CN110709730A - 光传感器及电子设备 - Google Patents

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Abstract

用于对串扰值适当地进行更新的光传感器(1)具备：光子计数型的第一光接收部(5)，其用于接收对象物反射光(L1)和罩面板反射光(L2)；以及判断电路(6)，其根据基于对象物反射光(L1)及罩面板反射光(L2)中的至少一方的第一光接收脉冲信号(SPAD_SG1)、和基准脉冲信号(TX)，判断由对象物反射光(L1)的第一光接收部(5)进行的光接收的有无。

Description

光传感器及电子设备
技术领域
本发明涉及一种基于飞行时间测量(TOF)对与对象物之间的距离进行测定的光传感器及电子设备。
背景技术
当前，作为对微弱光高速地进行检测的光接收元件，已知一种使用雪崩光电二极管的飞行时间测量(TOF，Time-Of-Flight)技术，该雪崩光电二极管利用了光电二极管的雪崩放大(雪崩)效果(专利文献1及专利文献2)。
作为雪崩光电二极管，如果施加低于降伏电压(击穿电压)的逆失调电压，则作为直线模式进行动作，以相对于接收光量具有正相关的方式输出电流产生变动。另一方面，作为雪崩光电二极管，如果施加降伏电压以上的逆失调电压，则作为盖革模式进行动作。盖革模式的雪崩光电二极管，由于即使单一光子的入射也会引起雪崩现象，因此获得大的输出电流。因此，盖革模式的雪崩光电二极管被称为单光子雪崩二极管(SPAD：Single PhotonAvalanche Diode)。
通过相对于盖革模式的雪崩光电二极管，串联地增加猝灭电阻，从而可以获得相对于光子入射而同步的脉冲输出。
图16是表示使用了盖革模式的雪崩光电二极管的光接收部的结构例的电路图。光接收部由光电二极管PD15、主动猝灭电阻R15(MOS晶体管的电阻成分)、缓存器BUF15构成。
光电二极管PD15是盖革模式的雪崩光电二极管，在降伏电压以上的失调电压施加时，相对于单一光子的入射而引起雪崩现象，流过电流。通过在与光电二极管PD15串联连接的主动猝灭电阻R15中流过电流，从而主动猝灭电阻R15的端子间电压增加，与其相伴而光电二极管PD15的失调电压下降，雪崩现象停止。如果由雪崩现象引起的电流消失，则主动猝灭电阻R15的端子间电压降低，在光电二极管PD15中再次返回至施加降伏电压以上的失调电压的状态。利用缓存器BUF15，光电二极管PD15与主动猝灭电阻R15间的电压变化，作为相对于光子入射而同步的脉冲输出被取出。
TOF传感器通过基于向对象物射出光的时刻、和接收到该射出的光由对象物反射的反射光的时刻之间的时间差来计算距离，从而对TOF传感器与对象物之间的距离进行测定。
在专利文献1中公开了一种距离测定方法，其将从发光元件射出而由对象物反射的反射光、和来自于发光元件的直射光，分别输入至不同的两个Delay Locked Loop电路(DLL电路)，将2个DLL输出脉冲间的相位延迟量变换为数字值。
在专利文献2中，公开了通过求出来自于SPAD的输出脉冲频率的直方图的极大值从而进行距离测定的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利公开第2014/0231631号(2014年8月21日公开)
专利文献2:专利第6020547号说明书(2016年10月14日登记)
发明内容
本发明所要解决的技术问题
TOF传感器在搭载于电子设备中时，大多情况下在光传感器受发光面的前面附近具备罩面板，其使从发光元件发光的光的一部分透过，对其它一部分进行反射。
在上述专利文献1中公开的距离测定方法中，由于来自于发光元件的光脉冲，不仅是来自于检测对象物的反射光，还成为来自于罩面板的反射光，因此在输入基于反射光的信号的DLL电路中，以基于来自于检测对象物的反射光的信号、和基于来自于罩面板的反射光的信号混合的状态被输入。因此，TOF传感器内的DLL电路，会误识别为在检测对象物的位置与罩面板的位置(从TOF传感器起的距离大致为零)之间的距离存在检测对象物，会计算错误的距离。
另外，在专利文献2中公开的使用了直方图的距离测定方法中，可以将基于来自于罩面板的反射光的信号成分、和基于来自于检测对象物的反射光的信号成分分离，可以对直至检测对象物为止的距离正确地进行测定，但与DLL电路方式相比，在分辨率方面不利。为了实现高分辨率，需要与分辨率接近的宽度的发光脉冲，直方图的bin数也变多，因此存在工序或电路规模成为更高价这样的缺点。
在使用DLL电路方式的距离测定中，如果可以知道来自于罩面板的反射光成分量(串扰值)，则可以进行将错误的距离校正为正确的距离的计算。但是，由于串扰值会因罩面板的指纹污物等而变化，因此需要定期地更新串扰值。
串扰值通过将由TOF传感器之前来自于罩面板的反射光成分以外的对象物得到的反射光成分设为完全不存在的状态，对一定期间的反射光成分的SPAD输出脉冲数进行计数从而求出。在与TOF传感器的可检测距离相比更远的距离存在对象物的情况下，因由对象物引起的反射光成分而SPAD输出脉冲数以有限的数量增加，因此无法正确地计算串扰值。因此，需要判断由与TOF传感器的可检测距离相比充分远的距离为止的对象物引起的反射光成分的有无。
本发明的一个方式的目的在于，提供一种光传感器及电子设备，其可以对表示罩面板反射光的成分量的串扰值适当地进行更新，基于飞行时间测量对与对象物之间的距离适当地进行测定。
解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的光传感器，其特征在于，具备：基准脉冲生成电路，其生成基准脉冲信号；发光元件，其基于由所述基准脉冲生成电路生成的基准脉冲信号，向对象物射出光；罩面板，其使从所述发光元件射出的光的一部分透过，对其它的一部分进行反射；光子计数型的第一光接收元件，其设置为，可以接收由所述对象物反射的对象物反射光、和由所述罩面板反射的罩面板反射光；以及判断电路，其基于根据由所述第一光接收元件接收的对象物反射光及罩面板反射光中的至少一方的第一光接收脉冲信号、和所述基准脉冲信号，判断由所述对象物反射光的所述第一光接收元件进行的光接收的有无。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以对表示罩面板反射光的成分量的串扰值适当地更新，基于飞行时间测量对与对象物之间的距离适当地进行测定。
附图说明
图1是示意地表示第一实施方式涉及的光传感器的结构的模块图。
图2是示意地表示在上述光传感器中设置的第一光接收部的结构的电路图。
图3是示意地表示在上述光传感器中设置的第一DLL电路的结构的电路图。
图4的(a)、(b)是表示上述第一DLL电路的动作的波形图。
图5是用于对上述光传感器的实际测定期间的动作状态进行说明的图，图5的(a)是表示来自于第一光接收部的第一光接收脉冲信号的波形图，图5的(b)是表示在发光期间及非发光期间的来自于第一光接收部的第一光接收脉冲信号的波形图，图5的(c)是用于对实际测定期间的基于基准脉冲信号的光传感器的动作进行说明的图。
