JP2017068998A - 近接センサおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークを低減する。
【解決手段】近接センサ（１１）は、窓部材（２３）が発光部（３３）および受光部（３４）の前方へ突出した形状であり、側面（２３ａ）、中間面（２３ｂ）および天面（２３ｃ）を有し、側面（２３ａ）にて全反射した検知光（３３ａ）は、中間面（２３ｂ）または天面（２３ｃ）から外部へ出射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光部と受光部とを備える近接センサおよび電子機器に関する。

近年、スマートフォン等の電子機器には近接センサが備えられている。近接センサは、特許文献１に開示されているように、発光部および受光部を有し、発光部が発した検知光が物体すなわち被検出物にて反射し、受光部へ入射することにより、近接センサすなわち電子機器への被検出物の近接を検出するものである。図９は、従来の一般的な近接センサの構成を示す縦断面図である。

図９に示すように、近接センサ１１１は、近接センサモジュール１２１、遮蔽部材１２２および窓部材１２３を備え、近接センサモジュール１２１は、基板１３１、遮蔽樹脂層１３２、発光部１３３、受光部１３４、透過樹脂層１３５および透過樹脂層１３６を備えている。発光部１３３は、遮蔽樹脂層１３２の発光部配置領域１３２ａ内において透過樹脂層１３５に埋設され、受光部１３４は、遮蔽樹脂層１３２の受光部配置領域１３２ｂ内において透過樹脂層１３６に埋設されている。

発光部１３３が発した検知光１３３ａは、遮蔽部材１２２の発光通過孔１２２ａを通過し、窓部材１２３を経て窓部材１２３の天面１２３ｃから外部へ出射する。また、被検出物にて反射した検知光１３３ａの反射光すなわち入射光１３４ａは、窓部材１２３の天面１２３ｃから窓部材１２３へ入射し、窓部材１２３を経て遮蔽部材１２２の受光通過孔１２２ｂを通過し、受光部１３４へ入射する。

図９に示す近接センサ１１１では、発光部１３３が発した検知光１３３ａが外部へ出射する窓部材１２３の面、および受光部１３４への入射光１３４ａが入射する窓部材１２３の面は、平坦な天面１２３ｃのみとなっている。

国際公開第２０１５／０２５５９１号

上記従来の近接センサ１１１については、例えばスマートフォンに搭載する上において、小型化が要求されている。図１０は、図９に示した近接センサ１１１を小型化した近接センサ１１２の構成を示す縦断面図である。

図１０に示すように、近接センサ１１２において、窓部材１２４は、外周面として、遮蔽部材１２２から前方へ垂直に立ち上がった側面１２４ａ、この側面から窓部材１２４の中心方向へ傾斜した中間面１２４ｂ、および窓部材１２４の底面と平行な天面１２４ｃを有している。中間面１２４ｂは、窓部材１２４の成形後のバリ取りなどによって生じる面であり、単純にバリ取りを行った場合、窓部材１２４の底面に対する中間面１２４ｂの傾斜角度は４５°となる。

このような近接センサ１１２では、小型化したことにより、発光部１３３が発する検知光１３３ａは、窓部材１２４の側面１２４ａ、中間面１２４ｂおよび天面１２４ｃへ入射する。ここで、窓部材１２４が一般的な例えばアクリル製である場合、窓部材１２４の外周面において光が全反射する入射角は４３°となる。したがって、中間面１２４ｂの傾斜角度が上記のように４５°である場合、中間面１２４ｂへ入射した検知光１３３ａの一部は、図１０に矢印にて示すように、最初に入射した中間面１２４ｂにて全反射して窓部材１２４内を進行し、反対側の中間面１２４ｂにて全反射した後、受光部１３４へ入射する。このため、近接センサ１１２では、クロストークが増大し、正確な検出動作を行い難くなるという問題点を有している。

したがって、本発明は、小型化した場合であってもクロストークの増大を抑制することができる近接センサおよび電子機器の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る近接センサは、発光部および受光部の前方に窓部材が設けられ、前記発光部が発した検知光が前記窓部材から外部へ出射する一方、被検知物からの前記検知光の反射光が前記窓部材から入射し、前記受光部へ入射する近接センサにおいて、前記窓部材は、前記発光部および前記受光部の前方へ突出した形状であり、外周面として、前記発光部側から前方へ立ち上がった側面、および前記側面よりも前記窓部材の中心側の中心側面を有し、前記側面にて全反射した前記検知光は、前記中心側面から外部へ出射するようになっていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、窓部材の外周面にて全反射した検知光が受光部へ入射される事態を抑制し、クロストークを低減することができる。

