光傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合作為接近傳感器和手勢(shì)傳感器來(lái)使用的光傳感器和使用該光傳感器的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在便攜電話和數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備所使用的液晶面板中，為了實(shí)現(xiàn)低消耗電力化和防止觸摸面板的誤動(dòng)作，而越來(lái)越多地希望在光傳感器中搭載以下檢測(cè)功能:對(duì)如面部靠近液晶面板時(shí)那樣的用戶未操作電子設(shè)備的狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而抑制液晶面板的顯示，或使觸摸面板的功能無(wú)效化的檢測(cè)功能。此處，針對(duì)光傳感器的檢測(cè)對(duì)象物的檢測(cè)功能，依賴于從檢測(cè)對(duì)象物反射而射入到光傳感器的反射光的強(qiáng)度，因此同檢測(cè)對(duì)象物與光傳感器之間的距離成反比例。還存在利用該特性，將光傳感器作為測(cè)距傳感器來(lái)使用的要求。此外，近年來(lái)，還存在以下要求，即:想要通過(guò)在光傳感器中配置多個(gè)光電二極管，根據(jù)光電二極管接收來(lái)自檢測(cè)對(duì)象物的反射光而輸出的光電流等的變化量，檢測(cè)手等的動(dòng)作，從而將光傳感器作為手勢(shì)(姿勢(shì)，gesture)傳感器來(lái)利用。
[0003]此處，用于裝載有上述光傳感器的便攜電話和數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備的液晶面板多在野外和屋內(nèi)的照明裝置下使用，因此期望即使在干擾光射入到光傳感器的情況下也能夠使光傳感器正確地動(dòng)作。
[0004]作為這樣的光傳感器的例子，在專利文獻(xiàn)I中公開有如下的光源方向檢測(cè)器:其包括多個(gè)受光元件和使來(lái)自光源的光信號(hào)向受光元件聚集的透鏡，利用運(yùn)算處理部對(duì)第一受光元件輸出的第一光信號(hào)檢測(cè)值和第二受光元件輸出的第二光信號(hào)檢測(cè)值進(jìn)行運(yùn)算處理，基于所求得的運(yùn)算處理值輸出檢測(cè)器輸出。
[0005]其次，還存在以下要求，即:想要通過(guò)在光傳感器的受光部配置多個(gè)光電二極管，根據(jù)光電二極管接收來(lái)自檢測(cè)對(duì)象物的反射光而輸出的光電流等的變化量，檢測(cè)物體的動(dòng)作。
[0006]作為這樣的檢測(cè)物體的動(dòng)作的光傳感器，例如在專利文獻(xiàn)2中公開有如下的反射型傳感器:其包括至少一個(gè)以上的發(fā)光元件和用于感知從該發(fā)光元件發(fā)出并從檢測(cè)對(duì)象物反射過(guò)來(lái)的光的多個(gè)受光元件，多個(gè)受光元件相互隔著間隔配置，與發(fā)光元件通過(guò)封裝件封裝在一起。
[0007]如圖20所示，該反射型傳感器包括發(fā)光元件301和兩個(gè)受光元件302、303，受光元件302、303配置在發(fā)光元件301的兩側(cè)。此處，在檢測(cè)對(duì)象物304位于右側(cè)的情況下，在受光元件303受到來(lái)自檢測(cè)對(duì)象物304的強(qiáng)烈的反射光。另一方面，在檢測(cè)對(duì)象物304位于左側(cè)的情況下，在受光元件302受到來(lái)自檢測(cè)對(duì)象物304的強(qiáng)烈的反射光。于是，能夠讀取在兩個(gè)受光元件302、303產(chǎn)生的光電流的差，對(duì)檢測(cè)對(duì)象物304的位置和動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)。
[0008]進(jìn)一步，在檢測(cè)物體的動(dòng)作的傳感器中，還存在希望使用光傳感器作為檢測(cè)手等的動(dòng)作的手勢(shì)傳感器的要求。這樣的手勢(shì)傳感器被作為接近傳感器的附加功能使用，以非接觸的方式檢測(cè)觸摸面板上的手等的動(dòng)作。由此，即使?jié)竦氖只蚺K的手等，也能夠不弄臟液晶面板的表面地對(duì)在液晶面板顯示的畫面進(jìn)行操作。
[0009]作為能夠利用由一個(gè)發(fā)光元件和被分割的光電二極管構(gòu)成的傳感器來(lái)對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向進(jìn)行檢測(cè)的現(xiàn)有技術(shù)，例如能夠列舉專利文獻(xiàn)3中記載的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)3中，在一個(gè)發(fā)光元件和被分割成四個(gè)的光電二極管上層疊多層金屬，對(duì)來(lái)自在上下和左右四個(gè)方向具有靈敏度的指向性的4個(gè)受光元件的信號(hào)分別取上下和左右的差，由此，對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向進(jìn)行檢測(cè)。
