JP2010032370A - 受光センサーおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】分光特性に違いがある光を用いた複数の検出機能を有しているにも拘らず、小型化することができる受光センサー、およびそれを備える電子機器を提供する。
【解決手段】外部の光を用いた検出機能を有する受光センサー１１において、外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子１０１と、受光素子１０１により作成された光電流を用いて、所定の波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた検出信号を作成する、複数の検出処理回路（物体検出処理回路１０４・照度検出処理回路１０６）とを備え、各検出処理回路（物体検出処理回路１０４・照度検出処理回路１０６）は、互いに接続される接続点を介して受光素子１０１に電気的に接続されているとともに、検出する光電流の光の波長が異なるように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、受光センサー、およびそれを備える電子機器に関するものであり、特に、複数の検出機能（センサー機能）を持つ受光センサーの小型化技術に関するものである。

近年、携帯電話などのポータブルメディアプレイヤーにおいて、各種の受光センサーが搭載されている。受光センサーとしては、周囲の照度を検出する照度センサー（例えば特許文献１参照）や、近接する物体から放出される透過光または反射光により、該物体の有無を検出する近接センサー（例えば特許文献２，３参照）、などがある。

このような各種の受光センサーは、小型化および軽量化のために、各種の受光センサーをひとつにまとめたデバイス、例えば、照度検出機能と近接物体検出機能とを具備する受光センサーとして提供されることが強く要望されている。

図２３は、異なる機能を有する２つの受光センサーを１つのデバイスにまとめたときの、従来の受光センサー５００の構成を示す等価回路ブロック図である。

図２３に示すように、従来の受光センサー５００は、物体検出のための、受光素子５０１、増幅回路５０２、および処理回路５０３と、照度検出のための、受光素子５０４、増幅回路５０５、および処理回路５０６と、を備えて構成される。このように、各機能に合わせた分光特性や感度を持つ受光素子５０１・５０４を使用して、受光素子、増幅回路、および処理回路をそれぞれ独立に備えることにより、異なる機能を有する受光センサーを実現している。
特開２００８−５４０７７号公報（平成２０年３月６日公開） 特開平７−１４０３２４号公報（１９９５年６月２日公開） 特開２００２−２２９２８０号公報（平成１４年８月１４日公開）

しかしながら、従来の受光センサー５００では、受光素子を複数備えることにより、デバイスの占有面積を小さくすることができないという問題点を有している。

なお、上記特許文献３では、トナーの濃度を検出するための光と、トナーの位置ずれを検出するための光とを受光するために、受光素子は共用されている。これにより小型化を行っているものの、両者の光は同一光源から発生するものであることから、受光素子を共用することが可能となっている。

仮に、異なる機能を持つ受光センサーのために受光素子を共用する場合、各機能に要求される分光特性に違いがあると共用化できない。さらに、共用化した場合でも、各機能の精度が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、分光特性に違いがある光を用いた複数の検出機能を有しているにも拘らず、小型化することができる受光センサー、およびそれを備える電子機器を提供することにある。

本発明の受光センサーは、上記課題を解決するために、外部の光を用いた検出機能を有する受光センサーにおいて、外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子と、上記受光素子により作成された光電流を用いて、所定の波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた検出信号を作成する検出処理回路とを備え、上記検出処理回路は、複数設けられ、互いに接続される接続点を介して上記受光素子に電気的に接続されているとともに、検出する光電流の光の波長が異なるように設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、複数の検出処理回路では、検出する光電流の光の波長が異なることに対して、それぞれの検出処理回路のアルゴリズムなどが最適化されて設定されているので、受光素子を、異なる波長の光の光電流を検出するために複数備える必要は無く、共用することが可能となる。よって、複数の受光素子を備える構成と比較して、本受光センサーでは、波長に違いがある光を用いた複数の検出機能を有しているにも拘らず、デバイスの面積を縮小することが可能となり、また、デバイスコストも抑制することが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記検出機能として、周囲の照度を検出する照度検出機能、および、近接する物体の有無を検出する近接物体検出機能を有しており、上記複数の検出処理回路は、上記受光素子により作成された光電流を用いて、第１波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流を照度に変換した照度検出信号を作成する照度検出処理回路と、上記受光素子により作成された光電流を用いて、第２波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流の有無に応じて物体検出信号を作成する物体検出処理回路とであることが好ましく、また、上記第１波長を有する光は、可視光であり、上記第２波長を有する光は、上記近接する物体からの可視光の反射光であることが望ましい。これにより、照度検出と物体検出とには可視光を利用するため、受光素子の分光特性を可視光の波長領域のみに最適化すればよく、受光素子を容易に実現することが可能となる。

さらには、上記照度検出処理回路は、上記光電流の直流成分を用い、上記物体検出処理回路は、上記光電流の交流成分を用いることが好ましい。一般的に、物体検出には交流信号を利用し、照度情報はほぼ直流信号である。それゆえ、上記の構成によれば、照度情報と近接検知情報とを容易に識別し、各検出処理回路は好適に処理することが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記複数の検出処理回路の前段にそれぞれ設けられ、後段の検出処理回路が用いる光電流を増幅する増幅回路をさらに備えていることが好ましい。これにより、各検出処理回路に応じて、増幅率および周波数特性などの最適な設定を施した増幅回路を備えることで、それぞれの検出機能を最適化することが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記受光素子と上記接続点とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流を増幅する初段増幅回路をさらに備えていることが好ましい。これにより、受光素子により作成された微弱な光電流を、共用化した初段増幅回路により増幅することで、デバイスの占有サイズを小さくすることが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記接続点と上記検出処理回路とが電気的に接続される経路毎にそれぞれ設けられ、上記受光素子との導電接続を開閉する開閉スイッチをさらに備えていることが好ましい。これにより、各開閉スイッチの開閉を切り替えることで、各検出処理回路における受光素子からの光電流の干渉を防止することが可能となる。

さらに、本発明の受光センサーは、上記接続点と上記検出処理回路とが電気的に接続される経路毎にそれぞれ設けられ、上記受光素子により作成された光電流から所定の周波数成分の光電流を選択する周波数選択回路をさらに備えていることが好ましい。これにより、各周波数選択回路が、対応する検出処理回路の機能に応じた周波数成分の光電流を選択することによって、各検出処理回路を同時に並行して処理させることが可能となる。

