(57)【要約】【課題】検出精度を向上させることができる光センサを提供する。【解決手段】光センサ１は、検知対象物７０に向けて光を出射する発光素子１０と、  反射光を受光する受光素子２０と、発光素子１０および受光素子２０を収容する筐体４０とを備える。受光素子２０は、発光素子１０に面して設けられたパネル６０からの反射光を原点基準として検出する第１受光部２１と、検知対象物７０からの反射光を信号光として検出する第２受光部２２とを有する。筐体４０は、発光素子１０と受光素子２０とが光学的に分離している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象物に向けて光を出射する発光素子と、
反射光を受光する受光素子と、
前記発光素子および前記受光素子を収容する筐体とを備え、光の飛行時間を計測する光センサであって、
前記受光素子は、前記発光素子に面して設けられたパネルからの反射光を原点基準として検出する第１受光部と、前記検知対象物からの反射光を信号光として検出する第２受光部とを有し、
前記発光素子と前記受光素子とは、光学的に分離して実装されていること
を特徴とする光センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光センサであって、
前記筐体は、前記発光素子と前記受光素子との間に、光を遮る遮光部が設けられていること
を特徴とする光センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光センサであって、
前記第２受光部は、前記発光素子に対し、前記第１受光部より近くに配置されていること
を特徴とする光センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の光センサであって、
前記筐体は、前記第２受光部の直上部を開口した受光開口部を有すること
を特徴とする光センサ。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の光センサであって、
前記第２受光部は、前記発光素子に対し、前記第１受光部より遠くに配置されていること
を特徴とする光センサ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の光センサであって、
前記第１受光部は、複数の受光領域に分割されており、前記複数の受光領域のうち、検出結果に反映する受光領域が予め設定されていること
を特徴とする光センサ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の光センサであって、
前記反射光の時間分布を検出するヒストグラム回路を備え、
前記ヒストグラム回路の検出結果に基づいて、前記検知対象物からの距離を出力すること
を特徴とする光センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の光センサであって、
前記ヒストグラム回路は、前記反射光の時間分布におけるピーク値に基づいて、原点基準とする反射光の成分を選択すること
を特徴とする光センサ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の光センサを備えた電子機器。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子機器であって、
前記光センサに対向して設けられたパネルを備え、
前記パネルは、光を透過させる受光窓を有すること
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、光の飛行時間を計測する光センサおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スマートフォンなどの携帯電話端末では、通話時の画面オフなどを目的として、表示画面を有するフロント側に、反射光量を検出する近接センサを設けている（例えば、特許文献１参照）。近年では、顔認証や虹彩認証などを行うため、光伝搬時間から対象物を検出することで長距離検出が可能なＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）センサを、近接センサと置き換えた形態が広がってきている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２６６８６号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／０９４２７９号
