(57)【要約】【課題】  受光素子に対する赤外領域の光による影響を抑制する。【解決手段】  可視光領域の第１の色成分および赤外領域の光を透過する第１のカラーフィルタと、可視光領域の第２の色成分および赤外領域の光を透過する第２のカラーフィルタと、半導体基板上に形成され、積層された前記第１および第２のカラーフィルタによって受光面が覆われた第１の受光素子と、前記半導体基板上に形成され、前記第１のカラーフィルタによって受光面が覆われた第２の受光素子と、観測空間からの入力光の受光強度に応じて前記第１の受光素子に流れる第１の電流が入力され、前記第１の電流に応じた第２の電流を出力するカレントミラー回路と、前記入力光の受光強度に応じて前記第２の受光素子に流れる第３の電流と前記第２の電流との差電流を電圧に変換して出力する第１の電流・電圧変換回路と、を有する。【選択図】  図１
2010153484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光領域の第１の色成分および赤外領域の光を透過する第１のカラーフィルタと、
可視光領域の第２の色成分および赤外領域の光を透過する第２のカラーフィルタと、
半導体基板上に形成され、積層された前記第１および第２のカラーフィルタによって受光面が覆われた第１の受光素子と、
前記半導体基板上に形成され、前記第１のカラーフィルタによって受光面が覆われた第２の受光素子と、
観測空間からの入力光の受光強度に応じて前記第１の受光素子に流れる第１の電流が入力され、前記第１の電流に応じた第２の電流を出力するカレントミラー回路と、
前記入力光の受光強度に応じて前記第２の受光素子に流れる第３の電流と前記第２の電流との差電流を電圧に変換して出力する第１の電流・電圧変換回路と、
を有することを特徴とする受光回路。
【請求項２】
前記カレントミラー回路は、
ダイオード接続され、前記第１の電流が流れる第１のトランジスタと、
制御電極が前記第１のトランジスタの制御電極に接続され、前記第２の電流が流れる第２のトランジスタと、
を含み、
前記第１および第２のトランジスタのサイズ比は、前記第１および第２の受光素子の受光面積比と等しいことを特徴とする請求項１に記載の受光回路。
【請求項３】
前記第２の受光素子の受光面積は、前記第１の受光素子の受光面積より大きいことを特徴とする請求項２に記載の受光回路。
【請求項４】
前記半導体基板上に形成され、積層された前記第１および第２のカラーフィルタによって受光面が覆われた第３の受光素子と、
前記入力光の受光強度に応じて前記第３の受光素子に流れる第４の電流を電圧に変換して出力する第２の電流・電圧変換回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の受光回路。
【請求項５】
前記第１のカラーフィルタは、緑色領域および赤外領域の光を透過し、
前記第２のカラーフィルタは、赤色領域および赤外領域の光を透過することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の受光回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトダイオードなどの受光素子を用いた光検出装置の一例として、図６に示すような、周囲の観測空間から入力される主として可視光領域の光（以下、周囲光Ｌｏｐと称する）を受光して周囲の明るさを測定する、照度センサが一般に知られている。図６に示されている照度センサにおいて、周囲光Ｌｏｐの受光強度に応じて受光素子１２に流れる光電流Ｉｇは、ＩＶ（電流・電圧）変換回路１５および信号変換回路２によって例えばデジタル信号である照度信号ＬＸに変換される。
【０００３】
光検出装置の他の例として、物体で反射された、または物体で遮られずに透過した、主として赤外領域の光を受光して物体の有無を検出する、反射式または透過式の近接センサ（物体検出装置）が一般に知られている。例えば図７に示されている反射式の近接センサにおいて、物体９で反射された光（以下、反射光ＬＲｆと称する）の受光強度に応じて受光素子１３に流れる光電流Ｉｉｒ３は、ＩＶ変換回路１６および信号変換回路６によって例えば２値信号である受信パターン信号Ｒｘに変換されたうえで判定部７に入力され、送信パターン信号Ｔｘと比較される。
