JP5209066B2 - センサ装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、被検出対象が近接しているか否かの判定を行うことが出来るセンサ装置及び電子機器に関するものである。
携帯電話やデジカメ等の液晶パネルでは、低消費電力のために、顔が近づいた時はＯＦＦさせるように、近接センサを搭載する要望が増えている。また、近接センサの出力値は検出距離（検知距離）に反比例するため、測距センサとして利用する要望も有る。さらに、携帯電話やデジカメ等の液晶パネルでは、外乱の照度に応じて液晶のバックライトの発光量を制御するため、照度センサを搭載する要望が有る。
一方、積分型のアナログ−デジタル変換回路は、簡単な構成で高精度な分解能を実現できるという特徴を有している。この特徴は、近接センサや照度センサのように、低速であるが高い分解能（１２〜１６ｂｉｔ程度）を要求されるデバイスに適している。照度センサと近接センサとの両方を搭載すると、サイズが大きくなる等の問題が有る。よって、単一のデバイスで、照度と近接／非近接との両方を検出する（検知する）方式への要求が高まってきている。
図１５に、第１の従来例として、アナログ−デジタル変換回路を用いたセンサ回路１０１の一般的な構成を示す。センサ回路１０１において、アナログ−デジタル変換部ＡＤＣは、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎの電流量をデジタル変換してデジタル値ＡＤＣＯＵＴを出力するアナログ−デジタル変換回路である。センサ回路１０１は、測定結果であるデジタル値ＡＤＣＯＵＴと閾値Ｄａｔａ＿ｔｈとを比較する比較回路１０２（比較部）を備える。比較結果は、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
図１６に、第２の従来例として、特許文献１に記載の内容を適用した光電センサの構成を示す。光電センサ１０３は、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter：アナログ−デジタル変換回路）に電流Ｉｉｎを出力するフォトダイオードＰＤと、周期的に取得される測定値の移動平均値を生成する平均回路１０４（演算部）と、移動平均値に対して加算または乗算するオフセット値設定部１０５とを備え、移動平均値にオフセットを加算（乗算）して得られる閾値Ｄａｔａ＿ｔｈと、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとを比較する部（比較回路１０６）をさらに備える。外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による変動に対して、正確な検出動作を可能とする。
図１７に、第３の従来例として、特許文献２に記載の内容を適用したアナログ−デジタル変換回路１０７の構成を示す。ボルテージフォロワを構成する差動アンプ１０８の非反転入力端子（＋）に入力される入力電圧Ｖｉｎに応じた電荷を蓄える容量Ｃと、蓄えた電荷を放電させる定電流回路１０９と、放電開始時から容量Ｃの両端電圧が一定値になるまで、発振器１１０が出力するクロックパルスをカウントするカウンタ１１１と、発振器１１０及びカウンタ１１１の動作を制御する制御回路１１２とを備えている。簡単な構成で入力電圧Ｖｉｎのアナログ−デジタル変換が可能である。
ここで、近接センサは、積分型のアナログ−デジタル変換回路、発光ダイオードの駆動回路を備える方式が、近年、採用されている。図１８は、特許文献３に記載の内容を適用した一般的な近接センサ１１３の構成を示している。近接センサ１１３は、フォトダイオードＰＤ、発光ダイオードＬＥＤ、及び制御回路１１４を備えている。制御回路１１４により発光ダイオードＬＥＤを駆動し、受光用のフォトダイオードＰＤで電流に変換し、制御回路１１４で、被検出対象１１５の近接／非近接を判定する。
なお、図１５のセンサ回路１０１を用いて図１８の近接センサ１１３を構成し、当該近接センサ１１３を用いたセンサは、測定された照度が、所定の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えているか否かを判定することが出来る照度センサである。
図１９（ａ）は、図１８の一般的な近接センサ１１３に被検出対象１１５が近接している時の波形図である。図１９（ｂ）は、図１８の一般的な近接センサ１１３に被検出対象１１５が近接していない時の波形図である。発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１と、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２との差分を、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２とする。また、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）において破線で示されているのは、デジタル値ＡＤＣＯＵＴのフルスケールである。以下の図面において、デジタル値ＡＤＣＯＵＴがフルスケールに達している場合は、図１５のＡＤＣにおいて、デジタル値ＡＤＣＯＵＴの飽和が生じている。
被検出対象１１５が有る場合、発光ダイオードＬＥＤから照射された光を被検出対象１１５が反射した光である反射光１１６が強い。このため、フォトダイオードＰＤの電流は大きくなり、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が制御回路１１４の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越える。よって、Ｈｉレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが出力されて、近接であると正常に判定される（判断される）（図１９（ａ））。
被検出対象１１５が無い場合、反射光１１６が弱いため、フォトダイオードＰＤの電流は小さく、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が制御回路１１４の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えない。よって、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが出力されて、非近接であると正常に判定される（図１９（ｂ））。
また、近接センサの測定値は、検出距離の２乗に反比例するため、測定値から検出距離を算出することで、近接センサを測距センサとして機能させることが可能である。
携帯電話やデジカメは、屋外で使用されることも多い。このため、外光である太陽光等の周囲光が携帯電話やデジカメに搭載されたセンサ装置に照射されることになる。このとき、太陽光の光量が大きいと、センサ装置における近接センサや測距センサが誤動作する場合が有る。
図２０（ａ）は、外光である太陽光等の周囲光が照射されている図１８の一般的な近接センサ１１３に対して、被検出対象１１５が近接している時の波形図である。図２０（ｂ）は、外光である太陽光等の周囲光が照射されている図１８の一般的な近接センサ１１３に対して、被検出対象１１５が近接していない時の波形図である。
被検出対象１１５が有る場合、反射光１１６が強いため、フォトダイオードＰＤの電流は大きくなる。ここで、フォトダイオードＰＤは、反射光１１６とともに太陽光も受光する。このため、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１において、太陽光による増加分（斜線部）が加えられる。このため、データＤａｔａ１がフルスケールに達する、即ち、図１５のＡＤＣにおいて、デジタル値ＡＤＣＯＵＴの飽和が生じる。また、太陽光による増加分（斜線部）は、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２に対しても加えられる。
被検出対象１１５が有る場合は、図１９（ａ）に示すように、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が制御回路１１４の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えるべきであるのに対して、図２０（ａ）では、太陽光による増加分（斜線部）による飽和のため、被検出対象１１５が有るにもかかわらず、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が制御回路１１４の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えない。よって、Ｈｉレベルであるべきデジタル出力信号ＤｏｕｔがＬｏｗレベルとなり、被検出対象１１５が無いと誤って判定されてしまう。即ち、近接センサ１１３において誤動作が生じてしまう。
なお、図２０（ａ）に示される事例では、斜線部が加えられる。これにより、データＤａｔａ１がフルスケールに達しているが、太陽光の照度が極めて高い場合は、斜線部のみで、データＤａｔａ１がフルスケールに達する。
この場合、データＤａｔａ２も、斜線部のみでフルスケールに達する。従って、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、フルスケールである斜線部からフルスケールである斜線部を減算する結果、０となる。
よって、太陽光の照度が極めて高く、斜線部のみで、データＤａｔａ１，Ｄａｔａ２がフルスケールに達する場合も、制御回路１１４の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えるべきである差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が０であるために、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えない。従って、被検出対象１１５が有るにもかかわらず、被検出対象１１５が無いと誤って判定されてしまう。即ち、近接センサ１１３において誤動作が生じてしまう。
被検出対象１１５が無い場合、反射光１１６が弱いため、フォトダイオードＰＤの電流は小さく、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が制御回路１１４の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ（Ｄａｔａ＿ｔｈ＞０）を越えない。よって、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが出力されて、非近接であると正常に判定される（図２０（ｂ））。但し、データＤａｔａ１及びデータＤａｔａ２に太陽光による増加分（斜線部）が加えられている。
上述した、外光である太陽光等の周囲光が照射されるときの誤動作を含む、第１〜第３の従来例における問題点を以下に示す。
第１の従来例における構成では、図１９に示すように、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１と、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２の差分を、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２とすることで、近接／非近接の判定を行うことができる。
しかしながら、外光である太陽光等の周囲光がセンサ装置に照射された場合、アナログ−デジタル変換回路が出力するデジタル値ＡＤＣＯＵＴは、外光である太陽光等の周囲光の分、増加することになる。アナログ−デジタル変換回路のＡＤ変換結果が飽和する程（１６ｂｉｔでは、フルスケール６５５３５カウント）の太陽光が照射されると、図２０に示すような誤動作が生じ、近接／非近接の判定を正確に行うことが出来ない。
第２の従来例における構成では、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による変動に対して、正確な検出動作を可能とする。この場合、移動平均値にオフセット値を設定した値を閾値とすることで、測定値の変化分に対しては正確な検出を可能にすることになる。
しかしながら、測定値自体の精度が必要な場合の判定は、行うことが出来ない。測定値自体の精度が必要な場合に関して、例えば、センサ装置を測距センサとして機能させる場合、検出距離の２乗に反比例した値を求める必要がある。測定値の変化分では、検出距離の２乗に反比例した値そのものを求めることは出来ないので、検出距離を判定することが出来ない。
また、第１の従来例における構成と同様に、外光である太陽光等の周囲光がセンサ装置に照射された場合、アナログ−デジタル変換回路が出力するデジタル値ＡＤＣＯＵＴは、外光である太陽光等の周囲光の分、増加する。よって、この増加により、検出動作における誤動作が引き起される。
第３の従来例における構成では、簡単な構成で入力電圧Ｖｉｎのアナログ−デジタル変換が可能である。
しかしながら、第３の従来例における構成においても、第１及び第２の従来例における構成と同様に、外光である太陽光等の周囲光がセンサ装置に照射された場合、アナログ−デジタル変換回路が出力するデジタル値ＡＤＣＯＵＴは、外光である太陽光等の周囲光の分、増加する。よって、この増加により、アナログ−デジタル変換における誤動作が引き起される。
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、外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置及び電子機器を提供することにある。
本発明のセンサ装置は、上記課題を解決するために、被検出対象が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置であって、近接している上記被検出対象により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光素子と、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部と、フォトダイオードであって、カソードが、上記アナログ−デジタル変換部の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されている受光素子と、一方の入力に入力される、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、他方の入力に入力される所定の閾値とを比較して、上記ＡＤ変換結果が上記閾値を超えていれば、上記被検出対象が近接していることを示す信号を出力し、上記ＡＤ変換結果が上記閾値以下であれば、上記被検出対象が近接していないことを示す信号を出力する比較部と、上記ＡＤ変換結果を記憶する記憶部と、第１端子が、上記一方の入力に接続されており、第２端子が、上記記憶部の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する切り替えスイッチと、上記受光素子のカソードと上記アナログ−デジタル変換部の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチと、入力に電源電圧が印加され、出力が、上記受光素子のカソードと上記開閉スイッチの他端に接続されている可変電流源と、上記開閉スイッチの開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、上記開閉スイッチの制御入力に出力するとともに、上記切り替えスイッチの切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、上記切り替えスイッチの制御入力に出力するスイッチ制御部とを備えることを特徴とする。
上記発明によれば、上記発光素子を消灯させ、上記開閉スイッチを開き、かつ、上記切り替えスイッチによって上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する。これにより、上記可変電流源の出力電流を設定することが出来る。
また、上記可変電流源の出力電流を設定した後に、上記発光素子を点灯させ、上記開閉スイッチを閉じ、かつ、上記切り替えスイッチによって、上記第１端子に接続された上記比較部の上記一方の入力と、上記第２端子に接続された上記ＡＤ変換結果とを接続する。これにより、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を点灯させた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流を、上記アナログ−デジタル変換部に入力することが出来る。
上記差分の電流は、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを開いた時に上記外光を受光する上記受光素子の出力電流に等しい、上記可変電流源の出力電流を減算された電流である。
よって、上記被検出対象が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置を提供することが出来る。
上記センサ装置では、上記被検出対象が近接しているか否かを判定するときに、第１工程として、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを開き、上記切り替えスイッチは、上記一方の入力を電気的に接地し、上記アナログ−デジタル変換部は、上記受光素子が出力する電流をアナログ−デジタル変換して得られた上記ＡＤ変換結果である第１データを、上記記憶部に出力し、上記記憶部は、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流の大きさを示す第１制御信号を、上記可変電流源の制御入力に出力し、上記可変電流源は、上記第１制御信号が入力されると、上記可変電流源が出力する電流を、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流に設定し、上記第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程として、上記発光素子が点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じ、上記切り替えスイッチは、上記一方の入力と、上記ＡＤ変換結果とを接続してもよい。
上記第１工程において、上記第１データを上記記憶部に出力する。これにより、上記可変電流源の出力電流を設定することが出来る。
また、上記第２工程において、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子が点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流を、上記アナログ−デジタル変換部の入力に入力させることが出来る。
