JP2019133961A - Optical sensors and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光センサおよび電子機器に関する。 The present invention relates to an optical sensor and an electronic device.
従来、光センサとしては、特開2001−250254号公報(特許文献1)に記載のように、発光素子の発光状態をモニタするモニタ用受光素子を備えたものがある。また同様に、光センサとして、特開2014−720470号公報(特許文献2)に記載のように、レーザー光の一部を透過させ、残部を入射方向に交差する方向でモニタ用受光素子に向けて反射させる光分離素子を備えたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical sensor, there is an optical sensor provided with a monitor light receiving element for monitoring a light emitting state of a light emitting element as described in JP-A-2001-250254 (Patent Document 1). Similarly, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-720470 (Patent Document 2), as an optical sensor, a part of the laser light is transmitted and the remaining part is directed to the monitoring light receiving element in a direction crossing the incident direction. Some have a light separation element that reflects light.
もし、仮に、特許文献1および2を組み合わせたとすると、図10に示すように、基板1上に発光素子2と検知物検出用受光素子3とモニタ用受光素子4とを設けて、発光素子2からのレーザー光の一部7を光分離素子5に透過させ、レーザー光の残部8を入射方向に交差する方向でモニタ用受光素子4に向けて反射させる光センサが考えられる(なお、この図10に示す光センサは本件発明の課題を明確に説明するための比較例で、従来技術ではない。)。なお、図10において、特に、ケース12は従来技術(特許文献1および2)に記載されているものではない。
If
このように、モニタ用受光素子4と光分離素子5とを用いれば、レーザー光の残部8のモニタリングングにより、受光量変動の影響等に応じて発光素子2等を制御可能なため、検知物10の検出精度が上がり有益である。
In this way, if the monitoring
しかしながら、図10に示す光センサでは、発光素子2上に反射材としての例えばガラス等からなる光分離素子5を設けているので、発光素子2から検知物10へ有効に利用できる光量が減衰するという問題がある。
However, in the optical sensor shown in FIG. 10, since the
また、発光素子2に対向するケース12の開口部18の面積が、光分離素子5を支える支え部19によって制限されるため、ケース12の開口部18の壁面や支え部19に照射された散乱光がモニタ用受光素子4に戻って誤動作を起こすことが考えられる。
Further, since the area of the
さらに、光分離素子5を通じて外乱光14とモニタ用受光素子4との間に導光路ができるため、外乱光14による誤動作が発生し易いという問題がある。
Furthermore, since a light guide path is formed between the
そこで、この発明の課題は、ケースの開口部の壁等からの散乱光がモニタ用受光素子に戻り難くて誤動作が起こり難く、外乱光による誤動作が発生し難い光センサを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical sensor in which scattered light from the wall of the opening of the case or the like is difficult to return to the light receiving element for monitoring, so that malfunction does not easily occur, and malfunction due to ambient light hardly occurs.
上記課題を解決するため、この発明の光センサは、
発光素子と、
上記発光素子から出射された光の一部の検知物からの反射光を受光する第1受光素子と、
上記発光素子から出射された光の一部を検出基準として受ける第2受光素子と、
上記発光素子を収容する第1の室と、上記第2受光素子を収容する第2の室と、上記第1受光素子を収容する第3の室と、上記発光素子から検知物への光が通過する開口部を有する遮光性の材料からなるケースと
を備え、
上記第1の室と第2の室との間の仕切壁には、上記検出基準となる上記光の一部が通過する窓が設けられていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an optical sensor of the present invention is
A light emitting element;
A first light receiving element that receives reflected light from a part of a detected object of light emitted from the light emitting element;
A second light receiving element that receives a part of the light emitted from the light emitting element as a detection reference;
A first chamber containing the light emitting element, a second chamber containing the second light receiving element, a third chamber containing the first light receiving element, and light from the light emitting element to the detection object. A case made of a light shielding material having an opening to pass through,
The partition wall between the first chamber and the second chamber is provided with a window through which a part of the light serving as the detection reference passes.
この発明によれば、ケースの開口部の壁からの散乱光がモニタ用受光素子に戻り難くて誤動作が起こり難く、外乱光による誤動作が発生し難い光センサが実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize an optical sensor in which scattered light from the wall of the opening of the case is difficult to return to the monitor light-receiving element and malfunction is difficult to occur, and malfunction due to disturbance light is unlikely to occur.
