JP2019192878A

JP2019192878A - センサー

Info

Publication number: JP2019192878A
Application number: JP2018087305A
Authority: JP
Inventors: 政男玖村; Masao Kumura
Original assignee: E&e Japan; E&E Japan Co Ltd
Current assignee: E&e Japan; E&E Japan Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: JP6764435B2

Abstract

【課題】精度のよい検出や、様々な検出範囲の設定が可能で、低価格で提供することができるセンサーを提供する。【解決手段】発光素子１と受光素子３とを備えて構成されるセンサーであって、発光素子１がＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲ（ＶＣＳＥＬ）からなり、受光素子３がリモコン受光素子からなるセンサー。【選択図】図１

Description

本発明はセンサーに関する。発光素子と受光素子とを備えて構成されるセンサーであって、その使い方、使用場面に応じて、人感センサー、測距センサー、近接センサー、等々と呼ばれ得るセンサーである。

検出素子・検出装置としてのセンサーには従来から種々のものが知られている。例えば、物の存在を感じて反応するセンサーがあり、この中で、人体の存在を感じて反応するセンサーは人感センサーと呼ばれる。近くにある物を検出する場合によく用いられるセンサーとしては近接センサーがある。近接センサーは、例えば、ファクシミリ装置で紙の存在の有無を検出したり、携帯端末で人の顔の有り無しを検出することなどに用いられる。また、測距センサーはある程度の距離を検出するのに使われる。

これらの種々のセンサーに明確な定義は無く、実際は重複して同じような呼び方がされている。

本出願におけるセンサーは、その使い方、使用場面に応じて、人感センサー、測距センサー、近接センサー、等々と呼ばれ得るものであり、これら種々の名称、用途の検出素子・検出装置を包含するものである。

センサーでの検出方法として、磁気や電波を使うものもあるが、本出願においては、発光素子と受光素子を使用したセンサーとしている。

上述したファクシミリ装置で紙の存在の有無を検出する場合、センサーと紙との間の距離が機械的に決まっており、また光の反射率も決まった状態で使われているので、発光素子と受光素子の比較的簡単な組み合わせでセンサーを構成することができる。すなわち、単純な透過型あるいは反射型フォトインタラプタで対処できる。

一方、便器のように座って使用する場合や、男性が立って使用する場合があって、使用する人間の位置に個人差があり、また、使用する人の服装が種々様々で反射率が異なるという場合には、センサーの構成は簡単ではなくなる。

ＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅＰｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ＝半導体位置検出素子）と呼ばれる、光スポット位置によって抵抗値が変化する検出用センサーが従来からこの用途に主に使用されている。

これは、発光素子である赤外発光ダイオード（ＩＲ・ＬＥＤ）と、受光素子であるＰＳＤとを備えて構成される。ＬＥＤ駆動回路により駆動される赤外発光ダイオード（ＩＲ・ＬＥＤ）から光が発光され、これが反射物（例えば、人体）で反射し、反射光がＰＳＤに入射する。反射光がＰＳＤに入射する位置（光のスポツト位置）は、人体とセンサーとの間の距離に応じて変化する。ＰＳＤに入射する光のスポット位置が変化することに応じてＰＳＤから取出される信号電流のバランスが変化する。この信号電流のバランスをＰＳＤが接続されている信号処理回路で検出し、人体とセンサーとの間の距離を検出している（特許文献１、２）。

このように、三角測量の原理を応用して、対象物（例えば、人体）との間の距離を測定するものである。光学系にかなりのコストを要するという課題が存在している。

特開平５−１７２５６５号公報特開平６−１８２５８号公報

トランジスタ技術２００７年６月号２４４〜２４９頁

従来の三角測量の原理を応用したＰＳＤでは光学系にかなりのコストを要し、製品コストが高くなるだけでなく、ある限られた範囲しか測定できないという課題が存在している。例えば、センサーと対象物との間の距離が４〜３０ｃｍや、２０〜１５０ｃｍなどという範囲である。これはＰＳＤの長さによるものである。ＰＳＤでは光の当たる位置で距離を測定しており、その位置がＰＳＤから外れると測定できなくなる。ＰＳＤで測定できる距離を長くすれば価格が上がる。また、測定範囲によりレンズ系を換える必要がある。更に、反射光の集光する位置で距離を測定するので、レンズ系の精度が要求される。また、光沢のある反射物や鏡やガラス等は虚像の影響でうまく測定できない欠点がある。