上記差分の電流は、上記発光素子の消灯時に上記外光を受光する上記受光素子の出力電流に等しい、上記可変電流源の出力電流を減算された電流である。
よって、上記被検出対象が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置を提供することが出来る。
本発明のセンサ装置は、上記課題を解決するために、被検出対象が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置であって、近接している上記被検出対象により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光素子と、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部と、フォトダイオードであって、カソードが、上記アナログ−デジタル変換部の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されている受光素子と、１回目に入力された、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果を記憶し、２回目の上記ＡＤ変換結果が入力されると、１回目に入力された上記ＡＤ変換結果を出力するとともに、３回目の上記ＡＤ変換結果が入力されると、２回目に入力された上記ＡＤ変換結果から３回目に入力された上記ＡＤ変換結果を減算した値である減算値を出力する記憶・減算部と、一方の入力に入力される上記記憶・減算部の出力値と、他方の入力に入力される所定の閾値とを比較して、上記ＡＤ変換結果が上記閾値を超えていれば、上記被検出対象が近接していることを示す信号を出力し、上記ＡＤ変換結果が上記閾値以下であれば、上記被検出対象が近接していないことを示す信号を出力する比較部と、上記ＡＤ変換結果を記憶する記憶部と、第１端子が、上記記憶・減算部の入力に接続されており、第２端子が、上記記憶部の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記記憶・減算部の入力を電気的に接地する切り替えスイッチと、上記受光素子のカソードと上記アナログ−デジタル変換部の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチと、入力に電源電圧が印加され、出力が、上記受光素子のカソードと上記開閉スイッチの他端に接続されている可変電流源と、上記開閉スイッチの開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、上記開閉スイッチの制御入力に出力するとともに、上記切り替えスイッチの切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、上記切り替えスイッチの制御入力に出力するスイッチ制御部とを備えることを特徴とする。
上記発明によれば、上記発光素子を消灯させ、上記開閉スイッチを開き、かつ、上記切り替えスイッチによって上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する。これにより、上記可変電流源の出力電流を設定することが出来る。
また、上記可変電流源の出力電流を設定した後に、上記発光素子を点灯させ、上記開閉スイッチを閉じ、かつ、上記切り替えスイッチによって、上記第１端子に接続された上記記憶・減算部の入力と、上記第２端子に接続された上記ＡＤ変換結果とを接続する。これにより、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を点灯させた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である第１の差分の電流を、上記アナログ−デジタル変換部に入力することが出来る。
さらに、上記第１の差分の電流が、上記アナログ−デジタル変換部に入力された後に、上記発光素子を消灯させ、上記開閉スイッチを閉じ、かつ、上記切り替えスイッチによって、上記第１端子に接続された上記記憶・減算部の入力と、上記第２端子に接続された上記ＡＤ変換結果とを接続する。これにより、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を消灯させた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である第２の差分の電流を、上記アナログ−デジタル変換部に入力することが出来る。
上記第１及び第２の差分の電流は、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを開いた時に上記外光を受光する上記受光素子の出力電流に等しい、上記可変電流源の出力電流を減算された電流である。
よって、上記被検出対象が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置を提供することが出来る。
上記センサ装置では、上記被検出対象が近接しているか否かを判定するときに、第１工程として、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを開き、上記切り替えスイッチは、上記記憶・減算部の入力を電気的に接地し、上記アナログ−デジタル変換部は、上記受光素子が出力する電流をアナログ−デジタル変換して得られた上記ＡＤ変換結果である第１データを、上記記憶部に出力し、上記記憶部は、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流の大きさを示す第１制御信号を、上記可変電流源の制御入力に出力し、上記可変電流源は、上記第１制御信号が入力されると、上記可変電流源が出力する電流を、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流に設定し、上記第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程として、上記発光素子を点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じ、上記切り替えスイッチは、上記記憶・減算部の入力と、上記ＡＤ変換結果とを接続し、上記第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程として、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じてもよい。
上記第１工程において、上記第１データを上記記憶部に出力する。これにより、上記可変電流源の出力電流を設定することが出来る。
また、上記第２工程において、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である上記第１の差分の電流を、上記アナログ−デジタル変換部の入力に入力させることが出来る。
さらに、上記第３工程において、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である上記第２の差分の電流を、上記アナログ−デジタル変換部の入力に入力させることが出来る。
上記第１の差分の電流、及び、上記第２の差分の電流は、上記発光素子の消灯時に上記外光を受光する上記受光素子の出力電流に等しい、上記可変電流源の出力電流を減算された電流である。
よって、上記被検出対象が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置を提供することが出来る。
上記センサ装置では、上記第１工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第１上限に設定され、上記第２工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第２上限に設定され、上記第１上限は、上記第２上限よりも高くてもよい。
よって、上記第１工程が行われる際に、上記第２のフルスケールを超えるような、極めて照度が高い上記外光が上記センサ装置に照射された場合でも、上記第１工程の際に、上記第１データが上記第１のフルスケールに達して、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果が飽和することはない。
さらに、上記第２工程が行われる際に、上記アナログ−デジタル変換部へ入力される電流は、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子が点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である。
従って、上記差分の電流において、極めて照度が高い上記外光による上記可変電流源の出力電流が含まれなくなる。従って、極めて照度が高い上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置を提供することが出来る。
上記センサ装置では、上記第１工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第１上限に設定され、上記第２工程及び上記第３工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第２上限に設定され、上記第１上限は、上記第２上限よりも高くてもよい。
よって、上記第１工程が行われる際に、上記第２のフルスケールを超えるような、極めて照度が高い太陽光等の周囲光が上記センサ装置に照射された場合でも、上記第１工程が行われる際に、上記第１データが上記第１のフルスケールに達して、アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果が飽和することはない。
また、上記第２工程が行われる際に、上記アナログ−デジタル変換部へ入力される電流は、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である上記第１の差分の電流である。
さらに、上記第３工程が行われる際に、上記アナログ−デジタル変換部へ入力される電流は、上記可変電流源の出力電流と、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じた時の上記受光素子の出力電流との差分の電流である上記第２の差分の電流である。
従って、上記第１の差分の電流及び上記第２の差分の電流において、極めて照度が高い上記外光による上記可変電流源の出力電流が含まれなくなる。従って、極めて照度が高い上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置を提供することが出来る。
上記いずれかのセンサ装置では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、上記いずれかのセンサ装置と上記被検出対象との距離とが、反比例していてもよい。
これにより、近接センサとして機能することが出来る上記いずれかのセンサ装置において、上記ＡＤ変換結果から上記距離を算出することで、近接センサとして機能することが出来る上記いずれかのセンサ装置を、測距センサとして機能させることが可能となる。
上記いずれかのセンサ装置では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、上記被検出対象により反射された反射光の照度とが、比例していてもよい。
これにより、近接センサとして機能することが出来る上記いずれかのセンサ装置において、上記ＡＤ変換結果から上記照度を算出することで、近接センサ機能することが出来る上記いずれかのセンサ装置を、照度センサとして機能させることが可能となる。
上記いずれかのセンサ装置では、上記アナログ−デジタル変換部は、アナログ入力電流をデジタル変換する積分型アナログ−デジタル変換部であって、上記アナログ入力電流に応じた電荷を蓄える容量と、当該容量の一端が接続される反転入力端子に上記アナログ入力電流が入力され、非反転入力端子が電気的に接地され、上記容量の他端が接続される出力端子から出力電圧を出力する差動増幅器とを有する充電部と、上記容量に蓄えた上記電荷を放電する放電部と、基準電圧を出力する電圧源、及び、上記電圧源の出力と上記充電部の出力との間を開閉するスイッチを有し、上記充電部の差動増幅器の出力電圧と、上記基準電圧とを比較する出力電圧比較部とを備えてもよい。
上記アナログ−デジタル変換部として、上記積分型アナログ−デジタル変換部を適用する。これにより、上記積分型アナログ−デジタル変換部が備えている、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ−デジタル変換が可能である。
上記センサ装置では、上記容量の充電に要する期間を含む、上記積分型アナログ−デジタル変換部の測定期間を、周波数５０ヘルツの逆数である周期２０ミリ秒の倍数、または、周波数６０ヘルツの逆数である周期１６．６６ミリ秒の倍数としてもよい。
また、上記センサ装置では、上記測定期間を、周波数５０ヘルツの逆数である周期２０ミリ秒、または、周波数６０ヘルツの逆数である周期１６．６６ミリ秒としてもよい。
上記いずれかのセンサ装置を照度センサとして機能させる場合、以下の理由から、上記測定期間を、２０ミリ秒の倍数（２０ミリ秒も含まれる）、または１６．６６ミリ秒の倍数（１６．６６ミリ秒も含まれる）にすることが好ましい。
上記外光の一例として、蛍光灯から発せられる光が挙げられる。蛍光灯から発せられる光は、蛍光灯を動作させるために蛍光灯に入力される商用電源からの電圧の周波数である、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚに対応した周期で揺らいでいる。よって、蛍光灯から発せられる光には、５０Ｈｚの周波数成分または６０Ｈｚの周波数成分が含まれることとなる。
ここで、上記照度センサを用いて、蛍光灯から発せられる光の照度を測定する場合を考える。この場合、上記照度センサにおける上記測定期間、即ち、上記照度の測定に要する時間（上記積分型アナログ−デジタル変換回路における積分に依存する）が、周波数５０Ｈｚの逆数である周期２０ミリ秒、または、周波数６０Ｈｚの逆数である周期１６．６６ミリ秒よりも短いと、上記照度の測定を正確に行うことが出来ない。
このため、従来の照度センサでは、積分型のアナログ−デジタル変換回路を用いた場合に、長時間の積分を行っている。これにより、上記測定期間に相当する、照度の測定に要する時間を十分長くして、照度の測定を正確に行うような構成としている。
また、上記いずれかのセンサ装置において、上記被検出対象が近接しているか否かの判定を行う際に、上述した蛍光灯から発せられる光は、上記判定を正確に行うことを妨げる外乱ノイズとなる。従って、上記いずれかのセンサ装置では、上述した蛍光灯から発せられる光の影響は、除去されていることが望ましい。
そこで、上記いずれかのセンサ装置では、上記測定期間を、周波数５０ヘルツの逆数である周期２０ミリ秒の倍数（２０ミリ秒も含まれる）、または、周波数６０ヘルツの逆数である周期１６．６６ミリ秒の倍数（１６．６６ミリ秒も含まれる）とする。
これにより、蛍光灯を動作させるために蛍光灯に入力される商用電源からの電圧の周波数である、５０ヘルツまたは６０ヘルツの逆数の周期で変動する、上述した蛍光灯から発せられる光の影響を除去して、上記照度の測定、及び、上記被検出対象が近接しているか否かの判定を、正確に行うことが出来る。
本発明の電子機器は、画面を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルを照射するバックライトと、上記バックライトの輝度を制御するバックライト制御部と、上記いずれかのセンサ装置とを備える電子機器であって、上記バックライト制御部は、上記いずれかのセンサ装置が備える上記アナログ−デジタル変換部のデジタル出力信号がハイレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第１所定値高くし、上記デジタル出力信号がローレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第２所定値低くし、上記デジタル出力信号のレベルが変化しない場合、上記バックライトの輝度を維持する。
また、上記電子機器は、携帯電話またはデジタルカメラであってもよい。
本発明の電子機器は、近接センサとして機能することが出来る、上記いずれかのセンサ装置を備える。上記近接センサは、上記外光が照射されても、誤動作が生じることなく、上記被検出対象が近接しているか否かを正確に判定することが出来る。よって、上記電子機器も、誤動作が生じることなく正常に動作することが出来る。
本発明のセンサ装置は、以上のように、近接している被検出対象により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光素子と、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部と、フォトダイオードであって、カソードが、上記アナログ−デジタル変換部の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されている受光素子と、一方の入力に入力される、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、他方の入力に入力される所定の閾値とを比較して、上記ＡＤ変換結果が上記閾値を超えていれば、上記被検出対象が近接していることを示す信号を出力し、上記ＡＤ変換結果が上記閾値以下であれば、上記被検出対象が近接していないことを示す信号を出力する比較部と、上記ＡＤ変換結果を記憶する記憶部と、第１端子が、上記一方の入力に接続されており、第２端子が、上記記憶部の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する切り替えスイッチと、上記受光素子のカソードと上記アナログ−デジタル変換部の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチと、入力に電源電圧が印加され、出力が、上記受光素子のカソードと上記開閉スイッチの他端に接続されている可変電流源と、上記開閉スイッチの開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、上記開閉スイッチの制御入力に出力するとともに、上記切り替えスイッチの切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、上記切り替えスイッチの制御入力に出力するスイッチ制御部とを備えるものである。