本発明の実施の形態の近接センサの構成を示す縦断面図である。 図１に示した近接センサの分解斜視図である。 図３の（ａ）は、図１に示した近接センサモジュールの平面図、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）におけるＸ１−Ｘ１矢視断面図、図３の（ｃ）は、図３の（ａ）におけるＹ１−Ｙ１矢視断面図である。 図４の（ａ）は、図１に示した遮蔽部材の平面図、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）におけるＸ２−Ｘ２矢視断面図、図４の（ｃ）は、図４の（ａ）におけるＹ２−Ｙ２矢視断面図である。 図５の（ａ）は、図１に示した窓部材の平面図、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるＸ３−Ｘ３矢視断面図、図５の（ｃ）は、図５の（ａ）におけるＹ３−Ｙ３矢視断面図である。 本発明の他の実施の形態の近接センサの構成を示す縦断面図である。 本発明の変形例の近接センサの構成を示す縦断面図である。 本発明の他の変形例の近接センサの構成を示す縦断面図である。 従来の一般的な近接センサの構成を示す縦断面図である。 図９に示した近接センサを小型化した近接センサの構成を示す縦断面図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態の近接センサの構成を示す縦断面図である。図２は、図１に示した近接センサの分解斜視図である。図３の（ａ）は、図１に示した近接センサモジュールの平面図、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）におけるＸ１−Ｘ１矢視断面図、図３の（ｃ）は、図３の（ａ）におけるＹ１−Ｙ１矢視断面図である。図４の（ａ）は、図１に示した遮蔽部材の平面図、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）におけるＸ２−Ｘ２矢視断面図、図４の（ｃ）は、図４の（ａ）におけるＹ２−Ｙ２矢視断面図である。図５の（ａ）は、図１に示した窓部材の平面図、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるＸ３−Ｘ３矢視断面図、図５の（ｃ）は、図５の（ａ）におけるＹ３−Ｙ３矢視断面図である。

図１から図５に示すように、近接センサ１１は、近接センサモジュール２１、遮蔽部材２２および窓部材２３を備えている。

（近接センサモジュール２１）
近接センサモジュール２１は、基板３１、遮蔽樹脂層３２、発光部３３、受光部３４、透過樹脂層３５および透過樹脂層３６を備えている。

遮蔽樹脂層３２は、基板３１の上に固定され、発光部配置領域３２ａおよび受光部配置領域３２ｂを有している。発光部配置領域３２ａおよび受光部配置領域３２ｂは、それぞれ、遮蔽樹脂層３２を上下方向に貫通した貫通孔によって形成され、所定の間隔をおいて並んでいる。発光部配置領域３２ａには発光部３３が配置され、受光部配置領域３２ｂには受光部３４が配置されている。本実施の形態では、発光部配置領域３２ａの径は、受光部３４の径よりも小さい発光部３３の径に合わせて、受光部配置領域３２ｂの径よりも小さくなっている場合を一例として示す。しかしながら、これに限定されず、発光部３３と受光部３４とが同じ径であり、発光部配置領域３２ａの径と受光部配置領域３２ｂの径とが同じであってもよい。あるいは、発光部３３が受光部３４よりも大きい径を有し、発光部配置領域３２ａの径が受光部配置領域３２ｂの径よりも大きくてもよい。

発光部３３は、発光素子を有し、前方へ検知光３３ａ（図１参照）を発する。検知光３３ａは、例えば赤外線である。なお、検知光３３ａは、赤外線以外の、一般に使用される他の光であってもよく、例えば可視光であってもよい。受光部３４は、受光素子を有し、検知光３３ａの反射光等による近接センサ１１への入射光３４ａを検出する。検知光３３ａの領域および入射光３４ａの領域は、図１に示すとおりである。

遮蔽樹脂層３２の高さは、発光部３３および受光部３４の高さより高くなっており、発光部配置領域３２ａの発光部３３の上および周りには透過樹脂層３５が設けられ、受光部配置領域３２ｂの受光部３４の上および周りには透過樹脂層３６が設けられている。これにより、発光部３３は透過樹脂層３５内に埋設され、受光部３４は透過樹脂層３６内に埋設されている。透過樹脂層３５，３６の上面は凸状に湾曲している。

