(57)【要約】【課題】電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上できる近接センサーを提供する。【解決手段】近接センサー(１２０)は、発光素子(１０２)と、受光素子(１０１)と、遮光壁(１０７)と、レンズ(１０５)を備える。発光素子(１０２)の発光面(１０９)がレンズ(１０５)の焦点または焦点近傍に位置し、発光素子(１０２)の出射光の光軸とレンズ(１０５)の光軸が一致するように、または、発光素子(１０２)の出射光の光軸とレンズ(１０５)の光軸が間隔をあけて互いに平行になるように、発光素子(１０２)を配置する。発光素子(１０２)からレンズ(１０５)を介して出射される出射光のうち、受光素子(１０１)側の方向に出射される出射光成分の光量が、受光素子(１０１)と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された発光素子と、
上記基板上に上記発光素子と間隔をあけて配置され、上記発光素子の出射光のうちの被検知物で反射した反射光を受光する受光素子と、
上記発光素子と上記受光素子との間に設けられ、光を遮光する遮光壁と、
上記発光素子の発光面側に設けられ、上記発光素子からの出射光を集光するレンズと
を備え、
上記発光素子の発光面が上記レンズの焦点または焦点近傍に位置するように、上記発光素子と上記レンズが配置され、
上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が一致するように、または、上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が間隔をあけて互いに平行になるように、上記発光素子が配置されており、
上記発光素子から上記レンズを介して出射される出射光のうち、上記受光素子側の方向に出射される出射光成分の光量が、上記受光素子と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としていることを特徴とする近接センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の近接センサーにおいて、
上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が平行になるように、上記発光素子が配置されており、
上記発光素子の出射光の光軸を上記レンズの光軸に対して上記受光素子側にずらして上記発光素子を配置していることを特徴とする近接センサー。
【請求項３】
請求項１に記載の近接センサーにおいて、
上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が一致するように、上記発光素子が配置されており、
上記発光素子の上記レンズの光軸に対して上記受光素子側の第１発光部の発光量よりも、上記発光素子の上記レンズの光軸に対して上記受光素子と反対の側の第２発光部の発光量が小さくなるように、上記発光素子の上記第２発光部の少なくとも一部を覆う抑制層を形成していることを特徴とする近接センサー。
【請求項４】
請求項１に記載の近接センサーにおいて、
上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が一致するように、上記発光素子が配置されており、
上記発光素子の上記レンズの光軸に対して上記受光素子側の第１発光部の発光量よりも、上記発光素子の上記レンズの光軸に対して上記受光素子と反対の側の第２発光部の発光量が小さくなるように、上記発光素子の上記レンズの光軸に対して上記受光素子と反対の側の上記第２発光部上に電極を形成していることを特徴とする近接センサー。
【請求項５】
請求項２または３に記載の近接センサーにおいて、
上記発光素子の発光面の中央に形成された電極を備えたことを特徴とする近接センサー。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の近接センサーを用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接センサーおよび電子機器に関し、スマートフォン等の電子機器に使用される近接センサーおよびその近接センサーを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スマートフォン等の電子機器の多くは、誤動作防止と低消費電力化のため、近接センサーが利用されている。スマートフォンに搭載される一般的な近接センサーは、赤外光を発光する発光素子と被検知物からの反射光を受光する受光素子とを備え、赤外光により非接触で被検知物が接近したことを検知する。
【０００３】