【特許文献３】特開２０１４−１４２２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の近接センサは、発光部と、光が戻ってきたかを検出する第１受光部とを有し、第１受光部は、受光面に対して垂直方向の指向性が高められている。近接センサは、透光性部材である開口窓（スマートフォンのパネルに対応）を介して、発光部からの光を放射しており、開口窓での反射光と、検出対象での反射光とを分離して検出するため、光を選択的に導くスリットを設けている。近接センサでは、検出対象からの反射光量の大きさから検出距離を算出しているが、スリットによる光量分離だけでは不完全なため、受光回路で減算処理を行って信号検出している。上述した光量検出では、対象物の反射率の影響を受けて正確な距離検出ができず、スリットを設けるコストも必要となる。
【０００５】
特許文献２に記載の光センサは、被検出物に向けて光を出射する発光素子と、発光素子から出射された光の一部を透過すると共に、光の他の一部を反射する光学部材と、反射光を受光する第１受光部および第２受光部を有する受光素子と、光学部材での反射光を反射して第２受光部へ案内する反射光案内部材とを備えている。
【０００６】
図１０は、従来の光センサを模式的に示す概略構成図である。
【０００７】
光センサ２０１は、発光素子２１１、出射側窓ガラス２１２、入射側窓ガラス２１３、受光素子２１４、基板２１５、および蓋２１６を備えている。発光素子２１１と受光素子２１４とは、互いに隣り合うように基板２１５上に搭載されている。出射側窓ガラス２１２は、発光素子２１１と被検出物２５０との間の光路上に配置されている。受光素子２１４は、被検出物２５０からの反射光を受光する第１受光部２１４ａと、第２受光部２１４ｂとを有している。被検出物２５０からの反射光は、入射側窓ガラス２１３を介して、第１受光部２１４ａに入射するようになっている。また、発光素子２１１から出射された光のうち、出射側窓ガラス２１２を通過せずに反射された光が、さらに複数回反射されて、第２受光部２１４ｂに入射する。基板２１５は、平板形状に形成されており、蓋２１６は、基板２１５の上面に取り付けられ、基板２１５の上面の大部分を覆っている。出射側窓ガラス２１２および入射側窓ガラス２１３は、発光素子２１１および受光素子２１４の位置に応じて、蓋２１６に取り付けられている。また、蓋２１６は、受光素子２１４の上面の一部であって、第１受光部２１４ａと第２受光部２１４ｂとの間の部分に当接する隔壁部２１６ａを有している。これによって、光センサ２０１には、被検出物２５０から第１受光部２１４ａへ向かう反射光が通る第１導光路２３１と、出射側窓ガラス２１２から第２受光部２１４ｂへ向かう反射光が通る第２導光路２３２とが設けられている。つまり、蓋２１６と基板２１５とが反射光案内部材に対応する。
【０００８】
上述した光センサ２０１では、同一の受光素子２１４に設けられた第１受光部２１４ａと第２受光部２１４ｂとを、隔壁部２１６ａで分離しているが、受光素子２１４自体を分離しているわけではないので、光が漏れてしまう虞がある。また、反射光案内部材には、第１受光部２１４ａへ向かう光が通る第１導光路２３１と、第２受光部２１４ｂへ向かう光が通る第２導光路２３２とが設けられているが、第１導光路２３１と第２導光路２３２とで分離されていなければならない。そして、発光素子２１１と受光素子２１４との位置関係に応じて、反射光案内部材の形状が決定されるので、各部の配置が制約されるという課題がある。
【０００９】
