａｉｎモードに保つ。さらにステップＳＴ６において処理回路２２は係数を変更せずにそのままに保つ。

ステップＳＴ７において動作モードがＭ−ＧａｉｎモードまたはＨ−Ｇａｉｎモードである場合（ステップＳＴ７においてＮＯ）、処理はステップＳＴ８に進む。

ステップＳＴ８において処理回路２２は照度センサ１の現在の動作モードがＭ−Ｇａｉｎモードか否かを判定する。現在の動作モードがＭ−Ｇａｉｎモードの場合（ステップＳＴ８においてＹＥＳ）、ステップＳＴ９において処理回路２２は照度センサ１のゲインを下げるために照度センサ１の動作モードをＬ−Ｇａｉｎモードに変更する。さらにステップＳＴ１０において処理回路２２は係数を変更する。

一方、現在の動作モードがＨ−Ｇａｉｎモードである場合（ステップＳＴ８においてＮＯ）、ステップＳＴ１１において処理回路２２は照度センサ１のゲインを下げるために照度センサ１の動作モードをＭ−Ｇａｉｎモードに変更する。さらにステップＳＴ１２において処理回路２２は係数を変更する。

ステップＳＴ１０またはステップＳＴ１２の処理が終了すると、全体の処理は再びステップＳＴ２に戻る。

ステップＳＴ１３において、処理回路２２は照度センサ１の現在の動作モードがＨ−Ｇａｉｎモードであるか否かを判定する。照度センサ１の動作モードがＨ−Ｇａｉｎモードである場合とは、照度センサ１のゲインが最大値（１００倍）である状態を意味する。照度センサ１の動作モードがＨ−Ｇａｉｎモードである場合（ステップＳＴ１３においてＹＥＳ）、処理はステップＳＴ１４に進む。

処理がステップＳＴ１４に進む場合とは、処理回路２２が照度センサ１のゲインをさらに上げることができない場合である。よってステップＳＴ１４において、処理回路２２は照度センサ１の現在の動作モードを変更せずに、Ｈ−Ｇａｉｎモードのままに保つ。さらにステップＳＴ１５において処理回路２２は係数を変更せずにそのままに保つ。

一方、ステップＳＴ１３において照度センサ１の動作モードがＬ−ＧａｉｎモードまたはＭ−Ｇａｉｎモードである場合（ステップＳＴ１３においてＮＯ）、処理はステップＳＴ１６に進む。

ステップＳＴ１６において、処理回路２２は照度センサ１の現在の動作モードがＭ−Ｇａｉｎモードか否かを判定する。動作モードがＭ−Ｇａｉｎモードである場合（ステップＳＴ１６においてＹＥＳ）、ステップＳＴ１７において処理回路２２は照度センサ１のゲインを上げるために照度センサ１の動作モードをＨ−Ｇａｉｎモードに変更する。さらにステップＳＴ１８において処理回路２２は係数を変更する。

一方、ステップＳＴ１６において照度センサ１の動作モードがＬ−Ｇａｉｎモードである場合（ステップＳＴ１６においてＮＯ）、ステップＳＴ１９において処理回路２２は照度センサ１のゲインを上げるために、照度センサ１の動作モードをＭ−Ｇａｉｎモードに変更する。さらにステップＳＴ２０において処理回路２２は係数を変更する。

ステップＳＴ１５の処理、ステップＳＴ１８の処理、ステップＳＴ２０の処理のいずれかの処理が終了すると、全体の処理は再びステップＳＴ２に戻る。

図７は、本実施の形態の照度センサ１を搭載する電子機器の具体例を示す図である。
図７を参照して、電子機器１００は携帯電話である。以下、電子機器１００を「携帯電話１００」とも称する。

携帯電話１００は、キー入力部３０と、表示部３２とを含む。キー入力部３０は、ユーザのキー入力を受付ける。キー入力部３０は輝度を変更することができる。表示部３２はたとえば液晶ディスプレイ、バックライトおよびバックライトの駆動回路を含み、輝度を変更することができる。

キー入力部３０は、開始キー５０と、終話キー５２と、数字キー６０とを含む。開始キー５０は、通話や発信を開始する旨の入力を受付ける。終話キー５２は、通話や発信を終了する旨の入力を受付ける。数字キー６０は、「０」〜「９」、「＊」、および「♯」からなる数字および記号の入力を受付ける。キー入力部３０は、さらにバックライトおよびバックライトの駆動回路（いずれも図示せず）を含む。

携帯電話１００は、さらに、マイク４０と、スピーカ４２とを含む。マイク４０は、ユーザの音声による入力を受付け、信号に変換する。スピーカ４２は、音声を出力する。

携帯電話１００は、照度センサ１を内蔵する。照度センサ１はマイク４０に隣接して設けられてもよいし、領域３２Ａ（表示部３２に隣接した領域）に設けられてもよい。携帯電話１００の筐体において照度センサ１に対応する位置には照度センサが光を受けるための窓が設けられる。