（遮蔽部材２２）
遮蔽部材２２は、図１および図２の例において、板状に形成され、遮蔽樹脂層３２の上に固定されている。遮蔽部材２２には、発光部配置領域３２ａおよび受光部配置領域３２ｂに対応する位置に、貫通孔である発光通過孔２２ａおよび受光通過孔２２ｂが形成されている。発光通過孔２２ａは、発光部３３が発した検知光３３ａの広がる範囲、すなわち検知光３３ａが窓部材２３の内側から入射する窓部材２３の外周面の範囲を規制している。受光通過孔２２ｂは、受光部３４へ入射する入射光３４ａの範囲を規制している。図１では、発光通過孔２２ａの径は、遮蔽樹脂層３２の発光部配置領域３２ａの径よりも小さく、同様に、受光通過孔２２ｂの経は、遮蔽樹脂層３２の受光部配置領域３２ｂの径よりも小さくなっている場合を一例として示している。しかしながら、これに限定する必要は無く、遮蔽部材２２は、検知光３２ａの範囲および入射光３４ａの範囲を各々制限する機能を有していればよい。

（窓部材２３）
本実施の形態では、窓部材２３は、底面が発光通過孔２２ａと受光通過孔２２ｂとの並び方向、すなわち発光部３３と受光部３４との並び方向に長い長方形の場合を一例として示している。しかしながら、これに限定する必要はなく、窓部材２３は、発光通過孔２２ａおよび受光通過孔２２ｂを上面から塞ぐように遮蔽部材２２の上に形成されていればよい。

窓部材２３は、遮蔽部材２２から前方へ突出した形状であり、外周面として、遮蔽部材２２から前方へ垂直に立ち上がった側面２３ａ、この側面から窓部材２３の中心方向へ傾斜した中間面２３ｂ、窓部材２３の底面と平行な天面２３ｃを有している。中間面２３ｂおよび天面２３ｃは、側面２３ａよりも窓部材２３の中心側に位置する中心側面となっている。中間面２３ｂは、通常、窓部材２３の成形後のバリ取りなどによって生じる面である。近接センサ１１では、窓部材２３の底面に対する中間面２３ｂの傾斜角度は４５°よりも大きくなっている。

（窓部材２３の外周面への検知光３３ａの入射）
近接センサ１１では、小型化されていることにより、発光部３３が発した検知光３３ａは、窓部材２３の側面２３ａ、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射する。検知光３３ａの光軸の光は天面２３ｃへ入射し、天面２３ｃから外部へ出射するようになっている。側面２３ａへの検知光３３ａの入射角、および中間面２３ｂへの検知光３３ａの入射角（図１に示すθ１）は、窓部材２３の屈折率で決まる、これら側面２３ａおよび中間面２３ｂにて検知光３３ａが全反射する角度以上となっている。また、これら側面２３ａおよび中間面２３ｂにて窓部材２３の内部へ全反射した検知光３３ａは、天面２３ｃから外部へ出射するようになっている。また、天面２３ｃへ直接入射した検知光３３ａは、天面２３ｃから外部へ出射するようになっている。

このような構成は、発光部３３と発光通過孔２２ａとの相対的な位置関係（これら両者の前後方向の位置関係（遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さ）、並びにこれら両者の左右方向の位置関係）、発光通過孔２２ａの開口径、窓部材２３の側面２３ａおよび中間面２３ｂにおける発光部３３と受光部３４との並び方向の位置、側面２３ａおよび中間面２３ｂの高さ、窓部材２３の厚さ、中間面２３ｂの傾斜角等の条件のうちの一つあるいは複数を調整することに得ることができる。

なお、近接センサ１１の取り付け対象装置の構造から、発光部３３と発光通過孔２２ａとの前後方向の位置関係が制限されている場合には、それ以外の条件を調整すればよい。

また、以上に示した基板３１、遮蔽樹脂層３２、透過樹脂層３５，３６、遮蔽部材２２および窓部材２３は、樹脂材料など、従来から一般に使用されている材料にて形成することができる。

（近接センサ１１の動作）
上記の構成において、発光部３３が発した検知光３３ａは、透過樹脂層３５を経た後、遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａに規制されて広がり、窓部材２３の内側から外周面に入射する。このうち、窓部材２３の側面２３ａへ入射した検知光３３ａ（図１に実線にて記載）は、側面２３ａにて全反射した後、天面２３ｃへ入射し、天面２３ｃから外部へ出射する。また、中間面２３ｂへ入射した検知光３３ａ（図１に破線にて記載）は、中間面２３ｂにて同様に全反射した後、天面２３ｃから外部へ出射する。また、天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは天面２３ｃから外部へ出射する。