また、本発明のセンサ装置は、以上のように、近接している被検出対象により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光素子と、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部と、フォトダイオードであって、カソードが、上記アナログ−デジタル変換部の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されている受光素子と、１回目に入力された、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果を記憶し、２回目の上記ＡＤ変換結果が入力されると、１回目に入力された上記ＡＤ変換結果を出力するとともに、３回目の上記ＡＤ変換結果が入力されると、２回目に入力された上記ＡＤ変換結果から３回目に入力された上記ＡＤ変換結果を減算した値である減算値を出力する記憶・減算部と、一方の入力に入力される上記記憶・減算部の出力値と、他方の入力に入力される所定の閾値とを比較して、上記ＡＤ変換結果が上記閾値を超えていれば、上記被検出対象が近接していることを示す信号を出力し、上記ＡＤ変換結果が上記閾値以下であれば、上記被検出対象が近接していないことを示す信号を出力する比較部と、上記ＡＤ変換結果を記憶する記憶部と、第１端子が、上記記憶・減算部の入力に接続されており、第２端子が、上記記憶部の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記記憶・減算部の入力を電気的に接地する切り替えスイッチと、上記受光素子のカソードと上記アナログ−デジタル変換部の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチと、入力に電源電圧が印加され、出力が、上記受光素子のカソードと上記開閉スイッチの他端に接続されている可変電流源と、上記開閉スイッチの開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、上記開閉スイッチの制御入力に出力するとともに、上記切り替えスイッチの切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、上記切り替えスイッチの制御入力に出力するスイッチ制御部とを備えるものである。
それゆえ、外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置及び電子機器を提供するという効果を奏する。
本発明の一実施形態について図１〜図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。まずは、本発明の一実施例について、以下に説明する。
〔実施例１〕
本発明の実施例１について、図１〜図３及び図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明の実施例１について、図１〜図３及び図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本実施例１では、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータをＤａｔａ０（第１データ）とする。また、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータをＤａｔａ１（第２データ）とする。さらに、図２（ａ）及び図２（ｂ）において破線で示されているのは、図１のデジタル値ＡＤＣＯＵＴ（ＡＤ変換結果）のフルスケール（ＡＤ変換結果の上限（所定））である。以下の図面において、デジタル値ＡＤＣＯＵＴがフルスケールに達している場合は、図１のＡＤＣ２（Analog to Digital Converter：アナログ−デジタル変換部）において、デジタル値ＡＤＣＯＵＴの飽和が生じている。
なお、太陽光により飽和が生じるのは、あくまでＡＤＣ２が出力するデジタル値ＡＤＣＯＵＴである。これに対して、図１のフォトダイオードＰＤからＡＤＣ２へ入力される電流は、太陽光、及び、後述する極めて照度が高い太陽光のいずれが存在したとしても、飽和することは無い。
（センサ装置１）
図１は、本実施形態に係るセンサ装置１のブロック図である。図１２は、本実施形態に係るセンサ装置１の構成を示す正面図である。まず、センサ装置１の構成を、図１２に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係るセンサ装置１のブロック図である。図１２は、本実施形態に係るセンサ装置１の構成を示す正面図である。まず、センサ装置１の構成を、図１２に基づき説明する。
図１２に示すように、本実施形態に係るセンサ装置１は、フォトダイオードＰＤ、発光ダイオードＬＥＤ（発光素子）、及び制御回路２０を備えている。制御回路２０により発光ダイオードＬＥＤを駆動し、受光用のフォトダイオードＰＤ（受光素子）で電流に変換し、制御回路２０で被検出対象２１の近接／非近接を判定する（被検出対象２１が近接しているか否かを判定する）。被検出対象２１が有る場合、発光ダイオードＬＥＤから照射された光を被検出対象２１が反射する。これにより、反射光２２がフォトダイオードＰＤに入射する。
次に、センサ装置１のブロック図である図１について説明する。図１のセンサ装置１は、フォトダイオードＰＤ、ＡＤＣ２（アナログ−デジタル変換部）、比較回路３（比較部）、記憶回路４（記憶部）、電流源回路５、切り替えスイッチＳＷ０’及びスイッチ制御回路５０（スイッチ制御部）を備えている。また、電流源回路５は、可変電流源６と開閉スイッチＳＷ０とを有している。
図１のセンサ装置１において、可変電流源６の入力には、電源電圧Ｖｄｄが印加されている。可変電流源６の出力は、開閉スイッチＳＷ０の一端に接続されている。
開閉スイッチＳＷ０の他端は、フォトダイオードＰＤのカソードと、ＡＤＣ２の入力とに接続されている。ＡＤＣ２の出力は、切り替えスイッチＳＷ０’の一端と、記憶回路４の入力とに接続されている。記憶回路４の出力から、可変電流源６の制御入力へ、電流制御信号Ｓｃ（第１制御信号）が出力される。
切り替えスイッチＳＷ０’の他端は、比較回路３の一方の入力に接続されている。比較回路３の他方の入力には、所定の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈが入力される。比較回路３の出力から外部へ、デジタル出力信号Ｄｏｕｔが出力される。
スイッチ制御回路５０は、開閉スイッチＳＷ０及び切り替えスイッチＳＷ０’に、それぞれのスイッチに対応した、それぞれのスイッチの動作を制御する信号を出力する。
そして、フォトダイオードＰＤのアノードは、電気的に接地されている。
なお、記憶回路４は、レジスタ回路やメモリ回路等で構成することが出来る。
（本実施例１のセンサ装置１の動作）
図２及び図３は、本実施形態に係るセンサ装置１の、本実施例１における動作波形の説明図である。まず、図２を用いて、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合におけるセンサ装置１の動作を説明する。
図２及び図３は、本実施形態に係るセンサ装置１の、本実施例１における動作波形の説明図である。まず、図２を用いて、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合におけるセンサ装置１の動作を説明する。
図２（ａ）は、本実施例１において、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合の動作波形の波形図である。図２（ｂ）は、本実施例１において、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合の動作波形の波形図である。図２（ａ）を用いて第１事例を説明し、図２（ｂ）を用いて第２事例を説明する。
なお、図２において、ｔ＿ｃｏｎｖは測定期間（データ変換時間）を示す。測定期間ｔ＿ｃｏｎｖについては、〔積分型のアナログ−デジタル変換回路８〕の項目において後述する。
（第１事例）
第１事例として、図２（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１事例として、図２（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１工程（第１行程）において、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ０を測定する時は、図１のセンサ装置１において、開閉スイッチＳＷ０を開く。また、図１のセンサ装置１は、ＡＤＣ２の出力と、比較回路３の一方の入力との間を開閉可能なスイッチである切り替えスイッチＳＷ０’を備えている。切り替えスイッチＳＷ０’は、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合は、常に導通している（比較回路３の一方の入力に接続されている切り替えスイッチＳＷ０’の第１端子と、ＡＤＣ２の出力及び記憶回路４の入力に接続されている切り替えスイッチＳＷ０’の第２端子とが接続されている）。また、外光である太陽光等の周囲光が照射される場合は、上記導通が行われるか、上記第１端子と、電気的に接地された切り替えスイッチＳＷ０’の第３端子とが接続されて、比較回路３の一方の入力が電気的に接地されるかを切り替えられる。そして、センサ装置１が備えるスイッチ制御回路５０は、スイッチＳＷ０に対して、当該スイッチの開閉を制御する信号（第２制御信号）を送信するとともに、スイッチＳＷ０’に対して、当該スイッチの開閉を制御する信号（第３制御信号）を送信する。
開閉スイッチＳＷ０が開いている状態のセンサ装置１において、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎ（フォトダイオードの出力電流）は、
Ｉｉｎ≒０ （１）
である。（１）式の電流Ｉｉｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
Ｉｉｎ≒０ （１）
である。（１）式の電流Ｉｉｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
ここで、データＤａｔａ０の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’の他端を電気的に接地する。これにより、比較回路３の一方の入力における値を０とする。これにより、データＤａｔａ０の測定時に、比較回路３の一方の入力における値０が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ（Ｄａｔａ＿ｔｈ＞０）を超えない（閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ以下である）。よって、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが、外部に出力される。
データＤａｔａ０は、記憶回路４に記憶される。記憶回路４は、データＤａｔａ０に応じた信号である電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力へ出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが制御入力へ入力される。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０（可変電流源の出力電流）を出力することが出来るようになる。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図１のセンサ装置１において、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１≒Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ （２）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。なお、（２）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎは、発光ダイオードＬＥＤが発光している時（即ちデータＤａｔａ１の測定時）に、フォトダイオードＰＤが受光する電流である。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１≒Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ （２）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。なお、（２）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎは、発光ダイオードＬＥＤが発光している時（即ちデータＤａｔａ１の測定時）に、フォトダイオードＰＤが受光する電流である。
比較回路３の一方の入力に入力されるデータＤａｔａ１は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるような値に設定するものとする。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
（第２事例）
第２事例として、図２（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第２事例として、図２（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１工程であるデータＤａｔａ０の測定時であるが、図２（ａ）と同様に、（１）式の電流Ｉｉｎ≒０が得られる。また、可変電流源６が、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０を出力することが出来るようになる点も、図２（ａ）と同様である。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図１のセンサ装置１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（２）式に示される電流が得られる。しかし、図２（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（２）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎが電流Ｉ１に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （４）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、データＤａｔａ１は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。従って、被検出対象２１が近接していないことを示すＬｏｗレベルの信号が、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （４）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、データＤａｔａ１は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。従って、被検出対象２１が近接していないことを示すＬｏｗレベルの信号が、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
さて、図３（ａ）は、本実施例１において、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合の動作波形の波形図である。図３（ｂ）は、本実施例１において、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合の動作波形の波形図である。図３（ａ）を用いて第３事例を説明し、図３（ｂ）を用いて第４事例を説明する。
（第３事例）
第３事例として、図３（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第３事例として、図３（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１工程において、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ０を測定する時は、図１のセンサ装置１において、開閉スイッチＳＷ０を開く。開閉スイッチＳＷ０が開いている状態のセンサ装置１において、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ０＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ （５）
である。電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに対応するデータは、図３（ａ）において斜線部で示される。外光である太陽光等の周囲光の測定結果を示す電流である、（５）式の電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ０＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ （５）
である。電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに対応するデータは、図３（ａ）において斜線部で示される。外光である太陽光等の周囲光の測定結果を示す電流である、（５）式の電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
（５）式の電流Ｉｉｎから得られるデータＤａｔａ０は、外光である太陽光等の周囲光の測定結果としてのみ用いるデータであり、被検出対象２１が近接しているか否かの判定には用いない。このためには、データＤａｔａ０の測定時に、切り替えスイッチＳＷ０’を開いておく。これにより、比較回路３の一方の入力にデータＤａｔａ０を入力せずに、記憶回路４にのみ入力するようにする。
上述したように切り替えスイッチＳＷ０’を開いているので、比較回路３の一方の入力の値は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが、外部に出力される。