さらに、本発明の受光センサーは、上記接続点と上記検出処理回路とが電気的に接続される経路毎にそれぞれ設けられ、上記受光素子により作成された光電流の直流成分と交流成分とを分ける分岐回路をさらに備えていることが好ましい。これにより、各検出処理回路が検出する光電流に応じた周波数選択を簡単に実施することが可能となり、コストを抑えることが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記課題を解決するために、外部の光を用いた検出機能を有する受光センサーにおいて、外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子と、上記受光素子により作成され該受光素子の第１端子から取り出された光電流を用いて、第３波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた第１検出信号を作成する第１検出処理回路と、上記受光素子により作成され該受光素子の第２端子から取り出された光電流を用いて、第４波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた第２検出信号を作成する第２検出処理回路とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１検出処理回路および第２検出処理回路では、検出する光電流の光の波長が異なることに対して、第１検出処理回路および第２検出処理回路のアルゴリズムなどが最適化されて設定されているので、受光素子を、異なる波長の光の光電流を検出するために複数備える必要は無く、共用することが可能となる。よって、複数の受光素子を備える構成と比較して、本受光センサーでは、波長に違いがある光を用いた複数の検出機能を有しているにも拘らず、デバイスの面積を縮小することが可能となり、また、デバイスコストも抑制することが可能となる。

なお、本発明の受光センサーは、上記検出機能として、周囲の照度を検出する照度検出機能、および、近接する物体の有無を検出する近接物体検出機能を有しており、上記第１検出処理回路は、上記第１検出信号として、検出した光電流を照度に変換した照度検出信号を作成する照度検出処理回路であり、上記第２検出処理回路は、上記第２検出信号として、検出した光電流の有無に応じて物体検出信号を作成する物体検出処理回路であることが望ましい。

また、本発明の受光センサーは、上記第１検出処理回路の前段に設けられ、当該第１検出処理回路が用いる光電流を増幅する第１増幅回路と、上記第２検出処理回路の前段に設けられ、当該第２検出処理回路が用いる光電流を増幅する第２増幅回路とをさらに備えていることが好ましい。これにより、第１検出処理回路に応じて増幅率および周波数特性などの最適な設定を施した第１増幅回路と、第２検出処理回路に応じて増幅率および周波数特性などの最適な設定を施した第２増幅回路とを備えることで、それぞれの検出機能を最適化することが可能となる。

なお、本発明の受光センサーは、上記受光素子は、１つのフォトダイオードであり、上記フォトダイオードの一方の端子が上記第１端子であり、他方の端子が上記第２端子であってもよい。これにより、簡単な構成で受光センサーを構成することが可能となる。

または、本発明の受光センサーは、上記受光素子は、２つのＰＮ接合が一領域に形成されたフォトダイオードであり、上記フォトダイオードは、第１導電型の半導体基板の内側に、第２導電型の半導体エリアが該第１導電型の半導体基板の表面から所定の深さに形成されるとともに、該第２導電型の半導体エリアの内側に、第１導電型の半導体エリアが上記第１導電型の半導体基板の表面から所定の深さに形成された構造を有しており、上記第１導電型の半導体エリアから引き出された端子が上記第１端子であり、上記第２導電型の半導体エリアから引き出された端子が上記第２端子であってもよい。

上記の構成によれば、従来の受光素子の製造方法の基本フローを変更せずに、要求機能に合わせた最適な受光素子を生成することが可能となる。また、同一領域内で、ある光感度の受光素子領域と、他の光感度の受光素子領域とを形成することで、検出する光を容易に区別する、例えば、検出する光を可視光と赤外光とのように使い分けることが可能となる。

また、上記受光素子がいずれの場合であっても、本発明の受光センサーは、上記第３波長を有する光は、可視光であり、上記第４波長を有する光は、検出する物体からの可視光の反射光であることが望ましい。これにより、第１検出（照度検出）と第２検出（物体検出）とには可視光を利用するため、受光素子の分光特性を可視光の波長領域のみに最適化すればよく、受光素子を容易に実現することが可能となる。

一方、上記受光素子が２つのＰＮ接合が一領域に形成されたフォトダイオードである場合は、本発明の受光センサーは、上記第３波長を有する光は、可視光であり、上記第４波長を有する光は、赤外光であることが望ましい。これにより、第１検出（照度検出）のためには、目視可能な明るさの光で検知可能になるとともに、第２検出（物体検出）のためには、人間の目に見えない波長の光で検知可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記受光素子の第１端子と上記第１検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子との導電接続を開閉する第１開閉スイッチと、上記受光素子の第２端子と上記第２検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子との導電接続を開閉する第２開閉スイッチとをさらに備えていることが好ましい。これにより、第１開閉スイッチおよび第２開閉スイッチの開閉を切り替えることで、各検出処理回路における受光素子からの光電流の干渉を防止することが可能となる。

さらに、本発明の受光センサーは、上記受光素子の第１端子と上記第１検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流から所定の周波数成分の光電流を選択する第１周波数選択回路と、上記受光素子の第２端子と上記第２検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流から所定の周波数成分の光電流を選択する第２周波数選択回路とをさらに備えていることが好ましい。これにより、第１周波数選択回路および第２周波数選択回路が、対応する検出処理回路の機能に応じた周波数成分の光電流を選択することによって、各検出処理回路を同時に平衡して処理させることが可能となる。

さらに、本発明の受光センサーは、上記受光素子の第１端子と上記第１検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流の直流成分と交流成分とを分ける第１分岐回路と、上記受光素子の第２端子と上記第２検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流の直流成分と交流成分とを分ける第２分岐回路とをさらに備えていることが好ましい。これにより、各検出処理回路が検出する光電流に応じた周波数選択を簡単に実施することが可能となり、コストを抑えることが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記第２導電型の半導体エリアが形成される深さは、上記受光素子の分光感度を最適化するように設定されていることが好ましい。これにより、例えば、可視光を検出する受光素子領域の分光感度と、赤外光を検出する受光素子領域の分光感度とを最適化することが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記受光素子の第１端子から取り出された光電流の直流成分が、上記第１検出処理回路に供給され、該光電流の交流成分が、上記受光素子の第２端子に帰還されていることが好ましい。これにより、例えば、物体検出に必要な光電流に含まれる、照度検出に必要な光電流を相殺することが可能となり、検知の誤作動を防止することが可能となる。