【０００４】
上記のような光検出装置において、受光素子が所望の波長領域の光を選択的に受光するために用いることができるカラーフィルタとしては、半導体基板上の受光素子の受光面に直接形成されるＯＣＦ（On-chip Color Filter：オンチップカラーフィルタ）が一般に知られている。一例として、図６に示した照度センサにおいては、主として４００ｎｍないし１１００ｎｍ程度の波長領域の光に感度を有するシリコンフォトダイオードの受光面に、主として緑色領域（約５００ｎｍ以上かつ約６００ｎｍ未満の波長領域）および赤外領域（約７５０ｎｍ以上の波長領域）の光を透過するＯＣＦ（以下、緑色透過フィルタｇと称する）が形成され、当該緑色透過フィルタｇを有する受光素子１２の相対分光感度特性は、図８の実線のようになる。
【０００５】
また、特許文献１においては、互いに異なる色成分の光を透過するＯＣＦを積層して構成される赤外光透過フィルタが開示されている。一例として、図７に示した近接センサにおいては、上記のシリコンフォトダイオードの受光面に、上記の緑色透過フィルタｇと、主として赤色領域（約６００ｎｍ以上かつ約７５０ｎｍ未満の波長領域）および赤外領域の光を透過するＯＣＦ（以下、赤色透過フィルタｒと称する）とが積層され、当該緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒを有する受光素子１３の相対分光感度特性は、図１０の実線のようになる。なお、赤色透過フィルタｒのみを有する受光素子の相対分光感度特性は、図９の実線のようになり、図１０においては、図８の実線が短破線で示され、図９の実線が一点鎖線で示されている。
【０００６】
このようにして、受光素子の受光面にＯＣＦを形成することによって、照度センサや近接センサなどの光検出装置において、所望の波長領域の光を選択的に受光することができる。
【特許文献１】特開２００６−２１０７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような光検出装置は、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話機などの携帯端末に搭載される場合もある。例えば、図６に示した照度センサをノート型パーソナルコンピュータに搭載することによって、周囲の明るさ（照度）に応じて液晶ディスプレイの明るさ（輝度）を調整することができる。また、例えば、図７に示した近接センサを携帯電話機に搭載することによって、タッチパネルが通話中に顔に触れることによる誤動作を防止することができる。
【０００８】
しかしながら、上記の照度センサと近接センサとを同じ携帯端末に搭載した場合、照度センサ用の緑色透過フィルタｇを有する受光素子１２に、近接センサ用の主として赤外領域の反射光ＬＲｆが入力されると、図８に示したように、受光素子１２は赤外領域の光にも高い感度を有するため、照度センサの測定値が変動してしまう。特に、携帯電話機などのような小型の携帯端末の場合、照度センサと近接センサとを離して配置することによって当該影響を回避することはできない。
【０００９】
そのため、照度センサと近接センサとを小型の携帯端末に同時に搭載することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題を解決する主たる本発明は、可視光領域の第１の色成分および赤外領域の光を透過する第１のカラーフィルタと、可視光領域の第２の色成分および赤外領域の光を透過する第２のカラーフィルタと、半導体基板上に形成され、積層された前記第１および第２のカラーフィルタによって受光面が覆われた第１の受光素子と、前記半導体基板上に形成され、前記第１のカラーフィルタによって受光面が覆われた第２の受光素子と、観測空間からの入力光の受光強度に応じて前記第１の受光素子に流れる第１の電流が入力され、前記第１の電流に応じた第２の電流を出力するカレントミラー回路と、前記入力光の受光強度に応じて前記第２の受光素子に流れる第３の電流と前記第２の電流との差電流を電圧に変換して出力する第１の電流・電圧変換回路と、を有することを特徴とする受光回路である。