そこで、この発明は、精度のよい検出や、様々な検出範囲の設定が可能で、低価格で提供することができるセンサーを提案することを目的にしている。

［１］
発光素子と受光素子とを備えて構成されるセンサーであって、前記発光素子がＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲ（ＶＣＳＥＬ）からなり、前記受光素子がリモコン受光素子からなるセンサー。

［２］
前記発光素子の検知対象物に対向する側に凹レンズが配備され、前記ＶＣＳＥＬからの発光の指向角が広げられている［１］のセンサー。

［３］
前記発光素子を構成するＶＣＳＥＬが複数個配備されている［１］のセンサー。

［４］
検出範囲を論理演算により設定する［３］のセンサー。

［５］
前記センサーの検知対象物側に遮光物を介してフィルターが配備されており、前記遮光物は弾性素材製で前記フィルターと前記遮光物との間及び、前記遮光物と前記センサーの検知対象物側面との間で密着を図り、前記ＶＣＳＥＬからの発光が前記フィルターに反射して前記リモコン受光素子に入ることを防止する位置に配備されている［１］のセンサー。

［６］
前記センサーの検知対象物側面に前記遮光物が挿脱されるはめ込み部が形成されている［５］のセンサー。

［７］
前記ＶＣＳＥＬから発光させる回路をマイクロコンピュータで制御し、前記回路にオート・ゲイン・コントロール回路（ＡＧＣ回路）を用いることで前記ＶＣＳＥＬからの発光出力を制御する［１］のセンサー。

この発明によれば、精度のよい検出や、様々な検出範囲の設定が可能で、低価格で提供することができるセンサーを提供することができる。

本発明のセンサーの検出範囲の原理を示す概略図。発光素子（ＶＣＳＥＬ）の指向角４０度を遮光ケースで３０度に絞る実施形態の概略説明図。一体型センサーにおけるフィルターと遮光物と検出範囲を表す概略図。ガラスエポキシ基板にチップＬＥＤ型ＶＣＳＥＬ及びリモコン受光素子を面実装した概略図。図４の基板を遮光ケースに挿入した概略図。ガラスエポキシ基板にチップをボンディングし、透明樹脂と遮光樹脂の２回のモールドで樹脂封止して作ったセンサーの略式断面図。センサーと遮光物のはめ込み部を示す概略図。ＶＣＳＥＬを２個使用した場合の論理演算による検出範囲を説明するための概略図。ＶＣＳＥＬとリモコン受光素子を離した場合の検出範囲を説明する概略図。

以下、添付図面を参照して、この発明の実施形態、実施例を説明するが、本発明はこれらの実施形態、実施例に限定されることなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。

この実施形態のセンサーは、発光素子と受光素子とを備えて構成されるセンサーにおいて、前記発光素子がＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲ（ＶＣＳＥＬ）からなり、前記受光素子がリモコン受光素子からなるものである。

従来から使用されているＰＳＤにおいて、赤外発光素子（ＩＲ・ＬＥＤ）が使用されていたところをＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲと呼ばれる面発光のレーザーのチップ（本明細書、特許請求の範囲において「ＶＣＳＥＬ」と表すことがある）に置き換えている。

また、従来から使用されているＰＳＤにおいて、ＰＳＤチップが使用されていたところを、リモコン装置におけるリモコン送信機からの信号を受信して動作するリモコン受光素子に置き換えたものである。