また、本発明の受光センサーは、上記受光素子の表面、または、上記受光素子を封入しているパッケージの外側に設けられ、所定の波長の光を通す分光感度を持つ波長フィルタをさらに備えていることが好ましい。これにより、例えば、可視光による照度検出の精度の劣化を抑えつつ、赤外光による物体検出を好適に実現することが可能となる。

本発明の電子機器は、上記受光センサーを内蔵することを特徴としている。

上記の構成によれば、上記受光センサーを内蔵しているので、波長に違いがある光を用いた複数の検出機能を具備することが可能となるとともに、小型で低コストの電子機器を提供することが可能となる。また、本電子機器は、例えば、照度センサーや近接センサーを主に具備するポータブル機器の小型化に有用である。

以上のように、本発明の受光センサーは、外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子と、上記受光素子により作成された光電流を用いて、所定の波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた検出信号を作成する検出処理回路とを備え、上記検出処理回路は、複数設けられ、互いに接続される接続点を介して上記受光素子に電気的に接続されているとともに、検出する光電流の光の波長が異なるように設定されている構成である。

それゆえ、複数の検出処理回路では、検出する光電流の光の波長が異なることに対して、それぞれの検出処理回路のアルゴリズムなどが最適化されて設定されているので、受光素子を、異なる波長の光の光電流を検出するために複数備える必要は無く、共用することができる。したがって、複数の受光素子を備える構成と比較して、本受光センサーでは、波長に違いがある光を用いた複数の検出機能を有しているにも拘らず、デバイスの面積を縮小することができ、また、デバイスコストも抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明の受光センサーは、外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子と、上記受光素子により作成され該受光素子の第１端子から取り出された光電流を用いて、第３波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた第１検出信号を作成する第１検出処理回路と、上記受光素子により作成され該受光素子の第２端子から取り出された光電流を用いて、第４波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた第２検出信号を作成する第２検出処理回路とを備えている構成である。

それゆえ、第１検出処理回路および第２検出処理回路では、検出する光電流の光の波長が異なることに対して、第１検出処理回路および第２検出処理回路のアルゴリズムなどが最適化されて設定されているので、受光素子を、異なる波長の光の光電流を検出するために複数備える必要は無く、共用することができる。したがって、複数の受光素子を備える構成と比較して、本受光センサーでは、波長に違いがある光を用いた複数の検出機能を有しているにも拘らず、デバイスの面積を縮小することができ、また、デバイスコストも抑制することができるという効果を奏する。

本発明の電子機器は、上記受光センサーを内蔵する構成である。

それゆえ、上記受光センサーを内蔵しているので、波長に違いがある光を用いた複数の検出機能を具備することができるとともに、小型で低コストの電子機器を提供することができるという効果を奏する。また、本電子機器は、例えば、照度センサーや近接センサーを主に具備するポータブル機器の小型化に有用である。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施の形態の受光センサー１１の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態の受光センサー１１は、受光素子１０１、初段増幅回路１０２、物体検出増幅回路１０３（増幅回路、第２増幅回路）、物体検出処理回路１０４（検出処理回路、第２検出処理回路）、照度検出増幅回路１０５（増幅回路、第１増幅回路）、照度検出処理回路１０６（検出処理回路、第１検出処理回路）、物体検出出力端子１０７、および照度検出出力端子１０８を備えている。

受光センサー１１は、照度センサーと近接センサーとが１つにまとめられたデバイスであり、周囲の照度を検出する照度検出機能と近接する物体の有無を検出する近接物体検出機能とを有している。つまりは、受光センサー１１は、外部の光を受光素子１０１により受光し、その受光量に応じた信号を、物体検出出力端子１０７および照度検出出力端子１０８からそれぞれ出力するので、外部の光を定量的に検出することができる。

受光素子１０１は、受光すると受光量に応じて光電流を作成する。受光素子１０１としては、検出する光の波長領域をカバーする、１つの受光素子、または、１領域に複数のＰＮ接合が形成された受光素子が用いられる。受光素子１０１が作成した光電流は、初段増幅回路１０２に出力される。

初段増幅回路１０２は、設定されている利得に基づいて光電流を増幅する。増幅された光電流は、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ出力される。つまり、初段増幅回路１０２の出力端子は、分岐点（接続点）を介して、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ電気的に接続されている。

物体検出増幅回路１０３に出力された光電流は、物体検出増幅回路１０３により増幅され、物体検出処理回路１０４に出力される。物体検出処理回路１０４は、この光電流から、所定の分光特性（波長）を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流の有無に応じて物体検出信号を作成して、物体検出出力端子１０７に出力する。

ここで、物体検出増幅回路１０３および物体検出処理回路１０４は、近接する物体を検出する機能のために設けられている部材である。それゆえ、受光素子１０１により作成された光電流を用いて、近接する物体を検出することができるように、物体検出増幅回路１０３および物体検出処理回路１０４は、そのパラメータや詳細構成（例えば、増幅率や、周波数特性、アルゴリズムなど）が最適に定められている。

一方、照度検出増幅回路１０５に出力された光電流は、照度検出増幅回路１０５により増幅され、照度検出処理回路１０６に出力される。照度検出処理回路１０６は、この光電流から、所定の分光特性を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流を照度に変換した照度検出信号を作成して、照度検出出力端子１０８に出力する。

ここで、照度検出増幅回路１０５および照度検出処理回路１０６は、周囲の照度を検出する機能のために設けられている部材である。それゆえ、受光素子１０１により作成された光電流を用いて、周囲の照度を検出することができるように、照度検出増幅回路１０５および照度検出処理回路１０６は、そのパラメータや詳細構成（例えば、増幅率や、周波数特性、アルゴリズムなど）が最適に定められている。

これにより、受光センサー１１では、外部の光情報を用いて、物体検出出力端子１０７からの物体検出信号に示される物体検出結果、および照度検出出力端子１０８からの照度検出信号に示される照度検出結果を得ることが可能となる。

以上のように、受光センサー１１では、物体検出および照度検出の２つの検出において、受光素子１０１を共用している。つまりは、物体検出増幅回路１０３および物体検出処理回路１０４と、照度検出増幅回路１０５および照度検出処理回路１０６とでは、検出する光電流の光の分光特性が異なることに対して、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５の増幅率および周波数特性などや、物体検出処理回路１０４および照度検出処理回路１０６のアルゴリズムなどが、最適化されて設定されているので、受光素子を、異なる分光特性の光の光電流を検出するために複数備える必要は無く、共用化することが可能となる。