【００１１】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、受光素子に対する赤外領域の光による影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１４】
＜第１実施形態＞
＝＝＝光検出装置全体の概略構成および動作＝＝＝
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における受光回路を備えた光検出装置全体の概略構成について説明する。
【００１５】
図１に示されている光検出装置は、受光回路１ａおよび信号変換回路２を含んで構成されており、周囲光Ｌｏｐを受光して周囲の明るさを測定する照度センサである。また、受光回路１ａは、本実施形態では、例えば受光素子１１、１２、カレントミラー回路１４、およびＩＶ変換回路１５で構成されている。なお、本実施形態では、周囲光Ｌｏｐには、照度センサにおける所望の光成分である可視光領域の光（以下、可視光成分と称する）と、照度センサに対するノイズ成分となる赤外領域の光（以下、赤外ノイズ成分と称する）の両方が含まれているものとする。
【００１６】
半導体基板上に形成された第１の受光素子１１は、積層された緑色透過フィルタｇ（第１のカラーフィルタ）および赤色透過フィルタｒ（第２のカラーフィルタ）によって受光面が覆われており、観測空間から周囲光Ｌｏｐが入力され、光電流Ｉｉｒ１（第１の電流）を出力している。また、受光素子１１と同一半導体基板上に形成された第２の受光素子１２は、緑色透過フィルタｇによって受光面が覆われており、観測空間から周囲光Ｌｏｐが入力され、光電流Ｉｇ（第３の電流）を出力している。
【００１７】
カレントミラー回路１４には、受光素子１１から光電流Ｉｉｒ１が入力され、受光素子１２およびカレントミラー回路１４の出力は、ノードＡで接続されている。また、第１のＩＶ変換回路１５には、ノードＡから可視光電流信号Ｉｏｐが入力され、ＩＶ変換回路１５の出力信号は、可視光電圧信号Ｖｏｐとして信号変換回路２に入力されている。そして、信号変換回路２の出力信号は、照度信号ＬＸとして当該光検出装置から出力されている。
【００１８】
次に、本実施形態における光検出装置全体の動作について説明する。  
受光回路１ａは、周囲光Ｌｏｐのうち、赤外ノイズ成分を抑制し、可視光成分の受光強度に応じて電圧値が変化する可視光電圧信号Ｖｏｐを出力する。なお、受光回路１ａの動作についての詳細な説明は後述する。
【００１９】
信号変換回路２は、可視光電圧信号Ｖｏｐを例えばデジタル信号である照度信号ＬＸに変換する。一例として、信号変換回路２は、可視光電圧信号Ｖｏｐを適宜平滑化したうえで、ＡＤ（アナログ・デジタル）変換回路などを用いて１６ビットのシリアルデータに変換し、照度信号ＬＸとしてＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスなどに出力する。
【００２０】
＝＝＝受光回路の構成および動作＝＝＝
図１に示した光検出装置の受光回路１ａにおいて、受光素子１１および１２としては、例えばフォトダイオードが用いられる。以下、図２を参照して、本発明の第１の実施形態として、受光素子１１および１２がそれぞれフォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２である場合の受光回路１ａの構成について説明する。
【００２１】
フォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２のアノードは、いずれもグランド電位に接続されている。
【００２２】
カレントミラー回路１４は、本実施形態では、例えば、ＰＮＰバイポーラトランジスタであるトランジスタ１４１および１４２で構成されている。第１のトランジスタ１４１および第２のトランジスタ１４２のコレクタは、それぞれフォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２のカソードに接続されている。なお、トランジスタ１４２およびフォトダイオードＰＤ２の接続点は、図１におけるノードＡに相当する。また、トランジスタ１４１および１４２のエミッタは、ともに電源電位ＶＣＣに接続され、ベースは、ともにトランジスタ１４１のコレクタに接続されている。