このような近接センサーは、被検知物からの反射光の光量でセンサー本体と被検知物との距離を判定するため、受光素子に入射する被検知物からの反射光以外の光は、ノイズ光となり、センサーの検知精度の低下や誤動作の要因となる。
【０００４】
上記ノイズ光としては、太陽光、室内灯などの外部外乱光と、近接センサー自らが発光する光が目的とする被検知物以外から反射した光がある。被検知物以外から反射したノイズ光のなかでスマートフォン等の筐体内部で反射するノイズ光をクロストーク光といい、本ノイズ光の成分が問題となっている。
【０００５】
従来型の近接センサー２０の断面図を図８(a)に示し、近接センサー２０の平面図を図８(b)に示しており、図８(a)は図８(b)のXIII−XIII線から見た断面図である。
【０００６】
この近接センサー２０は、受光素子１１と発光素子１２が基板１３上に間隔をあけて配置され、透明樹脂１４によりレンズ１５が形成されている。また、上記近接センサー２０は、遮光のための遮光樹脂１６が受光素子１１と発光素子１２との間に配置され、クロストーク光の抑制のため、受光素子１１と発光素子１２は２ｍｍ以上離して配置されている。また、上記近接センサー２０の発光素子１２には、発光放射角が広いＬＥＤが使用されており、後述するクロストーク光を抑制するのが困難な発光素子１２であるが、コストの面から現在でも多く利用されている。
【０００７】
図９(a),(b)にクロストーク光の発生メカニズムを示す。この図９(a)はスマートフォン等の近接センサー２０の搭載部分の断面図であり、図９(b)は近接センサー２０の平面図である。
【０００８】
近接センサー２０の上部には液晶等の電子部品を保護するための、外部カバー用のパネル２１が設置されている。本パネル２１には、主にゴリラガラス(Gorilla glass(登録商標))が使用されており、厚さ１ｍｍ程度のゴリラガラスが主流となっている。上記パネル２１と近接センサー２０との間隔は０.２〜０.４ｍｍであり、被検知物３０と近接センサー２０との距離は約１００ｍｍとなる。また、パネル２１には、信号光を透過するセンサー窓２１ａが設置され、センサー窓２１ａ以外の部分は、電子機器内部を見えなくするための塗料Ｐが塗られているのが一般的である。
【０００９】
ここで、発光素子１２からの光線Ａは被検知物３０を検知する信号光であり、光線Ａはパネル２１のセンサー窓２１ａを通過し、被検知物３０により反射し、その反射光の光量を受光素子１１が受光して、被検知物３０の有無を判断する。
【００１０】
一方、発光素子１２からの光線Ｂは、光線Ａの一部の光がパネル２１の面Ｃで反射した光であり、光線Ｂがクロストーク光と呼ぶ光である。この光線Ｂが受光素子１１に入射した場合、被検知物３０の有無に関係なく一定量の信号光を検知することになり、検知動作が不安定になる可能性がある。このため、従来型の近接センサー２０では、このパネル２１の面Ｃで反射したクロストーク光が受光素子１１に入らないように受光素子１１と発光素子１２を離して配置している。
【００１１】
図１０に上記近接センサー２０の出力特性を示す。図１０に示す出力特性の横軸は近接センサーと被検知物３０との距離Ｄであり、縦軸は受光素子１１の受光量に応じた出力値を示す。
【００１２】
図１０では、受光素子１１の出力値(受光量)が曲線で示されており、近接センサー２０と被検知物３０との距離Ｄが遠くなると、出力値は低下し、距離Ｄが近くなると出力値は増加する。
【００１３】
図１０の曲線は一般的に次の(式１)で表され、以下の(式２)〜(式４)のとおり、近接センサー２０と光線Ｂが反射する面Ｃとの距離を１.４ｍｍとしたときの出力値は、近接センサー２０と被検知物３０との距離ｄ１を１００ｍｍとしたときの出力値の約５０００倍となる。
出力  ＝  １／(距離)２                        …  (式１)
１００ｍｍでの出力値  ＝  １／(１００×１００)
＝  ０.０００１  …  (式２)
１.４ｍｍでの出力値  ＝  １／(１.４×１.４)
＝  ０.５１      …  (式３)
(式３)÷(式２)  ＝  ０.５１／０.０００１
＝  ５１００              …  (式４)
【００１４】
したがって、パネル２１の面Ｃで反射する光が受光素子１１に入らない様にすることが重要となる。
【００１５】
上記を図１０で当てはめると、受光素子１１が受光量に応じた出力値の曲線は、被検知物３０からの反射光とクロストーク光が合わさった値となる。例えば、距離ｄ１を検知する設定とした場合、判定値Ｅを閾値として設定する必要がある。この場合、被検知物３０からの反射光量よりもクロストーク光(光線Ｂ)の光量が大きいため、非常に不安定な動作となり、誤動作もしくは最悪の場合、常時検知状態になる可能性がある。
【００１６】