それゆえ、図２３に示したような従来の検出機能ごとに受光素子５０１・５０４を備える構成に比べて、受光センサー１１では、デバイスの占有面積を小型化することが可能になると共に、低コスト化への貢献も可能となる。

また、受光センサー１１では、受光素子１０１により作成された光電流は、初段増幅回路１０２により増幅された後、各検出処理の回路へ供給されている。それゆえ、初段増幅回路１０２を共用しているので、デバイスの占有サイズを小さくすることが可能となっている。

ここで、照度検出には、人間が認識する明るさの度合いに沿うように、可視光を利用することが望ましい。また、物体検出には、照度検出に用いる光の分光特性とは異なる分光特性を有する光を利用すればよく、例えば、赤外光や、可視光の反射光を利用することができる。

例えば、物体検出のために可視光の反射光を利用する場合、この光を視感度波長領域（およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の範囲に設定することにより、受光素子１０１の分光特性を照度検出に合わせて最適化することが可能となり、受光素子１０１を容易に実現することが可能となる。

但し、物体検出用の光は、ユーザーやアプリケーションによっては、目に見えないほうが望ましい場合がある。その場合、視感度波長領域の両端に近い領域の波長、すなわち、なるべく人間の目に見えにくい波長を利用することが好ましい。また、物体検出のために赤外光を利用すれば、人間の目に見えない波長の光で検知可能となる。

また、受光センサー１１は、携帯電話やモバイルメディアプレイヤーなどのポータブル機器（電子機器）に内蔵されていてもよい。例えば、携帯電話では、周囲の照度に応じてバックライトの光強度を調整することにより、消費電力を抑制する技術などが採用されている。

それゆえ、照度センサー（照度検出機能）と近接センサー（近接物体検出機能）とを同時に実現することが望まれている電子機器に、受光センサー１１を内蔵することにより、その要望を実現するとともに、占有面積やコストの面で有用となる。

なお、本実施例では、照度検出機能と近接物体検出機能とを１つのデバイスにまとめる場合を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、他のセンサー、例えば、ＲＧＢセンサーなどでもよいし、３以上の検出機能を具備するように構成してもよい。すなわち、３以上の検出機能を具備させる場合は、その機能の数に応じて、受光素子１０１により作成された光電流を用いて、所定の分光特性を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた検出信号を作成する検出処理回路を備えればよい。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２は、本実施の形態の受光センサー１２の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図２に示すように、本実施の形態の受光センサー１２は、図１に示した受光センサー１１の構成のうち初段増幅回路１０２を除いた構成を備えている。つまり、受光素子１０１の出力端子は、分岐点（接続点）を介して、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ電気的に接続されている。

これにより、受光センサー１２では、受光素子１０１により作成された光電流は、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ直接供給される。それゆえ、各検出処理の回路の最適化が可能となる。また、図１に示した受光センサー１１の構成に比べて、デバイスの占有面積をさらに小型化することが可能になるとともに、低コスト化への貢献も可能となる。

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１，２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１，２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３は、本実施の形態の受光センサー１３の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図３に示すように、本実施の形態の受光センサー１３は、図２に示した受光センサー１２の構成と同一の構成を備えているけれども、受光素子１０１から複数の光電流を取り出して、各検出処理の回路にそれぞれ供給している。すなわち、受光素子１０１は、第１端子と第２端子を有しており、第１端子は物体検出増幅回路１０３に接続され、第２端子は照度検出増幅回路１０５に接続されている。これにより、受光素子１０１から取り出した複数の光電流を利用して、物体検出と照度検出とを好適に行うことが可能となる。

〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜３と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

例えば、上述した受光センサー１１では、受光素子１０１により作成された光電流が、どのような光に基づくものであれ、物体検出増幅回路１０３および物体検出処理回路１０４の両方に供給されている。このため、一方の検出に必要な光電流が、他方の検出処理において干渉する場合が起こりうる。そこで、本実施の形態では、上記のような干渉を防止する構成について説明する。

図４は、本実施の形態の受光センサー１４の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図４に示すように、本実施の形態の受光センサー１４は、図１に示した受光センサー１１の構成に加え、開閉スイッチ１１０（第２開閉スイッチ）、および開閉スイッチ１１１（第１開閉スイッチ）を備えている。

開閉スイッチ１１０は、初段増幅回路１０２と物体検出増幅回路１０３との間に設けられている。開閉スイッチ１１１は、初段増幅回路１０２と照度検出増幅回路１０５との間に設けられている。すなわち、開閉スイッチ１１０・１１１は、分岐点と各検出処理の回路とが電気的に接続される分岐路（経路）にそれぞれ設けられている。開閉スイッチ１１０・１１１は、例えば、制御部（図示せず）からの制御信号により、オン／オフ（開／閉）が切り替えられる。

受光センサー１４では、開閉スイッチ１１０・１１１のオン／オフの切替のタイミングを時間分割するなどして、機能毎に接続を切り替えて、それぞれの検出機能を使用する。これにより、各機能に対する光電流の干渉を防止することが可能となる。また、効率良く検出処理を行うことが可能となり、消費電力の抑制などにもつながる。

ここで、図２に示した受光センサー１２や、図３に示した受光センサー１３においても、開閉スイッチ１１０・１１１を追加して構成することができる。

図５は、図２に示した受光センサー１２の構成に加え開閉スイッチ１１０・１１１を備えた、受光センサー１５の一構成例を示す等価回路ブロック図である。図６は、図３に示した受光センサー１３の構成に加え開閉スイッチ１１０・１１１を備えた、受光センサー１６の一構成例を示す等価回路ブロック図である。受光センサー１５および受光センサー１６においても、受光センサー１４と同様に、各機能に対する光電流の干渉を防止することが可能となる。

〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜４と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜４の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施の形態の受光センサー１７の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図７に示すように、本実施の形態の受光センサー１７は、図１に示した受光センサー１１の構成に加え、周波数選択回路１１２（第２周波数選択回路）、および周波数選択回路１１３（第１周波数選択回路）を備えている。

周波数選択回路１１２は、初段増幅回路１０２と物体検出増幅回路１０３との間に設けられている。周波数選択回路１１３は、初段増幅回路１０２と照度検出増幅回路１０５との間に設けられている。すなわち、周波数選択回路１１２・１１３は、分岐点と各検出処理の回路とが電気的に接続される分岐路にそれぞれ設けられている。周波数選択回路１１２・１１３は、予め、物体検出および照度検出のために必要な光に応じて、選択する周波数が設定されている。