【００２３】
ＩＶ変換回路１５は、本実施形態では、例えば、電流源１５１、１５２、ＮＰＮバイポーラトランジスタであるトランジスタ１５３、１５４、および抵抗１５５で構成されている。電源電位ＶＣＣに接続された電流源１５１は、ソース電流（吐き出し電流）ＩＳ１を供給し、グランド電位に接続された電流源１５２は、シンク電流（吸い込み電流）ＩＳ２を供給している。また、トランジスタ１５３は、コレクタに電流ＩＳ１が供給され、エミッタがグランド電位に、ベースがノードＡに、それぞれ接続され、エミッタ接地回路を構成している。さらに、トランジスタ１５４は、エミッタに電流ＩＳ２が供給され、コレクタが電源電位ＶＣＣに、ベースが電流源１５１およびトランジスタ１５３の接続点に、それぞれ接続され、エミッタフォロワ回路を構成している。そして、当該エミッタフォロワ回路の出力ノード（ノードＢ）と、上記エミッタ接地回路の入力ノード（ノードＡ）とは、抵抗１５５を介して接続されている。
【００２４】
次に、図２を参照して、本実施形態における受光回路１ａの動作について説明する。なお、図２においては、各電流の電流値は、矢印の方向に流れる場合に正の値となるものとする。
【００２５】
観測空間から周囲光Ｌｏｐが入力されると、緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒを有するフォトダイオードＰＤ１には、例えば図１０の実線に示したように、主として赤外領域の光の受光強度に応じて光電流Ｉｉｒ１が流れる。また、トランジスタ１４２は、トランジスタ１４１とカレントミラー回路を構成するため、トランジスタ１４２のコレクタ電流は、トランジスタ６２１のコレクタ電流である光電流Ｉｉｒ１に応じた電流Ｉｉｒ２（第２の電流）となる。
【００２６】
一方、観測空間から周囲光Ｌｏｐが入力されると、緑色透過フィルタｇを有するフォトダイオードＰＤ２には、例えば図８の実線に示したように、主として可視光領域のうち緑色領域の光および赤外領域の光の受光強度に応じて光電流Ｉｇが流れる。また、フォトダイオードＰＤ２のカソードと、トランジスタ１４２のコレクタとは、ＩＶ変換回路１５の入力ノードであるノードＡで接続されているため、ＩＶ変換回路１５に入力される可視光電流信号Ｉｏｐは、
Ｉｏｐ＝Ｉｇ−Ｉｉｒ２
と表すことができる。したがって、観測空間から周囲光Ｌｏｐが入力されず、光電流Ｉｉｒ１およびＩｇが流れない場合のノードＡの電位を基準レベルＶ０とすると、可視光電圧信号Ｖｏｐは、
Ｖｏｐ＝Ｖ０＋Ｉｏｐ×Ｒ
と表すことができ、光電流Ｉｇと電流Ｉｉｒ２との差電流に比例して電圧値が変化する信号となる。
【００２７】
このようにして、フォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２には、周囲光Ｌｏｐの受光強度に応じて光電流Ｉｉｒ１およびＩｇがそれぞれ流れ、カレントミラー回路１４は、光電流Ｉｉｒ１に応じて電流Ｉｉｒ２を出力し、そして、ＩＶ変換回路１５は、光電流Ｉｇと電流Ｉｉｒ２との差電流である可視光電流信号Ｉｏｐを電圧に変換して、可視光電圧信号Ｖｏｐを出力する。また、光電流Ｉｉｒ１および電流Ｉｉｒ２には、主として赤外ノイズ成分が表れ、光電流Ｉｇには、主として緑色領域の光による可視光成分および赤外ノイズ成分が表れる。したがって、可視光電流信号Ｉｏｐには、主として緑色領域の光による可視光成分が表れ、受光回路１ａは、全体として、赤外ノイズ成分を抑制し、照度センサにおける所望の可視光成分の受光強度に応じて電圧値が変化する可視光電圧信号Ｖｏｐを出力する。
【００２８】
以上の受光回路１ａの動作は、例えば図３に示すように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、および受光回路１ａの相対分光感度特性によって表すこともできる。図３において、図１０の実線と同様のフォトダイオードＰＤ１の相対分光感度特性は長破線で示され、図８の実線と同様のフォトダイオードＰＤ２の相対分光感度特性は短破線で示され、受光回路１ａの相対分光感度特性は実線で示されている。