データＤａｔａ０は、記憶回路４に記憶される。記憶回路４は、データＤａｔａ０に応じた信号である電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力へ出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが制御入力へ入力される。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎを出力することが出来るようになる。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図１のセンサ装置１において、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、外光である太陽光等の周囲光の測定結果を反映したデータＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎと、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ （６）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ （６）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
データＤａｔａ１の測定時は、開閉スイッチＳＷ０に加えて、切り替えスイッチＳＷ０’も閉じる。これにより、比較回路３の一方の入力に入力されるデータＤａｔａ１は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるが、ＡＤＣ２のフルスケールに達することは無い。（６）式に示される電流の算出時に、減算が行われているためである。
従って、データＤａｔａ１は、外光である太陽光等の周囲光による影響が除去されたデータであると言える。外光である太陽光等の周囲光による影響が除去されたデータＤａｔａ１が、閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えることに伴って、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
以上のように、本実施例１のセンサ装置１は、従来の近接センサ１１３において生じていた、照度が極めて高い外光である太陽光等の周囲光による影響による誤動作が生じることは無い。
なお、照度が極めて高い外光である太陽光等の周囲光が存在する場合、後述する本実施形態の実施例３に係るセンサ装置１，３１において、上記フルスケールを、測定するデータに対応させて変化させる構成とする。
これにより、ＡＤＣ２におけるデジタル値ＡＤＣＯＵＴの飽和（１６ｂｉｔ（ビット）のＡＤＣ２であれば、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが、フルスケールである６５５３５カウントとなること）が無いので、照度が極めて高い外光である太陽光等の周囲光が存在しても誤動作が生じないことを実現することが出来る。詳細については、〔実施例３〕において説明する。
（第４事例）
第４事例として、図３（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第４事例として、図３（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１工程におけるデータＤａｔａ０の測定時であるが、図３（ａ）と同様に、（５）式の電流Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎが得られる。また、可変電流源６が、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎを出力することが出来るようになる点も、図３（ａ）と同様である。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合、図１のセンサ装置１において開閉スイッチＳＷ０及び切り替えスイッチＳＷ０’を閉じる。これにより、（６）式に示される電流が得られる。しかし、図３（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（６）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎが電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ＝０ （７）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （８）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、データＤａｔａ１は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。従って、被検出対象２１が近接していないことを示すＬｏｗレベルの信号が、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ＝０ （７）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （８）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、データＤａｔａ１は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。従って、被検出対象２１が近接していないことを示すＬｏｗレベルの信号が、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
なお、〔発明が解決しようとする課題〕において、太陽光の照度が極めて高く、太陽光による増加分である斜線部のみで測定されたデータがフルスケールに達する。これにより、従来の近接センサ１１３において、被検出対象１１５が有るにもかかわらず、被検出対象１１５が無いと誤って判定されてしまう現象である誤動作が生じてしまうことを述べた。
（測距センサとして機能するセンサ装置１，３１）
本実施例１に係るセンサ装置１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定するセンサである近接センサとして機能させることが出来る。なお、センサ装置３１は、後述する実施例２，３に係るセンサ装置である。
本実施例１に係るセンサ装置１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定するセンサである近接センサとして機能させることが出来る。なお、センサ装置３１は、後述する実施例２，３に係るセンサ装置である。
ここで、近接センサの出力値は、距離の２乗に反比例する。このため、近接センサとして機能させることが出来るセンサ装置１において、ＡＤＣ２として積分型のアナログ−デジタル変換回路８（積分型アナログ−デジタル変換回路）を用いた場合の出力値であるカウント数ｃｏｕｎｔから距離Ｌ［ｃｍ］を算出することで、近接センサであるセンサ装置１を、測距センサとして機能させることが可能となる。以下に詳細を説明する。
まず、発光ダイオードＬＥＤの放射強度をＥ［μＷ／ｓｒ］、被検出対象２１の反射率をηとする。この場合、センサ装置１から距離Ｌ［ｃｍ］を隔てた箇所に置かれた被検出対象２１からの反射光２２の放射照度Ｅｅは、
Ｅｅ＝Ｅ／｛（２×Ｌ）２｝×η［μＷ／ｃｍ２］ （９）
で求めることが出来る。放射強度Ｅの単位中のｓｒは、ステラジアン（立体角）を示す。また、発光ダイオードＬＥＤから照射された光が、距離Ｌ［ｃｍ］を伝播するとともに、被検出対象２１が反射する反射光２２も距離Ｌ［ｃｍ］を伝播する。これに伴い、（９）式には、（２×Ｌ）が含まれている。
Ｅｅ＝Ｅ／｛（２×Ｌ）２｝×η［μＷ／ｃｍ２］ （９）
で求めることが出来る。放射強度Ｅの単位中のｓｒは、ステラジアン（立体角）を示す。また、発光ダイオードＬＥＤから照射された光が、距離Ｌ［ｃｍ］を伝播するとともに、被検出対象２１が反射する反射光２２も距離Ｌ［ｃｍ］を伝播する。これに伴い、（９）式には、（２×Ｌ）が含まれている。
次に、フォトダイオードＰＤの受光面の面積をＳ［ｃｍ２］、フォトダイオードＰＤの受光感度をＡ［ｎＡ／μＷ］とすると、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ＝Ａ×Ｅｅ×Ｓ［ｎＡ］ （１０）
となる。
Ｉｉｎ＝Ａ×Ｅｅ×Ｓ［ｎＡ］ （１０）
となる。
さらに、アナログ−デジタル変換回路８が出力するカウント数ｃｏｕｎｔは、
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ （１１）
で求められる。（１１）式において、Ｉｒｅｆは基準電流であり、ｎは分解能である。
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ （１１）
で求められる。（１１）式において、Ｉｒｅｆは基準電流であり、ｎは分解能である。
従って、（９）式〜（１１）式より、カウント数ｃｏｕｎｔは、
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×Ｅｅ×Ｓ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×［Ｅ／｛（２×Ｌ）２｝×η］×Ｓ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ
ｃｏｕｎｔ＝｛Ａ×Ｅ×η×Ｓ×２（ｎ−２）／Ｉｒｅｆ｝／（Ｌ２） （１２）
となる。（１２）式により、距離の２乗である（Ｌ２）に対して反比例するカウント数ｃｏｕｎｔが算出される。この時、上記反比例における比例定数をａ１とすると、以下に示す（１３）式〜（１５）式が成立することとなる。
ｃｏｕｎｔ∝１／（Ｌ２） （１３）
ｃｏｕｎｔ＝ａ１／（Ｌ２） （１４）
ａ１＝Ａ×Ｅ×η×Ｓ×２ｎ／Ｉｒｅｆ （１５）
なお、測距センサに関する上記説明は、本実施例１に係るセンサ装置１についての説明であるが、以下の実施例２，３におけるセンサ装置３１についても同様に、近接センサであるセンサ装置３１を、測距センサとして機能させることが可能である。
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×Ｅｅ×Ｓ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×［Ｅ／｛（２×Ｌ）２｝×η］×Ｓ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ
ｃｏｕｎｔ＝｛Ａ×Ｅ×η×Ｓ×２（ｎ−２）／Ｉｒｅｆ｝／（Ｌ２） （１２）
となる。（１２）式により、距離の２乗である（Ｌ２）に対して反比例するカウント数ｃｏｕｎｔが算出される。この時、上記反比例における比例定数をａ１とすると、以下に示す（１３）式〜（１５）式が成立することとなる。
ｃｏｕｎｔ∝１／（Ｌ２） （１３）
ｃｏｕｎｔ＝ａ１／（Ｌ２） （１４）
ａ１＝Ａ×Ｅ×η×Ｓ×２ｎ／Ｉｒｅｆ （１５）
なお、測距センサに関する上記説明は、本実施例１に係るセンサ装置１についての説明であるが、以下の実施例２，３におけるセンサ装置３１についても同様に、近接センサであるセンサ装置３１を、測距センサとして機能させることが可能である。
（照度センサとして機能するセンサ装置１，３１）
上述したように、本実施例１に係るセンサ装置１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定するセンサである近接センサとして機能させることが出来る。
上述したように、本実施例１に係るセンサ装置１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定するセンサである近接センサとして機能させることが出来る。
ここで、近接センサとして機能することが出来るセンサ装置１において、ＡＤＣ２として積分型のアナログ−デジタル変換回路８を用いた場合の出力値であるカウント数ｃｏｕｎｔと、反射光２２の放射照度Ｅｅ［μＷ／ｃｍ２］（照度）とは、比例の関係にある。このため、近接センサとして機能することが出来るセンサ装置１において、出力値であるカウント数ｃｏｕｎｔから放射照度Ｅｅ［μＷ／ｃｍ２］を算出することで、近接センサであるセンサ装置１を、照度センサとして機能させることが可能となる。以下に詳細を説明する。
まず、反射光２２の放射照度をＥｅ［μＷ／ｃｍ２］、フォトダイオードＰＤの受光面の面積をＳ［ｃｍ２］、フォトダイオードＰＤの受光感度をＡ［ｎＡ／μＷ］とすると、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ＝Ａ×Ｅｅ×Ｓ［ｎＡ］ （１６）
となる。
Ｉｉｎ＝Ａ×Ｅｅ×Ｓ［ｎＡ］ （１６）
となる。
さらに、ＡＤＣ２として、後述する積分型のアナログ−デジタル変換回路８を用いた場合、アナログ−デジタル変換回路８が出力するカウント数ｃｏｕｎｔは、
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ （１７）
で求められる。（１７）式において、Ｉｒｅｆは基準電流であり、ｎは分解能である。
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ （１７）
で求められる。（１７）式において、Ｉｒｅｆは基準電流であり、ｎは分解能である。
従って、（１６）式及び（１７）式より、カウント数ｃｏｕｎｔは、
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×Ｅｅ×Ｓ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×Ｓ×２ｎ／Ｉｒｅｆ）×Ｅｅ （１８）
となる。（１８）式により、放射照度であるＥｅに比例するカウント数ｃｏｕｎｔが算出される。この時、上記比例における比例定数をａ２とすると、以下に示す（１９）式〜（２１）式が成立することとなる。
ｃｏｕｎｔ∝Ｅｅ （１９）
ｃｏｕｎｔ＝ａ２×Ｅｅ （２０）
ａ２＝Ａ×Ｓ×２ｎ／Ｉｒｅｆ （２１）
（実施例１に係るセンサ装置１の総括）
本実施例１に係るセンサ装置１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置である。近接している被検出対象２１により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光ダイオードＬＥＤと、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するＡＤＣ２を備える。フォトダイオードであって、カソードが、ＡＤＣ２の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されているフォトダイオードＰＤを備える。一方の入力に入力される、ＡＤＣ２のデジタル値ＡＤＣＯＵＴと、他方の入力に入力される所定の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈとを比較して、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えていれば、被検出対象２１が近接していることを示す信号を出力し、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ以下であれば、被検出対象２１が近接していないことを示す信号を出力する比較回路３を備える。デジタル値ＡＤＣＯＵＴを記憶する記憶回路４を備える。第１端子が、上記一方の入力に接続されており、第２端子が、ＡＤＣ２の出力と、記憶回路４の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する切り替えスイッチＳＷ０’を備える。フォトダイオードＰＤのカソードとＡＤＣ２の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチＳＷ０を備える。入力に電源電圧Ｖｄｄが印加され、出力が、開閉スイッチＳＷ０の他端に接続されている可変電流源６を備える。開閉スイッチＳＷ０の開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、開閉スイッチＳＷ０の制御入力に出力するとともに、切り替えスイッチＳＷ０’の切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、切り替えスイッチＳＷ０’の制御入力に出力するスイッチ制御回路５０を備える。
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×Ｅｅ×Ｓ／Ｉｒｅｆ）×２ｎ
ｃｏｕｎｔ＝（Ａ×Ｓ×２ｎ／Ｉｒｅｆ）×Ｅｅ （１８）
となる。（１８）式により、放射照度であるＥｅに比例するカウント数ｃｏｕｎｔが算出される。この時、上記比例における比例定数をａ２とすると、以下に示す（１９）式〜（２１）式が成立することとなる。
ｃｏｕｎｔ∝Ｅｅ （１９）
ｃｏｕｎｔ＝ａ２×Ｅｅ （２０）
ａ２＝Ａ×Ｓ×２ｎ／Ｉｒｅｆ （２１）
（実施例１に係るセンサ装置１の総括）
本実施例１に係るセンサ装置１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置である。近接している被検出対象２１により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光ダイオードＬＥＤと、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するＡＤＣ２を備える。フォトダイオードであって、カソードが、ＡＤＣ２の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されているフォトダイオードＰＤを備える。一方の入力に入力される、ＡＤＣ２のデジタル値ＡＤＣＯＵＴと、他方の入力に入力される所定の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈとを比較して、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えていれば、被検出対象２１が近接していることを示す信号を出力し、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ以下であれば、被検出対象２１が近接していないことを示す信号を出力する比較回路３を備える。デジタル値ＡＤＣＯＵＴを記憶する記憶回路４を備える。第１端子が、上記一方の入力に接続されており、第２端子が、ＡＤＣ２の出力と、記憶回路４の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する切り替えスイッチＳＷ０’を備える。フォトダイオードＰＤのカソードとＡＤＣ２の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチＳＷ０を備える。入力に電源電圧Ｖｄｄが印加され、出力が、開閉スイッチＳＷ０の他端に接続されている可変電流源６を備える。開閉スイッチＳＷ０の開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、開閉スイッチＳＷ０の制御入力に出力するとともに、切り替えスイッチＳＷ０’の切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、切り替えスイッチＳＷ０’の制御入力に出力するスイッチ制御回路５０を備える。