受光センサー１７では、周波数選択回路１１２・１１３の周波数選択処理により、物体検出および照度検出では、それぞれに応じた周波数成分の光電流を利用する。これにより、各機能に対して要求される周波数成分が異なる場合であっても、各検出機能を同時に並行して処理することが可能となる。

すなわち、上述した図４に示した受光センサー１４では、各分岐路に開閉スイッチ１１０・１１１を設けることにより、必要な光電流を各検出処理の回路に供給していたが、本実施の形態の受光センサー１７では、各分岐路に周波数選択回路１１２・１１３を設けることにより、必要な光電流を各検出処理の回路に供給している。これにより、最適に各検出処理を行うことが可能となっている。なお、勿論、開閉スイッチ１１０・１１１および周波数選択回路１１２・１１３を両方設ける構成としてもよい。

また、図２に示した受光センサー１２や、図３に示した受光センサー１３においても、周波数選択回路１１２・１１３を追加して構成することができる。

図８は、図２に示した受光センサー１２の構成に加え周波数選択回路１１２・１１３を備えた、受光センサー１８の一構成例を示す等価回路ブロック図である。図９は、図３に示した受光センサー１３の構成に加え周波数選択回路１１２・１１３を備えた、受光センサー１９の一構成例を示す等価回路ブロック図である。受光センサー１８および受光センサー１９においても、受光センサー１７と同様に、各機能に対して要求される周波数成分が異なる場合であっても、各検出機能を同時に並行して処理することが可能となる。

〔実施の形態６〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜５と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、本実施の形態の受光センサー２０の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図１０に示すように、本実施の形態の受光センサー２０は、図１に示した受光センサー１１の構成に加え、コンデンサ１１４（分岐回路、第２分岐回路）、およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１５（分岐回路、第１分岐回路）を備えている。

コンデンサ１１４は、初段増幅回路１０２と物体検出増幅回路１０３との間に設けられている。ローパスフィルタ１１５は、初段増幅回路１０２と照度検出増幅回路１０５との間に設けられている。すなわち、コンデンサ１１４およびローパスフィルタ１１５は、分岐点と各検出処理の回路とが電気的に接続される分岐路にそれぞれ設けられている。コンデンサ１１４は、容量Ｃ１を有しており、交流成分が物体検出増幅回路１０３に供給される。ローパスフィルタ１１５は、直流成分もしくは低周波成分を通過させるように、遮断周波数が予め設定されている。

受光センサー２０では、コンデンサ１１４およびローパスフィルタ１１５を設けるのみで、容易に周波数選択が可能である。これにより、各機能に対して要求される周波数成分が異なる場合であっても、各検出機能を同時に並行して処理することが可能となる。

なお、この構成は、物体検出と照度検出とに適用する場合に非常に有効である。つまりは、近接センサーには、一般的に、例えばパルス信号のような交流的な信号を利用する。一方で、照度情報はほぼ直流情報であり、交流情報は必要ない。よって、交流情報を物体検出に利用、直流情報を照度検出に利用することで、受光素子を共用化しつつ、周波数選択を行うことが、容易に実現可能となる。

また、これにより、現在、携帯電話やモバイルメディアプレイヤー市場で要求が出てきている、照度センサーと近接センサーとの機能を同時に実現するときに、占有面積やコストの面で有用となる。

なお、上記受光センサー２０では、コンデンサ１１４は交流結合を意図して用いており、コンデンサ１１４に限らず、ハイパスフィルタを用いてもよい。また、開閉スイッチ１１０・１１１とともに設ける構成としてもよい。

ここで、図２に示した受光センサー１２や、図３に示した受光センサー１３においても、コンデンサ１１４およびローパスフィルタ１１５を追加して構成することができる。

図１１は、図２に示した受光センサー１２の構成に加えコンデンサ１１４およびローパスフィルタ１１５を備えた、受光センサー２１の一構成例を示す等価回路ブロック図である。図１２は、図３に示した受光センサー１３の構成に加えコンデンサ１１４およびローパスフィルタ１１５を備えた、受光センサー２２の一構成例を示す等価回路ブロック図である。受光センサー２１および受光センサー２２においても、受光センサー２０と同様に、特に、物体検出と照度検出とに適用する場合に非常に有効である。

〔実施の形態７〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜６と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜６の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述したように、受光素子１０１としては、検出する光の波長領域をカバーする、１つの受光素子、または、１領域に複数のＰＮ接合が形成された受光素子が用いられる。本実施の形態では、受光素子１０１として、１つのフォトダイオード１０９を利用して、光電流を取り出し、複数の機能を実現する構成について説明する。

図１３は、図１に示した受光センサー１１の構成において受光素子１０１としてフォトダイオード１０９を備えた、受光センサー２３の構成を示す等価回路ブロック図である。フォトダイオード１０９は、アノードが初段増幅回路１０２に接続され、カソードは他の回路に接続されている。受光センサー２３では、フォトダイオード１０９の２端子のうち、片方の端子から光電流（光情報）を取り出して、初段増幅回路１０２に供給している。

図１４は、図２に示した受光センサー１２の構成において受光素子１０１としてフォトダイオード１０９を備えた、受光センサー２４の構成を示す等価回路ブロック図である。フォトダイオード１０９は、アノードが物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ接続され、カソードは他の回路に接続されている。受光センサー２４では、フォトダイオード１０９の２端子のうち、片方の端子から光電流を取り出して、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ供給している。

図１５は、図３に示した受光センサー１３の構成において受光素子１０１としてフォトダイオード１０９を備えた、受光センサー２５の構成を示す等価回路ブロック図である。フォトダイオード１０９は、アノードが照度検出増幅回路１０５に接続され、カソードが物体検出増幅回路１０３に接続されている。受光センサー２５では、フォトダイオード１０９の２端子から光電流をそれぞれ取り出して、物体検出増幅回路１０３および照度検出増幅回路１０５にそれぞれ供給している。

このように、１つのフォトダイオード１０９を用いる場合は、簡単な構成で受光センサーを構成することが可能となる。また、１つのフォトダイオード１０９で、各機能に用いる光検出を共用して用いる場合であっても、後段に備えられている回路により、問題無く使用することができる。