[0010]裝載有上述那樣的光傳感器的電子設(shè)備因?yàn)樵谝巴夂褪覂?nèi)使用，所以期望即使在自然光和照明光形成的干擾光射入到光傳感器的情況下也能夠正確地動(dòng)作。特別是在對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的手勢(shì)傳感器中，以在自然光或照明光等的強(qiáng)的干擾光下使用為前提，因此更加強(qiáng)烈地期望在自然光或照明光構(gòu)成的干擾光射入到光傳感器的情況下也能夠正確地動(dòng)作。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本公開專利公報(bào)“日本特開2008 - 8849號(hào)公報(bào)(2008年I月17日公開)”
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本公開專利公報(bào)“日本特開2000 - 75046號(hào)公報(bào)(2000年3月14日公開)”
[0015]專利文獻(xiàn)3:美國(guó)專利第2012/0280904號(hào)說(shuō)明書(2012年11月8日公開)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0017]但是，在上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于存在干擾光的情況下的檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向的檢測(cè)，并未充分地進(jìn)行考慮。
[0018]本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供即使存在干擾光也能夠正確地對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向進(jìn)行檢測(cè)的光傳感器。
[0019]用于解決問(wèn)題的方式
[0020]為了解決上述的課題，本發(fā)明的一個(gè)方式的光傳感器包括:發(fā)光元件；多個(gè)第一受光元件，其呈環(huán)狀地配置在上述發(fā)光元件的出射光在檢測(cè)對(duì)象物反射后的反射光所入射的區(qū)域的端部，接收該反射光而產(chǎn)生光電流；和移動(dòng)方向檢測(cè)單元，其接收從上述第一受光元件產(chǎn)生的光電流，檢測(cè)上述檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，由于檢測(cè)對(duì)象物發(fā)生移動(dòng)，發(fā)光元件的出射光在檢測(cè)對(duì)象物反射后的反射光所入射的區(qū)域也發(fā)生變化。該變化由于在該區(qū)域的端部反射光開始入射而開始，由于在該區(qū)域的另一個(gè)端部反射光的入射結(jié)束而結(jié)束。即，射入該區(qū)域的不是端部的部分的反射光不反映檢測(cè)對(duì)象物因移動(dòng)而進(jìn)入或脫離光傳感器的檢測(cè)范圍。而且，由于多個(gè)第一受光元件呈環(huán)狀地配置在該區(qū)域的端部，所以該多個(gè)第一受光元件能夠接收正確地對(duì)檢測(cè)對(duì)象物因移動(dòng)而進(jìn)入或脫離光傳感器的檢測(cè)范圍進(jìn)行反映的反射光。
[0023]由此，光傳感器能夠?qū)z測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向進(jìn)行檢測(cè)。另外，移動(dòng)方向檢測(cè)單元能夠接收從第一受光元件產(chǎn)生的光電流，比較在檢測(cè)對(duì)象物因移動(dòng)而進(jìn)入光傳感器的檢測(cè)范圍時(shí)反射光所入射的第一受光元件的位置、與在檢測(cè)對(duì)象物因移動(dòng)而脫離光傳感器的檢測(cè)范圍時(shí)反射光所入射的另一個(gè)第一受光元件的位置，檢測(cè)上述檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向。
[0024]此外，由于在不對(duì)檢測(cè)對(duì)象物因移動(dòng)而進(jìn)入或脫離光傳感器的檢測(cè)范圍進(jìn)行反映的反射光所入射的區(qū)域，不配置第一受光元件，因此，在檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向的檢測(cè)中，能夠抑制由于不是發(fā)光元件的出射光在檢測(cè)對(duì)象物反射后的反射光的、從光傳感器的外部入射的光(干擾光)而產(chǎn)生的不利影響。
[0025]S卩，能夠獲得即使存在干擾光也能夠正確地對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)方向進(jìn)行檢測(cè)的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光傳感器具備的環(huán)狀分割受光元件組的平面結(jié)構(gòu)的平面圖，(a)是表示光傳感器對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的左右方向的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖，(b)是表示光傳感器對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的上下方向的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖2是表示具備圖1所示的環(huán)狀分割受光元件組的光傳感器的截面結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