携帯電話１００において照度センサ１は具体的には以下のような用途に用いられる。たとえば昼間や明るい室内のように照度センサ１に照射される光量が多ければ制御装置２はキー入力部３０のバックライトを消灯するとともに表示部３２のバックライトを最大輝度に上げる。逆に夜間の屋外等光量が少ない場所においては照度センサ１の検出結果に応じて制御装置２はキー入力部３０のバックライトを点灯するとともに表示部３２のバックライトの光量を減らす。

なお、バックライトの拡散板の部分が光を反射するタイプである場合には、制御装置２は照度センサ１が検出した照度が高ければバックライトを消灯させる。これにより、電池の消費電力を低減させることができる。

以上のように本実施の形態の照度センサは、外部から入力される複数の制御信号に応じて増幅率をそれぞれ変化させる複数の増幅器を備える。よって、本実施の形態によれば、フォトダイオードが受けた光の照度に応じて最適な増幅率を選択することができるので、照度検出範囲を広くできる。

なお、本発明の受光部はフォトダイオードに限定されず、たとえばフォトトランジスタであってもよい。また、図３に示すスイッチＳＷ１，２はトランジスタのエミッタ側に設けられているがトランジスタのコレクタ側に設けられてもよい。また、図２および図３では直列接続された増幅部の段数が３段の場合が示されるが、段数を４段以上に設定することにより、複数の増幅部を並列に接続する場合に比べて半導体チップのサイズをより縮小させてもよい。また、直列接続された増幅部の段数は２段であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (10)

1. 光を受け、かつ、受けた光の照度に応じた電気信号を出力する受光部と、
   互いに直列に接続されて、前記電気信号を増幅する複数の増幅部とを備え、
   前記複数の増幅部のうちの少なくとも１つの増幅部は、制御信号に応じて増幅率を変化させる、照度センサ。
2. 前記少なくとも１つの増幅部は、前記増幅率を、１と１より大きい値との間で切換える、請求の範囲第１項に記載の照度センサ。
3. 前記１より大きい値は、１０の累乗から１を減じた値である、請求の範囲第２項に記載の照度センサ。
4. 前記少なくとも１つの増幅部は、前記増幅率を少なくとも２つの値の間で切換えることが可能であり、かつ、前記増幅率が前記２つの値のうちの低いほうの値に設定されたときに動作するノイズ低減回路を含む、請求の範囲第１項に記載の照度センサ。
5. 前記少なくとも１つの増幅部は、
   入力信号が入力される入力ノードにコレクタが電気的に結合され、定電位ノードにエミッタが電気的に結合される第１のトランジスタと、
   ベースが前記第１のトランジスタのベースに電気的に結合され、エミッタが前記定電位ノードに電気的に結合され、コレクタが出力ノードに電気的に結合される第２のトランジスタと、
   ベースが前記第１のトランジスタのベースに電気的に結合され、コレクタが前記出力ノードに電気的に結合される第３のトランジスタとを含み、
   前記第１のトランジスタに流れる電流に対する前記第２のトランジスタに流れる電流の比は１であり、
   前記第１のトランジスタに流れる電流に対する前記第３のトランジスタに流れる電流の比は１より大きい値であり、
   前記少なくとも１つの増幅部は、
   前記第３のトランジスタのエミッタと、前記定電位ノードとの間に電気的に結合され、前記複数の制御信号のうちの対応する制御信号に応じて導通と非導通とを切換えるスイッチをさらに含む、請求の範囲第１項に記載の照度センサ。
6. 前記少なくとも１つの増幅部は、
   前記第３のトランジスタのエミッタと前記第３のトランジスタのベースとの間に設けられる他のスイッチをさらに含み、
   前記他のスイッチは、前記スイッチが導通状態のときに非導通状態となり、前記スイッチが非導通状態のときに導通状態となる、請求の範囲第５項に記載の照度センサ。
7. 前記少なくとも１つの増幅部は、前記複数の増幅部のうちの初段の増幅部より後段の増幅部であり、
   前記照度センサは、
   前記複数の増幅部の後段に接続され、かつ、増幅率が固定された他の増幅部をさらに備える、請求の範囲第６項に記載の照度センサ。
8. 請求の範囲第１から第７項のいずれか１項に記載の照度センサを備える、電子機器。
9. 前記電子機器は、
   前記照度センサの出力電圧をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、
   前記照度センサに対して前記複数の制御信号を出力するとともに前記デジタルデータを読み込み、かつ、読込んだ前記デジタルデータに係数を掛ける処理回路とをさらに備え、
   前記処理回路は、出力した前記複数の制御信号に対応させて、前記係数を決定する、請求の範囲第８項に記載の電子機器。
10. 前記電子機器は、
    自身の輝度を変更可能なキー入力部と、
    自身の輝度を変更可能な表示部と、
    前記照度センサの検出結果に応じて、前記キー入力部および前記表示部の輝度を制御する制御装置をさらに備える、請求の範囲第８項に記載の電子機器。

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