【００２９】
なお、光電流Ｉｇおよび電流Ｉｉｒ２に表れる赤外ノイズ成分の大きさを等しくし、より確実に赤外ノイズ成分を除去するため、カレントミラー回路１４のトランジスタ１４１および１４２のサイズ比は、フォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２の受光面積比と等しくすることが望ましい。また、可視光成分は、主として光電流Ｉｇに表れ、光電流Ｉｉｒ１および電流Ｉｉｒ２にはほとんど表れないため、主としてフォトダイオードＰＤ２に入力された可視光成分が可視光電圧信号Ｖｏｐに表れる。したがって、フォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２の合計の受光面積を増加させることなく可視光成分に対する受光回路１ａの受光感度を向上させるため、または当該受光感度を低下させることなく合計の受光面積を減少させるためには、フォトダイオードＰＤ２の受光面積をフォトダイオードＰＤ１の受光面積より大きくすることが望ましい。
【００３０】
＜第２実施形態＞
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施形態における受光回路を備えた光検出装置全体の概略構成について説明する。
【００３１】
図５に示されている光検出装置は、受光回路１ｂ、信号変換回路２、６、パターン発生部３、発光制御回路４、発光素子５、および判定部７を含んで構成されており、周囲光Ｌｏｐを受光して周囲の明るさを測定する照度センサと、反射光ＬＲｆを受光して物体９の有無を検出する反射式の近接センサとを同時に搭載したものである。なお、本実施形態では、周囲光Ｌｏｐには、照度センサにおける所望の可視光成分のみが含まれ、送信光信号ＬＴｘが物体９で反射された反射光ＬＲｆには、近接センサにおける所望の光成分である赤外領域の光（以下、赤外信号成分と称する）のみが含まれているものとし、以下、周囲光Ｌｏｐおよび反射光ＬＲｆを含む観測空間からの入力光全体を、受信光信号ＬＲｘと称することとする。この場合、受信光信号ＬＲｘのうち、周囲光Ｌｏｐは、近接センサに対するノイズ成分となり、反射光ＬＲｆは、照度センサに対するノイズ成分、すなわち、前述した赤外ノイズ成分となる。
【００３２】
図５に示されている光検出装置の照度センサに相当する部分（以下、照度センサ部と称する）は、信号変換回路２と、受光回路１ｂのうち、受光素子１１、１２、カレントミラー回路１４、およびＩＶ変換回路１５とを含んで構成されており、図１に示した第１実施形態の光検出装置（照度センサ）と同様の構成となっているため、当該照度センサ部の構成についての詳細な説明は省略するものとする。
【００３３】
図５に示されている光検出装置の近接センサに相当する部分（以下、近接センサ部と称する）は、パターン発生部３、発光制御回路４、発光素子５、信号変換回路６、および判定部７と、受光回路１ｂのうち、受光素子１３、および例えばＩＶ変換回路１５と同様の構成となっているＩＶ変換回路１６とを含んで構成されており、図７に示した一般的な近接センサと同様の構成となっている。
【００３４】
発光制御回路４には、パターン発生部３から送信パターン信号Ｔｘが入力されている。また、発光制御回路４から出力される送信電流信号ＩＴｘは、発光素子５に入力され、発光素子５からは、観測空間に送信光信号ＬＴｘが出力されている。
【００３５】
受光素子１１および１２と同一半導体基板上に形成された第３の受光素子１３は、積層された緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒによって受光面が覆われており、観測空間から受信光信号ＬＲｘが入力され、光電流Ｉｉｒ３（第４の電流）を出力している。また、第２のＩＶ変換回路１６には、受光素子１３から光電流Ｉｉｒ３が入力され、ＩＶ変換回路１６の出力信号は、赤外光電圧信号Ｖｉｒとして信号変換回路６に入力されている。
【００３６】
判定部７には、パターン発生部３から送信パターン信号Ｔｘが、信号変換回路６から受信パターン信号Ｒｘが、それぞれ入力され、判定部７の出力信号は、物体検出信号ＤＴとして当該近接センサ部から出力されている。