一方、近接センサ１１の近くに被検出物が存在する場合、窓部材２３から外部へ出射した検知光３３ａは、被検出物にて反射し、窓部材２３の外周面から窓部材２３の内部を入射し、さらに受光通過孔２２ｂを通過し、透過樹脂層３６を経て受光部３４へ入射する。これにより、近接センサ１１は、近接センサ１１の近くの被検出物の存在を検知することができる。

（近接センサ１１の利点）
近接センサ１１では、発光部３３が発した検知光３３ａのうち、窓部材２３の側面２３ａおよび中間面２３ｂへ入射した検知光３３ａは、それぞれ側面２３ａおよび中間面２３ｂにて全反射した後、天面２３ｃから外部へ出射する。また、天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは天面２３ｃから外部へ出射する。したがって、近接センサ１１では、窓部材２３の外周面にて窓部材２３の内部へ反射した検知光３３ａが、窓部材２３から外部へ出射することなく受光部３４へ入射する事態を抑制し、クロストークの発生を低減することができる。

また、窓部材２３の側面２３ａおよび中間面２３ｂへ入射した光は、側面２３ａおよび中間面２３ｂにて全反射し、外部へ出射しないので、側面２３ａあるいは中間面２３ｂの外部近傍に、例えば近接センサ１１が装着される装置の筐体が存在する場合であっても、筐体からの検知光３３ａの反射光によるクロストークの発生を防止することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（近接センサ１２の構成）
図６は、本発明の他の実施の形態の近接センサの構成を示す縦断面図である。図６に示した近接センサ１２の各部の構造の概要は、図２から図５に基づいて上述したとおりである。以下では、近接センサ１２が前記近接センサ１１と異なる部分について説明する。

近接センサ１２では、小型化されていることにより、発光部３３が発した検知光３３ａは、窓部材２３の側面２３ａ、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射するようになっている。詳細には、近接センサ１２は、前記近接センサ１１と比較して、側面２３ａおよび中間面２３ｂが長く、天面２３ｃが短くなっている。これにより、発光部３３が発する検知光３３ａの光軸の光は、中間面２３ｂへ入射し、中間面２３ｂから外部へ出射する。すなわち、中間面２３ｂへの上記光の入射角は、窓部材２３の屈折率で決まる、中間面２３ｂにて上記光が全反射する角度よりも小さくなっている。

また、近接センサ１２の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さは、前記近接センサ１１の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さよりも薄くなっている。また、遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａの中心は、発光部３３の中心よりも発光部３３と受光部３４との並び方向の外側へずれた位置となっている。

（近接センサ１２の動作）
近接センサ１２の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さ、遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａの中心と発光部３３の中心との位置関係、および窓部材２３の側面２３ａの高さが上記のようになっていることにより、発光部３３が発する検知光３３ａのうち、窓部材２３の側面２３ａの下部へ入射した検知光３３ａ（図６に二点鎖線にて記載）は、側面２３ａへの入射角が全反射する入射角よりも小さくなり、側面２３ａから外部へ出射する。また、窓部材２３の側面２３ａの上部へ入射した検知光３３ａ（図６に破線にて記載）は、側面２３ａへの入射角が全反射する入射角以上となり、側面２３ａにて全反射する。側面２３ａにて全反射した検知光３３ａは、中間面２３ｂから外部へ出射する。すなわち、中間面２３ｂは、側面２３ａにて全反射して入射する検知光３３ａの入射角が全反射する入射角より小さくなる傾斜角に設定されている。

一方、発光部３３が発する検知光３３ａのうち、窓部材２３の中間面２３ｂへ入射した検知光３３ａ（図６に実線にて記載）、および天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは、中間面２３ｂおよび天面２３ｃから外部へ出射する。

（近接センサ１２の利点）
近接センサ１２では、窓部材２３の側面２３ａの下部へ入射した検知光３３ａは側面２３ａから外部へ出射する。また、窓部材２３の側面２３ａの上部へ入射した検知光３３ａは側面２３ａにて全反射した後、中間面２３ｂから外部へ出射する。また、窓部材２３の中間面２３ｂへ入射した検知光３３ａおよび天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは、中間面２３ｂおよび天面２３ｃから外部へ出射する。したがって、近接センサ１２では、窓部材２３の外周面にて窓部材２３の内部へ反射した検知光３３ａが、窓部材２３から出射することなく受光部３４へ入射する事態を抑制し、クロストークの発生を低減することができる。

また、近接センサ１２では、窓部材２３の側面２３ａの下部からも検知光３３ａが外部へ出射する。したがって近接センサ１２は検出領域が広くなっている。具体的には、近接センサ１２は、窓部材２３の側方の被検出物も検出するように配置された状態において、窓部材２３の側方に被検出物が近接した状態を検出することができる。