特許文献３に記載の水滴検出装置は、ガラスの内表面に設けた反射部材にパルス光をほぼ垂直入射する発光部材と、反射部材でほぼ垂直反射されたパルス光を受光する基準受光部材と、ガラスでほぼ垂直反射されたパルス光を受光する検出受光部材と、基準受光部材と検出受光部材との出力信号の位相を比べる位相比較部とを備えている。上述した水滴検出装置では、基準受光部材と検出受光部材との間に発光部材を設けて、両者を分離している。ＴＯＦセンサでは、光速に対応するため、微小な単位（例えば、ピコ秒オーダー）での時間分解能が求められている。しかし、受光部材が分離されていると、距離を算出する処理回路において、ピコ秒オーダーの時間分解能が必要なのに対し、部材接続に必要な配線等に起因する寄生容量によって、大きな時間遅延誤差を生じてしまうという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、検出精度を向上させることができる光センサおよび電子機器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】
【００１１】
本発明に係る光センサは、検知対象物に向けて光を出射する発光素子と、反射光を受光する受光素子と、前記発光素子および前記受光素子を収容する筐体とを備え、光の飛行時間を計測する光センサであって、前記受光素子は、前記発光素子に面して設けられたパネルからの反射光を原点基準として検出する第１受光部と、前記検知対象物からの反射光を信号光として検出する第２受光部とを有し、前記発光素子と前記受光素子とは、光学的に分離して実装されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光センサでは、前記筐体は、前記発光素子と前記受光素子との間に、光を遮る遮光部が設けられている構成としてもよい。
【００１３】
本発明に係る光センサでは、前記第２受光部は、前記発光素子に対し、前記第１受光部より近くに配置されている構成としてもよい。
【００１４】
本発明に係る光センサでは、前記筐体は、前記第２受光部の直上部を開口した受光開口部を有する構成としてもよい。
【００１５】
本発明に係る光センサでは、前記第２受光部は、前記発光素子に対し、前記第１受光部より遠くに配置されている構成としてもよい。
【００１６】
本発明に係る光センサでは、前記第１受光部は、複数の受光領域に分割されており、前記複数の受光領域のうち、検出結果に反映する受光領域が予め設定されている構成としてもよい。
【００１７】
本発明に係る光センサは、前記反射光の時間分布を検出するヒストグラム回路を備え、前記ヒストグラム回路の検出結果に基づいて、前記検知対象物からの距離を出力する構成としてもよい。
【００１８】
本発明に係る光センサでは、前記ヒストグラム回路は、前記反射光の時間分布におけるピーク値に基づいて、原点基準とする反射光の成分を選択する構成としてもよい。
【００１９】
本発明に係る電子機器は、本発明に係る光センサを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る電子機器は、前記光センサに対向して設けられたパネルを備え、前記パネルは、光を透過させる受光窓を有する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、発光素子から出射された光が、受光素子へ直接入射することを防いでいるので、パネルからの反射光を原点基準とすることにより、パネル面を原点とすることができ、検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光センサを模式的に示す模式断面図である。
【図２】ガイガーモードとなるように接続されたアバランシェフォトダイオードを示す回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光センサを模式的に示す模式断面図である。
【図４】図３に示す光センサの模式上面図である。
【図５】複数の受光領域を有する第１受光部を示す模式上面図である。
【図６】光センサの概略構成を示すブロック図である。
【図７】光センサの概略構成の変形例を示すブロック図である。
【図８】受光信号の時間ヒストグラムの一例を示す特性図である。
【図９】図８の時間ヒストグラムにおいて、原点基準を選択した状態を示す特性図である。
【図１０】従来の光センサを模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る光センサについて、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光センサを模式的に示す模式断面図である。
【００２５】
本発明の第１実施形態に係る光センサ１は、発光素子１０、受光素子２０、基板３０、および筐体４０で構成されている。図１は、光センサ１の断面を模式的に示しており、図面の見易さを考慮して、ハッチングを省略している。