上記構成によれば、発光ダイオードＬＥＤを消灯させ、開閉スイッチＳＷ０を開き、かつ、切り替えスイッチＳＷ０’によって上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１を設定することが出来る。
また、可変電流源６の電流Ｉ１を設定した後に、発光ダイオードＬＥＤを点灯させ、開閉スイッチＳＷ０を閉じ、かつ、切り替えスイッチＳＷ０’によって、上記第１端子に接続された比較回路３の上記一方の入力と、上記第２端子に接続されたＡＤＣ２の出力とを接続する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１と、発光ダイオードＬＥＤを点灯させた時のフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎとの差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１を、ＡＤＣ２に入力することが出来る。
差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１は、発光ダイオードＬＥＤを消灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を開いた時に上記外光を受光するフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎに等しい、可変電流源６の電流Ｉ１を減算された電流である。
よって、被検出対象２１が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置１を提供することが出来る。
センサ装置１では、被検出対象２１が近接しているか否かを判定するときに、第１工程として、発光ダイオードＬＥＤを消灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を開き、切り替えスイッチＳＷ０’は、上記一方の入力を電気的に接地する。ＡＤＣ２は、フォトダイオードＰＤが出力する電流をアナログ−デジタル変換して得られたデジタル値ＡＤＣＯＵＴであるデータＤａｔａ０を、記憶回路４に出力する。記憶回路４は、データＤａｔａ０に対応したフォトダイオードＰＤが出力する電流の大きさを示す電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力に出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが入力されると、可変電流源６が出力する電流Ｉ１を、データＤａｔａ０に対応したフォトダイオードＰＤが出力する電流Ｉｉｎに設定する。上記第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程として、発光ダイオードＬＥＤが点灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を閉じ、切り替えスイッチＳＷ０’は、上記一方の入力と、ＡＤＣ２の出力とを接続する。
上記第１工程において、データＤａｔａ０を記憶回路４に出力する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１を設定することが出来る。
また、上記第２工程において、可変電流源６の電流Ｉ１と、発光ダイオードＬＥＤが点灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を閉じた時のフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎとの差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１を、ＡＤＣ２の入力に入力させることが出来る。
差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１は、発光ダイオードＬＥＤの消灯時に上記外光を受光するフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎに等しい、可変電流源６の電流Ｉ１を減算された電流である。
よって、被検出対象２１が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置１を提供することが出来る。
〔実施例２〕
本発明の実施例２について、図４〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施例２において説明すること以外の構成は、前記実施例１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施例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。
本発明の実施例２について、図４〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施例２において説明すること以外の構成は、前記実施例１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施例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。
本実施例２では、外光である太陽光等の周囲光を測定する期間のデータをＤａｔａ０とする。また、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１（外光である太陽光等の周囲光に応じた電流）がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータをＤａｔａ１とする。さらに、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータをＤａｔａ２（第３データ）とする。
（センサ装置３１）
図４は、本実施形態に係るセンサ装置３１のブロック図である。センサ装置３１は、センサ装置１に対して、以下に示す２つの相違点が有る。
図４は、本実施形態に係るセンサ装置３１のブロック図である。センサ装置３１は、センサ装置１に対して、以下に示す２つの相違点が有る。
第１相違点として、センサ装置３１の切り替えスイッチＳＷ０’では、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合と、外光である太陽光等の周囲光が照射される場合との両方で、以下に示す開閉が行われる。即ち、切り替えスイッチＳＷ０’は、データＤａｔａ０の測定時は、他端を電気的に接地する。これにより、後述する記憶・減算回路３２（記憶・減算部）の入力を電気的に接地する。また、切り替えスイッチＳＷ０’は、データＤａｔａ１及びデータＤａｔａ２の測定時は閉じる。これにより、ＡＤＣ２の出力を、記憶・減算回路３２の入力に接続する。但し、切り替えスイッチＳＷ０’の動作がスイッチ制御回路５０からの信号により制御される点は、センサ装置１が備える切り替えスイッチＳＷ０’と同じである。
第２相違点として、センサ装置３１は、切り替えスイッチＳＷ０’の他端と、比較回路の一方の入力との間に、記憶・減算回路３２を備えている。記憶・減算回路３２については、図５及び図６を用いた説明において詳述する。
なお、センサ装置３１とセンサ装置１とは、図１２に示す正面図で示される同一の構造を有している。即ち、センサ装置３１は、フォトダイオードＰＤ、発光ダイオードＬＥＤ、及び制御回路２０を備えている。
（本実施例２のセンサ装置３１の動作）
図５及び図６は、本実施形態に係るセンサ装置３１の、本実施例２における動作波形の説明図である。まず、図５を用いて、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合におけるセンサ装置３１の動作を説明する。
図５及び図６は、本実施形態に係るセンサ装置３１の、本実施例２における動作波形の説明図である。まず、図５を用いて、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合におけるセンサ装置３１の動作を説明する。
図５（ａ）は、本実施例２において、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合の動作波形の波形図である。図５（ｂ）は、本実施例２において、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合の動作波形の波形図である。図５（ａ）を用いて第５事例を説明し、図５（ｂ）を用いて第６事例を説明する。
（第５事例）
第５事例として、図５（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第５事例として、図５（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１工程において、外光である太陽光等の周囲光を測定する期間のデータＤａｔａ０を測定する時は、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を開く。
開閉スイッチＳＷ０が開いている状態のセンサ装置３１において、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ≒０ （２２）
である。（２２）式の電流Ｉｉｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
Ｉｉｎ≒０ （２２）
である。（２２）式の電流Ｉｉｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
ここで、データＤａｔａ０の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’の他端を電気的に接地する。これにより、記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する。これにより、比較回路３の一方の入力における値を０とする（即ち、記憶・減算回路３２は、０が入力されると、比較回路３の一方の入力に０を出力する）。よって、データＤａｔａ０の測定時に、比較回路３の一方の入力における値０が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが、外部に出力される。
データＤａｔａ０は、記憶回路４に記憶される。記憶回路４は、データＤａｔａ０に応じた信号である電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力へ出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが制御入力へ入力される。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０を出力することが出来るようになる。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１≒Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ （２３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１≒Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ （２３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
ここで、データＤａｔａ１の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’を導通させる、即ち、切り替えスイッチＳＷ０’の一端と切り替えスイッチＳＷ０’の他端とを接続する。これにより、ＡＤＣ２の出力が、記憶・減算回路３２の入力に接続されるので、データＤａｔａ１は、記憶・減算回路３２に入力されて、記憶・減算回路３２の内部で保持される。
但し、記憶・減算回路３２の出力は、記憶・減算回路３２にデータＤａｔａ１が入力されても、データＤａｔａ０の測定時の値である０を維持するものとする。これにより、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合を考える。この場合、データＤａｔａ１の測定時と同様に開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１ （２４）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１ （２４）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
なお、（２４）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆは、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤが発光していない時（即ち、データＤａｔａ２の測定時）に、フォトダイオードＰＤが受光する電流であり、
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ≒０ （２５）
である。
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ≒０ （２５）
である。
切り替えスイッチＳＷ０’は、データＤａｔａ１の測定時と同様に導通している。よって、ＡＤＣ２の出力は、記憶・減算回路３２の入力に接続されており、データＤａｔａ２は、記憶・減算回路３２に入力されて、内部で保持されているデータＤａｔａ１を減算される。そして、減算の結果である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が、比較回路３の一方の入力に入力される。そして、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎと電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆとについて
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （２６）
が成立するとともに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （２６）
が成立するとともに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
なお、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２の期間は、測定期間ｔ＿ｃｏｎｖである。データＤａｔａ１の期間、及び、データＤａｔａ１の期間がともに、測定期間ｔ＿ｃｏｎｖであるためである。
従って、被検出対象２１が近接したことを示すパルスの幅は、測定期間ｔ＿ｃｏｎｖであり、測定期間ｔ＿ｃｏｎｖが終了すると、ＨｉレベルからＬｏｗレベルへ変化して、上記パルスは消失する。
以上に示した、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２の期間、及び、上記パルスの期間については、以下の事例においても同様である。
（第６事例）
第６事例として、図５（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第６事例として、図５（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１工程におけるデータＤａｔａ０の測定時であるが、図５（ａ）と同様に、（２２）式の電流Ｉｉｎ≒０が得られる。また、可変電流源６が、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０を出力することが出来るようになる点も、図５（ａ）と同様である。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（２３）式に示される電流が得られる。しかし、図５（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（２３）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎが電流Ｉ１に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （２７）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （２８）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （２７）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （２８）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（２４）式に示される電流が得られる。しかし、図５（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（２４）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆが電流Ｉ１に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （２９）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （３０）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （２９）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （３０）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
データＤａｔａ１もデータＤａｔａ２も０であるので、記憶・減算回路３２が出力するデータであって、比較回路３の一方の入力に入力されるデータである差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、当然に０となる。比較回路３の一方の入力に入力され、０である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