【００３７】
次に、本実施形態における光検出装置全体の動作について説明する。  
照度センサ部は、第１実施形態の光検出装置（照度センサ）と同様に、受信光信号ＬＲｘのうち、反射光ＬＲｆに含まれる赤外ノイズ成分を抑制し、周囲光Ｌｏｐに含まれる可視光成分の受光強度に応じて電圧値が変化する可視光電圧信号Ｖｏｐを、例えばデジタル信号である照度信号ＬＸに変換して出力する。
【００３８】
パターン発生部３は、例えば２値信号である送信パターン信号Ｔｘを発生し、発光制御回路４に供給する。また、発光制御回路４は、送信パターン信号Ｔｘのレベルに応じて、送信電流信号ＩＴｘを発光素子５に供給し、発光素子５から観測空間に出力される送信光信号ＬＴｘの発光強度を変化させる。一例として、発光素子５が発光ダイオードである場合、発光制御回路４は、送信パターン信号Ｔｘがハイ・レベルの間、送信電流信号ＩＴｘを大きくすることによって送信光信号ＬＴｘの発光強度を高くし、送信パターン信号Ｔｘがロー・レベルの間、送信電流信号ＩＴｘを小さくすることによって送信光信号ＬＴｘの発光強度を低くする。
【００３９】
このようにして、発光制御回路４は、パターン発生部３から出力される送信パターン信号Ｔｘのレベルに応じて、発光素子５から観測空間に出力される送信光信号ＬＴｘの発光強度を変化させる。
【００４０】
観測空間から受信光信号ＬＲｘが入力されると、緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒを有する受光素子１３には、例えば図１０の実線に示したように、主として反射光ＬＲｆに含まれる赤外信号成分の受光強度に応じて光電流Ｉｉｒ３が流れる。また、ＩＶ変換回路１６は、光電流Ｉｉｒ３を電圧に変換して、赤外光電圧信号Ｖｉｒを出力する。
【００４１】
信号変換回路６は、赤外光電圧信号Ｖｉｒを例えば２値信号である受信パターン信号Ｒｘに変換する。一例として、信号変換回路６は、コンパレータ（比較器）などを用いて、上記赤外信号成分の受光強度が高く、赤外光電圧信号Ｖｉｒが所定の電圧より高い間、ハイ・レベルの受信パターン信号Ｒｘを出力し、赤外信号成分の受光強度が低く、赤外光電圧信号Ｖｉｒが所定の電圧より低い間、ロー・レベルの受信パターン信号Ｒｘを出力する。
【００４２】
判定部７は、送信パターン信号Ｔｘと受信パターン信号Ｒｘとを比較し、当該比較結果に応じて物体検出信号ＤＴを出力する。一例として、判定部７は、ＸＯＲ回路（排他的論理和回路）などを用いて、送信パターン信号Ｔｘおよび受信パターン信号Ｒｘのレベルが一致しているか否かを複数回判定し、一致した回数が所定の回数以上の場合には、観測空間に物体が検出されたことを示すハイ・レベルの物体検出信号ＤＴを出力し、一致した回数が所定の回数未満の場合には、ロー・レベルの物体検出信号ＤＴを出力する。
【００４３】
このようにして、判定部７は、パターン発生部３から出力される送信パターン信号Ｔｘと、信号変換回路６から出力される受信パターン信号Ｒｘとの比較結果に応じて、観測空間に物体が検出されたか否かを示す物体検出信号ＤＴを出力する。
【００４４】
以上から明らかなように、照度センサ部は、受信光信号ＬＲｘのうち、反射光ＬＲｆに含まれる赤外ノイズ成分を抑制し、周囲光Ｌｏｐに含まれる可視光成分の受光強度に応じて照度信号ＬＸを出力する。また、近接センサ部は、受信光信号ＬＲｘのうち、主として反射光ＬＲｆに含まれる赤外信号成分の受光強度に応じて生成される受信パターン信号Ｒｘに基づいて物体検出信号ＤＴを出力し、近接センサ部に対するノイズ成分となる周囲光Ｌｏｐに含まれる可視光成分は、受光素子１３の緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒによって抑制されている。そのため、照度センサと近接センサとを、離して配置することができない小型の携帯端末にも同時に搭載することができる。
【００４５】