このため、上記従来型の近接センサー２０においては、受光素子１１と発光素子１２との距離を離すことで、クロストーク光が受光素子１１に入りにくい構造としている。このような構造のために、スマートフォン等のセンサー窓が広い構成となっていた。
【００１７】
また、図１１に示すように、従来型の近接センサー２０においては、信号光をより得るため、発光素子１２上のレンズ１５のレンズ径と開口径を大きくした構造、つまりレンズ焦点Ｆよりレンズ１５に近い位置に発光素子１２の発光面を配置する構成が主流であった。しかしながら、このような構成では、より多くの信号光が得られる反面、光線がレンズ１５により広範囲に拡散するため、より多くのクロストーク光が発生する要因となっていた。
【００１８】
特許文献１に記載された近接センサーは、受光素子上のレンズ形状を受光素子と発光素子を結ぶ直線方向のレンズ径を無限とし、受光素子と発光素子を結ぶ直線と垂直方向のレンズ径を有限としたレンズ(かまぼこ型)とすることで、クロストーク光を低減可能としている。しかしながら、この近接センサーでは、受光素子と発光素子が近い場合は、クロストーク光を低減する効果が得られない。
【００１９】
また、特許文献２に記載された近接センサーは、従来型と同様に受光素子上のレンズを半球形状のレンズとし、クロストーク光が受光素子の受光面に入射しないように受光部の配置を部分的とすることでクロストーク光の低減を可能としている。しかしながら、近接センサー内部の素子位置ばらつき、または、外部で設置される外部パネルの位置等を考慮した場合、現実的ではない。
【００２０】
また、特許文献３に記載された近接センサーは、発光素子にＶＣＳＥＬ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser；垂直共振器面発光レーザー)レーザーを用いて、ＶＣＳＥＬレーザーを保護するためにＶＣＳＥＬレーザー上部に光透過性樹脂が形成され、その光透過性樹脂の一部にクロストーク光を屈折する屈折面を形成することにより、クロストーク光を抑制可能としている。しかしながら、ＶＣＳＥＬレーザーを用いた高価な構成となっている。
【００２１】
また、特許文献４に記載された近接センサーは、受光素子と発光素子上に球面レンズを配置した構成で、シールドケースを最適な位置に位置合わせすることで、クロストーク光の抑制を行う方法であり、従来型の近接センサーの構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０２５５９３号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０２５５９１号
【特許文献３】特開２０１７−１１１２０号公報
【特許文献４】特開２０１１−１８０１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
これに対して、近年のスマートフォンでは、デザイン重視のため、パネルのセンサー窓を小さくする方向にあり、受光素子と発光素子との距離を近くする必要が生じている。このため、従来型に変わるクロストーク光の低減方法が求められている。
【００２４】
また、発光素子としてＶＣＳＥＬ等のレーザーダイオードを使用することで、クロストーク光を低減する方法も提案されているが、コストの面から安価なＬＥＤを使用した方法の提案が求められている。
【００２５】
そこで、本発明の課題は、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上できる近接センサーおよびその近接センサーを備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この発明の一態様に係る近接センサーは、
基板上に配置された発光素子と、
上記基板上に上記発光素子と間隔をあけて配置され、上記発光素子の出射光のうちの被検知物で反射した反射光を受光する受光素子と、
上記発光素子と上記受光素子との間に設けられ、光を遮光する遮光壁と、
上記発光素子の発光面側に設けられ、上記発光素子からの出射光を集光するレンズと
を備え、
上記発光素子の発光面が上記レンズの焦点または焦点近傍に位置するように、上記発光素子と上記レンズが配置され、
上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が一致するように、または、上記発光素子の出射光の光軸と上記レンズの光軸が平行になるように、上記発光素子が配置されており、
上記発光素子から上記レンズを介して出射される出射光のうち、上記受光素子側の方向に出射される出射光成分の光量が、上記受光素子と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としていることを特徴とする。