さて、図６（ａ）は、本実施例２において、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合の動作波形の波形図である。図６（ｂ）は、本実施例２において、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合の動作波形の波形図である。図６（ａ）を用いて第７事例を説明し、図７（ｂ）を用いて第８事例を説明する。
（第７事例）
第７事例として、図６（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第７事例として、図６（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１工程において、外光である太陽光等の周囲光を測定する期間のデータＤａｔａ０を測定する時は、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を開く。
開閉スイッチＳＷ０が開いている状態のセンサ装置３１において、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ （３１）
である。電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに対応するデータは、図６（ａ）において斜線部で示される。外光である太陽光等の周囲光の測定結果を示す電流である、（３１）式の電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ （３１）
である。電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに対応するデータは、図６（ａ）において斜線部で示される。外光である太陽光等の周囲光の測定結果を示す電流である、（３１）式の電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
ここで、データＤａｔａ０の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’の他端を電気的に接地する。これにより、記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する。これにより、比較回路３の一方の入力における値を０とする（即ち、記憶・減算回路３２は、０が入力されると、比較回路３の一方の入力に０を出力する）。よって、データＤａｔａ０の測定時に、比較回路３の一方の入力における値０が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが、外部に出力される。
データＤａｔａ０は、記憶回路４に記憶される。記憶回路４は、データＤａｔａ０に応じた信号である電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力へ出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが制御入力へ入力される。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎを出力することが出来るようになる。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎと、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎＩｉｎ＿ｓｕｎ （３２）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎＩｉｎ＿ｓｕｎ （３２）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
ここで、データＤａｔａ１の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’を導通させる、即ち、切り替えスイッチＳＷ０’の一端と切り替えスイッチＳＷ０’の他端とを接続する。これにより、ＡＤＣ２の出力が、記憶・減算回路３２の入力に接続されるので、データＤａｔａ１は、記憶・減算回路３２に入力されて、記憶・減算回路３２の内部で保持される。
但し、記憶・減算回路３２の出力は、記憶・減算回路３２にデータＤａｔａ１が入力されても、データＤａｔａ０の測定時の値である０を維持するものとする。これにより、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合を考える。この場合、データＤａｔａ１の測定時と同様に開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎと、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆＩｉｎ＿ｓｕｎ （３３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆＩｉｎ＿ｓｕｎ （３３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
切り替えスイッチＳＷ０’は、データＤａｔａ１の測定時と同様に導通している。よって、ＡＤＣ２の出力は、記憶・減算回路３２の入力に接続されており、データＤａｔａ２は、記憶・減算回路３２に入力されて、内部で保持されているデータＤａｔａ１を減算される。そして、減算の結果である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が、比較回路３の一方の入力に入力される。
ここで、（３２）式と（３３）式とから、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が生成される場合は、以下の（３４）式に示される電流がＡＤＣ２へ入力された場合に相当する。
Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎＩｉｎ＿ｓｕｎ）−（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆＩｉｎ＿ｓｕｎ）＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （３４）
（３４）式の結果を見ると、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ（外光である太陽光等の周囲光に応じた電流）の項が含まれておらず、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、外光である太陽光等の周囲光による影響が除去されたデータであると言える。
Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎＩｉｎ＿ｓｕｎ）−（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆＩｉｎ＿ｓｕｎ）＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （３４）
（３４）式の結果を見ると、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ（外光である太陽光等の周囲光に応じた電流）の項が含まれておらず、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、外光である太陽光等の周囲光による影響が除去されたデータであると言える。
そして、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎと電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆとについて
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （３５）
が成立するとともに、（２５）式に示されるようにＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ≒０であり、さらに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （３５）
が成立するとともに、（２５）式に示されるようにＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ≒０であり、さらに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
（第８事例）
第８事例として、図６（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第８事例として、図６（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１工程におけるデータＤａｔａ０の測定時であるが、図６（ａ）と同様に、（３１）式の電流Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎが得られる。また、可変電流源６が、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎを出力することが出来るようになる点も、図６（ａ）と同様である。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（３２）式に示される電流が得られる。しかし、図６（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（３２）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎが電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ＝０ （３６）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （３７）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ＝０ （３６）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （３７）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（３３）式に示される電流が得られる。しかし、図６（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（３３）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆが電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎに等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ＝０ （３８）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （３９）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ＝０ （３８）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （３９）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
データＤａｔａ１もデータＤａｔａ２も０であるので、記憶・減算回路３２が出力して比較回路３の一方の入力に入力される差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、当然に０となる。比較回路３の一方の入力に入力され、０である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
（実施例２に係るセンサ装置３１の総括）
本実施例２に係るセンサ装置３１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置である。近接している被検出対象２１により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光ダイオードＬＥＤと、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するＡＤＣ２を備える。フォトダイオードであって、カソードが、ＡＤＣ２の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されているフォトダイオードＰＤを備える。１回目に入力された、ＡＤＣ２のデジタル値ＡＤＣＯＵＴを記憶し、２回目のデジタル値ＡＤＣＯＵＴが入力されると、１回目に入力されたデジタル値ＡＤＣＯＵＴを出力するとともに、３回目のデジタル値ＡＤＣＯＵＴが入力されると、２回目に入力されたデジタル値ＡＤＣＯＵＴから３回目に入力されたデジタル値ＡＤＣＯＵＴを減算した値である減算値を出力する記憶・減算回路３２を備える。一方の入力に入力される記憶・減算回路３２の出力値と、他方の入力に入力される所定の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈとを比較して、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えていれば、被検出対象２１が近接していることを示す信号を出力し、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ以下であれば、被検出対象２１が近接していないことを示す信号を出力する比較回路３を備える。デジタル値ＡＤＣＯＵＴを記憶する記憶回路４を備える。第１端子が、記憶・減算回路３２の入力に接続されており、第２端子が、ＡＤＣ２の出力と、記憶回路４の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する切り替えスイッチＳＷ０’を備える。フォトダイオードＰＤのカソードとＡＤＣ２の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチＳＷ０を備える。入力に電源電圧Ｖｄｄが印加され、出力が、開閉スイッチＳＷ０の他端に接続されている可変電流源６を備える。開閉スイッチＳＷ０の開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、開閉スイッチＳＷ０の制御入力に出力するとともに、切り替えスイッチＳＷ０’の切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、切り替えスイッチＳＷ０’の制御入力に出力するスイッチ制御回路５０を備える。
本実施例２に係るセンサ装置３１は、被検出対象２１が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置である。近接している被検出対象２１により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光ダイオードＬＥＤと、アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するＡＤＣ２を備える。フォトダイオードであって、カソードが、ＡＤＣ２の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されているフォトダイオードＰＤを備える。１回目に入力された、ＡＤＣ２のデジタル値ＡＤＣＯＵＴを記憶し、２回目のデジタル値ＡＤＣＯＵＴが入力されると、１回目に入力されたデジタル値ＡＤＣＯＵＴを出力するとともに、３回目のデジタル値ＡＤＣＯＵＴが入力されると、２回目に入力されたデジタル値ＡＤＣＯＵＴから３回目に入力されたデジタル値ＡＤＣＯＵＴを減算した値である減算値を出力する記憶・減算回路３２を備える。一方の入力に入力される記憶・減算回路３２の出力値と、他方の入力に入力される所定の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈとを比較して、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えていれば、被検出対象２１が近接していることを示す信号を出力し、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが閾値Ｄａｔａ＿ｔｈ以下であれば、被検出対象２１が近接していないことを示す信号を出力する比較回路３を備える。デジタル値ＡＤＣＯＵＴを記憶する記憶回路４を備える。第１端子が、記憶・減算回路３２の入力に接続されており、第２端子が、ＡＤＣ２の出力と、記憶回路４の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する切り替えスイッチＳＷ０’を備える。フォトダイオードＰＤのカソードとＡＤＣ２の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチＳＷ０を備える。入力に電源電圧Ｖｄｄが印加され、出力が、開閉スイッチＳＷ０の他端に接続されている可変電流源６を備える。開閉スイッチＳＷ０の開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、開閉スイッチＳＷ０の制御入力に出力するとともに、切り替えスイッチＳＷ０’の切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、切り替えスイッチＳＷ０’の制御入力に出力するスイッチ制御回路５０を備える。
上記構成によれば、発光ダイオードＬＥＤを消灯させ、開閉スイッチＳＷ０を開き、かつ、切り替えスイッチＳＷ０’によって上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１を設定することが出来る。
また、可変電流源６の電流Ｉ１を設定した後に、発光ダイオードＬＥＤを点灯させ、開閉スイッチＳＷ０を閉じ、かつ、切り替えスイッチＳＷ０’によって、上記第１端子に接続された記憶・減算回路３２の入力と、上記第２端子に接続されたＡＤＣ２の出力とを接続する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１と、発光ダイオードＬＥＤを点灯させた時のフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎとの差分の電流である差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第１の差分の電流）を、ＡＤＣ２に入力することが出来る。