なお、以上の実施の形態に示した近接センサ１１，１２の構成は、下記のように表現することが可能である。

前記発光部３３および前記窓部材２３と前記窓部材２３との間に遮蔽部材２２が設けられ、前記遮蔽部材２２は、前記遮蔽部材２２からの前記検知光３３ａが通過する発光通過孔２２ａ、および前記受光部３４への入射光が通過する受光通過孔２２ｂを有し、前記発光部３３の発光点と前記発光通過孔２２ａの端部とを結んだ直線が前記窓部材２３の前記側面２３ａと交わる第１の点において、前記側面２３ａの垂線と前記直線とのなす入射角度が前記窓部材２３の屈折率で決まる全反射角よりも大きい角度をなす領域を前記側面２３ａが少なくとも有しており、さらに前記第１の点から前記垂線を挟んで前記入射角度と同じ角度で前記窓部材２３の中心側面（天面２３ｃまたは中間面２３ｂ）へ延長した直線と前記中心側面の垂線とのなす角度が前記全反射角よりも小さい角度となるように、前記発光通過孔２２ａの寸法と前記側面２３ａとの位置を調整して、近接センサの各構成要素が配置されている。これにより、発光部３３から発した検知光３３ａが側面２３ａで全反射するとともに、この反射光が中心側面（天面２３ｃおよび中間面２３ｂ）で全反射しないので、クロストークを防ぐことができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態を以下に説明する。

上記の近接センサ１１，１２では、窓部材２３の外周面は、側面２３ａ、中間面２３ｂおよび天面２３ｃを有し、それぞれが平坦面である構成となっている。しかしながら、窓部材２３の外周面の形状はこれに限定されない。例えば、傾斜角度が異なる複数の中間面２３ｂを有する構成であってもよい。あるいは、中心側面が凸状の湾曲面にて形成されたドーム形状（各面が湾曲面）であってもよい。この場合、例えば、ドーム形状に外接する、窓部材２３の底面に垂直な接線に対応する範囲を側面２３ａと見なし、窓部材２３の底面に平行な接線に対応する範囲を天面２３ｃと見なし、底面に垂直な上記接線と底面に平行な上記接線とを結ぶ接線に対応する範囲を中間面２３ｂと見なしてもよい。

〔変形例１〕
本発明の変形例を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前述した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、以下の各例においても、中間面２３ｂおよび天面２３ｃは、側面２３ａよりも窓部材２３の中心側に位置する中心側面となっている。

（近接センサ１３の構成）
図７は、本発明の変形例の近接センサの構成を示す縦断面図である。図７に示した近接センサ１３の各部の構造の概要は、図２から図５に基づいて上述したとおりである。以下では、近接センサ１３が前記近接センサ１１と異なる部分について説明する。

近接センサ１３では、小型化されていることにより、発光部３３が発した検知光３３ａは、窓部材２３の側面２３ａ、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射するようになっている。詳細には、近接センサ１３は、前記近接センサ１１と比較して、窓部材２３の厚さが薄く、側面２３ａが短く、中間面２３ｂが長く、天面２３ｃが短くなっている。これにより、発光部３３が発する検知光３３ａの光軸の光は、中間面２３ｂへ入射するようになっている。この場合の中間面２３ｂへの上記光の入射角は、窓部材２３の屈折率で決まる、中間面２３ｂにて上記光が全反射する角度よりも小さくなっている。

また、近接センサ１３の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さは、前記近接センサ１１の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さよりも薄くなっている。また、遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａの中心は、発光部３３の中心よりも発光部３３と受光部３４との並び方向の外側へずれた位置となっている。

（近接センサ１３の動作）
近接センサ１３の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さ、遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａの中心と発光部３３の中心との位置関係、および窓部材２３の側面２３ａの高さが上記のようになっていることにより、発光部３３が発する検知光３３ａのうち、窓部材２３の側面２３ａへ入射した検知光３３ａ（図７に二点鎖線にて記載）は、側面２３ａへの入射角が全反射する入射角よりも小さくなり、側面２３ａから外部へ出射する。

また、発光部３３が発する検知光３３ａのうち、窓部材２３の中間面２３ｂへ入射した検知光３３ａ（図７に実線にて記載）、および天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは、入射角が全反射する入射角よりも小さくなり、中間面２３ｂおよび天面２３ｃから外部へ出射する。