前述したように、図２に示した受光回路において、第１および第２のカラーフィルタを有するフォトダイオードＰＤ１、および第１のカラーフィルタを有するフォトダイオードＰＤ２には、周囲光Ｌｏｐの受光強度に応じて光電流Ｉｉｒ１およびＩｇがそれぞれ流れ、カレントミラー回路１４は、光電流Ｉｉｒ１に応じて電流Ｉｉｒ２を出力し、ＩＶ変換回路１５は、光電流Ｉｇと電流Ｉｉｒ２との差電流を電圧に変換して出力することによって、周囲光Ｌｏｐのうち、赤外ノイズ成分を抑制することができる。
【００４６】
また、カレントミラー回路１４を構成するトランジスタ１４１および１４２のサイズ比を、フォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２の受光面積比と等しくすることによって、光電流Ｉｇおよび電流Ｉｉｒ２に表れる赤外ノイズ成分の大きさを等しくし、より確実に赤外ノイズ成分を除去することができる。
【００４７】
また、フォトダイオードＰＤ２の受光面積をフォトダイオードＰＤ１の受光面積より大きくすることによって、フォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２の合計の受光面積と、照度センサにおける所望の可視光成分に対する受光回路の受光感度とのトレードオフの問題を効率よく解決することができる。
【００４８】
また、図５に示したように、第１および第２のカラーフィルタを有する受光素子１３には、主として反射光ＬＲｆに含まれる赤外信号成分の受光強度に応じて光電流Ｉｉｒ３が流れ、ＩＶ変換回路１６は、光電流Ｉｉｒ３を電圧に変換して出力することによって、照度センサと近接センサとを、携帯電話機などのような小型の携帯端末に同時に搭載することができる。
【００４９】
また、第１および第２のカラーフィルタを、それぞれ緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒとすることによって、例えば図３の実線に示したように、受光回路１ａの相対分光感度特性、または受光回路１ｂのうち照度センサ部に含まれる部分の相対分光感度特性を、可視光領域の中心付近にピーク感度波長を有する、照度センサに好適な特性とすることができる。
【００５０】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５１】
上記実施形態では、一例として、各受光素子がフォトダイオードである場合の受光回路の構成および動作について説明したが、これに限定されるものではない。受光素子１１ないし１３は、観測空間からの入力光の受光強度に応じて出力信号の電流値が変化し、受光面にＯＣＦを形成可能な他の光センサを用いてもよい。
【００５２】
上記実施形態では、図２において、カレントミラー回路１４の構成例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、カレントミラー回路１４のトランジスタ１４１および１４２を、ＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor：金属酸化膜半導体）トランジスタとしてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、ＩＶ変換回路１５は、出力段をエミッタフォロワ回路とすることによって、出力インピーダンスが低い構成となっているが、これに限定されるものではない。例えば図４に示すように、非反転入力が基準レベルＶ０に接続され、反転入力がノードＡに接続されるとともに、抵抗１５５を介して出力に接続されたオペアンプ（演算増幅器）１５６を用いることによっても、ＩＶ変換回路１５の出力インピーダンスを低くし、信号変換回路２の入力インピーダンスが低い場合であっても、可視光電圧信号Ｖｏｐを入力することができる。この場合、可視光電圧信号Ｖｏｐは、
Ｖｏｐ＝Ｖ０＋Ｉｏｐ×Ｒ
と表すことができる。また、ＩＶ変換回路１６についても、同様の構成とすることができる。
【００５４】
上記第２実施形態では、本発明の受光回路の適用例として、図５において照度センサと反射式の近接センサとを同時に搭載した光検出装置を示したが、これに限定されるものではない。受光回路１ｂは、例えば照度センサと透過式の近接センサとを同時に搭載した光検出装置にも適用可能である。透過式の近接センサの場合、一例として、判定部７は、送信パターン信号Ｔｘおよび受信パターン信号Ｒｘのレベルが一致した回数が所定の回数未満の場合に、観測空間に物体が検出されたことを示すハイ・レベルの物体検出信号ＤＴを出力する。