そこで、この実施形態のセンサーの組み立ては、従来のＰＳＤセンサーと同様にして行うことができる。また、従来の反射型フォトインタラプタと基本的に同じ組み立てにすることができる。

ＶＣＳＥＬの発光はレーザー光であるため、光の直進性が強い。このレーザー光を一定範囲で照射し、検出物に当たった反射光をリモコン受光素子で受光することにより、対象物があるか否かを精度よく検出するものである。

従来のＰＳＤに発光素子として使用されていたＩＲ・ＬＥＤでは、光が発散するため、これが検出精度に影響を与えていた。また、ＩＲ・ＬＥＤは距離に対する光の減衰が大きいため、レーザーに比べて大電流を流す必要がある。

この実施形態のセンサーの基本的な原理を図1を用いて説明する。なお、以降、本発明の実施形態、実施例の説明における発光素子はＶＣＳＥＬのことを指し、受光素子はリモコン受光素子のことを指す。

図1に示す如く発光素子１の発光範囲はＡ線とＢ線に囲まれた範囲である。受光素子３の受光範囲はＣ線とＤ線に囲まれた範囲である。この４本の線が交差した点ＥＦＧＨで囲まれた範囲が対象物（検出物）を検出できる範囲となる。すなわち、ＶＣＳＥＬから発光されたレーザー光が対象物に当たり、その反射光が受光素子３に入る範囲である。

発光素子１は、リモコンの送信機と同じように、不図示の光変調回路を用いて送信する構成にすることができる。受光素子３は従来のリモコン装置におけるリモコン受光素子と同じように不図示のマイクロコンピュータに接続してその信号を受け取る構成にすることができる。

リモコン装置における送受信は、周知のごとく、多くのチャネルを割り当てることができる。これを利用して、受光素子としてリモコン受光素子を用いるこの実施形態では発光素子としてのＶＣＳＥＬを複数個使用することができる。

例えば、図８のように、発光素子１、２が採用されているセンサーの場合、発光素子１の送信にチャンネル１を割り当て、発光素子２の送信にチャンネル２を割り当てることができる。こうして、数十個の発光素子を採用し、各発光素子にそれぞれのチャンネルを割り当てることで、数十のチャンネルが割り当てられている数十個の発光素子を備えたセンサーにすることができる。

なお、図８のように複数個のＶＣＳＥＬを使用するセンサーの場合、例えば、発光素子１と発光素子２を同時に送信すると受光素子３で混信するおそれがあるが、その場合は送信が重ならぬよう交互に送信すればよい。すなわち、発光素子１がオンの時は、発光素子２をオフにする。発光素子２がオンの時は、発光素子１をオフにすればよい。

発光素子が３個以上の場合も、同様に、発光素子を選択し、デューティ駆動にすることにより、混信を避けることができる。

この実施形態で上述したように、複数個の発光素子を用いる場合、それぞれの検出範囲のＡＮＤ、ＮＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＲ、等を含めた、それぞれの論理演算による論理範囲を設定できる。こうして、この実施形態によるセンサーの検出範囲を論理演算により設定することができる。

上述したこの実施形態のセンサーの場合、発光素子の数は特に限定はする必要はない。そこで、必要に応じてチャンネルを増やせばよい。上記の論理範囲と多チャンネルを利用すれば、様々な検出範囲の設定ができ、様々な応用が可能となる。

この実施形態のセンサーによれば、ＶＣＳＥＬもリモコン受光素子も汎用性が高く、安価な部品であり、複雑なレンズも必要がなく、発光・受光の範囲で検出エリアを限定できるので、開発費も製品単価もＰＳＤによる従来品に比べ１／２以下に抑えることが可能である。