以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(第1実施形態)
図1に示すように、この第1実施形態の光センサは、例えば半導体からなる基板1上に発光素子2と第1および第2受光素子3,4を設けている。上記発光素子2は例えばVCSEL(面発光型半導体レーザー素子)からなり、検知物10に向けて光の一部37を出射する。上記第1および第2受光素子3,4は、例えばSPAD(シングフォトンアバランシェダイオード)等である。第1受光素子3は、発光素子2から出射された光の一部37の検知物10からの反射光38を受光する検出用の受光素子3である。第2受光素子4は、発光素子2から出射された光の一部39を検出基準として受けるモニタ用の受光素子4である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the optical sensor according to the first embodiment includes a
一方、上記基板1には、遮光性の材料である例えば樹脂、半導体、金属等からなるケース20を固定している。上記ケース20は、基板1と共に、第1、第2および第3の室21,22,23を形成している。上記第1の室21は発光素子2を収容し、第2の室22は第2受光素子4を収容し、第3の室23は第1受光素子3を収容している。なお、図11に示すように、ケース20にセラミックを用いると主に光センサとして使用する赤外線の波長の透過率が非常に低く、有益である。
On the other hand, a
上記ケース20には、第1の室21に開口し、発光素子2から検知物10への光37が通過する開口部25を設けている。この開口部25には、光分離素子を設けていなくて、光の減衰が少なくなるようにしている。
The
上記第1の室21と第2の室22との間の仕切壁51には、検出基準となる光39が通過する窓52を設けている。一方、上記第2の室22と第3の室23との間の遮光壁55には窓が無くて、第1受光素子3と第2受光素子4との間を光学的に完全に遮断している。
The
また、上記ケース20の第2の室22の壁面の全てまたは一部に散乱部53を設けている。この散乱部53は、例えば、ケース20の第2の室22の壁面を形成する部分を粗面加工して形成しても良く、あるいは、第2の室22の内面に粗面を形成する塗膜を塗布して形成してもよく、あるいは、上記ケース20の遮光性材料自体の性質によって散乱部を形成してもよい。
Further, a scattering
一方、上記第3の室23の第1受光素子3に対向する開口29には、ガラスフィルタ57を設けて、信号光である光38以外の波長成分を有する光をフィルタリングしている。
On the other hand, a
また、上記ケース20の開口部25の第2受光素子4側の側面の少なくとも一部は、上記仕切壁51の発光素子2側の側面の少なくとも一部よりも上記発光素子2側に位置させるか、あるいは、上記開口部25の第2受光素子4側の側面の少なくとも一部は、上記仕切壁51の発光素子2側の側面の少なくとも一部と、上記発光素子2から検知物10への光37の光軸方向に重ねている。
Whether at least a part of the side surface of the opening 25 of the
このような配置構成によって、上記ケース20の開口部25の壁およびその近傍からの散乱光が第2受光素子4に入射するのを仕切壁51で遮ることができ、また、外乱光14が第2受光素子4に入射するのを仕切壁51で遮ることができて、誤動作を防止できるようになっている。
With such an arrangement, scattered light from the wall of the
上記構成の光センサによれば、上記遮光性の材料からなるケース20内が第1、第2、第3の室21,22,23に分けられ、これらの第1、第2および第3の室21,22,23に発光素子2、第2受光素子4および第1受光素子3が夫々収容され、かつ、上記第1の室21と第2の室22との間の仕切壁51には、上記検出基準となる光の一部39が通過する窓52が設けられているから、この仕切壁51によって、ケース20の開口部25の壁からの散乱光や外乱光14が第2受光素子4に到達することが妨げられて、散乱光や外乱光14による誤動作が発生し難い。
According to the optical sensor having the above configuration, the inside of the
また、仮に、外乱光14が仕切壁51の窓52に到達して、窓52の内面の下部に衝突しても、第2受光素子4と反対側に反射されるから、外乱光14が第2受光素子3に到達し難い。
Further, even if the
一方、上記仕切壁51の窓52を通った発光素子2からの光39に対しては、この光39を散乱させて第2受光素子4に導く散乱部53が第2の室22に設けられているから、上記窓52を通った光39を確実に第2受光素子4に導くことができて、上記窓52を通った光39を確実に検出基準として用いることができる。
On the other hand, for the light 39 from the
図2は、図10の比較例の光センサについて、X座標値およびY座標値 [mm]と、非干渉性放射照度 [W]との関係の光学シミュレーションの結果を示す図であり、図3は、図1に示す第1実施形態の光センサについて、X座標値およびY座標値 [mm]と、非干渉性放射照度放射照度 [W]との関係の光学シミュレーションの結果を示す図である。 2 is a diagram showing the result of optical simulation of the relationship between the X coordinate value and the Y coordinate value [mm] and the incoherent irradiance [W] for the optical sensor of the comparative example of FIG. These are figures which show the result of the optical simulation of the relationship between X coordinate value and Y coordinate value [mm], and incoherent irradiance irradiance [W] about the optical sensor of 1st Embodiment shown in FIG. .