【００２７】
また、この発明の電子機器では、
上記の近接センサーを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上より明らかなように、この発明によれば、発光素子からレンズを介して出射される出射光のうち、受光素子側の方向に出射される出射光成分の光量が、受光素子と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としたことによって、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上できる近接センサーおよびその近接センサーを備えた電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１(a)は近接センサーの断面図であり、図１(b)は近接センサーの平面図である。
【図２】図２は上記近接センサーの発光素子を含む要部の拡大断面図である。
【図３】図３は上記近接センサーのクロストーク光を説明するための図である。
【図４】図４は従来型の近接センサーの発光素子を含む要部の拡大断面図である。
【図５】図５は本発明の第１実施形態の近接センサーの発光素子を含む要部の拡大断面図である。
【図６】図６は本発明の第２実施形態の近接センサーの発光素子を含む要部の拡大断面図である。
【図７】図７は本発明の第３実施形態の近接センサーの発光素子を含む要部の拡大断面図である。
【図８】図８(a)は従来型の近接センサーの断面図であり、図８(b)は近接センサーの平面図である。
【図９】図９(a)はスマートフォン等の近接センサーの搭載部分の断面図であり、図９(b)は近接センサーの平面図である。
【図１０】図１０は上記近接センサーの出力特性を示す図である。
【図１１】図１１は上記近接センサーの発光素子を含む要部の拡大図である。
【図１２】図１２は本発明の近接センサーの発光素子の発光面とレンズの焦点との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明の近接センサーおよび電子機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３１】
まず、本発明の近接センサーを説明する前に、参考例として近接センサー１００の構成について図１(a),図１(b),図２を用いて説明する。なお、この近接センサー１００は、基本的な構成は第１〜第３実施形態と同じであるが、本発明の近接センサーではない。
【００３２】
図１(a)は近接センサー１００の断面図を示し、図１(b)は近接センサー１００の平面図を示している。
【００３３】
この近接センサー１００は、図１(a),(b)に示すように、受光素子１０１と発光素子１０２を基板１０３上に間隔をあけて配置している。また、発光素子１０２上に、透明樹脂１０４により発光素子１０２の出射光を集光するレンズ１０５を形成している。また、遮光のための遮光樹脂１０６により受光素子１０１と発光素子１０２との間に遮光壁１０７を形成している。
【００３４】
上記受光素子１０１の中心と発光素子１０２の中心との距離Ｘ１は、従来型の近接センサー２０(図８(a),(b)に示す)の距離Ｘ１１に比べて近いので、従来型に比べてパネルのセンサー窓１０８を小さくすることが可能である。上記受光素子１０１と発光素子１０２との距離Ｘ１が短くなると、クロストーク光が受光素子に入りやすい構成となる。
【００３５】
上記近接センサー１００では、発光素子１０２の出射光のうちの被検知物で反射した反射光を受光素子１０１により受光する。
【００３６】
図２は上記近接センサー１００の発光素子１０２を含む要部の拡大断面図を示している。図２において、図１と同一の構成部には同一参照番号を付している。
【００３７】
近接センサー１００は、図２に示すように、発光素子１０２の発光面１０９をレンズ１０５の焦点Ｆ近傍に配置している。発光素子１０２は、レンズ１０５の光軸Ｏ１に対して受光素子１０１側の第１発光部１０２ａと、レンズ１０５の光軸Ｏ１に対して受光素子１０１と反対の側の第２発光部１０２ｂを有している。
【００３８】
図２では、レンズ１０５の焦点Ｆは、発光面１０９上でのレンズ１０５の焦点Ｆを結ぶ光線の内側の長さａと発光面の長さｂが下記の関係となる配置にある。
ａ ≦ ｂ
【００３９】
この場合の発光素子１０２の出射光の光路を図３に示す。図３において、図２と同一の構成部には同一参照番号を付している。
【００４０】
図３に示すように、光線Ｌ１と光線Ｌ２は、それぞれ第１発光部１０２ａと第２発光部１０２ｂからの光線を示している。発光素子１０２の発光面１０９をレンズ１０５の焦点Ｆ近傍に配置することで、クロストーク光となる光線Ｌ２とクロストーク光と関係ない光線Ｌ１に分けることが可能となる。
