(57)【要約】【課題】光を検出し、検出光に応じた電気信号を出力する入射光を電気信号に変換する光検出装置に関し、簡単な構成で、広範囲の検出が可能となる光検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、光を検出し、検出光に応じた電気信号を出力する光検出装置において、入射光を電気信号に変換する受光手段（１１５、１１６；２１４）と、受光手段（１１５、１１６；２１４）による受光部分とは異なる部分に入射した光を受光部分へ導く導光手段（１１３、１１４；２１３）とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2006105595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を検出し、検出光に応じた電気信号を出力する光検出装置において、
入射光を電気信号に変換する受光手段と、
前記受光手段による受光部分とは異なる部分に入射した光を受光部分へ導く導光手段とを有することを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記入射光のうち検出光の成分を透過し、前記導光手段に入射させる光学フィルタを有することを特徴とする請求項１記載の光検出装置。
【請求項３】
前記光学フィルタは、レンズ状に成形されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光検出装置。
【請求項４】
前記受光手段は、第１の方向からの光を受光する第１の受光手段と、
前記第１の方向に対向する第２の方向からの光を受光する第２の受光手段とを有し、
前記導光手段は、前記第１及び第２の方向に直交する第３の方向からの光を受光し、前記第１の方向に折曲し、前記第１の受光手段に導光する第１の導光手段と、
前記第３の方向からの光を受光し、前記第２の方向に折曲し、前記第２の受光手段に導光する第２の導光手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の光検出装置。
【請求項５】
前記第３の方向に光を出射する発光手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光検出装置に係り、特に、光を検出し、検出光に応じた電気信号を出力する入射光を電気信号に変換する光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の光検出装置の構成図を示す。
【０００３】
従来の光検出装置１は、基板１０上に発光素子１１及び受光素子１２を搭載した構成とされている。発光素子１１は、発光ダイオードなどから構成され、駆動信号に応じて光を発光する。受光素子１２は、フォトダイオードから構成され、入射した光に応じた電気信号を出力する。
【０００４】
このとき、光検出装置１の受光範囲は、受光素子１２の指向性によって決定されていた。例えば、受光素子１２の指向性が角度θ0であった場合には、角度θ0より内側が受光範囲とされていた。
【０００５】
なお、誤検出を防止するために、２組の発光素子と受光素子とにより検出を行う光学センサが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２５８５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、従来の光検出装置は、受光範囲が受光素子１２の指向性に依存していたため、受光範囲を拡大するためには、複数の受光素子を並列に設ける必要があり、構成が複雑となるとともに、高価になるなどの問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、広範囲の検出が可能となる光検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光を検出し、検出光に応じた電気信号を出力する光検出装置において、入射光を電気信号に変換する受光手段（１１５、１１６；２１４）と、受光手段（１１５、１１６；２１４）による受光部分とは異なる部分に入射した光を受光部分へ導く導光手段（１１３、１１４；２１３）とを有することを特徴とする。
【０００９】
入射光のうち検出光の成分を透過し、導光手段（１１３、１１４；２１３）に入射させる光学フィルタ（１１２；２１２）を有することを特徴とする。
【００１０】
光学フィルタ（１１２；２１２）は、レンズ状に成形されていることを特徴とする。
【００１１】
受光手段（１１５、１１６）は、第１の方向（Ｙ１）からの光を受光する第１の受光手段（１１５）と、第１の方向（Ｙ１）に対向する第２の方向（Ｙ２）からの光を受光する第２の受光手段（１１６）とを有し、導光手段（１１３、１１４）は、第１及び第２の方向（Ｙ１、Ｙ２）に直交する第３の方向（Ｚ１）からの光を受光し、第１の方向（Ｙ１）に折曲し、第１の受光手段（１１５）に導光する第１の導光手段（１１３）と、第３の方向（Ｚ１）からの光を受光し、第２の方向（Ｙ２）に折曲し、第２の受光手段（１１６）に導光する第２の導光手段（１１４）とを有することを特徴とする。