图6的(a)、(b)是用于对在上述光传感器中设置的4个计数器的判断期间的动作进行说明的波形图。
图7的(a)是表示由上述4个计数器在判断期间的发光期间计数的第一输出脉冲数的直方图，图7的(b)是表示由上述4个计数器在判断期间的非发光期间计数的第二输出脉冲数的直方图，图7的(c)是表示由上述第一输出脉冲数减去上述第二输出脉冲数后的第三输出脉冲数的直方图。
图8是用于对上述判断期间中的反射光成分进行说明的波形图。
图9的(a)是表示对象物反射光被第一光接收元件接收时的第一输出脉冲数的直方图，图9的(b)是表示第二输出脉冲数的直方图，图9的(c)是表示由上述第一输出脉冲数减去上述第二输出脉冲数后的第三输出脉冲数的直方图。
图10是用于对上述判断期间中的反射光成分进行说明的其它的波形图。
图11的(a)是表示对象物反射光被第一光接收元件接收时的第一输出脉冲数的其它的直方图，图11的(b)是表示第二输出脉冲数的其它直方图，图11的(c)是表示由上述第一输出脉冲数减去上述第二输出脉冲数后的第三输出脉冲数的其它直方图。
图12的(a)是表示将频率设定为+25％时的反射光成分的波形图，图12的(b)是表示将频率设定为通常时的反射光成分的波形图，图12的(c)是表示将频率设定为-25％时的反射光成分的波形图。
图13是表示第二实施方式涉及的光传感器的发光期间及非发光期间的图。
图14的(a)～(d)是用于对上述光传感器的开始发光期间、结束发光期间、开始非发光期间、非结束非发光期间进行说明的图。
图15的(a)是表示第三实施方式涉及的智能手机的外观的立体图，图15的(b)是上述智能手机的主视图。
图16是表示使用了盖革模式的雪崩光电二极管的光接收部的结构例的电路图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式详细地进行说明。
〔第一实施方式〕
(光传感器1的结构)
图1是示意地表示第一实施方式涉及的光传感器1的结构的模块图。光传感器1具有：基准脉冲生成电路2，其生成基准脉冲信号TX；发光元件3，其基于由基准脉冲生成电路2生成的基准脉冲信号TX，朝向对象物19射出光；罩面板4，其使从发光元件3射出的光的一部分透过，对其它一部分进行反射；以及光子计数型的第一光接收部5(第一光接收元件)，其设置为，可以接收由对象物19反射的对象物反射光L1、和由罩面板4反射的罩面板反射光L2。基准脉冲生成电路2将所生成的基准脉冲信号TX向驱动器16供给。驱动器16基于从基准脉冲生成电路2供给的基准脉冲信号TX，对发光元件3进行脉冲驱动。
在光传感器1中设置对象物判断电路17(判断电路)，其根据以利用第一光接收部5而接收的对象物反射光L1、及罩面板反射光L2中的至少一方为基础的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1、和基准脉冲信号TX，判断由对象物反射光L1的第一光接收部5的光接收的有无。
对象物判断电路17具有：n个计数器7，它们对将基准脉冲信号TX的基准周期Tb进行n等分(n为2以上的整数)的第一期间t1至第n期间tn各自的来自于第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数进行计数；第一计算电路8，其针对基准脉冲信号TX的m种不同频率条件的每一种频率条件，计算由第一输出脉冲数P1减去第二输出脉冲数P2而得到的第三输出脉冲数P3，该第一输出脉冲数P1表示在发光元件3基于基准脉冲信号TX而发光的发光期间T3中包含的从第一期间t1至第n期间tn，由n个计数器7计数的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数，该第二输出脉冲数P2表示在发光元件3不发光的非发光期间T4中包含的从第一期间t1至第n期间tn，由n个计数器7计数的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数；以及判断电路6，其基于由第一计算电路8计算出的基准脉冲信号TX的m种不同频率条件的每一种频率条件下的m种第三输出脉冲数P3，判断由对象物反射光L1的第一光接收部5进行的光接收的有无。
光传感器1在对与对象物19之间的距离进行测定的实际测定期间T1、和判断由对象物反射光L1的第一光接收部5进行的光接收的有无的判断期间T2进行动作。在判断期间T2，判断除了由罩面板4引起的罩面板反射光L2的成分以外的由对象物19引起的对象物反射光L1的成分的有无。并且，在判断为对象物反射光L1的成分不存在的情况下，计算并更新串扰值。判断期间T2的实施定时，可以与光传感器1的使用环境对应而任意地设定。
将基准周期Tb进行n等分而成的从第一期间t1至第n期间tn通过基准周期Tb的1/n倍的周期的脉冲波形进行分频而生成。
第一计算电路8基于发光期间T3的长度与非发光期间T4的长度之间的比率，对由第一输出脉冲数P1减去第二输出脉冲数P2而得到的第三输出脉冲数P3进行计算。
光传感器1还具有第二计算电路9，其基于第三输出脉冲数P3，对表示罩面板反射光L2的成分量的串扰值进行计算，该第三输出脉冲数P3与从第一期间t1至第n期间tn之中的、基于罩面板反射光L2的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1所存在的期间对应。第二计算电路9在利用判断电路6判断为不存在由对象物反射光L1的第一光接收部5进行的光接收时，对串扰值进行计算而进行更新。
光传感器1包含：光子计数型的第二光接收部10，其与第一光接收部5相比配置于发光元件3的附近，并接收罩面板反射光L2及传感器封装件内部的反射光(包含来自于发光元件的直射光)；第一DLL电路13，其输入来自于第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1、和基于基准脉冲信号TX的基准周期Tb；以及第二DLL电路14，其输入来自于第二光接收部10的第二光接收脉冲信号SPAD_SG2、和基准周期Tb，还具有时间差提取电路12，其对相当于与对象物19之间的空间光路上的距离的时间差进行提取。
光传感器1还具有：第三计算电路15，其在实际测定期间T1，计算第四输出脉冲数P4减去第五输出脉冲数P5而得到的第六输出脉冲数P6，该第四输出脉冲数P4表示来自于在发光期间T3接收了包含干扰光在内的对象物反射光L1及罩面板反射光L2的第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数，该第五输出脉冲数P5表示来自于在非发光期间T4接收了干扰光的第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数；以及距离计算电路11，其基于由第三计算电路15计算出的第六输出脉冲数P6、由时间差提取电路12提取出的时间差、由第二计算电路9计算出的串扰值，对直至对象物19为止的距离进行计算。第四输出脉冲数P4及第五输出脉冲数P5利用计数器20计数。