（近接センサ１３の利点）
近接センサ１３では、窓部材２３の側面２３ａ、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは、それぞれ全反射することなく、側面２３ａ、中間面２３ｂおよび天面２３ｃから外部へ出射する。したがって、窓部材２３の外周面にて窓部材２３の内部へ反射した検知光３３ａが、窓部材２３から外部へ出射することなく受光部３４へ入射する事態を抑制し、クロストークの発生を低減することができる。

また、近接センサ１３では、窓部材２３の側面２３ａからも検知光３３ａが外部へ出射する。したがって近接センサ１３は検出領域が広くなっている。具体的には、近接センサ１３は、窓部材２３の側方の被検出物も検出するように配置された状態において、窓部材２３の側方に被検出物が近接した状態を検出することができる。

〔変形例２〕
本発明の他の変形例を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前述した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（近接センサ１４の構成）
図８は、本発明の他の変形例の近接センサの構成を示す縦断面図である。図８に示した近接センサ１４の各部の構造の概要は、図２から図５に基づいて上述したとおりである。以下では、近接センサ１４が前記近接センサ１１と異なる部分について説明する。

近接センサ１４は、従来の近接センサ１１１と比較して小型化されている。近接センサ１４は、前記近接センサ１１と比較して、窓部材２３の厚さが薄く、側面２３ａが短く、中間面２３ｂが長く、天面２３ｃが短くなっている。これにより、発光部３３が発する検知光３３ａの光軸の光は、中間面２３ｂへ入射するようになっている。

また、近接センサ１４の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さは、前記近接センサ１１の遮蔽樹脂層３２および遮蔽部材２２の厚さよりも薄くなっている。さらに、発光部３３と遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａとの位置関係、および発光通過孔２２ａの径を調整することにより、発光部３３が発する検知光３３ａは、窓部材２３の側面２３ａへは入射せず、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射するようになっている。この場合の中間面２３ｂおよび天面２３ｃへの検知光３３ａの入射角は、検知光３３ａが全反射する入射角よりも小さくなっている。

（近接センサ１４の動作）
近接センサ１４の発光部３３が発した検知光３３ａは、窓部材２３の側面２３ａへは入射せず、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射する。この場合、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへの検知光３３ａの入射角は、検知光３３ａが全反射する入射角よりも小さくなる。したがって、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射した検知光３３ａは、中間面２３ｂおよび天面２３ｃから外部へ出射する。

（近接センサ１４の利点）
近接センサ１４では、発光部３３が発した検知光３３ａは、窓部材２３の側面２３ａへは入射せず、中間面２３ｂおよび天面２３ｃへ入射し、中間面２３ｂおよび天面２３ｃから外部へ出射する。したがって、窓部材２３の外周面にて窓部材２３の内部へ反射した検知光３３ａが、窓部材２３から出射することなく受光部３４へ入射する事態を抑制し、クロストークの発生を低減することができる。

また、近接センサ１４では、発光部３３が発した検知光３３ａが窓部材２３の側面２３ａへは入射しないので、側面２３ａの外部近傍に、例えば近接センサ１１が装着される装置の筐体が存在する場合であっても、筐体からの検知光３３ａの反射光によるクロストークの発生を防止することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る近接センサは、発光部３３および受光部３４の前方に窓部材２３が設けられ、前記発光部３３が発した検知光３３ａが前記窓部材２３から外部へ出射する一方、被検知物からの前記検知光３３ａの反射光が前記窓部材２３から入射し、前記受光部３４へ入射する近接センサにおいて、前記窓部材２３は、前記発光部３３および前記受光部３４の前方へ突出した形状であり、外周面として、前記発光部３３側から前方へ立ち上がった側面２３ａ、および前記側面２３ａよりも前記窓部材２３の中心側の中心側面（中間面２３ｂ、天面２３ｃ）を有し、前記側面２３ａにて全反射した前記検知光３３ａは、前記中心側面から外部へ出射するようになっている。

上記の構成によれば、発光部３３が発した検知光３３ａは窓部材２３から外部へ出射する一方、被検知物からの検知光３３ａの反射光は窓部材２３から入射し、受光部３４へ入射する。窓部材２３は、発光部３３および受光部３４の前方へ突出した形状であり、外周面として、発光部３３側から前方へ立ち上がった側面２３ａ、および側面２３ａよりも窓部材２３の中心側の中心側面（中間面２３ｂ、天面２３ｃ）を有する。側面２３ａにて全反射した検知光３３ａは、中心側面から外部へ出射する。

これにより、窓部材２３の外周面における、発光部３３が発した検知光３３ａの入射領域内に、窓部材２３の側面２３ａや天面２３ｃおよび側面２３ａと天面２３ｃとの中間面２３ｂが存在した場合であっても、外周面にて全反射した検知光３３ａが受光部３４へ入射される事態を抑制し、クロストークを低減することができる。