【００２６】
発光素子１０は、基板３０の上面（光センサ１の前面側）に搭載され、検知対象物に向けて光（図１では、出射光Ｌ１）を出射する。発光素子１０は、例えば、ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）や、ＬＥＤ（発光ダイオード）などである。本実施の形態では、発光素子１０と基板３０とを電気的に接続するワイヤ１１が設けられているが、ワイヤ１１を設けずに接続する構成としてもよい。
【００２７】
受光素子２０は、発光素子１０に対し、基板３０の上面に沿った横方向Ａで離間して、基板３０の上面に搭載されている。受光素子２０には、発光素子１０に面して設けられたパネル６０からの反射光（図１では、基準反射光Ｌ２）を原点基準として検出する第１受光部２１と、検知対象物７０からの反射光（図１では、検知反射光Ｌ３）を信号光として検出する第２受光部２２とが設けられている。受光素子２０は、例えば、光に高感度なアバランシェフォトダイオードである。
【００２８】
筐体４０は、発光素子１０および受光素子２０を収容するように、光センサ１の前面側の一部を覆っている。本実施の形態において、発光素子１０は、透明樹脂（透光性樹脂）で形成された発光封止部５１で覆われており、受光素子２０は、透明樹脂で形成された受光封止部５２で覆われている。発光封止部５１および受光封止部５２によって、発光素子１０および受光素子２０が１次モールドされた状態に対し、黒色樹脂（遮光性樹脂）で形成された筐体４０で２次モールドすることで、発光素子１０と受光素子２０とを光学的に分離している。
【００２９】
筐体４０のうち、発光素子１０と受光素子２０との間に設けられた部分は、光を遮る遮光部４１とされている。このように、遮光部４１を設けて発光素子１０と受光素子２０とを分離することで、光の漏れを確実に防ぐことができる。
【００３０】
筐体４０には、発光封止部５１の一部（特に、発光素子１０の直上部）を露出させた発光開口部４２が設けられており、出射光Ｌ１は、発光開口部４２を通って外部へ出射される。また、筐体４０には、受光封止部５２の一部（特に、第１受光部２１および第２受光部２２の直上部）を露出させた受光開口部４３が設けられており、基準反射光Ｌ２および検知反射光Ｌ３は、受光開口部４３を通って、受光素子２０に入射する。
【００３１】
図１に示す構成において、第２受光部２２は、発光素子１０に対し、第１受光部２１より遠くに配置されている。このように、第２受光部２２を発光素子１０からできるだけ離して配置することで、第２受光部２２に意図しない光が入射する可能性を低減することができる。
【００３２】
本実施の形態に係る光センサ１は、例えば、スマートフォン、ロボット掃除機、およびサニタリー機器などの電子機器の内部に収納されており、前面側に面するパネル６０が設けられている。パネル６０には、出射光Ｌ１を透過させつつ、一部を反射させる受光窓６１が設けられている。受光窓６１は、発光開口部４２および受光開口部４３と面する部分に位置している。以下では説明のため、光センサ１とパネル６０とが対向する方向を、照射方向Ｂと呼ぶことがある。光センサ１は、照射方向Ｂで面する位置に検知対象物７０が存在する際、光の飛行時間を計測して、検知対象物７０までの距離を算出する。
【００３３】
光通信や飛行時間計測における実用例では、フォトダイオードの雪崩増幅（アバランシェ）効果を利用して、微弱光を高速に検出しており、アバランシェフォトダイオードを用いている。アバランシェフォトダイオードは、逆バイアス電圧について、降伏電圧（ブレークダウン電圧）以下で動作させると、受光量に追従して出力電流が変動するリニアモードになり、降伏電圧以上で動作させるとガイガーモードになる。ガイガーモードとされたアバランシェフォトダイオードは、単一フォトンの入射でもアバランシェ現象を起こし、大きな出力電流を得られることから、シングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）と呼ばれる。
【００３４】
次に、アバランシェフォトダイオードをガイガーモードで用いる際の回路について、図面を参照して説明する。
【００３５】
図２は、ガイガーモードとなるように接続されたアバランシェフォトダイオードを示す回路図である。