【００１２】
第３の方向（Ｚ１）に光を出射する発光手段（１１１、２１１）を有することを特徴とする。
【００１３】
なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光を検出し、検出光に応じた電気信号を出力する光検出装置において、入射光を電気信号に変換する受光手段と、受光手段による受光部分とは異なる部分に入射した光を受光部分へ導く導光手段とを設けることにより、導光手段の受光部分の面積だけ光の受光面積を拡大することができるため、簡単な構成で、広範囲の検出が可能となるなどの特長を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施例〕
図１は本発明の第１実施例の分解斜視図、図２は本発明の第１実施例の構成図を示す。
【００１６】
本実施例の光検出装置１００は、発光手段１１１、光学フィルタ１１２、導光手段１１３、１１４、受光手段１１５、１１６、プリント配線板１１７、ケース１１８から構成されている。
【００１７】
発光手段１１１は、赤外線発光ダイオードなどから構成されており、プリント配線板１１７の矢印Ｚ１方向側の面の略中央部に搭載されている。発光手段１１１は、プリント配線板１１７の矢印Ｚ２方向側の面に搭載された信号処理ＩＣ１１９に接続されている。信号処理ＩＣ１１９は、コネクタＣＮに接続されており、コネクタＣＮを介して外部回路と発光手段１１１及び受光手段１１５、１１６とのインタフェースをとる。なお、信号処理ＩＣ１１９は、図１、図２に破線で示すようにプリント配線板１１７の矢印Ｚ１方向側の面に搭載するようにしてもよい。発光手段１１１は、信号処理ＩＣ１１９から供給される駆動信号に応じて赤外線を含む光を矢印Ｚ１方向に発光する。発光手段１１１で発光された光は、光学フィルタ１１２の孔部１１２ａを通って外部に出射される。
【００１８】
光学フィルタ１１２は、樹脂などにより構成され、赤外線を透過する構成とされている。光学フィルタ１１２の形状は、中心軸が矢印Ｙ１、Ｙ２方向に中心軸が延在する円柱を中心軸に沿って分割した略半円柱形状とされ、矢印Ｘ１、Ｘ２方向に拡散された光を集光可能な形状とされている。光学フィルタ１１２は、その中央部に孔１１２ａが形成されている。孔部１１２ａには、発光手段１１１が係合する。光学フィルタ１１２は、ケース１１８の開口部１１８ｄに装着される。
【００１９】
光学フィルタ１１２には、検出対象からの反射光が入射する。光学フィルタ１１２は、入射光のうち発光手段１１１から発光された赤外域の光を透過する。光学フィルタ１１２を透過した光は、導光手段１１３、１１４に供給される。
【００２０】
導光手段１１３は、一般に導光板と呼ばれる光学装置から構成されており、略楔状に形成されている。導光板は、例えば、液晶ディスプレイなどのバックライトとして用いられており、出射面の端面から入射した光を出射面から均一に出射させる光学装置である。本実施例では、出射面からの光を端面に導光する構成とされている。
【００２１】
導光手段１１３は、矢印Ｚ２方向に入射した光を矢印Ｙ２方向に屈曲させるように配置されている。折曲された光は、導光手段１１３の矢印Ｙ２方向端面から出射される。導光手段１１３の矢印Ｙ２方向の端面に対向して受光手段１１５が設けられている。
【００２２】
導光手段１１４は、導光手段１１３と同様に導光板から構成されており、略楔状に形成されている。導光手段１１４は、矢印Ｚ２方向に入射した光を矢印Ｙ１方向に屈曲させるように配置されている。折曲された光は、導光手段１１４の矢印Ｙ１方向端面から出射される。導光手段１１４の矢印Ｙ１方向の端面に対向して受光手段１１６が設けられている。
【００２３】
受光手段１１５は、フォトダイオード或いはフォトトランジスタから構成されており、プリント配線板１１７の矢印Ｙ１方向の端部に配置され、リード１１５ａがプリント配線板１１７に半田付けされている。受光手段１１５は、導光手段１１３の矢印Ｙ２方向の端面から出射された光を受光して電気信号に変換する。
【００２４】
受光手段１１６は、フォトダイオード或いはフォトトランジスタから構成されており、プリント配線板１１７の矢印Ｙ２方向の端部に配置され、リード１１６ａがプリント配線板１１７に半田付けされている。受光手段１１６は、導光手段１１４の矢印Ｙ１方向の端面から出射された光を受光して電気信号に変換する。
【００２５】
受光手段１１５、１１６で変換された電気信号は、プリント配線板１１７の矢印Ｚ２方向側の面に搭載された信号処理ＩＣ１１９により信号処理されて、コネクタＣＮから外部に出力される。
【００２６】
プリント配線板１１７には、矢印Ｚ１方向側の面に発光手段１１１及び受光手段１１５、１１６が半田付けされ、矢印Ｚ２方向側の面に信号処理ＩＣ１１９及びコネクタＣＮが半田付けされており、プリント配線、スルーホールなどが形成されている。