本発明の態様２に係る近接センサは、上記態様１において、前記中心側面は、前記窓部材２３の中心部に位置する天面２３ｃと、前記天面２３ｃと前記側面２３ａとの間に位置する中間面２３ｂとを有し、前記検知光３３ａの光軸の光は、前記天面２３ｃへ入射し、前記天面２３ｃから外部へ出射し、前記側面２３ａおよび前記中間面２３ｂへ入射した前記検知光３３ａは、前記側面２３ａおよび前記中間面２３ｂにて全反射し、前記天面２３ｃから外部へ出射するようになっている。

上記の構成によれば、発光部３３は発した検知光３３ａの光軸の光は窓部材２３の天面２３ｃへ入射し、天面２３ｃから外部へ出射する。また、窓部材２３の側面２３ａおよび中間面２３ｂへ入射した検知光３３ａは、側面２３ａおよび中間面２３ｂにて全反射し、天面２３ｃから外部へ出射する。

これにより、発光部３３が発した検知光３３ａが窓部材２３の外周面にて全反射し、受光部３４へ入射する事態を抑制でき、クロストークを低減することができる。

本発明の態様３に係る近接センサは、上記態様１において、前記中心側面は、前記窓部材２３の中心部に位置する天面２３ｃと、前記天面２３ｃと前記側面２３ａとの間に位置する中間面２３ｂとを有し、前記検知光３３ａの光軸の光は、前記中間面２３ｂへ入射し、前記中間面２３ｂから外部へ出射し、前記側面２３ａへ入射した前記検知光３３ａのうち、前記発光部３３寄りの領域へ入射した前記検知光３３ａは前記側面２３ａを経て外部へ出射し、前記中間面２３ｂ寄りの領域へ入射した前記検知光３３ａは前記側面２３ａにて全反射し、前記中間面２３ｂから外部へ出射するようになっている。

上記の構成によれば、発光部３３は発した検知光３３ａの光軸の光は窓部材２３の中間面２３ｂへ入射し、中間面２３ｂから外部へ出射する。また、窓部材２３の側面２３ａへ入射した検知光３３ａのうち、発光部３３寄りの領域へ入射した検知光３３ａは側面２３ａから外部へ出射する。一方、窓部材２３の側面２３ａへ入射した検知光３３ａのうち、中間面２３ｂ寄りの領域へ入射した検知光３３ａは側面２３ａにて全反射し、中間面２３ｂから外部へ出射する。

これにより、発光部３３が発した検知光３３ａが窓部材２３の外周面にて全反射し、受光部３４へ入射する事態を抑制でき、クロストークを低減することができる。

本発明の態様４に係る近接センサは、上記態様３において、前記中間面２３ｂは、前記側面２３ａにて全反射して入射する前記検知光３３ａの入射角が全反射する入射角より小さくなる傾斜角に設定されている。

上記の構成によれば、窓部材２３の中間面２３ｂは、側面２３ａにて全反射して入射する検知光３３ａの入射角が全反射する入射角より小さくなる傾斜角に設定されているので、窓部材２３の側面２３ａにて全反射して入射した検知光３３ａを中間面２３ｂから確実に外部へ出射させることができる。

本発明の態様５に係る近接センサは、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記発光部３３および前記受光部３４と前記窓部材２３との間に遮蔽部材２２が設けられ、前記遮蔽部材２２は、前記発光部３３からの前記検知光３３ａが通過する発光通過孔２２ａ、および前記受光部３４への入射光３４ａが通過する受光通過孔２２ｂを有している。

上記の構成によれば、発光部３３が発した検知光３３ａは、遮蔽部材２２の発光通過孔２２ａを通過して、窓部材２３の外周面へ入射し、窓部材２３から入射した入射光３４ａは受光通過孔２２ｂを通過して受光部３４へ入射する。

これにより、発光部３３と発光通過孔２２ａとの位置関係、発光通過孔２２ａの径、あるいは側面２３ａ（側面２３ａに相当する面）の高さを調整することにより、窓部材２３の外周面に対する検知光３３ａの入射領域を容易に設定することができる。