さらに、差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第１の差分の電流）が、ＡＤＣ２に入力された後に、発光ダイオードＬＥＤを消灯させ、開閉スイッチＳＷ０を閉じ、かつ、切り替えスイッチＳＷ０’によって、上記第１端子に接続された記憶・減算回路３２の入力と、上記第２端子に接続されたＡＤＣ２の出力とを接続する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１と、発光ダイオードＬＥＤを消灯させた時のフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎとの差分の電流である差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第１の差分の電流）を、ＡＤＣ２に入力することが出来る。
差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第１の差分の電流、第２の差分の電流）は、発光ダイオードＬＥＤを消灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を開いた時に上記外光を受光するフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎに等しい、可変電流源６の電流Ｉ１を減算された電流である。
よって、被検出対象２１が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置３１を提供することが出来る。
センサ装置３１では、被検出対象２１が近接しているか否かを判定するときに、第１工程として、発光ダイオードＬＥＤを消灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を開く。切り替えスイッチＳＷ０’は、記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する。ＡＤＣ２は、フォトダイオードＰＤが出力する電流をアナログ−デジタル変換して得られたデジタル値ＡＤＣＯＵＴであるデータＤａｔａ０を、記憶回路４に出力する。記憶回路４は、データＤａｔａ０に対応したフォトダイオードＰＤが出力する電流Ｉｉｎの大きさを示す電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力に出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが入力されると、可変電流源６が出力する電流Ｉ１を、データＤａｔａ０に対応したフォトダイオードＰＤが出力する電流Ｉｉｎに設定する。上記第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程として、発光ダイオードＬＥＤを点灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。切り替えスイッチＳＷ０’は、記憶・減算回路３２の入力と、ＡＤＣ２の出力とを接続する。上記第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程として、発光ダイオードＬＥＤを消灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。
上記第１工程において、データＤａｔａ０を記憶回路４に出力する。これにより、可変電流源６の電流Ｉ１を設定することが出来る。
また、上記第２工程において、可変電流源６の電流Ｉ１と、発光ダイオードＬＥＤを点灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を閉じた時のフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎとの差分の電流である差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第１の差分の電流）を、ＡＤＣ２の入力に入力させることが出来る。
さらに、上記第３工程において、可変電流源６の電流Ｉ１と、発光ダイオードＬＥＤを消灯させるとともに、開閉スイッチＳＷ０を閉じた時のフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎとの差分の電流である差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第２の差分の電流）を、ＡＤＣ２の入力に入力させることが出来る。
差分の電流Ｉｉｎ−Ｉ１（第１の差分の電流、第２の差分の電流）は、発光ダイオードＬＥＤの消灯時に上記外光を受光するフォトダイオードＰＤの電流Ｉｉｎに等しい、可変電流源６の電流Ｉ１を減算された電流である。
よって、被検出対象２１が近接しているか否かの判定において、上記外光の影響を除くことが出来るので、上記判定を正確に行うことが出来る。
従って、上記外光である太陽光等の周囲光による誤動作が生じないセンサ装置３１を提供することが出来る。
〔実施例３〕
本発明の実施例３について、図４、図７及び図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施例３において説明すること以外の構成は、前記実施例１，２と同じである。また、説明の便宜上、前記実施例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。
本発明の実施例３について、図４、図７及び図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施例３において説明すること以外の構成は、前記実施例１，２と同じである。また、説明の便宜上、前記実施例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。
本実施例３では、実施例２のセンサ装置３１において、〔発明が解決しようとする課題〕において述べた現象（太陽光の照度が極めて高く、太陽光による増加分である斜線部のみで測定されたデータがフルスケールに達する事例）が起こった事例について、以下に説明する。
まず、本実施例３のデータＤａｔａ０〜Ｄａｔａ２の定義は、実施例２のデータＤａｔａ０〜Ｄａｔａ２の定義と同一である。
ここで、本実施例３では、実施例２と同様にセンサ装置３１を用いるが、実施例２のセンサ装置３１と、本実施例３のセンサ装置３１とは、以下の点で異なっている。即ち、実施例２のセンサ装置３１におけるＡＤＣ２のフルスケールは、図５及び図６に示すように固定されていたのに対し、本実施例３のセンサ装置３１におけるＡＤＣ２のフルスケールは、データＤａｔａ０の測定時は、より広い第１のフルスケール（ＡＤ変換結果の所定の第１上限）とし、データＤａｔａ１，Ｄａｔａ２の測定時は、より狭い第２のフルスケール（ＡＤ変換結果の所定の第２上限）とする（上記第１上限は、上記第２上限よりも高い）。
これにより、実施例２におけるデータＤａｔａ０における斜線部が、実施例２のフルスケールを超えるような、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光がセンサ装置３１に照射された場合でも、上記極めて照度が高い太陽光の影響が除去された差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２を得ることが出来る。従って、被検出対象２１が近接しているか否かの判定を、正確に行うことが出来る。
（本実施例３のセンサ装置３１の動作）
図７及び図８は、本実施形態に係るセンサ装置３１の、本実施例３における動作波形の説明図である。まず、図７を用いて、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合におけるセンサ装置３１の動作を説明する。
図７及び図８は、本実施形態に係るセンサ装置３１の、本実施例３における動作波形の説明図である。まず、図７を用いて、外光である太陽光等の周囲光が照射されていない場合におけるセンサ装置３１の動作を説明する。
図７（ａ）は、本実施例３において、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合の動作波形の波形図である。図７（ｂ）は、本実施例３において、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合の動作波形の波形図である。図７（ａ）を用いて第９事例を説明し、図７（ｂ）を用いて第１０事例を説明する。
（第９事例）
第９事例として、図７（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第９事例として、図７（ａ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１工程において、外光である太陽光等の周囲光を測定する期間のデータＤａｔａ０を測定する時は、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を開く。データＤａｔａ０を測定する時のＡＤＣ２のフルスケールは、上記第１のフルスケールに設定する。
開閉スイッチＳＷ０が開いている状態のセンサ装置３１において、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ≒０ （４０）
である。（４０）式の電流Ｉｉｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
Ｉｉｎ≒０ （４０）
である。（４０）式の電流Ｉｉｎは、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
ここで、データＤａｔａ０の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’の他端を電気的に接地する。これにより、記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する。これにより、比較回路３の一方の入力における値を０とする（即ち、記憶・減算回路３２は、０が入力されると、比較回路３の一方の入力に０を出力する）。よって、データＤａｔａ０の測定時に、比較回路３の一方の入力における値０が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが、外部に出力される。
データＤａｔａ０は、記憶回路４に記憶される。記憶回路４は、データＤａｔａ０に応じた信号である電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力へ出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが制御入力へ入力される。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０を出力することが出来るようになる。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１≒Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ （４１）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１≒Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ （４１）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
ここで、データＤａｔａ１の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’を導通させる、即ち、切り替えスイッチＳＷ０’の一端と切り替えスイッチＳＷ０’の他端とを接続する。これにより、ＡＤＣ２の出力が、記憶・減算回路３２の入力に接続されるので、データＤａｔａ１は、記憶・減算回路３２に入力されて、記憶・減算回路３２の内部で保持される。
但し、記憶・減算回路３２の出力は、記憶・減算回路３２にデータＤａｔａ１が入力されても、データＤａｔａ０の測定時の値である０を維持するものとする。これにより、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合を考える。この場合、データＤａｔａ１の測定時と同様に開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１ （４２）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１ （４２）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
切り替えスイッチＳＷ０’は、データＤａｔａ１の測定時と同様に導通している。よって、ＡＤＣ２の出力は、記憶・減算回路３２の入力に接続されており、データＤａｔａ２は、記憶・減算回路３２に入力されて、内部で保持されているデータＤａｔａ１を減算される。そして、減算の結果である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が、比較回路３の一方の入力に入力される。そして、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎと電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆとについて
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （４３）
が成立するとともに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （４３）
が成立するとともに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
（第１０事例）
第１０事例として、図７（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１０事例として、図７（ｂ）に示される、外光である太陽光等の周囲光が照射されておらず、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１工程におけるデータＤａｔａ０の測定時であるが、図７（ａ）と同様に、（４０）式の電流Ｉｉｎ≒０が得られる。また、可変電流源６が、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１≒０を出力することが出来るようになる点も、図７（ａ）と同様である。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（４１）式に示される電流が得られる。しかし、図７（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（４１）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎが電流Ｉ１に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （４４）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （４５）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （４４）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （４５）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（４２）式に示される電流が得られる。しかし、図７（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（４２）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆが電流Ｉ１に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （４６）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （４７）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉ１−Ｉ１＝０ （４６）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （４７）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
データＤａｔａ１もデータＤａｔａ２も０であるので、記憶・減算回路３２が出力するデータであって、比較回路３の一方の入力に入力されるデータである差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、当然に０となる。比較回路３の一方の入力に入力され、０である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
さて、図８（ａ）は、本実施例３において、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合の動作波形の波形図である。図８（ｂ）は、本実施例３において、外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合の動作波形の波形図である。図８（ａ）を用いて第１１事例を説明し、図８（ｂ）を用いて第１２事例を説明する。
（第１１事例）
第１１事例として、図８（ａ）に示される、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１１事例として、図８（ａ）に示される、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が有る場合について説明する。
第１工程において、外光である太陽光等の周囲光を測定する期間のデータＤａｔａ０を測定する時は、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を開く。データＤａｔａ０を測定する時のＡＤＣ２のフルスケールは、上記第１のフルスケールに設定する。
開閉スイッチＳＷ０が開いている状態のセンサ装置３１において、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎは、
Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’ （４８）