【００２７】
ケース１１８は、例えば、アルミニウムなどの金属板を有底の略四角柱上に成形した構成とされている。底面には、孔部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃが形成されている。孔部１１８ａは、ケース１１８の底面の略中央部に形成されており、プリント配線板１１７をケース１１８に装着した際にコネクタＣＮが係合し、コネクタＣＮをケース１１８の下面側に延出させる。孔部１１８ｂは、ケース１１８の底面の孔部１１８ａの矢印Ｙ１方向側に形成されており、プリント配線板１１７をケース１１８に装着した際に受光手段１１５に係合する。孔部１１８ｃは、ケース１１８の底面の孔部１１８ａの矢印Ｙ２方向側に形成されており、プリント配線板１１７をケースに装着した際に受光手段１１６に係合する。
【００２８】
ケース１１８には、プリント配線板１１７の他に導光手段１１３及び導光手段１１４が収納される。導光手段１１３は、ケース１１８の受光手段１１５の矢印Ｙ１方向側に収納される。導光手段１１３は、その底面、矢印Ｘ１、Ｘ２方向側面、矢印Ｙ１方向端面がケース１１８により覆われる。これによって導光手段１１３から外部に漏れた光がケース１１８で反射して、導光手段１１３に再入射することによって、受光手段１１５に導かれ、光の損失を防止できる。
【００２９】
また、導光手段１１４は、ケース１１８の受光手段１１６の矢印Ｙ２方向側に収納される。導光手段１１４は、その底面、矢印Ｘ１、Ｘ２方向側面、矢印Ｙ２方向端面がケース１１８により覆われる。これによって導光手段１１４から外部に漏れた光がケース１１８で反射して、導光手段１１４に再入射することによって、受光手段１１６に導かれ、光の損失を防止できる。
【００３０】
本実施例によれば、導光手段１１３、１１４により、受光手段１１５、１１６により受光できる光の受光面を拡大することができる。
【００３１】
〔適用例〕
図３は本発明の第１実施例の適用例を説明するための図を示す。
【００３２】
本適用例は、例えば、タッチパネルなどから構成される操作面１２１を操作する際に、ユーザが操作面１２１を矢印Ｘ１方向側から操作したのか、矢印Ｘ２方向側から操作したのかを検出し、装置本体１２２の動作を制御しようとするシステムである。
【００３３】
このとき、操作面１２１の矢印Ｘ１方向側の端辺及び矢印Ｘ２方向側の端辺に図１に示すような光検出装置１００から構成される光検出装置１００−１、１００−２を配置する。
【００３４】
光検出装置１００−１、１００−２は、各々、図３に破線で示すように矢印Ｙ１、Ｙ２方向に拡張された検出範囲θ１、θ２を持つことになる。このため、ユーザが矢印Ｘ１方向側から操作面１２１に手を伸ばした場合には、光検出装置１００−１により、また、矢印Ｘ２方向側から操作面１２１に手を伸ばした場合には、光検出装置１００−２により確実にユーザの手を検出することが可能となる。
【００３５】
〔第２実施例〕
図４は本発明の第２実施例の分解斜視図、図５は本発明の第２実施例の構成図を示す。
【００３６】
本実施例の光検出装置２００は、発光手段２１１、光学フィルタ２１２、導光手段２１３、受光手段２１４、反射板２１５、プリント配線板２１６、ケース２１７から構成されている。
【００３７】
発光手段２１１は、赤外線発光ダイオードなどから構成されており、矢印Ｚ１方向側の面の矢印Ｙ２方向側に搭載されている。発光手段２１１は、リード２１１ａがプリント配線板２１６のスルーホール２１６ａに係合して、プリント配線板２１６に半田付けされている。発光手段２１１は、プリント配線板２１６の矢印Ｚ２方向側の面に搭載された信号処理ＩＣ２１８に接続されており、信号処理ＩＣ２１８から供給される駆動信号に応じて赤外線を含む光を矢印Ｚ１方向に発光する。信号処理ＩＣ２１８は、コネクタＣＮに接続されており、コネクタＣＮを介して外部回路と発光手段２１１及び受光手段２１４とのインタフェースをとる。なお、信号処理ＩＣ２１８は、図４、図５に一点鎖線で示すようにプリント配線板２１６の矢印Ｚ１方向側の面に搭載するようにしてもよい。発光手段２１１で発光された光は、光学フィルタ２１２を通して外部に出射される。
【００３８】
光学フィルタ２１２は、赤外線を透過する樹脂材を、矢印Ｙ１、Ｙ２方向に中心軸を有する円柱を中心軸に沿って分割した略半円柱形状とされており、光を集光する形状とされている。
【００３９】
光学フィルタ２１２には、検出対象からの反射光が入射する。光学フィルタ２１２は、入射光のうち発光手段２１１から発光された赤外域の光を透過する。光学フィルタ２１２を透過した光は、導光手段２１３に供給される。
【００４０】
導光手段２１３は、第１実施例と同様に一般に導光板と呼ばれる光学装置から構成されている。本実施例では、出射面からの光を端面に導光する構成とされている。
【００４１】