【００３６】
アバランシェフォトダイオード（以下では、フォトダイオード８１と略す）は、クエンチング抵抗８２に直列接続されている。フォトダイオード８１とクエンチング抵抗８２との間には、トランジスタ８３のゲートが接続されている。フォトダイオード８１に一定以上の電流が流れると、フォトダイオード８１に印加される電圧が低下し、アバランシェ現象が停止する。
【００３７】
第１受光部２１および第２受光部２２では、上述した回路を用いることで、高速動作が可能となる。光センサ１では、第１受光部２１での検出タイミングを起点（原点基準）にし、第２受光部２２が検出するまでの時間ｔを用いて、検知対象物７０までの距離Ｌを、「Ｌ＝ｃ（光速）×ｔ÷２」という計算式から算出する。なお、光センサ１を用いた検出方法については、後述する図６を参照して、詳細に説明する。
【００３８】
上述したように、発光素子１０から出射された光が、受光素子２０へ直接入射することを防いでいるので、パネル６０からの反射光を原点基準とすることにより、パネル面を原点とすることができ、検出精度を向上させることができる。つまり、発光素子１０と受光素子２０との間を光学的に確実に遮断しているので、誤検知を懸念せず、受光素子２０にアバランシェフォトダイオードを採用することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る光センサについて、図面を参照して説明する。
【００４０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る光センサを模式的に示す模式断面図であって、図４は、図３に示す光センサの模式上面図である。
【００４１】
第２実施形態では、第１実施形態に対し、受光素子２０における配置が異なっている。具体的に、第２受光部２２は、発光素子１０に対し、第１受光部２１より近くに配置されている。つまり、第２実施形態では、第１実施形態に対し、第１受光部２１と第２受光部２２との位置が入れ替わっている。光センサ１では、信号光を精度良く検出することで、より正確な飛行時間を計測することができる。そのため、発光素子１０と第２受光部２２とをできるだけ近づけることで、第２受光部２２に入射する光の傾斜を小さくでき、効率よく受光することができる。
【００４２】
また、本実施の形態において、受光開口部４３は、主に、第２受光部２２の直上部を露出させるように設けられており、第１実施形態と比べて、開口している幅が横方向Ａで狭くなっている。受光開口部４３が狭くなっているのに応じて、パネル６０の受光窓６１も横方向Ａの幅が狭くなっている。このように、第１受光部２１は、直上部が遮光性を有する材料で覆われているので、外乱光の入射による誤動作を軽減することができる。
【００４３】
第２受光部２２については、照射方向Ｂで遠方に存在する検知対象物７０からの反射光（検知反射光Ｌ３）が入射しやすい構造とされていることが好ましく、直上部が露出されていることが好ましい。これに対し、第１受光部２１では、照射方向Ｂで近傍に存在するパネル６０（特に、受光窓６１）からの反射光（基準反射光Ｌ２）が入射すればよい。つまり、基準反射光Ｌ２は、検知対象物７０よりも近傍に存在するパネル６０での反射光なので、検知反射光Ｌ３より照射方向Ｂに対し傾斜していても、受光開口部４３を通って、第１受光部２１に入射する。
【００４４】
パネル６０において、受光窓６１は、光（例えば、赤外光）を透過させる材料で形成されているので、パネル６０全体と色合いが異なる場合がある。そのため、受光窓６１をできるだけ小さくすることで、目立たないようにし、デザイン性を向上させることができる。
【００４５】
次に、第１受光部２１について、複数の受光領域ＺＲを設けた変形例について、図面を参照して説明する。
【００４６】
図５は、複数の受光領域を有する第１受光部を示す模式上面図である。
【００４７】