なお、図１３，１４に示した受光センサー２３，２４では、フォトダイオード１０９のアノードから光電流が取り出され、図１５に示した受光センサー２５では、フォトダイオード１０９の、アノードから物体検出増幅回路１０３に供給される光電流と、カソードから照度検出増幅回路１０５に供給される光電流とが取り出されているが、これに限るものではなく、フォトダイオード１０９のアノードおよびカソードの接続は、回路構成に応じて逆でもよい。

〔実施の形態８〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜７と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜７の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、受光素子１０１として、１領域に２つのＰＮ接合が形成されたフォトダイオードを利用して、２つの光電流を取り出し、各機能を実現する構成について説明する。

図１６は、本実施の形態の受光センサー２６の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図１６に示すように、本実施の形態の受光センサー２６は、図３に示した受光センサー１３の構成を備えるとともに、受光素子１０１が、フォトダイオードＰＤ１・ＰＤ２の２素子により構成されている。

フォトダイオードＰＤ１・ＰＤ２は、受光素子１０１の構造により形成されたものである。受光素子１０１の具体的な断面構造を図１７に示す。図１７に示すように、受光素子１０１は、Ｐ型基板の内側に、所定の深さ（Ｄ１）で形成されたＮ型の拡散領域があり（Ｎ型ウェル、または、Ｎ型エピタキシャル層の場合もある）、そのＮ型の拡散領域の内側に、所定の深さで形成されたＰ型の層がある構造を有している。

これにより、浅い側のＰＮ接合と深い側のＰＮ接合との２種類のＰＮ接合が、それぞれ、図１６に示すフォトダイオードＰＤ１と、フォトダイオードＰＤ２となっている。フォトダイオードＰＤ１のカソード（ＰＤ−Ｋ）、すなわちＮ型の拡散領域は、物体検出増幅回路１０３に接続される。フォトダイオードＰＤ１のアノード（ＰＤ−Ａ）、すなわちＰ型の層は、照度検出増幅回路１０５に接続される。フォトダイオードＰＤ２は、カソードがフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続され、アノード（ＰＤ２−Ａ）がＧＮＤに接続される。なお、図１７に示す構造の場合、通常、Ｐ型基板はフォトダイオードＰＤ２のアノードであり、ＧＮＤに接続される。

また、図１８に、フォトダイオードＰＤ１・ＰＤ２の分光特性を示す。縦軸が相対感度を示し、横軸が波長（ｎｍ）を示している。図１８に示すように、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長付近にピークがあるものがフォトダイオードＰＤ１の分光特性であり、８００ｎｍの波長付近にピークがあるものがフォトダイオードＰＤ２の分光特性である。

それゆえ、照度検出に可視光を使用し、物体検出に赤外光を使用する場合において、フォトダイオードＰＤ１・ＰＤ２を有効的に用いることが可能となる。すなわち、フォトダイオードＰＤ１で受けた光情報を照度検出増幅回路１０５に供給させ、フォトダイオードＰＤ２で受けた光情報を物体検出増幅回路１０３に供給させる。

これにより、フォトダイオードＰＤ１・ＰＤ２の光検出によって、照度検出機能と物体検出機能との使い分けが容易になるとともに、両立を実現することが可能となる。

なお、図１７に示した受光素子の構造において、Ｎ型とＰ型との配置はこれに限るものではなく、勿論、Ｎ型とＰ型の層がそれぞれ入れ替わった構造でもよい。また、１領域に２つのＰＮ接合を形成する場合について説明したが、これに限らず、３以上のＰＮ接合を形成したものであってもよい。さらには、１領域に複数のＰＮ接合が形成された受光素子であっても、図１に示した受光センサー１１に適用する場合は、取り出す光電流は１つであっても構わない。

〔実施の形態９〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜８と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜８の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１７に示すフォトダイオードＰＤ１は、照度検出に利用する場合、図１８に示すように赤外光に対する感度もゼロではないので、赤外光に対する感度が照度検出の精度を劣化させることがある。そこで、これを対策する構成として、受光素子１０１は、図１９に示す構造を有することもできる。

図１９は、受光素子１０１の他の構造例を示す図である。図２０は、図１９に示した構造を有する受光素子１０１の分光特性を示すグラフである。図１９に示すように、フォトダイオードＰＤ２に利用しているＰＮ接合の深さを浅くする（Ｄ２＜Ｄ１）、すなわちＮ型の拡散領域の深さを浅くすることにより、図２０に示すように、フォトダイオードＰＤ１の分光特性における赤外波長領域（およそ８００ｎｍ以上）の感度を低下させることができる。

よって、フォトダイオードＰＤ１の分光特性を可能な限り視感度に近づけることができる。それゆえ、可視光感度の受光素子と赤外光感度の受光素子とを同一エリア内に容易に形成して、各機能を最適に実現させることが可能となる。

また、他の構成として、図２１に示すような分光特性を持つ光学フィルタ（図示せず）を、受光素子１０１の表面、または、受光素子１０１を封入しているパッケージの外側に備えてもよい。

図２１は、波長フィルタの分光特性を示すグラフである。図２１に示すように、波長フィルタは、照度検出に適した可視波長領域（およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍ）を通す分光感度と、特定の赤外波長付近のみ（図２１の例ではおよそ９５０ｎｍ）を通す分光感度とを持たせるように、分光特性が設定されている。これにより、照度検出時の視感度に対する検出精度の劣化を最小限に抑制しつつ、赤外光による物体検出を好適に行うことが可能となる。

〔実施の形態１０〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜９と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜９の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２２は、本実施の形態の受光センサー２７の一構成例を示す等価回路ブロック図である。

図２２に示すように、本実施の形態の受光センサー２７は、図１６に示した受光センサー２６の構成に加えて、電流ミラー回路１１６・１１７、コンデンサ１１８、コンデンサ１１９、およびＤＣパス回路１２０を備えている。

電流ミラー回路１１６・１１７は、例えば、トランジスタからなるカレントミラー回路を含んでいる回路である。電流ミラー回路１１６は、入力端子が電流ミラー回路１１７の出力端子に接続され、出力端子がフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続されている。電流ミラー回路１１７は、入力端子が、コンデンサ１１８を介してフォトダイオードＰＤ１のアノードに接続されている。

コンデンサ１１９は、フォトダイオードＰＤ１のカソードと物体検出増幅回路１０３との間に設けられている。さらに、コンデンサ１１９のフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続される端子には、ＤＣパス回路１２０が接続されている。