【００４１】
この近接センサー１００は、光線Ｌ２を抑制することで、クロストーク光を抑制した近接センサー１００の提供を可能とする。
【００４２】
図４に従来型の近接センサー２０(図８に示す)の発光素子１２を含む要部の拡大断面図を示している。この図４では、レンズ１５の光軸Ｏ２に対して、発光素子１２の受光素子１１側の第１発光部１２ａと、発光素子１２の受光素子１０１と反対の側の第２発光部１２ｂを設定した場合の光路を示す。
【００４３】
図４に示すように、光線Ｌ１が第１発光部１２ａからの光線であり、光線Ｌ２が第２発光部１２ｂからの光線である。図１１に示す従来型の近接センサー２０では、レンズ１５の焦点Ｆに対して、発光素子１２の発光面１９は上方に設置されており、発光素子１２より発光する光は集光せず、光は拡散していた。このため、図４に示すように、発光素子１２の第１発光部１２ａからの光線Ｌ１と第２発光部１２ｂからの光線Ｌ２は重なり、クロストーク光となる光線を分離できず、クロストーク光のみ低減することは不可能である。
【００４４】
これに対して、参考例の近接センサー１００の構成において、レンズ１０５の焦点Ｆ近傍に発光素子１０２の発光面１０９を設置し、発光素子１０２からレンズ１０５を介して出射される出射光のうち、受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量を、受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さくすることで、良好な特性の近接センサーを得ることが可能になる。
【００４５】
〔第１実施形態〕
図５は本発明の第１実施形態の近接センサー１２０の発光素子１０２を含む要部の拡大断面図を示している。この第１実施形態の近接センサー１２０は、発光素子１０２の配置と電極１１０を除いて図１(a),(b)に示す近接センサー１００と同一の構成をしており、図１(a),(b)を援用する。
【００４６】
この第１実施形態の近接センサー１２０は、図１(a),(b)に示すように、受光素子１０１と発光素子１０２を基板１０３上に間隔をあけて配置している。また、図５に示すように、発光素子１０２上に、透明樹脂１０４により発光素子１０２の出射光を集光するレンズ１０５を形成している。また、遮光樹脂１０６により受光素子１０１と発光素子１０２との間に遮光のための遮光壁１０７を形成している。
【００４７】
上記発光素子１０２は、上側の発光面１０９に発光素子１０２に電圧を印加する電極１１０を有している。この電極１１０を発光素子１０２の発光面１０９の中央に配置している。発光素子１０２の発光面１０９がレンズ１０５の焦点Ｆ(図２に示す)近傍に位置するように、発光素子１０２とレンズ１０５を配置している。また、発光素子１０２の出射光の光軸Ｚをレンズ１０５の光軸Ｏ１に対して受光素子１０１側に距離Ｘ２ずらして発光素子１０２を配置している(光軸Ｚと光軸Ｏ１は平行)。
【００４８】
ここで、レンズ１０５の焦点Ｆ近傍とは、発光素子１０２の光軸に沿った方向において、図１２に示すように、発光面１０９上でのレンズ１０５の焦点Ｆを結ぶ光線の内側の長さａと発光面１０９の長さｂが下記関係となる配置とする。
ａ ≦ ｂ
【００４９】
上記近接センサー１２０では、発光素子１０２の第１発光部１０２ａからの光線と第２発光部１０２ｂからの光線はそれぞれ、図５に示す光線Ｌ１と光線Ｌ２になる。元々、図３においてクロストーク光成分となっていた光線Ｌ２は、図５では、受光素子１０１の方向には発光されず、クロストーク光とならずに抑制することが可能となる。
【００５０】
上記構成の近接センサー１２０では、発光素子１０２からレンズ１０５を介して出射される出射光のうち、受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としている。これによって、発光素子１０２と受光素子１０１との間隔を短くしても、パネルで反射して受光素子１０１に入射するクロストーク光を低減できる。これにより、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上することができる。
【００５１】
また、上記発光素子１０２の出射光の光軸Ｚをレンズ１０５の光軸Ｏ１に対して受光素子１０１側にずらして発光素子１０２を配置することによって、発光素子１０２から受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、発光素子１０２から受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さくすることが容易にできる。
【００５２】