この図2および3から分かるように、図2および10に示す比較例では直接入力光成分により受光量に偏りが生じているのに対して、図1および3に示す第1実施形態では受光領域の全域に光が散乱されて受光量に偏りが無いことが分かる。このことは、第1実施形態の光センサでは、外乱光14の成分を除去するだけでなく、受光領域の小型化も可能になることも示していて、この点からも第1実施形態の光センサは有益である。
As can be seen from FIGS. 2 and 3, in the comparative example shown in FIGS. 2 and 10, the received light amount is biased by the direct input light component, whereas in the first embodiment shown in FIGS. It can be seen that light is scattered over the entire area of the light and there is no bias in the amount of light received. This indicates that the optical sensor according to the first embodiment not only removes the component of the
次に、第1実施形態の光センサを用いた具体例としてのTOF(飛行時間:Time Of Flight)センサについて詳細に説明する。 Next, a TOF (Time Of Flight) sensor as a specific example using the optical sensor of the first embodiment will be described in detail.
TOFセンサには、高速かつ高精細な光検出を必要とするから、第1および第2受光素子3,4に、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、微弱光を高速に検出する手法でアバランシェフォトダイオードが用いられる。アバランシェフォトダイオードでは、逆バイアス電圧を降伏電圧(ブレークダウン電圧)以下で動作させると、受光量に対して追従して出力電流が変動するリニアモードとなり、ブレークダウン電圧以上で動作させることでガイガーモードとなる。ガイガーモードでは、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ることができることから、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。
Since the TOF sensor requires high-speed and high-definition light detection, the avalanche effect of the photodiode is used for the first and second
図4に示すようにガイガーモードでは、シングルフォトンアバランシェダイオード(以下、簡明に記載するため、SPADと略記する場合と、SPADを参照符号として用いる場合がある。)と直列にクエンチング抵抗Rを接続し、一定以上の電流が流れるとクエンチング抵抗によりクエンチングされ、SPAD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。なお、60は出力トランジスタである。
As shown in FIG. 4, in Geiger mode, a quenching resistor R is connected in series with a single photon avalanche diode (hereinafter, for the sake of brevity, abbreviated as SPAD and SPAD may be used as a reference symbol). However, when a current of a certain level or more flows, it is quenched by the quenching resistor, the voltage applied to the SPAD decreases, and the avalanche phenomenon stops.
このようシングルフォトンアバランシェダイオードSPADは高速動作が可能であり、基準側受光素子である第2受光素子4の検出タイミングを起点に、検出側受光素子である第1受光素子3が検出するまでの時間tを用いて、光センサと検知物10までの距離LをL=C(光速)×t ÷2により高精度に算出することが可能であるから、第1実施形態の光センサにより、第2受光素子4で直接検出する発光素子2からの光39の検出時間を基準として、この基準となる検出時間と、検知物10からの反射された光38の第1受光素子3での検出時間との差分により、検知物10とこの光センサとの間の距離を正確に求めることが可能となる。
The single photon avalanche diode SPAD can operate at high speed, and the time until the first
図5はTOF(飛行時間:Time Of Flight)センサのブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram of a TOF (Time Of Flight) sensor.