また、発光素子を２個以上用いれば、検出範囲の論理演算により、複雑な検出範囲を構築できる。

特に、リモコン受光素子は、ＴＶや、エアコン、ビデオやオーディオや照明器具等、家電製品の多くで使用され、マイクロコンピュータと組み合わせて、多くの信号を識別できるようになっている。リモコン受光素子のメーカとしては、シャープ（株）、ローム（株）、EVERLIGHT ELECTRONICS CO., LTD.、Vishay社、等がある。ＶＣＳＥＬもそのメーカは多々あり、iphone（登録商標）X（商品名）に搭載されたことで有名である。発光素子、受光素子ともに現状では２０円以下で入手可能であり、これらを組み合わせたセンサーで、従来品に比べ半額以下を実現できる。

＜発光素子としてのＶＣＳＥＬ＞
この実施形態のセンサーでは発光素子にＶＣＳＥＬが使用されている。ＶＣＳＥＬは面発光レーザーであり、様々な波長のものがある。

この実施形態のセンサーで受光素子に使用するリモコン受光素子は、一般的にＳｉ系の受光素子であり、そのピーク波長感度は９００ｎｍ付近である。

そこで、この実施形態のセンサーで発光素子に使用するＶＣＳＥＬは７８０ｎｍから９８０ｎｍの波長のものが相性がよい。

現在、安くて生産量が多いのが８５０ｎｍなので、この実施形態では８５０ｎｍのＶＣＳＥＬを用いる。

ＶＣＳＥＬにはシングルモードとマルチモードのものがあるが、センサー用なので、安い方で十分である。現状では、マルチモードが安いのでマルチモードのものをこの実施形態では使用する。

この実施形態で重要なのはＶＣＳＥＬの指向角である。レーザーは一般的に指向角を狭めてスポットにしようと考えるが、本発明の実施形態では逆に広げて一定範囲を照射するようにしている。

例えば、Optowell社製のＶＣＳＥＬマルチモードチップは指向角が１４〜３０度ある。

指向角を広げる必要がある場合は、一例として、発光素子の検知対象物に対向する側に凹レンズを配備し、発光素子からの発光の指向角を広げることができる。

図２図示の実施形態では、ＶＣＳＥＬチップ４の発光を凹レンズ状の樹脂モールド５で指向角が広がるようにしている。

例えば、図２に図示した凹レンズ状の樹脂モールド５で指向角を４０度に広げ、外部ケース６で３０℃に絞って使用することができる。このように指向角は目的に合わせて設計すればよい。

ＶＣＳＥＬはレーザー発光なので光の直進性が良く、３０℃に絞れば、その範囲で直進する。しかし、従来のＰＳＤセンサーで一般的に使用されているＩＲ・ＬＥＤでは光が発散してしまう。そこで、上述したようにして指向角を調整しようとしても、検出精度は悪くなる。
＜受光素子としてのリモコン受光素子＞
この実施形態では、受光素子としてリモコン装置におけるリモコン送信機からの信号を受信して動作するリモコン受光素子を使用している。これは、一般的なリモコン受光素子でよく、シャープ（株）、ローム（株）、光電子（株）、EVERLIGHT ELECTRONICS CO., LTD.、Vishay社、等、等のほとんどのメーカのリモコン受光素子を使用できる。

リモコン受光素子は、基本的に光変調方式であり、３６ＫＨｚや３８ＫＨｚ、４０ＫＨｚ等のキャリア周波数に信号を乗せたものを検出する。現状で、最も販売量が多くて安いのが３８ＫＨｚ品である。３８ＫＨｚに限定することなく、キャリア周波数は必要に応じて選べばよい。

＜センサーとしての組み立＞
この実施形態のセンサーは、発光と受光を切り離して個々の部品として使う方法とケース等に入れて一体のものとして使う方法がある。ここでは一体型のセンサーの組み立て方法について述べる。

一体型にも
１）図３や図５に示すように、ＶＣＳＥＬとリモコン受光素子の個別の完成品を用いて、赤外光を遮光するケースに入れて使う方法と、
２）図６に示すように、ＶＣＳＥＬチップ１５とリモコン受光素子チップ１６をプリント基板（遮光性黒基板）１７に直接組み立て、赤外透光樹脂１８でトランスファーモールドして素子部を成形し、トランスファーモールドまた射出成型で遮光樹脂ケース１９をその外側に作る方法
とがある。