【００５５】
上記第２実施形態では、送信パターン信号Ｔｘおよび受信パターン信号Ｒｘは、いずれも２値信号となっているが、これに限定されるものではない。判定部７には、比較可能な送信パターン信号Ｔｘおよび受信パターン信号Ｒｘが入力されていればよく、例えば、いずれも３ビットのデジタル信号としてもよい。この場合、一例として、信号変換回路６は、ＡＤ変換回路などを用いて、赤外光電圧信号Ｖｉｒを０から７まで（２進数で０００から１１１まで）の値に変換し、判定部７は、送信パターン信号Ｔｘおよび受信パターン信号Ｒｘの値が略一致しているか否かを複数回判定し、略一致した回数に応じて物体検出信号ＤＴを出力する。
【００５６】
上記第２実施形態では、一例として、発光素子５が発光ダイオードである場合の発光制御回路４の動作について説明したが、これに限定されるものではない。発光制御回路４および発光素子５は、送信パターン信号Ｔｘの変調速度に対応して送信光信号ＬＴｘの発光強度を変化させる必要があるが、当該条件下で発光制御回路４および発光素子５の構成を変更することができる。
【００５７】
上記第２実施形態では、周囲光Ｌｏｐには、照度センサ部における所望の可視光成分のみが含まれているものとし、図５に示した光検出装置においては、受光回路１ｂのうち受光素子１３およびＩＶ変換回路１６のみが近接センサ部に含まれているが、これに限定されるものではない。実際には、第１実施形態のように、周囲光Ｌｏｐには、可視光成分とともに赤外領域の光が含まれ、また、当該赤外領域の光は、受光素子１３の緑色透過フィルタｇおよび赤色透過フィルタｒによって抑制されないため、直流ノイズ成分として近接センサ部における所望の赤外信号成分を埋もれさせてしまう場合もある。そのため、近接センサ部は、例えば高域通過フィルタなどを用いて当該直流ノイズ成分を抑制する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態における受光回路を備えた光検出装置全体の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における受光回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における受光回路の入力光の波長と相対分光感度の関係を示す模式図である。
【図４】本発明の受光回路の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態における受光回路を備えた光検出装置全体の概略構成を示すブロック図である。
【図６】一般的な照度センサの構成の一例を示すブロック図である。
【図７】一般的な近接センサ（物体検出装置）の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】緑色透過フィルタを有する受光素子の入力光の波長と相対分光感度の関係を示す模式図である。
【図９】赤色透過フィルタを有する受光素子の入力光の波長と相対分光感度の関係を示す模式図である。
【図１０】緑色透過フィルタおよび赤色透過フィルタを有する受光素子の入力光の波長と相対分光感度の関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  受光回路
２、６  信号変換回路
３    パターン発生部
４    発光制御回路
５    発光素子
７    判定部
９    物体
１１、１２、１３  受光素子
１４  カレントミラー回路
１５、１６  ＩＶ（電流・電圧）変換回路
ＰＤ１、ＰＤ２  フォトダイオード
１４１、１４２  トランジスタ
１５１、１５２  電流源
１５３、１５４  トランジスタ
１５５  抵抗
１５６  オペアンプ（演算増幅器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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