図5において、1はVCSEL(面発光型半導体レーザー素子)からなる発光素子、201は高電圧発生器、3は戻り側のSPDアレイからなる第1受光素子3、4は基準側のSPDアレイからなる第2受光素子、103は戻り側のSPDフロントエンドインターフェース、104は基準側のフロントエンドインターフェースである。
In FIG. 5, 1 is a light emitting element made of VCSEL (surface emitting semiconductor laser element), 201 is a high voltage generator, 3 is a first
また、105は基準電流発生器、106は発振器、107は基準電圧発生器、108はヒューズ、110はフェーズロックループ(PPL)、111はディレイロックループ(DLL)、112はレンジカウンタ、113は戻り側のパルスカウンタ、114は基準側のパルスカウンタである。
105 is a reference current generator, 106 is an oscillator, 107 is a reference voltage generator, 108 is a fuse, 110 is a phase lock loop (PPL), 111 is a delay lock loop (DLL), 112 is a range counter, and 113 is a return. The
また、121はコマンドレジスタ、122はデータレジスタ、123はアイ・ツー・シーインタラプト(I2C)、124は入出力ポート、130はエミッタドライバーである。また、AVDDは正電源端子、AVDD_VCSELは面発光型半導体レーザー素子である発光素子2の正電源端子、AVSS_VCSELは発光素子2の負電源端子、VCSEL_Aは発光素子2のアノード、VCSEL_Kは発光素子2のカソード、SDA,SCL,INTはシリアル伝送端子、AGND,DGNDはアナログおよびデジタルグランド端子である。
上記エミッタドライバー130でパルス駆動された発光素子2からの光信号が、高電圧発生器101から高電圧が印加された戻り側のSPDアレイからなる第1受光素子3および基準側のSPADアレイからなる第2受光素子4で受光される。上記第1受光素子3で検出された戻り側の信号光の検出時間と、第2受光素子4で検出された基準側の信号光の検出時間との時間差を数万発のパルス分DLL111で平均化する。その後、時間差依存するパルス信号数をレンジカウンタ112で検出し、アイ・ツー・シーインターラプト(I2C)にて距離値として出力する。このため二つのSPADアレイである第1および第2受光素子3,4間の整合性が必要となるが、第1実施形態の光センサは、第1および第2受光素子3,4には外乱や散乱光の悪影響がなくて整合しているから、TOFセンサ等に適している。
The optical signal from the
この第1実施形態の光センサは、TOFセンサに限らず、近接センサ、照度センサ等にも好適に使用される。 The optical sensor of the first embodiment is suitably used not only for the TOF sensor but also for a proximity sensor, an illuminance sensor, and the like.
(第2実施形態)
図6は、この発明の第2実施形態の光センサの断面図であり、図1に示す第1実施形態の光センサとは、発光素子2を覆い、その発光素子2からの光を散乱させて第2受光素子4に基準光139として導く樹脂体70を備える構成のみが異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical sensor according to a second embodiment of the present invention. The optical sensor according to the first embodiment shown in FIG. 1 covers the
したがって、図6において、図1の構成要素と同一構成要素については、図1の構成要素と同一参照番号を付して、それらの構成、作用、効果等の詳しい説明は省略する。 Therefore, in FIG. 6, the same components as those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those of FIG. 1, and detailed description of their configurations, operations, effects, etc. will be omitted.
TOFセンサの場合、長距離の検出を行うため発光素子としてVCSEL(面発光型半導体レーザー素子)を用いる。しかし、VCSELの場合、指向角が狭く、広角の散乱成分が生じ難いという問題がある場合がある。 In the case of a TOF sensor, VCSEL (surface emitting semiconductor laser element) is used as a light emitting element in order to detect a long distance. However, in the case of VCSEL, there may be a problem that the directivity angle is narrow and it is difficult to produce a wide-angle scattering component.
しかし、この第2実施形態の光センサでは、図6に示すように、砲弾型の樹脂体70でVCSELである発光素子2を覆うことによって、広角の散乱光139を得ることができて、この散乱光139を第2受光素子4に確実に入射する基準光とすることができる。
However, in the optical sensor of the second embodiment, as shown in FIG. 6, by covering the
なお、137,138は光である。
(第3実施形態)
図7は、この発明の第3実施形態の光センサの断面図であり、図7において、図1に示す第1実施形態の光センサの構成要素と同一構成要素には、図1の構成要素と同一参照番号を付して、それらの詳しい説明は省略する。
(Third embodiment)
7 is a cross-sectional view of a photosensor according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those of the photosensor according to the first embodiment shown in FIG. The same reference numerals are assigned and detailed descriptions thereof are omitted.