この実施形態のセンサーは、基本的には、従来のＰＳＤセンサーにおけるＩＲ・ＬＥＤチップの代わりにＶＣＳＥＬチップを使用し、従来のＰＳＤチップの代わりにリモコン受光素子チップを使用しているものなので、組み立て方法は従来のものと同じ方法で実現できる。

すなわち、従来の反射型フォトインタラプタも基本的に組み立て方法は同じなので、この実施形態のセンサーも同様な組み立てが可能である。例えば、シャープ製フォトインタラプタ、ＧＰシリーズを参照すればよい。

ただし、リモコン受光素子は非常に感度が高いという点に配慮する必要がある。

リモコン受光素子に光変調回路を接続するようにすることで、一般の外乱光を拾わないようにすることができる。

しかし、センサー自身の発光がセンサー自身の内部を通してリモコン受光素子からなる受光側に漏れるとＳ／Ｎを悪化させる。

そこで、この実施形態においては、発光と受光間の遮光が非常に重要になる。この点が従来のフォトインタラプタの組み立てとの違いになる。

フォトインタラプタでは素子挿入時の挿入口が未封止のケースが多々ある。しかし、本実施形態の場合には、発光素子、受光素子を遮光ケースに差し込んだ後、発光と受光の開口部以外のところは全て光漏れがないよう、遮光樹脂で封止することが望ましい。

図４はチップＬＥＤ型パッケージのＶＣＳＥＬ９とリモコン受光素子１０を用いて、ガラスエポキシの基板１１に面実装した例である。一般のガラスエポキシ基板は赤外光を透すので、基板１１に遮光性のあるガラスエポキシの黒基板を用いている。

図４図示の実施形態では、基板１１に切り欠き部１２がある。これを遮光ケース１３に入れた例が図５である。

発光素子が配備される基板の発光側９と、受光素子が配備される基板の受光側１０とに切り欠き部１２があり、この切り欠き部１２にケースの樹脂の一部が入ることにより遮光している。

ケース１３に挿入後は、挿入口からの光漏れを防ぐため、発光・受光側ともにチクソ性の高い遮光樹脂で封止する。

遮光性のあるガラスエポキシの黒基板からなる基板１１の配線１４が外部に出ており、ここにコネクター等をつないで電気的接続を行う。

図６は受光素子および発光素子を構成するチップを、ガラスエポキシ回路基板１７へ直接組み立てたものを示す。

ここでもガラスエポキシ基板１７は遮光性の高い黒基板を用いる。ＶＣＳＥＬチップ１５およびリモコン受光チップ１６を基板１７にダイボンドし、ワイヤボンド後、樹脂１８を、赤外を透過するエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いて一次トランスファーモールドで形成する。

その後、樹脂１９を、赤外を遮光する遮光樹脂を用いて、２次のトランスファーモールドを行う。

遮光樹脂とはカーボンブラック等を樹脂中に含有することにより赤外線を遮蔽する効果を持つ樹脂のことである。

樹脂１９はエポキシ系が一般的に使われる。しかし、樹脂１９は２次のトランスファーモールドの代わりに遮光性のある熱可塑性の樹脂を用いて、インジェクションモールドで形成してもよい。

前述のごとく、センサー内部での光漏れは、センサーとしての性能の悪化を招く。少しの光漏れでもＳ／Ｎが低下し、受光回路のノイズ成分となり、検出精度が悪化する。このため発光側と受光側の遮光は可能な限り完璧にすることが望ましい。

センサーとしての組み立においては、この実施形態のセンサーが実際に使用される場合、通常、防塵や外観上の問題で、センサーの前面（すなわち、センサーの検知対象物側）に、フィルターが配備されることが多いので、この点を考慮することが望ましい。