導光手段２１３は、矢印Ｚ１方向から矢印Ｚ２方向に入射した光を矢印Ｙ２方向に屈曲させるように配置されている。折曲された光は、導光手段２１３の矢印Ｙ２方向端面から出射される。導光手段２１３の矢印Ｙ２方向の端面には、凹部２１３ａが形成されている。凹部２１３ａには、受光手段２１４の受光面が係合する。
【００４２】
受光手段２１４は、フォトダイオード或いはフォトトランジスタから構成されており、プリント配線板２１６にリード２１４ａがプリント配線板２１６に形成されたスルーホール２１６ｂに係合して、半田付け、プリント配線板２１６の矢印Ｚ１方向側の面に搭載され、矢印Ｙ１方向から矢印Ｙ２方向に入射した光を検出するように配置されている。受光手段２１４は、導光手段２１３の矢印Ｙ２方向の端面から出射された光を受光して電気信号に変換する。
【００４３】
反射板２１５は、アルミニウムなどの金属板を打ち抜き、折曲することにより形成されており、導光手段保持部２１５ａ、脚部２１５ｂ、遮光部２１５ｃから構成されている。
【００４４】
導光手段保持部２１５ａは、プリント配線板２１６に平行となるように配置されており、矢印Ｚ１方向側の面に導光手段２１３が載置される。導光手段保持部２１５ａの矢印Ｙ２方向端部には、貫通孔２１５ｄが形成されている。
【００４５】
貫通孔２１５ｄには、反射板２１５をプリント配線板２１６に装着したときに、受光手段２１４の受光部２１４ｂが矢印Ｚ２方向から矢印Ｚ１方向に貫通する。受光手段２１４は、貫通孔２１５ｄを貫通して導光手段保持部２１５ａの矢印Ｚ１方向側の面から矢印Ｚ１方向に延出する。
【００４６】
脚部２１５ｂは、導光手段保持部２１５ａの矢印Ｙ１、Ｘ１、Ｘ２方向の辺から矢印Ｚ２方向に延出しており、その先端に爪部２１５ｅが形成されている。爪部２１５ｅは、プリント配線板２１６の周囲に形成された係合部２１６ｃに係合する。反射板２１５は、脚部２１５ｂによって、プリント配線板２１６に対して位置決めされる。遮光部２１５ｃは、導光手段保持部２１５ａの矢印Ｙ２方向側の辺から矢印Ｚ１方向に延出しており、発光手段２１１と受光手段２１４との間に配置され、発光手段２１１と受光手段２１４とを光学的に遮断し、発光手段２１４から発光された光が受光手段２１４に入射することを防止する。
【００４７】
プリント配線板２１６には、矢印Ｚ１方向側の面に発光手段２１１及び受光手段２１４が半田付けされるとともに、反射板２１５が係合されており、矢印Ｚ２方向側の面に信号処理ＩＣ２１８及びコネクタＣＮが半田付けされており、配線、スルーホールなどが形成されている。
【００４８】
ケース２１７は、例えば、アルミニウムなどの金属板や樹脂などを有底の略四角柱上に成形した構成とされている。底面には、孔部２１７ａが形成されている。孔部２１７ａは、ケース２１７の底面の矢印Ｙ１方向寄りに形成されており、プリント配線板２１６をケース２１７に装着した際にコネクタＣＮが係合し、コネクタＣＮをケース２１７の下面側に延出させる。
【００４９】
ケース２１７には、反射板２１５、プリント配線板２１６の他に導光手段２１３が収納される。導光手段２１３は、ケース２１７の矢印Ｙ１方向側に収納される。導光手段２１３は、少なくとも、その底面に反射板２１５とされている。これによって導光手段２１３から外部に漏れた光が反射板２１５で反射して、導光手段２１３に再入射することによって、受光手段２１４の受光部２１４ｂに導かれ、光の損失を防止できる。
【００５０】
本実施例によれば、導光手段２１３により、受光手段２１４により受光できる光の受光面を拡大することができる。
【００５１】
なお、上記実施例において、信号処理ＩＣ１１９、２１８は、ディスクリート電子部品により構成するようにしてもよい。また、複数のＩＣチップを組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施例の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の構成図である。
【図３】本発明の第１実施例の適用例を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施例の分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例の構成図である。
【図６】従来の一例の構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００、２００  光検出装置
１１１、２１１  発光手段、１１２、２１２  光学フィルタ
１１３、１１４、２１３  導光手段
１１５、１１６、２１４  受光手段
１１７、２１６  プリント配線板１１７、２１７  ケース
ＣＮ  コネクタ
【図１】
2006105595.tif 000003
【図２】
2006105595.tif 000004
【図３】
2006105595.tif 000005
【図４】
2006105595.tif 000006
【図５】
2006105595.tif 000007
【図６】
2006105595.tif 000008