図7に示すように、この第3実施形態の光センサは、例えば半導体からなる基板80に形成した第1、第2、第3の凹所81,82,83内に夫々発光素子2と第2および第1受光素子4,3を設けている。
As shown in FIG. 7, the optical sensor of the third embodiment includes the
一方、上記基板80には、遮光性の材料である例えば樹脂、半導体、金属等からなるケース90を接着樹脂で固定している。上記ケース90は、基板80の第1、第2、第3の凹所81,82,83と共に、第1、第2および第3の室91,92,93を形成している。上記第1の室91は発光素子2を収容し、第2の室92は第2受光素子4を収容し、第3の室93は第1受光素子3を収容している。なお、図7では第1および第2受光素子3,4を一体型として、部分210にて第1受光素子3への光透過を遮断している。これにより、第1および第2受光素子3,4間の特性バラつきを軽減し、ワイヤ配線数を減らすことが可能となる。
On the other hand, a
上記ケース90には、第1の室91に開口し、発光素子2から検知物10への光237が通過する開口部95を設けている。この開口部25には、光分離素子を設けていなくて、光の減衰が少なくなるようにしている。
The
上記第1の室91と第2の室92との間の仕切壁201には、検出基準となる光(図示せず)が通過する窓202を設けている。この窓202は、仕切壁201に形成された貫通切欠きと基板80の上面とにより形成されている。この窓202に到達した外乱光14は、基板80の上面によって反射されて上向きとなるので、第2受光素子4に入り難くなる。
The
一方、上記ケース90の上記開口部25の上記第2受光素子4側の側面は、上記仕切壁51の上記発光素子2側の側面と、上記発光素子2から検知物10への光237の光軸方向に重ねられている。
On the other hand, the side surface of the
このような配置構成によって、上記ケース90の開口部95の壁からの散乱光が第2受光素子4に入射するのを仕切壁201で遮ることができ、また、外乱光14が第2受光素子4に入射するのを仕切壁201で遮ることができて、誤動作を防止できる。また、この配置構成は、上記開口部95の面積を広げつつ、外乱光14を防ぐことができるから、電子機器に用いるのに最適である。
With such an arrangement, scattered light from the wall of the
一方、上記第2の室92と第3の室93との間は、基板80の一部、ケース90の一部および接着樹脂210によって遮光壁になっていて第1受光素子3と第2受光素子4との間を光学的に完全に遮断している。
On the other hand, between the
また、上記ケース90の第2の室92の壁面の全てまたは一部は、第1実施形態と同様に散乱部として機能する。
Further, all or a part of the wall surface of the
一方、上記第3の室93には、第1受光素子3に対向する開口99を設けて、この開口99を通して検知物10からの反射光98を第1受光素子3が受光できるようにしている。上記第3の室93内には、波長選択するためのガラスフィルタ97を設けて、信号光238以外の波長成分を有する光をフィルタリングしている。
On the other hand, the
一方、上記ケース90の第1の凹所81内の発光素子2を透明樹脂205で封止し、この透明樹脂205の上側の面が水平面、つまり、発光素子2の出射光237の光軸に対して垂直な面になるようにしている。
On the other hand, the
このように、透明樹脂205の上側の面が水平面になっているから、図6に示す第2実施形態の砲弾型の透明樹脂70では直上の発光成分が樹脂散乱で減少するのに対して、透明樹脂205の直上の発光成分の減衰を抑制することができる。
Thus, since the upper surface of the
(第4実施形態)
図8および9は第4実施形態の電子機器の光学シミュレーション結果を示す図である。
(Fourth embodiment)
8 and 9 are diagrams showing optical simulation results of the electronic device of the fourth embodiment.
TOFセンサ等の光センサはスマートフォン等の情報端末、ロボット掃除機等の電子機器に用いられ、図8に示すように、光センサ500の直上にはパネル501が配置される。なお、Gは光センサ500とパネル501との間隔で、例えば、0.3mmである。
An optical sensor such as a TOF sensor is used in an information terminal such as a smartphone and an electronic device such as a robot cleaner, and a
図8および9の光学シミュレーション結果から分かるように、パネル501による光の反射成分は発光素子2(図1参照)の開口部25(図1参照)の壁に反射して、第1、第2受光素子3,4に入力してノイズ成分となる。
As can be seen from the optical simulation results of FIGS. 8 and 9, the light reflected component by the
このため、図8、9のシミュレーション結果からも、開口部25(図1参照)の面積はより広いことが望ましい。 For this reason, it is desirable that the area of the opening 25 (see FIG. 1) is wider from the simulation results of FIGS.