上記の構成によれば、フォトダイオードＰＤ１のアノード（ＰＤ１−Ａ）は、照度検出増幅回路１０５に接続されているとともに、コンデンサ１１８を介して電流ミラー回路１１７に接続されている。これにより、光電流の直流成分（Ｉｐｄ１ ＤＣ）が、照度検出増幅回路１０５に供給されるとともに、交流成分（Ｉｐｄ１ ＡＣ）が電流ミラー回路１１７に供給される。

そして、電流ミラー回路１１７に供給された光電流の交流成分（Ｉｐｄ１ ＡＣ）は、折り返されて電流ミラー回路１１６に出力され、さらに折り返されて、フォトダイオードＰＤ１のカソード（ＰＤ−Ｋ）に出力される。すなわち、フォトダイオードＰＤ１のアノードから出力された光電流の交流成分（Ｉｐｄ１ ＡＣ）は、フォトダイオードＰＤ１のカソードに帰還される。

一方、フォトダイオードＰＤ１のカソード（ＰＤ−Ｋ）には、フォトダイオードＰＤ１に流れる光電流とフォトダイオードＰＤ２に流れる光電流とを足し合わせた光電流が流れる。この光電流を式（１）に示す。

［ＰＤ−Ｋのノードを流れる光電流］
＝（Ｉｐｄ１ ＤＣ＋ＡＣ）＋（Ｉｐｄ２ ＤＣ＋ＡＣ） ・・・式（１）
よって、物体検出出力端子１０７側に向かって流れる光電流は、式（２）に示すようになる。

［近接センサー側に流れる光電流］
＝［ＰＤ−Ｋのノードを流れる光電流］−［ＰＤ１の交流成分］
＝（Ｉｐｄ１ ＤＣ＋ＡＣ）＋（Ｉｐｄ２ ＤＣ＋ＡＣ）−（Ｉｐｄ１ ＡＣ）
＝（Ｉｐｄ１ ＤＣ）+（Ｉｐｄ２ ＤＣ＋ＡＣ） ・・・式（２）
したがって、近接センサーの回路に渡される光電流からは、フォトダイオードＰＤ１で受ける光電流の交流成分が差し引かれている状態となる。

フォトダイオードＰＤ１で受ける交流成分の情報は、可視光の蛍光灯ノイズを強く受けるため、この情報が近接センサーの回路に渡されると誤動作の原因となりやすいが、上記交流成分を帰還させることで、近接センサーの回路に供給される光電流中に含まれる、可視光の不要な情報を総裁することが可能となり、近接検知の誤作動を防止することが可能となる。

また、コンデンサ１１９およびＤＣパス回路１２０の働きから、物体検出増幅回路１０３に供給される光電流は、式（３）に示すようになる。

［物体検出増幅回路１０３に供給される光電流］
＝［近接センサー側に流れる光電流］−（（Ｉｐｄ１ ＤＣ）＋（Ｉｐｄ２ ＤＣ））
＝（Ｉｐｄ１ ＤＣ）+（Ｉｐｄ２ ＤＣ＋ＡＣ）−（Ｉｐｄ１ ＤＣ）−（Ｉｐｄ２ ＤＣ）
＝Ｉｐｄ２ ＡＣ ・・・式（３）
よって、交流信号を用いて好適に物体検出を行うことが可能であり、検出精度を向上することも可能となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、光の情報を受けて複数の検出機能を有する受光センサーに関する分野に好適に用いることができるだけでなく、受光センサーの製造方法に関する分野にも好適に用いることができ、さらには、受光センサーを備える電子機器、例えば、携帯電話や、液晶テレビ、画像形成装置などの分野にも広く用いることができる。

本発明における受光センサーの実施の一形態を示す等価回路ブロック図である。 本発明における受光センサーの他の実施の形態を示す等価回路ブロック図である。 本発明における受光センサーのさらに他の実施の形態を示す等価回路ブロック図である。 図１に示した受光センサーにおいて、開閉スイッチを追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図２に示した受光センサーにおいて、開閉スイッチを追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図３に示した受光センサーにおいて、開閉スイッチを追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図１に示した受光センサーにおいて、周波数選択回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図２に示した受光センサーにおいて、周波数選択回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図３に示した受光センサーにおいて、周波数選択回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図１に示した受光センサーにおいて、分岐回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図２に示した受光センサーにおいて、分岐回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図３に示した受光センサーにおいて、分岐回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図１に示した受光センサーにおいて、受光素子としてフォトダイオードを用いたときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図２に示した受光センサーにおいて、受光素子としてフォトダイオードを用いたときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図３に示した受光センサーにおいて、受光素子としてフォトダイオードを用いたときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図３に示した受光センサーにおいて、受光素子として２種類のＰＮ接合が一領域に形成されたものを用いたときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 図１６に示した受光素子の断面構造の一例を示す図である。 図１７に示した断面構造を有する受光素子の分光特性を示すグラフである。 図１６に示した受光素子の断面構造の他の例を示す図である。 図１９に示した断面構造を有する受光素子の分光特性を示すグラフである。 波長フィルタの分光特性を示すグラフである。 図１６に示した受光センサーにおいて、受光素子の一方の端子の出力を他方の端子に帰還させる回路を追加したときの構成例を示す等価回路ブロック図である。 従来の受光センサーの構成を示す等価回路ブロック図である。

符号の説明

１１〜２７ 受光センサー
１０１ 受光素子
１０２ 初段増幅回路
１０３ 物体検出増幅回路（増幅回路、第２増幅回路）
１０４ 物体検出処理回路（検出処理回路、第２検出処理回路）
１０５ 照度検出増幅回路（増幅回路、第１増幅回路）
１０６ 照度検出処理回路（検出処理回路、第１検出処理回路）
１０７ 物体検出出力端子
１０８ 照度検出出力端子
１０９ フォトダイオード
１１０ 開閉スイッチ（第２開閉スイッチ）
１１１ 開閉スイッチ（第１開閉スイッチ）
１１２ 周波数選択回路（第２周波数選択回路）
１１３ 周波数選択回路（第１周波数選択回路）
１１４ コンデンサ（分岐回路、第２分岐回路）
１１５ ローパスフィルタ（分岐回路、第１分岐回路）
１１６，１１７ 電流ミラー回路
１１８ コンデンサ
１１９ コンデンサ
１２０ ＤＣパス回路