对象物19是用于对与光传感器1之间的距离进行检测的检测对象物。但是，对象物19也可以是在从发光元件3射出的光所朝向的方向上配置的非检测对象物。非检测对象物例如也可以是在检测对象物的背后配置的壁或者柜子等物体。
第三计算电路15基于发光期间T3的长度与非发光期间T4的长度之间的比率，对由第四输出脉冲数P4减去第五输出脉冲数P5而得到的第六输出脉冲数P6进行计算。
(实际测定期间T1)
上述结构的光传感器1在“实际测定期间T1”以下述方式求出直至对来自于发光元件3的光进行反射的应检测的对象物19为止的距离。
首先，针对在设置于光传感器1的发光元件3及第一光接收部5涉及的受发光面的前面附近不存在罩面板4的情况进行说明。
从发光元件3照射脉冲光。并且，如果来自于应检测的对象物19的对象物反射光L1向第一光接收部5入射，来自于光传感器1的封装件内部的反射光(包含来自于发光元件3的直射光在内)向第二光接收部10入射。以与入射的反射光的光量对应的频率，从第一光接收部5输出第一光接收脉冲信号SPAD_SG1，从第二光接收部10输出第二光接收脉冲信号SPAD_SG2。
这些第一光接收脉冲信号SPAD_SG1及第二光接收脉冲信号SPAD_SG2，作为具有与空间光路上的距离的差量相当的时间差的脉冲信号而向时间差提取电路12输入。从第二光接收部10输出的第二光接收脉冲信号SPAD_SG2可以视为空间光路上的距离大致为零。因此，时间差提取电路12使用这两个输入(第一光接收脉冲信号SPAD_SG1及第二光接收脉冲信号SPAD_SG2)、和利用基准脉冲生成电路2生成的基准脉冲信号TX的基准周期Tb，提取与空间光路上的距离相当的时间差，求出直至应检测的对象物19为止的距离。
另外，相对于基于来自于发光元件3的发光的光接收，来自于第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1、来自于第二光接收部10的第二光接收脉冲信号SPAD_SG2，在发光宽度内在时间上随机地产生。因此，在时间差提取电路12中，使用作为DLL(DelayLocked Loop)电路的第一DLL电路13及第二DLL电路14。并且，通过在第一光接收部5的光接收宽度的中心使第一DLL电路13的输出锁止，在第二光接收部10的光接收宽度的中心使第二DLL电路14的输出锁止，从而对时间差进行提取。
(第一光接收部5的结构)
图2是示意地表示在光传感器1中设置的第一光接收部5的结构的电路图。在这里，由于第一光接收部5和第二光接收部10的结构相同，因此以第一光接收部5为例进行说明。
第一光接收部5如图2所示，具有多个由光电二极管PD1、主动猝灭电阻R1(MOS晶体管的电阻成分)、缓存器BUF1构成的单元21。
光电二极管PD1是盖革模式的雪崩光电二极管。并且，向光电二极管PD1入射的入射光的光量，利用主动猝灭电阻R1、缓存器BUF1，作为脉冲输出(第一光接收脉冲信号SPAD_SG1)而取出。来自于第一光接收部5的脉冲输出，经过脉冲宽度整形电路22并将脉冲宽度整形为一定时间幅toc之后，由运算器OR1(图1)进行OR运算。
(第一DLL电路13的结构)
图3是示意地表示在光传感器1中设置的时间差提取电路12的第一DLL电路13的结构的电路图。由于第一DLL电路13和第二DLL电路14是相同结构，因此以下针对第一DLL电路13进行说明。第一DLL电路13如图3所示，具有相位检测器23、电压控制延迟电路24、及对电压控制延迟电路24的控制电压进行保持的电容元件CDLL。
在相位检测器23中设置运算器AND1·AND2及反转器INV1。利用由运算器AND2进行的运算，从(E)电压控制延迟电路24供给的延迟信号DLL1_PULSE＝1，在(D)第一光接收脉冲信号SPAD_SG1＝1时，信号(B)＝1，电流IB在电容中CDLL流动。利用运算器AND1与反转器INV1的运算，在(E)延迟信号DLL1_PULSE＝0、(D)第一光接收脉冲信号SPAD_SG1＝1时，成为信号(A)＝1，电流IA从电容CDLL流动。利用前述的动作，电压控制延迟电路24的输入电压由电容元件CDLL的电压决定，(C)基准周期Tb(duty50％)以tdelay量延迟后的波形成为(E)延迟信号DLL1_PULSE。
在除了由发光元件3引起的光接收以外的干扰光成分同样地向(D)第一光接收脉冲信号SPAD_SG1进入的情况下，由于利用充分的时间积分而电流IA＝IB，因此可以将干扰光成分去除。此外，针对时间差提取电路12内的第二DLL电路14，也与第一DLL电路13的结构相同。
(第一DLL电路13的动作)
图4的(a)、(b)是表示第一DLL电路13的动作的波形图。由于第一DLL电路13的动作和第二DLL电路14的动作相同，因此以第一DLL电路13的动作为例进行说明。图4的(a)是表示第一DLL电路13的锁止状态的波形图。
如图4的(a)所示，相对于第一光接收部5接收到对象物反射光L1时的波形(光接收波形)，在将随机地产生的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的波形积分后的波形相等地一分为二的位置，在延迟信号DLL1_PULSE的上升沿到来的情况下，图4的(a)中的IB积分表示中的IB的积分值与图4的(a)中的IA积分表示中的IA的积分值一致。因此，该状态成为锁止状态。
(实际测定期间T1的光传感器1的动作)
图5是对光传感器1的实际测定期间T1的动作状态进行说明的图，图5的(a)是表示来自于第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的波形图，图5的(b)是表示来自于发光期间T3及非发光期间T4中的第一光接收部5的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的波形图，图5的(c)是用于对实际测定期间T1的基于基准脉冲信号TX的光传感器1的动作进行说明的图。
在实际测定期间T1，发光元件3重复发光期间T3、非发光期间T4。图5的(b)表示在实际测定期间T1中包含的与1个周期相应的来自于第一光接收部5的输出脉冲，图5的(a)是图5的(b)的部分放大图。图5的(c)示出实际测定期间T1的动作整体。此外，在第二光接收部10中也同样地进行动作。另外，在判断期间T2中也同样地进行动作。
实际测定期间T1中的发光元件3的发光期间T3和非发光期间T4如图5的(b)所示，设定为发光期间T3和非发光期间T4成为发光期间T3＞非发光期间T4。另外，光传感器1如图5的(c)所示，在实际测定期间T1的整体中，将以一定的时间比率(发光期间：非发光期间＝T3：T4)实施的期间作为1个周期而重复动作。1个周期优选以发光期间T3的环境和非发光期间T4的环境不变化的程度而设定为尽可能短。在从第一光接收部5输出的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1中，除了由反射光成分引起的输出脉冲之外，还包含由干扰光引起的噪声脉冲。