変形例における第１受光部２１は、複数の受光領域ＺＲに分割されている。図５では、６つの受光領域ＺＲに分割された構成を示しているが、これに限定されず、分割する数を変えたり、それぞれの受光領域ＺＲでサイズを異ならせたりしてもよい。複数の受光領域ＺＲのうち、検出結果に反映する受光領域ＺＲは、ユーザによって予め設定されている。検出結果に反映する受光領域ＺＲは、いずれか１つであってもよいし、複数選択されてもよい。この構成によると、第１受光部２１に複数の受光領域ＺＲを設けることで、適切な受光領域ＺＲが選択されるように、適宜設定することができる。つまり、光センサ１は、取り付ける製品によって、パネル６０などに対する位置関係が変わり、最適な位置の受光領域ＺＲを選択することで、適切に反射光を検出することができる。また、複数の受光領域ＺＲを併せて設定することで、反射光の検出に必要な光量を得ることができる。
【００４８】
（ブロック図）
次に、光センサ１の概略構成について、図６を参照して説明する。
【００４９】
図６は、光センサの概略構成を示すブロック図である。
【００５０】
高電圧源回路１０１の後段には、検出側受光アレイ部１０２Ａと基準側受光アレイ部１０２Ｂとが並列に設けられている。検出側受光アレイ部１０２Ａは、第２受光部２２に対応し、基準側受光アレイ部１０２Ｂは、第１受光部２１に対応している。検出側受光アレイ部１０２Ａの後段には、検出側アレイ接続部１０３Ａが設けられており、基準側受光アレイ部１０２Ｂの後段には、基準側アレイ接続部１０３Ｂが設けられている。検出側アレイ接続部１０３Ａの後段には、ディレイロックループ回路１０６と検出側パルスカウンタ回路１０７Ａとが並列に設けられている。また、基準側アレイ接続部１０３Ｂの後段には、ディレイロックループ回路１０６と基準側パルスカウンタ回路１０７Ｂとが並列に設けられている。つまり、ディレイロックループ回路１０６は、検出側アレイ接続部１０３Ａと基準側アレイ接続部１０３Ｂとの両方に接続されており、後段にレンジカウンタ回路１０８が設けられている。また、ディレイロックループ回路１０６およびレンジカウンタ回路１０８は、フェイズロックループ回路１０５を介して発信器１０４に接続されている。さらに、検出側パルスカウンタ回路１０７Ａ、基準側パルスカウンタ回路１０７Ｂ、およびレンジカウンタ回路１０８の後段には、Ｉ２Ｃ回路１０９が設けられている。Ｉ２Ｃ回路１０９の後段には、入出力回路１１２が設けられ、入出力回路１１２は、端子経路１２０に入出力端子ＳＴが接続されている。なお、図６では、入出力端子ＳＴを１つとしているが、これに限定されず、入出力回路１１２から入出力される信号に応じて、端子経路１２０との接点が複数設けられていてもよい。
【００５１】
端子経路１２０には、第１エミッタ端子ＥＴ１、第２エミッタ端子ＥＴ２、第３エミッタ端子ＥＴ３、および第４エミッタ端子ＥＴ４を介して、エミッタドライバ１１０が接続されている。そして、第２エミッタ端子ＥＴ２には、発光素子１１１（図１の発光素子１０に対応）のアノード端子が接続され、第３エミッタ端子ＥＴ３には、発光素子１１１のカソード端子が接続されている。また、端子経路１２０には、電源端子ＶＴとグランド端子ＧＴとが設けられている。
【００５２】
光センサ１では、エミッタドライバ１１０によって、発光素子１１１をパルス駆動させる。発光素子１１１から発せられた光信号は、高電圧を印加した検出側受光アレイ部１０２Ａおよび基準側受光アレイ部１０２Ｂで受光する。ここで、検出側受光アレイ部１０２Ａの検出信号と基準側受光アレイ部１０２Ｂの検出信号との時間差について、約１万発のパルス分だけディレイロックループ回路１０６で平均化する。その後、時間差に依存するパルス信号数をレンジカウンタ回路１０８で検出し、Ｉ２Ｃ回路１０９によって距離値として出力する。このように、検出側受光アレイ部１０２Ａの検出信号と基準側受光アレイ部１０２Ｂの検出信号と比較して、距離値を算出することから、検出側受光アレイ部１０２Ａと基準側受光アレイ部１０２Ｂとで同じ特性とすることで、検出信号の整合性を取ることが容易になる。
【００５３】
次に、光センサ１の概略構成の変形例について、図７を参照して説明する。
【００５４】
図７は、光センサの概略構成の変形例を示すブロック図である。
【００５５】
変形例では、図６に示す構成に対して、検出側アレイ接続部１０３Ａおよび基準側アレイ接続部１０３ＢからＩ２Ｃ回路１０９までの部分が異なっている。具体的に、検出側アレイ接続部１０３Ａの後段には、第１ＴＤＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路１１３Ａと第２ＴＤＣ回路１１３Ｂとが並列に設けられている。また、基準側アレイ接続部１０３Ｂの後段には、第１ＴＤＣ回路１１３Ａと第２ＴＤＣ回路１１３Ｂとが並列に設けられている。つまり、第１ＴＤＣ回路１１３Ａおよび第２ＴＤＣ回路１１３Ｂには、検出側受光アレイ部１０２Ａの検出信号と基準側受光アレイ部１０２Ｂの検出信号とがそれぞれ入力される。第１ＴＤＣ回路１１３Ａおよび第２ＴＤＣ回路１１３Ｂの後段には、マルチプレクサ１１４（ＭＵＸ）が設けられている。マルチプレクサ１１４の後段には、ヒストグラム回路１１５、距離演算回路１１６、およびＩ２Ｃ回路１０９が順に接続されている。