Claims (23)

1. 外部の光を用いた検出機能を有する受光センサーにおいて、
   外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子と、
   上記受光素子により作成された光電流を用いて、所定の波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた検出信号を作成する検出処理回路とを備え、
   上記検出処理回路は、複数設けられ、互いに接続される接続点を介して上記受光素子に電気的に接続されているとともに、検出する光電流の光の波長が異なるように設定されていることを特徴とする受光センサー。
2. 上記検出機能として、周囲の照度を検出する照度検出機能、および、近接する物体の有無を検出する近接物体検出機能を有しており、
   上記複数の検出処理回路は、
   上記受光素子により作成された光電流を用いて、第１波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流を照度に変換した照度検出信号を作成する照度検出処理回路と、
   上記受光素子により作成された光電流を用いて、第２波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流の有無に応じて物体検出信号を作成する物体検出処理回路とであることを特徴とする請求項１に記載の受光センサー。
3. 上記第１波長を有する光は、可視光であり、
   上記第２波長を有する光は、上記近接する物体からの可視光の反射光であることを特徴とする請求項２に記載の受光センサー。
4. 上記照度検出処理回路は、上記光電流の直流成分を用い、
   上記物体検出処理回路は、上記光電流の交流成分を用いることを特徴とする請求項２に記載の受光センサー。
5. 上記複数の検出処理回路の前段にそれぞれ設けられ、後段の検出処理回路が用いる光電流を増幅する増幅回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の受光センサー。
6. 上記受光素子と上記接続点とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流を増幅する初段増幅回路をさらに備えていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の受光センサー。
7. 上記接続点と上記検出処理回路とが電気的に接続される経路毎にそれぞれ設けられ、上記受光素子との導電接続を開閉する開閉スイッチをさらに備えていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の受光センサー。
8. 上記接続点と上記検出処理回路とが電気的に接続される経路毎にそれぞれ設けられ、上記受光素子により作成された光電流から所定の周波数成分の光電流を選択する周波数選択回路をさらに備えていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の受光センサー。
9. 上記接続点と上記検出処理回路とが電気的に接続される経路毎にそれぞれ設けられ、上記受光素子により作成された光電流の直流成分と交流成分とを分ける分岐回路をさらに備えていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の受光センサー。
10. 外部の光を用いた検出機能を有する受光センサーにおいて、
    外部の光を受光し、受光量に応じて光電流を作成する受光素子と、
    上記受光素子により作成され該受光素子の第１端子から取り出された光電流を用いて、第３波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた第１検出信号を作成する第１検出処理回路と、
    上記受光素子により作成され該受光素子の第２端子から取り出された光電流を用いて、第４波長を有する光に基づいて作成された光電流を検出し、該検出した光電流に応じた第２検出信号を作成する第２検出処理回路とを備えていることを特徴とする受光センサー。
11. 上記検出機能として、周囲の照度を検出する照度検出機能、および、近接する物体の有無を検出する近接物体検出機能を有しており、
    上記第１検出処理回路は、上記第１検出信号として、検出した光電流を照度に変換した照度検出信号を作成する照度検出処理回路であり、
    上記第２検出処理回路は、上記第２検出信号として、検出した光電流の有無に応じて物体検出信号を作成する物体検出処理回路であることを特徴とする請求項１０に記載の受光センサー。
12. 上記第１検出処理回路の前段に設けられ、当該第１検出処理回路が用いる光電流を増幅する第１増幅回路と、
    上記第２検出処理回路の前段に設けられ、当該第２検出処理回路が用いる光電流を増幅する第２増幅回路とをさらに備えていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の受光センサー。
13. 上記受光素子は、１つのフォトダイオードであり、
    上記フォトダイオードの一方の端子が上記第１端子であり、他方の端子が上記第２端子であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の受光センサー。
14. 上記受光素子は、２つのＰＮ接合が一領域に形成されたフォトダイオードであり、
    上記フォトダイオードは、第１導電型の半導体基板の内側に、第２導電型の半導体エリアが該第１導電型の半導体基板の表面から所定の深さに形成されるとともに、該第２導電型の半導体エリアの内側に、第１導電型の半導体エリアが上記第１導電型の半導体基板の表面から所定の深さに形成された構造を有しており、
    上記第１導電型の半導体エリアから引き出された端子が上記第１端子であり、上記第２導電型の半導体エリアから引き出された端子が上記第２端子であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の受光センサー。
15. 上記第３波長を有する光は、可視光であり、
    上記第４波長を有する光は、検出する物体からの可視光の反射光であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の受光センサー。
16. 上記第３波長を有する光は、可視光であり、
    上記第４波長を有する光は、赤外光であることを特徴とする請求項１４に記載の受光センサー。
17. 上記受光素子の第１端子と上記第１検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子との導電接続を開閉する第１開閉スイッチと、
    上記受光素子の第２端子と上記第２検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子との導電接続を開閉する第２開閉スイッチとをさらに備えていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の受光センサー。
18. 上記受光素子の第１端子と上記第１検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流から所定の周波数成分の光電流を選択する第１周波数選択回路と、
    上記受光素子の第２端子と上記第２検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流から所定の周波数成分の光電流を選択する第２周波数選択回路とをさらに備えていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の受光センサー。
19. 上記受光素子の第１端子と上記第１検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流の直流成分と交流成分とを分ける第１分岐回路と、
    上記受光素子の第２端子と上記第２検出処理回路とが電気的に接続される経路に設けられ、上記受光素子により作成された光電流の直流成分と交流成分とを分ける第２分岐回路とをさらに備えていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の受光センサー。
20. 上記第２導電型の半導体エリアが形成される深さは、上記受光素子の分光感度を最適化するように設定されていることを特徴とする請求項１４または１６に記載の受光センサー。
21. 上記受光素子の第１端子から取り出された光電流の直流成分が、上記第１検出処理回路に供給され、該光電流の交流成分が、上記受光素子の第２端子に帰還されていることを特徴とする請求項１４，１６または２０に記載の受光センサー。
22. 上記受光素子の表面、または、上記受光素子を封入しているパッケージの外側に設けられ、所定の波長の光を通す分光感度を持つ波長フィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の受光センサー。
23. 請求項１〜２２のいずれか１項に記載の受光センサーを内蔵することを特徴とする電子機器。

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