また、上記発光素子１０２の発光面１０９の中央に電極１１０を形成することによって、発光素子１０２の発光面１０９を電極１１０の影響を受けずに均等に分離することが可能となり、発光素子１０２からの出射光の光量の制御する手段を構成しやすくなる。
【００５３】
上記第１実施形態の発光素子１０２には、コストの面からＬＥＤを用いることが推奨されるが、同等の面発光する発光素子であれば問題はない。
【００５４】
また、上記第１実施形態では、発光素子１０２の発光面１０９の中央に電極１１０を配置したが、発光面に電極を有しない発光素子を用いてもよい。
【００５５】
上記第１実施形態の近接センサー１２０では、クロストーク光の抑制は可能であるが、第１発光部１０２ａの光線Ｌ１が遮光のための遮光樹脂１０６で一部遮断された分、信号光量が低下する。
【００５６】
〔第２実施形態〕
図６は本発明の第２実施形態の近接センサー２２０の発光素子１０２を含む要部の拡大断面図を示している。この第２実施形態の近接センサー２２０は、電極１１０と抑制層１１１を除いて図１(a),(b)に示す近接センサー１００と同一の構成をしており、図１(a),(b)を援用する。
【００５７】
この第２実施形態の近接センサー２２０は、図６に示すように、発光素子１０２の電極１１０を発光素子１０２の発光面１０９の中央に配置している。また、発光素子１０２の出射光の光軸がレンズ１０５の光軸Ｏ１と一致するように、発光素子１０２を配置している。発光素子１０２の第２発光部１０２ｂは、金属からなる抑制層１１１で遮光され、発光量が抑制されている。
【００５８】
ここで、第１発光部１０２ａの光路と第２発光部１０２ｂの光路はそれぞれ、光線Ｌ１と光線Ｌ２になる。元々、図３においてクロストーク光成分となっていた光線Ｌ２は、図６では、発光素子１０２の発光面１０９に形成された抑制層１１１により抑制され、クロストーク光が抑制される。しかしながら、上記抑制層１１１により抑制された分、第２実施形態と同様に信号光量が低下する。
【００５９】
上記構成の近接センサー２２０では、発光素子１０２からレンズ１０５を介して出射される出射光のうち、受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としている。これによって、発光素子１０２と受光素子１０１との間隔を短くしても、パネルで反射して受光素子１０１に入射するクロストーク光を低減できる。これにより、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上することができる。
【００６０】
また、上記発光素子１０２の出射光の光軸がレンズ１０５の光軸Ｏ１と一致するように発光素子１０２を配置し、発光素子１０２の第２発光部１０２ｂを覆う抑制層１１１を形成することによって、発光素子１０２の第２発光部１０２ｂの発光量を第１発光部１０２ａの発光量よりも小さくすることが容易にできる。
【００６１】
なお、上記第２実施形態では、発光素子１０２の第２発光部１０２ｂの全部を抑制層１１１により覆ったが、発光素子１０２の第２発光部１０２ｂの一部を覆う抑制層を形成してもよい。
【００６２】
上記第２実施形態では、発光素子１０２の発光面１０９の中央に電極１１０を配置したが、発光面に電極を有しない発光素子を用いてもよい。
【００６３】
〔第３実施形態〕
図７は本発明の第３実施形態の近接センサーの発光素子１０２を含む要部の拡大断面図を示している。この第３実施形態の近接センサー３２０は、電極１１０を除いて図１(a),(b)に示す近接センサー１００と同一の構成をしており、図１(a),(b)を援用する。
【００６４】
この第３実施形態の近接センサー３２０は、図７に示すように、発光素子１０２の出射光の光軸がレンズ１０５の光軸Ｏ１と一致するように、発光素子１０２を配置している。発光素子１０２の電極１１０をレンズ１０５の光軸Ｏ１に対して、受光素子１０１と反対の側の第２発光部１０２ｂ上に配置している。
【００６５】
ここで、発光素子１０２の第１発光部１０２ａの光路と第２発光部１０２ｂの光路はそれぞれ、光線Ｌ１と光線Ｌ２となる。元々、図３においてクロストーク光成分となっていた光線Ｌ２は、図７では、第２発光部１０２ｂの発光量が電極１１０により抑制されることで低減され、代わりに上記第２実施形態では抑制されていた発光素子１０２の中央部である第３発光部１０２ｃの光を信号光として利用可能となる。この第３発光部１０２ｃの光線は光線Ｌ３で示され、レンズ１０５の光軸Ｏ１に沿った光線であることからクロストーク光成分は小さく、信号光を増大させることが可能となる。よって、全体の信号光量の低下は少なくなり、クロストーク光を抑制した良好なセンサー特性を実現することができる。
【００６６】