この場合、例えば、図３に示すように、センサーの前面（すなわち、センサーの検知対象物側）に、合成樹脂製のフィルター７が配備される。

発光素子１からのレーザー光がフィルター７に当たり、反射して受光素子３に入るようになると、これもノイズ成分となり、Ｓ／Ｎを下げる。

前述した反射はフィルター７の外面と内面で起こる。この影響を減らすため、遮光物８をセンサーとフィルター７の間に設ける構造にすることができる。

遮光物８はセンサーとフィルター７との双方に密着しているのが望ましい。そこで、伸縮性のある赤外線を通さない、例えば、黒のゴム状のものを使うことができる。

センサーとフィルター７間の距離の違いは、例えば、図７に示すような、はめ込み構造にすれば対処できる。ようするに、遮光物８を挿脱可能な、はめ込み部をセンサーの前面（すなわち、センサーの検知対象物側）に設けた構造である。

センサーとフィルター７の距離に対応した、弾性材からなる遮光物８を何種類か準備し、はめ込み部２０に合わせて付け替えることで、対処できる。

なお、センサーを構成するケース６の前面（すなわち、センサーの検知対象物側面）に両面テープで、ゴム部材などの弾性材からなる遮光物８を取り付けてもよい。

このようにすればフィルター７の外面の反射はカットでき、内面反射も大幅に減らすことができる。

＜センサーの駆動方法＞
本実施形態のセンサーの駆動方法の一例を説明する。

一般的に家電用マイクロンピュータンには、リモコン駆動回路とリモコン受光回路を備えたものが多い。本実施形態のセンサーの発光素子を構成するＶＣＳＥＬをリモコン駆動回路に接続する。また、本実施形態のセンサーの受光素子を構成するリモコン受光素子をリモコン受光回路に接続する。

このようにすることで、本実施形態のセンサーの駆動を実現することができる。

リモコン駆動回路の送信信号には、メーカ、機種、チャンネル等の様々な信号コードが割り当てられて、混信を防止している。

本実施形態のセンサーにおいて発光素子を構成するＶＣＳＥＬを２個使用するときは、例えば、チャンネル１とチャンネル２の異なるコードをそれぞれのＶＣＳＥＬに割り当て、信号が重ならないように交互に送信するようにすればよい。

本実施形態のセンサーにおいて発光素子を構成するＶＣＳＥＬからのレーザー光が検出物に当たり、反射した光がリモコン受光素子を経て、リモコン受光回路に入り、チャンネル１の信号とチャンネル２の信号が受信される。これを論理演算でＡＮＤやＯＲ等で処理し、検出範囲を設定することができる。

＜ＡＧＣ回路の利用＞
本実施形態のセンサーにおいて、発光素子としてのＶＣＳＥＬから発光させる回路をマイクロコンピュータで制御し、当該回路にＡＧＣ回路を用いることでＶＣＳＥＬからの発光出力を制御するようにできる。

ＡＧＣ回路とは、オート・ゲイン・コントロール回路のことである。

本実施形態のセンサーを、例えば、洋式トイレに使用する場合、周りが白い反射率のよい壁に囲まれていると、思わぬ反射光で誤動作するときがある。

このような場合に備え、検出物がない状態で、検出物があると判断した場合は、検出物がないと判断するまで、発光側の出力を下げるように発光素子を構成するＶＣＳＥＬに接続されているマイクロコンピュータ側でコントロールする。

例えば、ＶＣＳＥＬに流す電流を減らすように指示すればよい。

ＡＧＣ回路があれば、この逆の対応も可能である。

すなわち、検出物があるのにないと判断した場合、ＶＣＳＥＬに流す電流を増やすことにより、対処できる。

要はＶＣＳＥＬに流す電流をマイクロコンピュータでコントロールできるプログラムがあれば対処できる。

このようにすればセンサーを設置後、問題が発生してもＡＧＣ回路により、最適条件を自動的に検出し、対処することも可能となる。

（実施例１）
発光素子にＶＣＳＥＬを使用する。受光素子には市販のリモコン受光素子を使用する。

発光素子１と受光素子３とは図３に示す如く並べられ、赤外線を通さない遮光ケース６の中に入っている。発光素子１、受光素子３が接続される駆動回路、検出回路、等の従来からのセンサーに周知の構造部分は図示を省略している。