具体地说，如图5的(a)所示，在发光期间T3，由反射光成分引起的输出脉冲和由干扰光引起的噪声脉冲混合后的脉冲从第一光接收部5输出。并且，在非发光期间T4，仅噪声脉冲从第一光接收部5输出。
在图1所示的第三计算电路15中，在实际测定期间T1，利用以下的方式对由计数器20取得的1个周期的脉冲数进行运算。由在发光期间T3中取得的第四输出脉冲数P4，减去在非发光期间T4中取得的第五输出脉冲数P5上乘以规定的时间比(发光期间T3/非发光期间T4)的系数后的值。即，在第三计算电路15中，1个周期结束时的脉冲数(第六输出脉冲数P6)，通过
P4-(P5×(T3/T4))...式1
求出。
相对于干扰光等外部环境的变化，在1个周期的短时间内连续地实施发光期间T3和非发光期间T4。上述式1的第二项，导出噪声脉冲在发光期间T3产生几个。通过由第四输出脉冲数P4，减去在第五输出脉冲数P5上乘以规定时间比的系数的值，从而可以仅求出由发光期间T3的反射光引起的脉冲。
另外，优选设定为发光期间T3＞非发光期间T4。由此，由于可以提高1个周期中的发光元件3重复脉冲发光的发光期间T3相对于1个周期的比率，因此可以降低仅噪声脉冲产生的非发光期间T4引起的时间的浪费。
在实际测定期间T1内实施n个周期，n个周期结束时的由第三计算电路15得到的第六输出脉冲数P6，由下述式2运算。
[数1]
Figure BDA0002279662590000141
在这里，P4_k表示在第k周期的发光期间T3取得的第四输出脉冲数P4，CP_k表示在第k周期的非发光期间T4取得的第五输出脉冲数P5。利用第三计算电路15，通过加上脉冲数，从而运算由n个周期结束时的反射光成分得到的输出脉冲数(第六输出脉冲数P6)。
下面，针对在光传感器1中设置的发光元件3及第一光接收部5涉及的受发光面的前面附近存在罩面板4的情况进行说明。
图4的(b)是第一DLL电路13的锁止状态的波形图。如图4的(b)所示，第一光接收部5接收到光时的波形(光接收波形)，包含来自于罩面板4的罩面板反射光L2的成分和来自于应检测的对象物19的对象物反射光L1的成分这2个波形，以与空间光路上的距离的差量相当的时间量偏移而输出上述2个波形。
在将相对于光接收波形而在时间上随机地产生的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的波形积分而成的波形相等地一分为二的位置，延迟信号DLL1_PULSE的上升沿来到的情况下，图4的(b)中的IB积分表示中的IB的积分值、和图4的(b)中的IA积分表示中的IA的积分值一致。因此，该状态成为锁止状态。
第二光接收部10接收到光时的波形(光接收波形)，存在来自于罩面板4的罩面板反射光L2的成分、和来自于光传感器1的封装件内部的反射光成分(包含直射光在内)这2个波形，但由于空间光路上的距离均大致成为零，因此与图4的(a)的光接收波形相等。
图4的(b)表示根据来自于罩面板4的罩面板反射光L2的成分、和来自于应检测的对象物19的对象物反射光L1的成分的大小，第一DLL电路13的锁止状态的延迟信号DLL1_PULSE的上升沿位置不同(第二DLL电路14的锁止状态的位置相等)，无法进行正确的时间差提取。
为了正确的时间差提取，需要推测不存在罩面板4时的第一DLL电路13的锁止状态的位置。为此，有时需要知道由第三计算电路15计算出的反射光成分(包含由罩面板4引起的罩面板反射光L2的成分和由对象物19引起的对象物反射光L1的成分在内)引起的第六输出脉冲数P6、和来自于罩面板4的罩面板反射光L2的成分的计数值(串扰值)。
在后述的“判断期间”，利用判断电路6判断为可以将串扰值更新的情况下，通过对事前保持的串扰值进行更新，从而可以使用罩面板4的最新状态下的串扰值。
(判断期间T2的光传感器1的动作)
与来自于罩面板4的罩面板反射光L2的成分对应的计数值(串扰值)，通过将在第一光接收部5之前除了来自于罩面板4的罩面板反射光L2的成分以外的反射光成分设为完全没有的状态，对来自于反射光成分的第一光接收部5的SPAD输出脉冲数在一定期间进行计数从而求出。
针对n个计数器7的个数是4个，基准脉冲信号TX的m种不同的频率条件是m＝3的情况进行说明。首先，考虑在第一光接收部5之前不存在除了罩面板4以外的对象物的情况下的、3种频率条件内的某1种条件的发光期间T3的动作。
图6的(a)、(b)是用于对在光传感器1中设置的4个计数器7的判断期间T2的动作进行说明的波形图。进行除了罩面板4以外的对象物在第一光接收部5之前不存在的状态的说明。
图1所图示的光传感器1所具备的基准脉冲生成电路2，在判断期间T2中包含的发光期间T3，将基准脉冲信号TX向驱动器16施加。并且，发光元件3与实际测定期间T1同样地，利用驱动器16发出脉冲光。此外，基准脉冲生成电路2向驱动器16输出的基准脉冲信号TX的周期、和基准脉冲生成电路2向时间差提取电路12输出的基准周期Tb，也可以是同一周期。在本实施方式中，基准脉冲信号TX的周期与基准周期Tb设为同一周期。
如图6的(a)的图示所示，罩面板反射光L2的成分(第一光接收部5的光接收波形)，由于产生由基准脉冲信号TX的受信延迟引起的发光元件3的发光延迟，因此成为相对于基准脉冲信号TX而以一定时间延迟后的波形。
在本实施方式中，以罩面板反射光L2的成分在第一期间t1、第二期间t2内被接收的方式，或者在第三期间t3、第四期间t4不被接收的方式，调整基准脉冲信号TX的宽度。
在将从基准脉冲生成电路2获得的、具有与基准周期Tb相同周期的基准脉冲信号TX的各周期(第一周期·第二周期·第三周期·第四周期····)4等分而成的各期间(第一期间t1～第四期间t4)，使用第一期间成为High电压的波形W1、第二期间成为High电压的波形W2、第三期间成为High电压的波形W3、第四期间成为High电压的波形W4，由4个计数器7(第一～第四计数器)对各期间t1～t4中的、从第一光接收部5输出的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1进行计数。
此外，将上述基准周期Tb进行4等分而成的从第一期间t1至第四期间t4的各分割期间波形(波形W1～W4)，通过利用上述基准周期Tb的1/4倍的周期的脉冲进行分频而生成，从而可以将第一期间t1～第四期间t4设为均等的期间。
通过将基准周期Tb的1/4倍的脉冲波形输入至图6的(b)所示的运算器DFF1，从而不依赖于基准周期Tb的1/4倍的脉冲波形的占空比(duty)，可以生成duty50％的基准周期Tb的1/2倍的脉冲波形。由于基准周期Tb的1/2倍的脉冲波形是High期间和Low期间均等的期间，因此通过相对于各H、L期间而分配第一期间t1～第四期间t4，从而可以将第一期间t1～第四期间t4设为均等的期间。
在图6的(a)中，在从第一光接收部5输出的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1中，包含与第一光接收部5的光接收波形同步的脉冲(由发光元件3引起的来自于罩面板4的罩面板反射光L2得到的脉冲)、和因干扰光或热性地产生的载流子而产生的与第一光接收部5的光接收波形不同步的噪声脉冲。