図10の比較例のように、ケース12に反射材である光分離素子5を置く構成では、ケース12に光分離素子5を支える支え部19が必要となって、そのため、開口部18の径が制限されてノイズ成分の光が多くなるのに対して、第1〜第3実施形態の光センサのように、開口部25,95に光分離素子を設け無い構成では、開口部25,95の面積が大きくなって、図9に示すように、ノイズ成分の光が少なくなる。
As in the comparative example of FIG. 10, in the configuration in which the
したがって、第1〜第3実施形態の光センサを含むスマートフォン等の情報端末、ロボット掃除機等の電子機器は、極めた精度高く光りを検出できて、例えば、検知物や検知物までの距離を極めて精度高く検出できる。 Therefore, information devices such as smartphones including the optical sensors of the first to third embodiments, and electronic devices such as robot cleaners can detect light with extremely high accuracy. For example, the distance to a detected object or a detected object can be determined. It can be detected with extremely high accuracy.
また、第1〜第3実施形態の光センサを含む電子機器は、ケース20,90の開口部25,95の第2受光素子4側の側面と仕切壁51,201の上記発光素子2側の側面とを、上記発光素子2から検知物10への光の光軸方向に重ねるように配置して、開口部25,95の面積を広げつつ、外乱光を防ぐために最適な構成とすることができて、例えば、検知物や検知物までの距離を極めて精度高く検出できる。
Moreover, the electronic device including the photosensors of the first to third embodiments includes the side surfaces of the
この発明および実施形態を纏めると、次のようになる。 The present invention and the embodiment are summarized as follows.
この発明の光センサは、
発光素子2と、
上記発光素子2から出射された光の一部の検知物10からの反射光を受光する第1受光素子3と、
上記発光素子2から出射された光の一部を検出基準として受ける第2受光素子4と、
上記発光素子2を収容する第1の室21,91と、上記第2受光素子4を収容する第2の室22,92と、上記第1受光素子3を収容する第3の室23,93と、上記発光素子2から検知物10への光が通過する開口部25,95を有する遮光性の材料からなるケース20,90と
を備え、
上記第1の室21,91と第2の室22,92との間の仕切壁51,201には、上記検出基準となる上記光の一部が通過する窓52,202が設けられていることを特徴としている。
The optical sensor of the present invention is
Light-emitting
A first
A second
The
上記構成の光センサによれば、上記遮光性の材料からなるケース20,90内が第1、第2、第3の室21,91;22,92;23,93に分けられ、これらの第1、第2および第3の室21,91;22,92;23,93に発光素子2、第2受光素子4および第1受光素子3が夫々収容され、かつ、上記第1の室21,91と第2の室22,9との間の仕切壁51,201には、上記検出基準となる上記光の一部が通過する窓52,202が設けられているから、この仕切壁51,201によって、ケース20,90の開口部25,95の壁からの散乱光や外乱光が第2受光素子4に到達することが妨げられて、散乱光や外乱光による誤動作が発生し難いという利点を有する。
According to the optical sensor having the above configuration, the inside of the
1実施形態では、
上記ケース20,90の第2の室22,92には、上記窓52,202を通った発光素子2からの光を散乱させて上記第2受光素子4に導く散乱部53が設けられている。
In one embodiment,
The
上記実施形態によれば、上記窓52,202を通った発光素子2からの光を散乱させて上記第2受光素子4に導く散乱部53が設けられているから、上記窓52,202を通った光を確実に第2受光素子4に導くことができて、上記窓52,202を通った光を確実に検出基準として用いることができる。
According to the embodiment, since the
1実施形態では、
上記ケース20,90の上記開口部25,95の上記第2受光素子4側の側面の少なくとも一部は、上記仕切壁51,201の上記発光素子2側の側面の少なくとも一部よりも上記発光素子2側に位置するか、あるいは、上記開口部25,95の上記第2受光素子4側の側面の少なくとも一部は、上記仕切壁51,201の上記発光素子2側の側面の少なくとも一部と、上記発光素子2から検知物10への光の光軸方向に重ねられている。
In one embodiment,
At least a part of the side surface on the second
上記実施形態の仕切壁51,201の配置構成によれば、上記ケース20,90の開口部25,95の壁からの散乱光が第2受光素子4に入射するのを仕切壁51,201で遮ることができ、また、外乱光が第2受光素子4に入射するのを仕切壁51,201で遮ることができて、誤動作を防止できる。
According to the arrangement configuration of the
1実施形態では、
上記発光素子2から検知物10への光が通過する上記開口部25,95には、光分離素子が設けられていない。
In one embodiment,
A light separation element is not provided in the
上記実施形態によれば、上記開口部25,95に光分離素子が設けられていないから、発光素子2から検知物10へ有効に利用できる光量が減衰することがなくなって、検出精度が向上すると共に、発光素子2に対するケース20,90の開口部25,95の開口面積が制限されることが無くなって、ケース20,90の開口部25,95の壁に照射された散乱光が第2受光素子4に戻り難くなって、誤動作を防止できる。
According to the embodiment, since no light separation element is provided in the
1実施形態の電子機器は、
上述の光センサを備える。
The electronic device of one embodiment is
The above-mentioned optical sensor is provided.