遮光ケース６には図３に示す如く開口部があり、ここで発光・受光の指向角が決められている。

発光範囲Ａ線からＢ線と受光範囲Ｃ線からＤ線が重なった部分、すなわちＥＦＧＨで囲まれた部分が、理論上の検出範囲となる。

実際に使用する場合は、防塵や外観上の問題で、通常、センサーの前面（すなわち、センサーの検知対象物側）に、フィルター７が配備される。フィルター７の材料として、赤外線を透すポリカーボネイト・アクリルなどのアクリル系のフィルターがよく使われる。

図３に示す反射型センサーでは、このフィルターの影響を大きく受ける。すなわち発光側の光がフィルター７で反射され、受光側に入る影響である。これが検出のＳ／Ｎを悪くする。

また、発光側と受光側の開口部の寸法誤差等も検出範囲の誤差として現れるので、多少マージンを入れた形で検出範囲を定めることになる。

例えば、３０ｃｍで検知しない仕様の場合、図３の検出範囲のＦ点を３０ｃｍよりももっと内側（図３における下方向側）に入れて余裕を持たせることで対処できる。

発光側の駆動は、リモコン送信機と同じ原理で、受光側と同じキャリア周波数に変調をかけて送信する。

ＶＣＳＥＬの光は直進性が強く、距離に比べて光の減衰は少ないで、流す電流はＩＲ・ＬＥＤに比べ、少なくて済む。

リモコン用ＩＲ・ＬＥＤは５００ｍＡ〜１Ａのパルス電流を流すが、ＶＣＳＥＬは２ｍＡ〜１００ｍＡのパルス駆動で使用できるので、電池での駆動にも適している。

図３図示の実施形態では、センサーの検知対象物側に遮光物８を介してフィルター７が配備されている。遮光物８は弾性素材製でフィルター７と遮光物８との間及び遮光物８とセンサーの検知対象物側面との間で密着を図り、発光素子１からの発光がフィルター７に反射して受光素子３に入ることを防止する位置に配備されている。

遮光物８による反射光を遮光する遮光特性をよくするには、遮光物８が、センサー側とフィルター７側に密着していることが重要となる。通常、フィルター７と遮光ケース６からなるセンサーは別々のものである。そこで、実際に取り付けする場合にフィルター７とセンサーを構成する遮光ケース６との間の距離に誤差が出ることがある。この点を考慮し、遮光物８は、弾性素材製にすることが望ましい。例えば、ゴム状の弾性のある物質で作った方がよい。一例として、赤外線を通さないカーボンブラックが入った黒色ゴムを遮光物８として使用し、ゴムの弾性で、フィルター７と遮光物８との間及び、遮光物８とセンサーの検知対象物側面との間に隙間がないように調整し、密着させる。