图7的(a)是表示利用4个计数器7在判断期间T2包含的发光期间T3计数的第一输出脉冲数P1的直方图，图7的(b)是表示利用4个计数器7在判断期间T2包含的非发光期间T4计数的第二输出脉冲数P2的直方图，图7的(c)是表示由第一输出脉冲数P1减去第二输出脉冲数P2后的第三输出脉冲数P3的直方图。
如图7的(a)所示，该直方图示出在判断期间T2中包含的发光期间T3的各周期中的第一期间t1～第四期间t4中的计数值(第一输出脉冲数P1)。无法对与第一光接收部5的光接收波形同步的脉冲和噪声脉冲进行区分，但噪声脉冲在获得光接收波形的期间、不获得光接收波形的期间均在各期间均等地产生，与之相对，与光接收波形同步的脉冲，仅在获得光接收波形的第一期间t1及第二期间t2产生。因此，作为第一期间t1～第四期间t4的计数值，第一期间t1、第二期间t2的计数值成为与第三期间t3、第四期间t4的计数值相比较大的计数值。
下面，考虑在第一光接收部5之前不存在除了罩面板4以外的对象物的情况下的、3个频率条件之中的某1个条件下的非发光期间T4的动作。
图7的(b)表示在非发光期间T4，光传感器1所具备的对象物判断电路17中的计数器值的直方图。在非发光期间T4，将图6的(a)所示的向驱动器16的基准脉冲信号TX固定为Low，不使发光元件3发光，与发光期间T3进行同样的动作。发光期间T3和非发光期间T4之间的比率是任意的。图7的(b)示出发光期间T3＝非发光期间T4的情况。
如图示所示，该直方图示出在判断期间T2中包含的非发光期间T4中的第一期间t1～第四期间t4的计数值(第二输出脉冲数P2)。由于与第一光接收部5的光接收波形同步的脉冲不存在，因此仅噪声脉冲在各期间t1～t4均等地产生。
基于上述发光元件3的发光期间T3和非发光期间T4之间的比率，由图7的(a)的计数值减去图7的(b)的计数值(第三输出脉冲数P3)，在除了罩面板4以外的对象物不存在的情况下，通过相对于由罩面板4引起的罩面板反射光L2的成分存在的第一期间t1、第二期间t2，取得上述减法运算的和，从而可以对由罩面板4引起的罩面板反射光L2的成分的计数值(与光接收波形同步的脉冲计数值、串扰值)进行计算。
此外，由图6的(a)的第一期间t1～第四期间t4的重复得到的计数取得期间约为2毫秒(ms)，第一光接收部5的光接收波形，其周期为20纳秒(ns)，因此，在上述计数取得期间，包含上述第一光接收部5的光接收波形的约100000个周期。
在图6的(a)中，为了说明的容易化，从第一光接收部5输出的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的检测频率以比实际高的方式描绘，但实际上基于由罩面板4引起的罩面板反射光L2的成分的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的检测频率，为由上述的重复引起的计数取得期间的2ms而仅限于以数10次计数的程度。在应检测的对象物19存在的情况下，基于由对象物19引起的对象物反射光L1的成分的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的检测频率，依赖于直至对象物19的距离而成为零个计数～数千个计数的程度。为了提高测定精度，也可以将第一期间t1～第四期间t4涉及的计数取得期间(2ms)重复多次，在各期间t1～t4，使用重复多次而取得的计数值的平均值。
上述串扰值的计算方法，在除了罩面板4以外的对象物19不存在的情况下有效，但在对象物19存在的情况下，有时不会成为正确的值。
以下，考虑在第一光接收部5之前，除了罩面板4以外存在对象物19的情况下的、3个频率条件之中的某1个条件下的动作。
图8是用于对判断期间T2的反射光成分进行说明的波形图。图8示出在罩面板反射光L2的成分的基础上，来自于对象物19的对象物反射光L1的成分处于第二期间t2和第三期间t3的情况。
图9的(a)是表示对象物反射光L1被第一光接收部5接收时的第一输出脉冲数P1的直方图，图9的(b)是表示第二输出脉冲数P2的直方图，图9的(c)是表示由第一输出脉冲数P1减去第二输出脉冲数P2而得到的第三输出脉冲数P3的直方图。
在发光期间T3的对象物判断电路17中的计数器值的直方图示于图9的(a)，在非发光期间T4的对象物判断电路17中的计数器值的直方图示于图9的(b)。
在非发光期间T4，将向图8的驱动器16的基准脉冲信号TX固定为Low，不使发光元件3发光，进行与发光期间T3同样的动作。发光期间T3与非发光期间T4之间的比率是任意的。图9示出发光期间T3＝非发光期间T4的情况。
即使基于上述发光元件3的发光期间T3与非发光期间T4之间的比率，由图9的(a)所示的计数值减去图9的(b)所示的计数值(第三输出脉冲数P3)，相对于由罩面板4得到的罩面板反射光L2的成分所存在的第一期间t1、第二期间t2，取上述减法运算的和，在第二期间t2中，罩面板反射光L2的计数值和对象物反射光L1的计数值也会混合而无法分离。因此，无法正确地计算罩面板反射光L2的成分的计数值(串扰值)，会计算出与第二期间t2的对象物反射光L1的成分的计数值的量相应地变大的值。
在对象物反射光L1的成分存在于第二期间t2和第三期间t3的情况下，无法计算正确的串扰值，但由于在不包含罩面板反射光L2的成分的第三期间t3、第四期间t4之中，第三期间t3的减法运算结果是有限的值(第三期间t3的对象物反射光L1的成分的计数值)，因此通过由对象物判断电路17内的判断电路6判断该值是否是一定数量以上(≧X)，从而可以判断除了罩面板4以外的对象物19的有无。因此，可以判断计算出的串扰值是否是正确的值。所谓一定数量，设为相对于罩面板反射光L2的成分的计数值(串扰值)而充分小的值。
图10是用于对判断期间T2中的反射光成分进行说明的其它波形图。图11是表示对象物反射光L1被第一光接收部5接收时的第一输出脉冲数P1的其它直方图，图11的(b)是表示第二输出脉冲数P2的其它直方图，图11的(c)是表示由第一输出脉冲数P1减去第二输出脉冲数P2而得到的第三输出脉冲数P3的其它直方图。
下面，考虑在罩面板反射光L2的成分的基础上，对象物反射光L1的成分在第一期间t1和第二期间t2存在的情况。并且，考虑相对于基准脉冲信号TX的、对象物反射光L1的成分的延迟处于一个周期以上(空间光路上的延迟为20ns以上)的情况。在一个周期以内的情况下，由于直至对象物19为止的距离为充分近的距离，因此第一期间t1、第二期间t2中的计数器7的计数值，相对于仅为罩面板反射光L2的成分的计数值的数量级，成为非常大的值。因此，可以判断为对象物19存在。
在发光期间T3，对象物判断电路17中的计数器值的直方图示于图11的(a)，在非发光期间T4，对象物判断电路17中的计数器值的直方图示于图11的(b)。