[0028]圖3是示意地表示圖2所示的光傳感器的動(dòng)作的圖，(a)是表示檢測(cè)對(duì)象物向一個(gè)方向移動(dòng)的情形的圖，(b)是表示投影于環(huán)狀分割受光元件組的像與(a)對(duì)應(yīng)地變化的情形的圖。
[0029]圖4是表示圖1所示的環(huán)狀分割受光元件組的比較例中的分割受光元件組的平面結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0030]圖5是示意地表示圖2所示的光傳感器的比較例中的光傳感器的動(dòng)作的圖，(a)是表示檢測(cè)對(duì)象物向一個(gè)方向移動(dòng)的情形的圖，(b)是表示投影于分割受光元件組的像與(a)對(duì)應(yīng)地變化的情形的圖。
[0031]圖6是示意地表示圖4所示的比較例中的分割受光元件組的動(dòng)作的圖，(a)是表示光傳感器檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象物的左右方向的移動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖，(b)是表示光傳感器檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象物的上下方向的移動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖7是示意地表示圖2所示的光傳感器的比較例中的光傳感器對(duì)檢測(cè)對(duì)象物的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的動(dòng)作的圖。
[0033]圖8是表示圖1所示的環(huán)狀分割受光元件組的變形例中的環(huán)狀分割受光元件組的平面結(jié)構(gòu)的平面圖，(a)是表示具備4個(gè)受光元件的環(huán)狀分割受光元件組的圖，(b)是表示具備12個(gè)受光元件的環(huán)狀分割受光元件組的圖。
[0034]圖9是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的光傳感器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0035]圖10是表示圖9所示的光傳感器的積分電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0036]圖11是表示圖9所示的光傳感器的另一積分電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0037]圖12是表示圖11所示的積分電路的變形例中的積分電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0038]圖13是示意地表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的光傳感器的環(huán)狀分割受光元件組的利用方式的平面圖，(a)是表示利用12個(gè)受光元件的方式的圖，(b)是表示利用8個(gè)受光元件的方式的圖，(c)是表示利用4個(gè)受光元件的方式的圖。
[0039]圖14是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的光傳感器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0040]圖15是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的光電流值的積分方式的時(shí)序圖。
[0041]圖16是表示圖15所示的光電流值的積分方式的比較例中的積分方式的時(shí)序圖。
[0042]圖17是表示圖15所示的光電流值的積分方式的另一比較例中的積分方式的時(shí)序圖。
[0043]圖18是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的智能手機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0044]圖19是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的光電流值的積分方式的時(shí)序圖。
[0045]圖20現(xiàn)有技術(shù)中的光傳感器的截面結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0047](實(shí)施方式I)
[0048]關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，基于圖1?圖8說(shuō)明如下。