本発明の態様６に係る近接センサは、上記態様１において、前記発光部３３および前記窓部材２３と前記窓部材２３との間に遮蔽部材２２が設けられ、前記遮蔽部材２２は、前記遮蔽部材２２からの前記検知光３３ａが通過する発光通過孔２２ａ、および前記受光部３４への入射光が通過する受光通過孔２２ｂを有し、前記発光部３３の発光点と前記発光通過孔２２ａの端部とを結んだ直線が前記窓部材２３の前記側面２３ａと交わる第１の点において、前記側面２３ａの垂線と前記直線とのなす入射角度が前記窓部材２３の屈折率で決まる全反射角よりも大きい角度をなす領域を前記側面２３ａが少なくとも有しており、さらに前記第１の点から前記垂線を挟んで前記入射角度と同じ角度で前記窓部材２３の前記中心側面（天面２３ｃまたは中間面２３ｂ）へ延長した直線と前記中心側面の垂線とのなす角度が前記全反射角よりも小さい角度となるように、前記発光通過孔２２ａの寸法と前記側面２３ａとの位置を調整して、近接センサの各構成要素が配置されている。

これにより、発光部３３から発した検知光３３ａが側面２３ａで全反射するとともに、この反射光が中心側面（天面２３ｃおよび中間面２３ｂ）で全反射しないので、クロストークを防ぐことができる。

本発明の態様７に係る電子機器は、上記態様１から６のいずれかの態様の近接センサを備えているので、近接センサによりクロストークの少ない検出動作を行うことができる。

本発明は上述した各実施の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、異なる実施の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の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

11〜14 近接センサ
２１ 近接センサモジュール
２２ 遮蔽部材
２２ａ 発光通過孔
２２ｂ 受光通過孔
２３ 窓部材
２３ａ 側面
２３ｂ 中間面
２３ｃ 天面
３１ 基板
３２ 遮蔽樹脂層
３２ａ 発光部配置領域
３２ｂ 受光部配置領域
３３ 発光部
３３ａ 検知光
３４ 受光部
３５ 透過樹脂層
３６ 透過樹脂層

Claims (7)

1. 発光部および受光部の前方に窓部材が設けられ、前記発光部が発した検知光が前記窓部材から外部へ出射する一方、被検知物からの前記検知光の反射光が前記窓部材から入射し、前記受光部へ入射する近接センサにおいて、
   前記窓部材は、前記発光部および前記受光部の前方へ突出した形状であり、外周面として、前記発光部側から前方へ立ち上がった側面、および前記側面よりも前記窓部材の中心側の中心側面を有し、
   前記側面にて全反射した前記検知光は、前記中心側面から外部へ出射するようになっていることを特徴とする近接センサ。
2. 前記中心側面は、前記窓部材の中心部に位置する天面と、前記天面と前記側面との間に位置する中間面とを有し、
   前記検知光の光軸の光は、前記天面へ入射し、前記天面から外部へ出射し、
   前記側面および前記中間面へ入射した前記検知光は、前記側面および前記中間面にて全反射し、前記天面から外部へ出射するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
3. 前記中心側面は、前記窓部材の中心部に位置する天面と、前記天面と前記側面との間に位置する中間面とを有し、
   前記検知光の光軸の光は、前記中間面へ入射し、前記中間面から外部へ出射し、
   前記側面へ入射した前記検知光のうち、前記発光部寄りの領域へ入射した前記検知光は前記側面を経て外部へ出射し、前記中間面寄りの領域へ入射した前記検知光は前記側面にて全反射し、前記中間面から外部へ出射するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
4. 前記中間面は、前記側面にて全反射して入射する前記検知光の入射角が全反射する入射角より小さくなる傾斜角に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の近接センサ。
5. 前記発光部および前記受光部と前記窓部材との間に遮蔽部材が設けられ、
   前記遮蔽部材は、前記発光部からの前記検知光が通過する発光通過孔、および前記受光部への入射光が通過する受光通過孔を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の近接センサ。
6. 前記発光部および前記受光部と前記窓部材との間に遮蔽部材が設けられ、
   前記遮蔽部材は、前記発光部からの前記検知光が通過する発光通過孔、および前記受光部への入射光が通過する受光通過孔を有し、
   前記発光部の発光点と前記発光通過孔の端部とを結んだ直線が前記窓部材の前記側面と交わる第１の点において、前記側面の垂線と前記直線とのなす入射角度が前記窓部材の屈折率で決まる全反射角よりも大きい角度をなす領域を前記側面が少なくとも有しており、さらに前記第１の点から前記垂線を挟んで前記入射角度と同じ角度で前記窓部材の前記中心側面へ延長した直線と前記中心側面の垂線とのなす角度が前記全反射角よりも小さい角度となるように、前記発光通過孔の寸法と前記側面との位置を調整して、近接センサの各構成要素が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の近接センサを備えていることを特徴とする電子機器。

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