在非发光期间T4，将向图10的驱动器16的基准脉冲信号TX固定为Low，不使发光元件3发光，进行与发光期间T3同样的动作。发光期间T3与非发光期间T4的比率是任意的。图11示出发光期间T3＝非发光期间T4的情况。即使基于发光元件3的发光期间T3与非发光期间T4之间的比率，由图11的(a)的计数值减去图11的(b)的计数值(第三输出脉冲数P3)，并相对于罩面板反射光L2的成分所存在的第一期间t1、第二期间t2，取得上述减法运算的和，在第一期间t1、第二期间t2中，罩面板反射光L2的计数值和对象物反射光L1的成分的计数值也混合而无法分离。因此，无法对罩面板反射光L2的成分的计数值(串扰值)正确地进行计算，会与对象物反射光L1的成分的计数值的量相应地计算出大的值。
在对象物反射光L1的成分存在于第一期间t1和第二期间t2的情况下，无法计算正确的串扰值，另外，由于不包含罩面板反射光L2的成分的第三期间t3、第四期间t4的减法运算结果也没有反射光成分，因此该值低于一定数量X。因此，利用对象物判断电路17内的判断电路6判断为除了罩面板4以外的对象物19不存在，存在误判断为计算出的串扰值正确的问题。
(频率条件)
针对上述问题，通过相对于m个种类的(m≧2)频率条件而进行同样的动作，从而可以防止误判断。
对m＝3的情况进行说明。图12是示出下述情况的图，即，3个条件的频率条件之内的1个(频率通常设定时_条件1)，在图10的情况下(在罩面板反射光L2的成分的基础上，对象物反射光L1的成分存在于第一期间t1和第二期间t2的情况下)，将频率设定为+25％的情况(条件2)、和将频率设定为-25％的情况(条件3)。
以罩面板反射光L2的成分，在3个条件中的任一个频率下均在第一期间t1、第二期间t2被接收，在第三期间t3、第四期间t4不被接收的方式，调整基准脉冲信号TX的脉冲宽度。
对象物反射光L1的成分的、相对于基准脉冲信号TX的延迟时间，即使变更频率也不变化。即，由基准脉冲信号TX的接收延迟引起的发光元件3的发光延迟、和对象物反射光L1的成分的空间光路上的延迟时间之间的关系，不依赖于频率而不会变化。因此，在频率为通常设定时(条件1)，在对象物反射光L1的成分在第一期间t1和第二期间t2被接收的情况下，在频率+25％时(条件2)，对象物反射光L1的成分在第二期间t2和第三期间t3被接收，在频率-25％时(条件3)，对象物反射光L1的成分在第一期间t1和第四期间t4被接收。
在不包含罩面板反射光L2的成分的第三期间t3、第四期间t4之内，在频率+25％时，第三期间t3中的减法运算结果成为有限的值(第三期间t3的对象物反射光L1的成分的计数值)。并且，在频率-25％时，第四期间t4的减法运算结果成为有限的值(第四期间t4的对象物反射光L1的成分的计数值)。因此，如果分别相对于3个种类的频率条件下的测定，由对象物判断电路17内的判断电路6判断第三期间t3、第四期间t4的减法运算的和是否为一定值以上(≧X1…≧X3(根据条件而不同。由于根据频率而测定时间不同))，则如果在频率+25％时和-25％时对象物存在，则可以正确地进行判断。在这里，所谓一定值，设为相对于罩面板反射光L2的成分的计数值(串扰值)而充分小的值。
在频率3个条件的任一个中均判断为不存在对象物的情况下，可以根据第一期间t1、第二期间t2中的减法运算结果的值，计算罩面板反射光L2的成分的计数值(串扰值)。
在对串扰值进行计算时，即使使用3个种类的频率条件之中的某个频率条件的结果，只要将对计数值进行测定后的时间，根据基准脉冲信号TX的脉冲宽度进行时间换算，就可以对在实际测定期间T1中使用的串扰值进行计算。
〔第二实施方式〕
如果针对本发明的其它实施方式，基于图13～图14进行说明，则如以下所述。此外，为了说明的方便，针对与在所述实施方式中说明的部件具有相同功能的部件，标注相同的附图标记，省略其说明。
图13是表示第二实施方式涉及的光传感器的发光期间T3及非发光期间T4的图。与第一实施方式相比的不同点在于，将发光期间T3分割为多个期间，将非发光期间T4分割为多个期间而实施，其它的结构与第一实施方式相同。
在第二实施方式中，如图13所示，发光期间T3和非发光期间T4分别被分割而交互地实施。具体地说，发光期间T3在判断期间T2中，被分割为三个发光期间T3-1·T3-2·T3-3。非发光期间T4被分割为两个非发光期间T4-1·T4-2。分割后的发光期间T3-1·T3-2·T3-3、和非发光期间T4-1·T4-2，如图13所示交互地实施。
发光期间T3的合计是(T3＝(T3-1)+(T3-2)+(T3-3))。非发光期间T4的合计是(T4＝(T4-1)+(T4-2))。判断期间T2中的发光期间T3和非发光期间T4之间的比率由规定的时间比决定。
发光期间T3中的测定间隔和非发光期间T4中的测定间隔，为了提高干扰光环境下的测定精度，优选以测定环境不变化的程度而设定为尽可能短。
这样，通过将发光期间T3和非发光期间T4进行分割而实施测定，从而在第一实施方式的判断期间T2中的各频率条件中，与不使发光期间T3和非发光期间T4分割而各实施1次的情况相比，可以将发光期间T3和非发光期间T4的各测定时间更加缩短。
图14的(a)～(d)是用于对光传感器1的开始发光期间T3s、结束发光期间T3e、开始非发光期间T4s、结束非发光期间T4e进行说明的图。
在进行分割而实施时，通过如图14的(a)所示，在从发光期间开始时，在发光期间设为结束，如图14的(b)所示，在从非发光期间开始时，在非发光期间设为结束，从而可以使干扰光量在时间上以直线变化的环境下的测定精度提高。
由此，在判断期间T2，发光期间T3分割为最初实施的开始发光期间T3s、和最后实施的结束发光期间T3e这至少二个而实施，或者，非发光期间T4分割为最初实施的开始非发光期间T4s、和最后实施的结束非发光期间T4e这至少二个而实施。
在图14的(a)中，考虑发光期间T3s、发光期间T3e的合计时间与非发光期间T4相等的情况。在干扰光强度为图14的(c)所示的状态A的情况下，由发光期间T3s的干扰光引起的噪声脉冲产生频率低，由发光期间T3e的干扰光引起的噪声脉冲产生频率高。由非发光期间T4的干扰光引起的噪声脉冲产生频率，成为发光期间T3s与发光期间T3e的中间值。因此，由发光期间T3s·T3e中的计数值减去非发光期间T4中的计数值的结果，可以去除基于由干扰光引起的噪声脉冲成分的计数值。
在干扰光强度为图14的(d)所示的状态B的情况下，由发光期间T3s中的干扰光引起的噪声脉冲产生频率高，由发光期间T3e中的干扰光引起的噪声脉冲产生频率低。由非发光期间T4的干扰光引起的噪声脉冲产生频率，成为发光期间T3s和发光期间T3e的中间值。因此，与状态A同样地，由发光期间T3s·T3e中的计数值减去非发光期间T4中的计数值的结果，可以去除基于由干扰光引起的噪声脉冲成分的计数值。
在将发光期间和非发光期间替换的图14的(b)的情况下，也可以取得同样的效果，这是不言而喻的。
〔第三实施方式〕
图15的(a)是表示第三实施方式涉及的智能手机30的外观的立体图，图15的(b)是智能手机30的主视图。第一实施方式及2涉及的光传感器1可以在智能手机30(电子设备)中具备。智能手机30具有对对象物进行拍摄的照相机31、用于对由照相机31拍摄的对象物进行照明闪光灯33、以及对直至由照相机31拍摄的对象物为止的距离进行检测的光传感器(TOF传感器)1。由此，可以对照相机31的自动对焦功能所需的、直至对象物为止的距离准确地进行检测。