【００５６】
変形例では、検出側受光アレイ部１０２Ａの検出信号と基準側受光アレイ部１０２Ｂの検出信号との時間差について、第１ＴＤＣ回路１１３Ａおよび第２ＴＤＣ回路１１３Ｂによって、検出信号を時系列ヒストグラム化しており、より高精度な距離値として出力する。図６に示す方式では、検出信号の全ての平均出力を得るのに対して、変形例では、例えば、反射光量の多い位置について、複数検出することができる。
【００５７】
図８は、受光信号の時間ヒストグラムの一例を示す特性図である。
【００５８】
図８において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は検出パルス数を示しており、時間の経過に対し、第２受光部２２での検出パルス数の変動を示すグラフとされている。光センサ１には、外乱光が一部入射するので、常に一定数のパルスが検出されている（外乱光成分ＢＳに対応）。そして、図８に示す時間ヒストグラムでは、検出パルス数が、外乱光成分ＢＳよりも増加しているピークが３箇所存在している。最も早い時間に確認された第１反射光成分ＨＳ１は、検出パルス数が２００弱であって、次に早い時間に確認された第２反射光成分ＨＳ２は、検出パルス数が４００弱であって、最も遅い時間に確認された第３反射光成分ＨＳ３は、検出パルス数が約１５０である。３つのピークのうち、第１反射光成分ＨＳ１は、パネル６０での正反射成分から遅れて入射した多重反射光成分に相当する。検知対象物７０での反射光か、パネル６０での多重反射光かどうかは、例えば、パルスが検出された時間などによって、判別すればよい。
【００５９】
上述したように、図７に示す構成では、反射光の時間分布を検出するヒストグラム回路１１５を備え、ヒストグラム回路１１５の検出結果に基づいて、前記検知対象物からの距離を出力する。このように、反射光の時間分布を検出することで、より高精度な結果を出力することができる。つまり、複数の対象からの反射光を受光した場合でも、それぞれを受光した時間に基づいて、距離を個別に出力することができる。
【００６０】
また、ヒストグラム回路１１５では、反射光の時間分布におけるピーク値に基づいて、原点基準とする反射光の成分を選択してもよい。次に、時間ヒストグラムについて、原点基準とする反射光の成分を選択した際の処理について、図面を参照して説明する。
【００６１】
図９は、図８の時間ヒストグラムにおいて、原点基準を選択した状態を示す特性図である。
【００６２】
ヒストグラム回路１１５は、図８に示す時間ヒストグラムに対し、第１反射光成分ＨＳ１を原点基準としている。その結果、第１反射光成分ＨＳ１以降に検出されたピークに基づいて、距離値を出力するように処理され、図９に示すように、第１反射光成分ＨＳ１は、距離値の算出する際に無視される。上述したように、受光素子２０には、対象物で直接反射した光だけでなく、多重に反射して遅れた光など、距離の測定には不要な光が入射することがある。そこで、時間分布におけるピーク値に基づいて、適切な反射光の成分を原点基準に設定することで、不要な成分を無視し、誤測定を避けることができる。
【００６３】
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１  光センサ
１０  発光素子
１１  ワイヤ
２０  受光素子
２１  第１受光部
２２  第２受光部
３０  基板
４０  筐体
４１  遮光部
４２  発光開口部
４３  受光開口部
５１  発光封止部
５２  受光封止部
６０  パネル
６１  受光窓
７０  検知対象物
Ａ  横方向
Ｂ  照射方向
【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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