（実施例２）
発光素子を２個使用した例を図８に示す。

図８図示の実施形態では、受光素子３を中にして、発光素子１と２を左右に配置している。必要に応じて２個の発光素子を一方側に並べてもよい。

この実施形態でも発光素子１、２はＶＣＳＥＬであり、受光素子はリモコン受光素子である。

発光素子を２個使用すると論理演算の例えば、ＡＮＤまたはＯＲで、検出範囲を狭めたり広げたりすることができる。

すなわち、検出範囲の設定の選択肢が増える利点がある。

少し詳しく述べると発光素子１の発光範囲はＡ線とＢ線に囲まれた部分、発光素子２の発光範囲はＪ線とＫ線に囲まれた部分である。

受光素子３の受光範囲はＣ線とＤ線に囲まれた範囲である。

よって、論理演算ＡＮＤで検出される範囲はこれらの範囲が重なる部分、すなわち、図８のＹＱＧＸＲＥで囲まれた範囲となる。

図８は発光素子２個を使用した一例であるが、必要であればもっと発光素子を増すことにより、論理演算を応用して、様々な検出範囲の設定が可能となる。

（実施例３）
実施例１及び実施例２は、一体型のセンサーについて述べたが、図９に一例を示す実施例３は、発光素子と受光素子が別々の場合のセンサーである。

一体型は、発光素子と受光素子間の距離が短いため、センサーから離れた検出物を検出するのにあまり適さない。

センサーから離れている検出物を検出するためには、受光素子と発光素子を切り離して使用するのがよい。例えば、ドアの開閉や１．５ｍ以上離れたところの検出物の通過等の検出は図９のごとく、発光素子と受光素子を切り離して使用する方が適している。

図９で示す例では、検出範囲はＥＦＧＨで囲まれた部分となる。

様式トイレに使う人感センサーの場合、人感センサーは便座の臀部の後ろに配備される。便座に人が座ったことを検知し、弾性が便座の前に立って用を足しているときは反応しないことが要求される。また使用する人は、大人から子供まで、太った人や痩せた人などがおり、座り方も様々で、服装も様々である。

また、人感センサーに対する要求の一例として、黒い服（反射率＞２０％）を着た状態で、センサーに密着しても感知し、白色の服（反射率＜９０％）を着た状態で３０ｃｍ以上離れたら、検知しないことを要求される。

従来のＰＳＤ利用のセンサーでは、センサーに密着した場合は感知できないことがあった。

この発明のセンサーを人感センサーとして使用する場合には、このような要求に対応できる人感センサーとして提供することができる。

１発光素子（ＶＣＳＥＬ）
２受光素子（リモコン受光素子）
３発光素子（ＶＣＳＥＬ）
４発光素子チップ（ＶＣＳＥＬチップ）
５樹脂凹レンズ
６遮光樹脂ケース
７フィルター
８遮光物
９チップＬＥＤ型発光素子（チップＬＥＤ型ＶＣＳＥＬ）
１０チップＬＥＤ型受光素子（チップＬＥＤ型リモコン受光素子）
１１ガラスエポキシ基板（黒基板）
１２ガラスエポキシ基板の切り欠き部
１３遮光樹脂ケース
１４ガラスエポキシ基板の配線
１５発光素子チップ（ＶＣＳＥＬチップ）
１６リモコン受光素子チップ
１７ガラスエポキシ基板（黒基板）
１８トランスファーモールド透光樹脂
１９２次モールド遮光樹脂
２０はめ込み部
Ａ〜Ｙ発光または受光の光が通範囲及びその交点を表す

Claims

発光素子と受光素子とを備えて構成されるセンサーであって、前記発光素子がＶＣＳＥＬからなり、前記受光素子がリモコン受光素子からなるセンサー。
前記発光素子の検知対象物に対向する側に凹レンズが配備され、前記ＶＣＳＥＬからの発光の指向角が広げられている請求項１記載のセンサー。
前記発光素子を構成するＶＣＳＥＬが複数個配備されている請求項１記載のセンサー。
検出範囲を論理演算により設定する請求項３記載のセンサー。
前記センサーの検知対象物側に遮光物を介してフィルターが配備されており、前記遮光物は弾性素材製で前記フィルターと前記遮光物との間及び、前記遮光物と前記センサーの検知対象物側面との間で密着を図り、前記ＶＣＳＥＬからの発光が前記フィルターに反射して前記リモコン受光素子に入ることを防止する位置に配備されている請求項１記載のセンサー。
前記センサーの検知対象物側面に前記遮光物が挿脱されるはめ込み部が形成されている請求項５記載のセンサー。
前記ＶＣＳＥＬから発光させる回路をマイクロコンピュータで制御し、前記回路にＡＧＣ回路を用いることで前記ＶＣＳＥＬからの発光出力を制御する請求項１記載のセンサー。