上記電子機器は、上記光センサを備えるから、検知物を正確かつ精度高く検知できて、正確かつ精度の高い制御を行うことができる。 Since the electronic device includes the optical sensor, the detected object can be detected accurately and with high accuracy, and accurate and highly accurate control can be performed.
第1〜第4実施形態および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。 Of course, the constituent elements described in the first to fourth embodiments and modifications may be combined as appropriate, and may be selected, replaced, or deleted as appropriate.
1,80 基板
2 発光素子
10 検知物
3 第1受光素子
4 第2受光素子
20,90 ケース
21,91 第1の室
22,92 第2の室
23,93 第3の室
25,95 開口部
51,201 仕切壁
52,202 窓
53 散乱部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記発光素子から出射された光の一部の検知物からの反射光を受光する第1受光素子と、
上記発光素子から出射された光の一部を検出基準として受ける第2受光素子と、
上記発光素子を収容する第1の室と、上記第2受光素子を収容する第2の室と、上記第1受光素子を収容する第3の室と、上記発光素子から検知物への光が通過する開口部を有する遮光性の材料からなるケースと
を備え、
上記第1の室と第2の室との間の仕切壁には、上記検出基準となる上記光の一部が通過する窓が設けられていることを特徴とする光センサ。 A light emitting element;
A first light receiving element that receives reflected light from a part of a detected object of light emitted from the light emitting element;
A second light receiving element that receives a part of the light emitted from the light emitting element as a detection reference;
A first chamber containing the light emitting element, a second chamber containing the second light receiving element, a third chamber containing the first light receiving element, and light from the light emitting element to the detection object. A case made of a light shielding material having an opening to pass through,
An optical sensor, wherein a partition wall between the first chamber and the second chamber is provided with a window through which a part of the light serving as the detection reference passes.
上記ケースの第2の室には、上記窓を通った発光素子からの光を散乱させて上記第2受光素子に導く散乱部が設けられていることを特徴とする光センサ。 The optical sensor according to claim 1,
The light sensor according to claim 1, wherein the second chamber of the case is provided with a scattering portion that scatters light from the light emitting element that has passed through the window and guides the light to the second light receiving element.
上記ケースの上記開口部の上記第2受光素子側の側面の少なくとも一部は、上記仕切壁の上記発光素子側の側面の少なくとも一部よりも上記発光素子側に位置するか、あるいは、上記開口部の上記第2受光素子側の側面の少なくとも一部は、上記仕切壁の上記発光素子側の側面の少なくとも一部と、上記発光素子から検知物への光の光軸方向に重ねられていることを特徴とする光センサ。 The optical sensor according to claim 1 or 2,
At least a part of a side surface on the second light receiving element side of the opening of the case is positioned closer to the light emitting element side than at least a part of a side surface of the partition wall on the light emitting element side, or the opening At least part of the side surface of the second light receiving element side of the part overlaps at least part of the side surface of the partition wall on the light emitting element side in the optical axis direction of light from the light emitting element to the detection object. An optical sensor characterized by the above.
上記発光素子から検知物への光が通過する上記開口部には、光分離素子が設けられていないことを特徴とする光センサ。 The optical sensor according to any one of claims 1 to 3,
An optical sensor, wherein a light separation element is not provided in the opening through which light from the light emitting element to a detection object passes.
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