〔总结〕
本发明的方式1涉及的光传感器1，具备：基准脉冲生成电路2，其生成基准脉冲信号TX；发光元件3，其基于由所述基准脉冲生成电路2生成的基准脉冲信号TX，向对象物19射出光；罩面板4，其使从所述发光元件3射出的光的一部分透过，对其它的一部分进行反射；光子计数型的第一光接收元件(第一光接收部5)，其设置为，可以接收由所述对象物19反射的对象物反射光L1、和由所述罩面板4反射的罩面板反射光L2；以及判断电路(对象物判断电路17)，其基于根据由所述第一光接收元件(第一光接收部5)接收的对象物反射光L1及罩面板反射光L2中的至少一方的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1、和所述基准脉冲信号TX，判断由所述对象物反射光L1的所述第一光接收元件(第一光接收部5)进行的光接收的有无。
根据上述结构，根据基于由第一光接收元件接收的对象物反射光及罩面板反射光的至少一方的第一光接收脉冲信号、和基准脉冲信号，判断由对象物反射光的第一光接收元件进行的光接收的有无。因此，在判断为不存在由对象物反射光的第一光接收元件进行的光接收时，可以将表示罩面板反射光的成分量的串扰值适当地更新，基于飞行时间测量对与对象物之间的距离适当地进行测定。
本发明的方式2涉及的光传感器1，也可以在上述方式1中，所述判断电路(对象物判断电路17)具有：n个计数器7，其对将所述基准脉冲信号TX的基准周期Tb进行n等分(n为2以上的整数)的从第一期间至第n期间各自的来自于所述第一光接收元件(第一光接收部5)的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数进行计数；以及第一计算电路8，其针对所述基准脉冲信号TX的m种不同的频率条件的每种频率条件，计算由第一输出脉冲数P1减去第二输出脉冲数P2而得到的第三输出脉冲数P3，该第一输出脉冲数P1表示在所述发光元件3基于所述基准脉冲信号TX而发光的发光期间T3的从所述第一期间t1至第n期间tn，利用所述n个计数器7计数的所述第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数，该第二输出脉冲数P2表示在所述发光元件3不发光的非发光期间T4的从所述第一期间t1至第n期间tn，利用所述n个计数器7计数的所述第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数，所述判断电路(对象物判断电路17)基于由所述第一计算电路8计算出的所述基准脉冲信号TX的m种不同频率条件的每一种频率条件下的m种第三输出脉冲数P3，判断由所述对象物反射光L1的所述第一光接收元件(第一光接收部5)进行的光接收的有无。
根据上述结构，通过针对m种不同频率条件的每一种频率条件下对第一光接收脉冲信号的个数进行计数，从而可以判断由对象物反射光的第一光接收元件进行的光接收的有无。
本发明的方式3涉及的光传感器1，也可以在上述方式2中，将所述基准周期Tb进行n等分而成的从第一期间t1至第n期间tn通过所述基准周期Tb的1/n倍的周期的脉冲波形进行分频而生成。
根据上述结构，可以容易地生成将基准周期Tb进行n等分而成的从第一期间t1至第n期间tn。
本发明的方式4涉及的光传感器1，也可以在上述方式2中，所述第一计算电路8基于所述发光期间T3的长度与所述非发光期间T4的长度之间的比率，对由所述第一输出脉冲数P1减去所述第二输出脉冲数P2后的所述第三输出脉冲数P3进行计算。
根据上述结构，可以考虑发光期间的长度与非发光期间的长度之间的比率而对由对象物反射光的第一光接收元件进行的光接收的有无进行判断。
本发明的方式5涉及的光传感器1，也可以在上述方式2中，在对与所述对象物19间的距离进行测定的实际测定期间T1、和对由所述对象物反射光L1的所述第一光接收元件(第一光接收部5)进行光接收的有无进行判断的判断期间T2进行动作，在所述判断期间T2，所述发光期间T3分割为最初实施的开始发光期间T3s、和最后实施的结束发光期间T3e这至少二个而实施，或者，所述非发光期间T4分割为最初实施的开始非发光期间T4s、和最后实施的结束非发光期间T4e这至少二个而实施。
根据上述结构，可以使干扰光的量在时间上线性地变化的环境下的测定精度提高。
本发明的方式6涉及的光传感器1，也可以在上述方式2中，还具有第二计算电路9，其根据在从所述第一期间t1至第n期间tn之中的、与基于所述罩面板反射光L2的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1所存在的期间对应的所述第三输出脉冲数P3，对表示所述罩面板反射光L2的成分量的串扰值进行计算。
根据上述结构，可以将表示罩面板反射光的成分量的串扰值适当地更新。
本发明的方式7涉及的光传感器1，也可以在上述方式6中，在利用所述判断电路(对象物判断电路17)判断为由所述对象物反射光L1的所述第一光接收元件(第一光接收部5)进行的光接收不存在时，所述第二计算电路9对所述串扰值进行计算而进行更新。
根据上述结构，由于串扰值适当地被更新，因此可以基于飞行时间测量对与对象物之间的距离适当地进行测定。
本发明的方式8涉及的光传感器1，也可以在上述方式6中，还具有：光子计数型的第二光接收元件(第二光接收部10)，其与所述第一光接收元件(第一光接收部5)相比配置于所述发光元件3的附近，接收所述罩面板反射光L2、传感器封装件内部的反射光及来自于所述发光元件3的直射光；以及时间差提取电路12，其包含输入来自于所述第一光接收元件(第一光接收部5)的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1、和基于所述基准脉冲信号TX的基准周期Tb的第一DLL电路13，和输入来自于所述第二光接收元件(第二光接收部10)的第二光接收脉冲信号SPAD_SG2、和所述基准周期Tb的第二DLL电路14，提取与所述对象物19之间的空间光路上的距离相当的时间差，所述光传感器1在对与所述对象物19之间的距离进行测定的实际测定期间T1、和对由所述对象物反射光L1的所述第一光接收元件(第一光接收部5)的光接收的有无进行判断的判断期间T2进行动作，还具有：第三计算电路15，其对由第四输出脉冲数P4减去第五输出脉冲数P5而得到的第六输出脉冲数P6进行计算，该第四输出脉冲数P4表示在所述实际测定期间T1，所述发光期间T3的来自于所述第一光接收元件(第一光接收部5)的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数，该第五输出脉冲数P5表示所述非发光期间T4的来自于所述第一光接收元件(第一光接收部5)的第一光接收脉冲信号SPAD_SG1的个数；以及距离计算电路11，其基于由所述第三计算电路15计算出的第六输出脉冲数P6、由所述时间差提取电路12提取出的时间差、由所述第二计算电路9计算出的串扰值，对直至所述对象物19为止的距离进行计算。