[0049]<光傳感器101的結(jié)構(gòu)>
[0050]圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光傳感器101的截面結(jié)構(gòu)的縱截面圖。如圖2所示，光傳感器101包括發(fā)光元件LED、環(huán)狀分割受光元件組RDH)(多個(gè)第一受光元件)、基板91、透明性樹脂部92、遮光性樹脂部93和手勢(shì)用電路部(移動(dòng)方向檢測(cè)單元)32。另夕卜，按XYZ表示的坐標(biāo)軸的方向與其它圖所示的坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)。
[0051 ] 此處，環(huán)狀分割受光元件組RDH)如后述那樣呈環(huán)狀地配置在發(fā)光元件LED的出射光在檢測(cè)對(duì)象物100反射后的反射光所入射的區(qū)域的端部，接收該反射光而產(chǎn)生光電流。而且，手勢(shì)用電路部32接收從環(huán)狀分割受光元件組RDH)產(chǎn)生的光電流，對(duì)檢測(cè)對(duì)象物100的移動(dòng)方向進(jìn)行檢測(cè)。另外，檢測(cè)對(duì)象物100例如也可以為對(duì)具備光傳感器101的智能手機(jī)進(jìn)行操作的手指和筆等。
[0052]在以下的說(shuō)明中，對(duì)光傳感器101具備的主要的部件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0053](發(fā)光元件LED)
[0054]發(fā)光元件LED與環(huán)狀分割受光元件組RDH) —起隔著間隔安裝在基板91上。此處，發(fā)光元件LED由發(fā)光二極管(LED:Light Emitting D1de)構(gòu)成。但是，并不限定于此該結(jié)構(gòu)，也可以利用發(fā)光二極管以外的光源作為發(fā)光元件LED。
[0055]在檢測(cè)對(duì)象物100接近光傳感器101的情況下，從發(fā)光元件LED射出的光在檢測(cè)對(duì)象物100反射，該反射后的反射光射入環(huán)狀分割受光元件組RDro。發(fā)光元件LED輸出紅外線的光脈沖，環(huán)狀分割受光元件組RDH)僅檢測(cè)與該脈沖同步的信號(hào)。
[0056]此處，在沒(méi)有檢測(cè)對(duì)象物100的情況下，從發(fā)光元件LED射出的光不從檢測(cè)對(duì)象物100反射。因此，射入環(huán)狀分割受光元件組RDro的光僅為干擾光。另一方面，當(dāng)檢測(cè)對(duì)象物100接近光傳感器101時(shí)，從發(fā)光元件LED射出的光在檢測(cè)對(duì)象物100被反射，反射光(信號(hào)光)和干擾光射入環(huán)狀分割受光元件組RDPD。此處，檢測(cè)對(duì)象物100越近，射入環(huán)狀分割受光元件組RDH)的反射光(信號(hào)光)的光量就越增加。因此，在將光傳感器101作為接近傳感器使用的情況下，也可以在上述反射光(信號(hào)光)的光量超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，判定為檢測(cè)對(duì)象物100已經(jīng)近接。
[0057]即，從發(fā)光元件LED射出的光在檢測(cè)對(duì)象物100被反射，射入到環(huán)狀分割受光元件組RDro，由此，根據(jù)環(huán)狀分割受光元件組RDro產(chǎn)生的光電流得到的信號(hào)不僅能夠用于對(duì)檢測(cè)對(duì)象物100的移動(dòng)檢測(cè)，而且還能夠作為檢測(cè)對(duì)象物100的近接信號(hào)加以利用。因此，能夠?qū)⒐鈧鞲衅?01用作檢測(cè)對(duì)象物100的移動(dòng)方向(手勢(shì))檢測(cè)傳感器并且用作接近傳感器。例如，也可以將從環(huán)狀分割受光元件組RDro中所含的受光元件得到的光電流(信號(hào)輸出)之和作為檢測(cè)對(duì)象物100的近接信號(hào)加以利用。
[0058](環(huán)狀分割受光元件組RDro)
[0059]環(huán)狀分割受光元件組RDro由光電二極管或光電晶體管構(gòu)成，或者由將環(huán)狀分割受光元件組RDro與信號(hào)處理用電路、LED驅(qū)動(dòng)電路一體化而得到的OPIC (Optical IC:光IC)(注冊(cè)商標(biāo))構(gòu)成。
[0060]圖1是表示圖2所示的光傳感器101具備的環(huán)狀分割受光元件組RDH)的平面結(jié)構(gòu)的平面圖，(a)是表示光傳感器101對(duì)檢測(cè)對(duì)象物100的左右方向的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖，(b)是表示光傳感器101對(duì)檢測(cè)對(duì)象物100的上下方向的移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖。此處，左右方向表示圖1(a)所示的X軸的負(fù)或正方向。此外，上下方向表示圖1(b)所示的Y軸的正或負(fù)方向。
[0061]如圖1(