上記構成の近接センサー３２０では、発光素子１０２からレンズ１０５を介して出射される出射光のうち、受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としている。これによって、発光素子１０２と受光素子１０１との間隔を短くしても、パネルで反射して受光素子１０１に入射するクロストーク光を低減できる。これにより、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上することができる。
【００６７】
上記発光素子１０２の出射光の光軸がレンズ１０５の光軸Ｏ１と一致するように発光素子１０２を配置し、発光素子１０２のレンズ１０５の光軸Ｏ１に対して受光素子１０１と反対の側の第２発光部１０２ｂ上に電極１１０を形成することによって、第２発光部１０２ｂの発光量を第１発光部１０２ａの発光量よりも小さくすることが容易にできる。
【００６８】
上記第１〜第３実施形態では、発光素子１０２の発光面１０９の形状を矩形としたが、形状が円形や多角形などの発光面を有する発光素子でもよい。
【００６９】
また、上記第１〜第３実施形態では、１つの発光素子１０２を用いた近接センサー１２０,２２０,２３０について説明したが、２以上の発光素子を用いた近接センサーにこの発明を適用してもよい。例えば、レンズの光軸に対して受光素子側の第１発光部として第１の発光素子を配置し、レンズの光軸に対して受光素子と反対の側の第２発光部として第２の発光素子を配置して、第１の発光素子の発光量よりも第２の発光素子の発光量が小さくなるようにする。
【００７０】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態の近接センサーを備えた電子機器の一例としての携帯情報端末について説明する。この第４実施形態の電子機器は、上記第１〜第３実施形態の近接センサー１２０,２２０,２３０のいずれかを用いている。
【００７１】
上記第４実施形態の携帯情報端末によれば、図示しないパネルに設けた小さなセンサー窓に対応しつつクロストーク光を抑制可能な近接センサー１２０,２２０,２３０のいずれか１つを搭載することによって、誤動作のない安定した近接検知動作を得ることが可能である。
【００７２】
上記第４実施形態では、電子機器としての携帯情報端末について説明したが、携帯情報端末に限らず、他の電子機器にこの発明を適用してもよい。
【００７３】
上記第１〜第３実施形態の近接センサー１２０,２２０,２３０を用いた場合、発光素子にＶＣＳＥＬ等のレーザーダイオードを用いることなく、スマートフォン等の携帯情報端末に搭載した場合のクロストーク光を抑制可能とし、パネルのセンサー窓を縮小してデザインを向上することが可能となり、安定した特性と動作を提供可能とする。
【００７４】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第４実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【００７５】
この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。
【００７６】
この発明の一態様に係る近接センサー１２０,２２０,２３０は、
基板１０３上に配置された発光素子１０２と、
上記基板１０３上に上記発光素子１０２と間隔をあけて配置され、上記発光素子１０２の出射光のうちの被検知物で反射した反射光を受光する受光素子１０１と、
上記発光素子１０２と上記受光素子１０１との間に設けられ、光を遮光する遮光壁１０７と、
上記発光素子１０２の発光面１０９側に設けられ、上記発光素子１０２からの出射光を集光するレンズ１０５と
を備え、
上記発光素子１０２の発光面１０９が上記レンズ１０５の焦点または焦点近傍に位置するように、上記発光素子１０２と上記レンズ１０５が配置され、
上記発光素子１０２の出射光の光軸と上記レンズ１０５の光軸が一致するように、または、上記発光素子１０２の出射光の光軸と上記レンズ１０５の光軸が間隔をあけて互いに平行になるように、上記発光素子１０２が配置されており、
上記発光素子１０２から上記レンズ１０５を介して出射される出射光のうち、上記受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、上記受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成としていることを特徴とする。
【００７７】
上記構成によれば、発光素子１０２からレンズ１０５を介して出射される出射光のうち、受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さい構成とすることによって、発光素子１０２と受光素子１０１との間隔を短くしても、パネルで反射して受光素子１０１に入射するクロストーク光を低減できる。これにより、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上できる。