根据上述结构，可以使用在分辨率的方面有益的DLL方式，基于飞行时间测量对与对象物之间的距离适当地进行测定。
本发明的方式9涉及的光传感器1，也可以在上述方式1中，所述对象物19包含用于对与所述光传感器1之间的距离进行检测的检测对象物、和在从所述发光元件3射出的光所朝向的方向上配置的非检测对象物。
根据上述结构，无论是否存在由检测对象物引起的反射光，都可以排除由非检测对象物引起的反射光的影响而将串扰值适当地更新。
本发明并不限定于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围可以进行各种变更，对于将在不同的实施方式中分别公开的技术方法适当组合而获得的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。并且，通过将在各实施方式中分别公开的技术方法组合从而可以形成新的技术特征。
附图标记说明
1 传感器
2 基准脉冲生成电路
3 发光元件
4 罩面板
5 第一光接收部(第一光接收元件)
6 判断电路
7 计数器
8 第一计算电路
9 第二计算电路
10 第二光接收部(第二光接收元件)
11 距离计算电路
12 时间差提取电路
13 第一DLL电路
14 第二DLL电路
15 第三计算电路
17 对象物判断电路(判断电路)
19 对象物
30 智能手机(电子设备)
L1 对象物反射光
L2 罩面板反射光
T1 实际测定期间
T2 判断期间
T3 发光期间
T3s 开始发光期间
T3e 结束发光期间
T4 非发光期间
T4s 开始非发光期间
T4e 结束非发光期间
t1 第一期间
t2 第二期间
t3 第三期间
t4 第四期间
TX 基准脉冲信号
SPAD_SG1 第一光接收脉冲信号
SPAD_SG2 第二光接收脉冲信号
P1 第一输出脉冲数
P2 第二输出脉冲数
P3 第三输出脉冲数

Claims (10)

1.一种光传感器，其特征在于，具备：
基准脉冲生成电路，其生成基准脉冲信号；
发光元件，其基于由所述基准脉冲生成电路生成的基准脉冲信号，向对象物射出光；
罩面板，其使从所述发光元件射出的光的一部分透过，并对其它的一部分进行反射；
光子计数型的第一光接收元件，其设置为，可以接收由所述对象物反射的对象物反射光、和由所述罩面板反射的罩面板反射光；以及
判断电路，其基于根据由所述第一光接收元件接收的对象物反射光及罩面板反射光中的至少一方的第一光接收脉冲信号、和所述基准脉冲信号，判断由所述对象物反射光的所述第一光接收元件进行的光接收的有无。
2.根据权利要求1所述的光传感器，其特征在于，
所述判断电路具有：
n个计数器，其对将所述基准脉冲信号的基准周期进行n等分的从第一期间至第n期间的各自中的来自于所述第一光接收元件的第一光接收脉冲信号的个数进行计数，n为2以上的整数；以及
第一计算电路，其针对所述基准脉冲信号的m种不同频率条件的每一种频率条件，计算由第一输出脉冲数减去第二输出脉冲数而得到的第三输出脉冲数，所述第一输出脉冲数表示在所述发光元件基于所述基准脉冲信号而发光的发光期间的从所述第一期间至所述第n期间，利用所述n个计数器计数的所述第一光接收脉冲信号的个数，所述第二输出脉冲数表示在所述发光元件不发光的非发光期间的从所述第一期间至所述第n期间，利用所述n个计数器计数的所述第一光接收脉冲信号的个数，
所述判断电路基于由所述第一计算电路计算出所述基准脉冲信号的m种不同频率条件的每一种频率条件下的m种第三输出脉冲数，判断由所述对象物反射光的所述第一光接收元件进行的光接收的有无。
3.根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，
将所述基准周期进行n等分而成的从第一期间至第n期间通过所述基准周期的1/n倍的周期的脉冲波形进行分频而生成。
4.根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，
所述第一计算电路基于所述发光期间的长度与所述非发光期间的长度之间的比率，对由所述第一输出脉冲数减去所述第二输出脉冲数后的所述第三输出脉冲数进行计算。
5.根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，
所述光传感器在对与所述对象物间的距离进行测定的实际测定期间、和对由所述对象物反射光的所述第一光接收元件进行的光接收的有无进行判断的判断期间进行动作，
在所述判断期间，所述发光期间分割为最初实施的开始发光期间、和最后实施的结束发光期间这至少二个而实施，或者，所述非发光期间分割为最初实施的开始非发光期间、和最后实施的结束非发光期间这至少二个而实施。
6.根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，
还具有第二计算电路，其根据在从所述第一期间至第n期间之中的、与基于所述罩面板反射光的第一光接收脉冲信号所存在的期间对应的所述第三输出脉冲数，对表示所述罩面板反射光的成分量的串扰值进行计算。
7.根据权利要求6所述的光传感器，其特征在于，
在利用所述判断电路判断为由所述对象物反射光的所述第一光接收元件进行的不存在时，所述第二计算电路对所述串扰值进行计算而进行更新。
8.根据权利要求6所述的光传感器，其特征在于，还具有：
光子计数型的第二光接收元件，其与所述第一光接收元件相比配置于所述发光元件的附近，并接收所述罩面板反射光、传感器封装件内部的反射光及来自于所述发光元件的直射光；以及
时间差提取电路，其包含输入来自于所述第一光接收元件的第一光接收脉冲信号、和基于所述基准脉冲信号的基准周期的第一DLL电路，和输入来自于所述第二光接收元件的第二光接收脉冲信号、和所述基准周期的第二DLL电路，提取与所述对象物之间的空间光路上的距离相当的时间差，
所述光传感器在对与所述对象物之间的距离进行测定的实际测定期间、和对由所述对象物反射光的所述第一光接收元件的光接收的有无进行判断的判断期间进行动作，
还具有：
第三计算电路，其对由第四输出脉冲数减去第五输出脉冲数而得到的第六输出脉冲数进行计算，所述第四输出脉冲数表示在所述实际测定期间中，所述发光期间的来自于所述第一光接收元件的第一光接收脉冲信号的个数，所述第五输出脉冲数表示所述非发光期间的来自于所述第一光接收元件的第一光接收脉冲信号的个数；以及
距离计算电路，其基于由所述第三计算电路计算出的第六输出脉冲数、由所述时间差提取电路提取出的时间差、由所述第二计算电路计算出的串扰值，对直至所述对象物为止的距离进行计算。
9.根据权利要求1所述的光传感器，其特征在于，
所述对象物包含用于对与所述光传感器之间的距离进行检测的检测对象物、和在从所述发光元件射出的光所朝向的方向上配置的非检测对象物。
10.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求1至9中任意一项所述的光传感器。
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