【００７８】
また、一実施形態の近接センサー１２０では、
上記発光素子１０２の出射光の光軸と上記レンズ１０５の光軸が間隔をあけて互いに平行になるように、上記発光素子１０２が配置されており、
上記発光素子１０２の出射光の光軸を上記レンズ１０５の光軸に対して上記受光素子１０１側にずらして上記発光素子１０２を配置している。
【００７９】
上記実施形態によれば、発光素子１０２の出射光の光軸とレンズ１０５の光軸が間隔をあけて互いに平行になるように、発光素子１０２を配置し、発光素子１０２の出射光の光軸をレンズ１０５の光軸に対して受光素子１０１側にずらして発光素子１０２を配置することによって、発光素子１０２から受光素子１０１側の方向に出射される出射光成分の光量が、発光素子１０２から受光素子１０１と反対の側の方向に出射される出射光成分の光量よりも小さくすることが容易にできる。
【００８０】
また、一実施形態の近接センサー２２０では、
上記発光素子１０２の出射光の光軸と上記レンズ１０５の光軸が一致するように、上記発光素子１０２が配置されており、
上記発光素子１０２の上記レンズ１０５の光軸に対して上記受光素子１０１側の第１発光部１０２ａの発光量よりも、上記発光素子１０２の上記レンズ１０５の光軸に対して上記受光素子１０１と反対の側の第２発光部１０２ｂの発光量が小さくなるように、上記発光素子１０２の上記第２発光部１０２ｂの少なくとも一部を覆う抑制層１１１を形成している。
【００８１】
上記実施形態によれば、発光素子１０２の出射光の光軸とレンズ１０５の光軸が一致するように発光素子１０２を配置し、発光素子１０２の第２発光部１０２ｂの少なくとも一部を覆う抑制層１１１を形成することによって、第２発光部１０２ｂの発光量を第１発光部１０２ａの発光量よりも小さくすることが容易にできる。
【００８２】
また、一実施形態の近接センサー２３０では、
上記発光素子１０２の出射光の光軸と上記レンズ１０５の光軸が一致するように、上記発光素子１０２が配置されており、
上記発光素子１０２の上記レンズ１０５の光軸に対して上記受光素子１０１側の第１発光部１０２ａの発光量よりも、上記発光素子１０２の上記レンズ１０５の光軸に対して上記受光素子１０１と反対の側の第２発光部１０２ｂの発光量が小さくなるように、上記発光素子１０２の上記レンズ１０５の光軸に対して上記受光素子１０１と反対の側の上記第２発光部１０２ｂ上に電極１１０を形成している。
【００８３】
上記実施形態によれば、発光素子１０２の出射光の光軸とレンズ１０５の光軸が一致するように発光素子１０２を配置し、発光素子１０２のレンズ１０５の光軸に対して受光素子１０１と反対の側の第２発光部１０２ｂ上に電極１１０を形成することによって、第２発光部１０２ｂの発光量を第１発光部１０２ａの発光量よりも小さくすることが容易にできる。
【００８４】
また、一実施形態の近接センサー１２０,２２０では、
上記発光素子１０２の発光面１０９の中央に形成された電極１１０を備えた。
【００８５】
上記実施形態によれば、発光素子１０２の発光面１０９の中央に電極１１０を形成することによって、発光素子１０２の発光面１０９を電極１１０に影響されることなく均等に分離することが可能となり、発光素子１０２からの出射光の光量の制御する手段や第２発光部１０２ｂの発光量を抑制する手段を構成しやすくなる。
【００８６】
また、この発明の電子機器では、
上記のいずれか１つの近接センサー１２０,２２０,２３０を用いたことを特徴とする。
【００８７】
上記構成によれば、携帯情報端末などの電子機器の小さなセンサー窓に対応しつつ、クロストーク光の影響を低減して検知精度を向上できる近接センサー１２０,２２０,２３０を備えた電子機器を実現できる。
【符号の説明】
【００８８】
１０１…受光素子
１０２…発光素子
１０２ａ…第１発光部
１０２ｂ…第２発光部
１０２ｃ…第３発光部
１０３…基板
１０４…透明樹脂
１０５…レンズ
１０６…遮光樹脂
１０７…遮光壁
１０８…センサー窓
１０９…発光面
１１０…電極
１１１…抑制層
１２０,２２０,２３０…近接センサー
【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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【図１１】
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【図１２】
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