である。電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’に対応するデータは、図８（ａ）において斜線部で示され、上記第２のフルスケールを越えるデータである。極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光の測定結果を示す電流である、（４８）式の電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’は、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’ （４８）
である。電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’に対応するデータは、図８（ａ）において斜線部で示され、上記第２のフルスケールを越えるデータである。極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光の測定結果を示す電流である、（４８）式の電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’は、ＡＤＣ２によりアナログ−デジタル変換され、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ０が得られる。
ここで、データＤａｔａ０の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’の他端を電気的に接地する。これにより、記憶・減算回路３２の入力を電気的に接地する。これにより、比較回路３の一方の入力における値を０とする（即ち、記憶・減算回路３２は、０が入力されると、比較回路３の一方の入力に０を出力する）。よって、データＤａｔａ０の測定時に、比較回路３の一方の入力における値０が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えず、Ｌｏｗレベルであるデジタル出力信号Ｄｏｕｔが、外部に出力される。
データＤａｔａ０は、記憶回路４に記憶される。記憶回路４は、データＤａｔａ０に応じた信号である電流制御信号Ｓｃを、可変電流源６の制御入力へ出力する。可変電流源６は、電流制御信号Ｓｃが制御入力へ入力される。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’を出力することが出来るようになる。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において、開閉スイッチＳＷ０を閉じるとともに、ＡＤＣ２のフルスケールを、上記第２のフルスケールに設定する。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’ （４９）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’ （４９）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１が得られる。
ここで、データＤａｔａ１の測定時は、切り替えスイッチＳＷ０’を導通させる、即ち、切り替えスイッチＳＷ０’の一端と切り替えスイッチＳＷ０’の他端とを接続する。これにより、ＡＤＣ２の出力が、記憶・減算回路３２の入力に接続されるので、データＤａｔａ１は、記憶・減算回路３２に入力されて、記憶・減算回路３２の内部で保持される。
但し、記憶・減算回路３２の出力は、記憶・減算回路３２にデータＤａｔａ１が入力されても、データＤａｔａ０の測定時の値である０を維持するものとする。これにより、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合を考える。この場合、データＤａｔａ１の測定時と同様に開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’と、フォトダイオードＰＤから出力される電流Ｉｉｎとの差の電流を求める減算が行われる。これにより、減算された電流である
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’ （５０）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’ （５０）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われ、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２が得られる。
切り替えスイッチＳＷ０’は、データＤａｔａ１の測定時と同様に導通している。よって、ＡＤＣ２の出力は、記憶・減算回路３２の入力に接続されており、データＤａｔａ２は、記憶・減算回路３２に入力されて、内部で保持されているデータＤａｔａ１を減算される。そして、減算の結果である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が、比較回路３の一方の入力に入力される。
ここで、（４９）式と（５０）式とから、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２が生成される場合は、以下の（５１）式に示される電流がＡＤＣ２へ入力された場合に相当する。
Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２−Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’）−（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’）＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏ−ｎＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （５１）
（５１）式の結果を見ると、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’（極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光に応じた電流）の項が含まれておらず、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光による影響が除去されたデータであると言える。
Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２−Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’）−（Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’）＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏ−ｎＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （５１）
（５１）式の結果を見ると、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’（極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光に応じた電流）の項が含まれておらず、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光による影響が除去されたデータであると言える。
そして、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎと電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆとについて
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （５２）
が成立するとともに、（２５）式に示されるようにＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ≒０であり、さらに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ＞＞Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ （５２）
が成立するとともに、（２５）式に示されるようにＩｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ≒０であり、さらに、電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎに対応したデータＤａｔａ１が、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えるデータとなるように設定する。これにより、差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超える。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが、ＬｏｗレベルからＨｉレベルへ変化することにより生じる、被検出対象２１が近接したことを示すパルスが、デジタル出力信号Ｄｏｕｔとして外部に出力される。
（第１２事例）
第１２事例として、図８（ｂ）に示される、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１２事例として、図８（ｂ）に示される、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光が照射されており、かつ、被検出対象２１が無い場合について説明する。
第１工程におけるデータＤａｔａ０の測定時であるが、図８（ａ）と同様に、（４８）式の電流Ｉｉｎ＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’が得られる。また、可変電流源６が、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’を出力することが出来るようになる点も、図８（ａ）と同様である。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデータＤａｔａ１を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（４９）式に示される電流が得られる。しかし、図８（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（４９）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎが電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’＝０ （５３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （５４）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ１＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’＝０ （５３）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ１は、
Ｄａｔａ１＝０ （５４）
となる。データＤａｔａ１が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ１の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程において、データＤａｔａ０に応じた電流Ｉ１がＡＤＣ２へ流れている状態で、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデータＤａｔａ２を測定する場合を考える。この場合、図４のセンサ装置３１において開閉スイッチＳＷ０を閉じる。これにより、（５０）式に示される電流が得られる。しかし、図８（ｂ）で示される事例では被検出対象２１が無いため、（５０）式における電流Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆが電流Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’に等しくなる。この結果、
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’＝０ （５５）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （５６）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
Ｉｉｎ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｄａｔａ２＝Ｉｉｎ＿ｌｅｄｏｆｆ−Ｉ１＝Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’−Ｉｉｎ＿ｓｕｎ’＝０ （５５）
がＡＤＣ２に入力されて、アナログ−デジタル変換が行われる結果、デジタル値ＡＤＣＯＵＴとしてのデータＤａｔａ２は、
Ｄａｔａ２＝０ （５６）
となる。データＤａｔａ２が０であるので、記憶・減算回路３２の入力は、データＤａｔａ０，Ｄａｔａ１の測定時と同様に０である。よって、記憶・減算回路３２の出力は、データＤａｔａ２の測定時においても、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
データＤａｔａ１もデータＤａｔａ２も０であるので、記憶・減算回路３２が出力して比較回路３の一方の入力に入力される差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２も、当然に０となる。比較回路３の一方の入力に入力され、０である差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２は、比較回路３の他方の入力に入力される閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを超えない。よって、デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルは、Ｌｏｗレベルで維持される。
以上のように、本実施例３では、データＤａｔａ０の測定時に、第１のフルスケールとする。よって、データＤａｔａ０の測定時に、第２のフルスケールを超えるような、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光がセンサ装置３１に照射された場合でも、データＤａｔａ０の測定時に、データＤａｔａ０が第１のフルスケールに達して、ＡＤＣ２が飽和することはない。
さらに、データＤａｔａ１，Ｄａｔａ２の測定時にＡＤＣ２へ入力される電流では、データＤａｔａ０に応じた電流に基づく減算が行われている。
従って、データＤａｔａ１とデータＤａｔａ２との差分データＤａｔａ１−Ｄａｔａ２に対応する電流において、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光に応じた電流の項が含まれなくなる。よって、ＡＤＣ２におけるデジタル値ＡＤＣＯＵＴの飽和（１６ｂｉｔ（ビット）のＡＤＣ２であれば、デジタル値ＡＤＣＯＵＴが、フルスケールである６５５３５カウントとなること）が無いので、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光による影響を除去して、センサ装置３１における誤動作を防止することが出来る。
なお、本実施例３では、実施例２と同様にセンサ装置３１を用いて、第９事例〜第１２事例を説明した。
しかし、本実施例３の上記説明から、実施例１と同様にセンサ装置１を用いて、当該センサ装置１において、データＤａｔａ０の測定時は、より広い第１のフルスケールとし、データＤａｔａ１の測定時は、より狭い第２のフルスケールとしてもよい。
よって、データＤａｔａ０の測定時に、第２のフルスケールを超えるような、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光がセンサ装置１に照射された場合でも、データＤａｔａ０の測定時に、データＤａｔａ０が第１のフルスケールに達して、ＡＤＣ２が飽和することはない。
さらに、データＤａｔａ１の測定時にＡＤＣ２へ入力される電流では、データＤａｔａ０に応じた電流に基づく減算が行われている。
従って、データＤａｔａ１に対応する電流において、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光に応じた電流の項が含まれなくなる。よって、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光による影響を除去して、センサ装置１における誤動作を防止することが出来る。
このように、実施例１のセンサ装置１も、本実施例３のセンサ装置３１と同様に、極めて照度が高い外光である太陽光等の周囲光が照射されても誤動作が生じない構成とすることが出来るのは、自明である。
なお、本実施例における第１及び第２のフルスケールについて、フルスケールが第１のフルスケールである場合よりも、フルスケールが第２のフルスケールである場合の方が、分解能ｎが微細になる。
〔積分型のアナログ−デジタル変換回路８〕
図９に示される積分型のアナログ−デジタル変換回路８を、図１のＡＤＣ２に適用する。これにより、積分型のアナログ−デジタル変換回路８が備えている、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ−デジタル変換が可能である。
図９に示される積分型のアナログ−デジタル変換回路８を、図１のＡＤＣ２に適用する。これにより、積分型のアナログ−デジタル変換回路８が備えている、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ−デジタル変換が可能である。
積分型のアナログ−デジタル変換回路８は、アナログ入力電流をデジタル変換する積分型のアナログ−デジタル変換回路である。上記アナログ入力電流である電流Ｉｉｎに応じた電荷を蓄える容量Ｃ１を備える。容量Ｃ１の一端が接続される反転入力端子（−）に電流Ｉｉｎが入力され、非反転入力端子（＋）が電気的に接地され、容量Ｃ１の他端が接続される出力端子から出力電圧を出力する差動増幅器ＡＭＰ１とを有する充電回路９（充電部）を備える。容量Ｃ１に蓄えた上記電荷を放電する放電回路１４（放電部）を備える。基準電圧ｖｒｅｆを出力する電圧源Ｖ１、及び、電圧源Ｖ１の出力と充電回路９の出力との間を開閉する開閉スイッチＳＷ１を有し、充電回路９の差動増幅器ＡＭＰ１の出力電圧ｖｓｉｇと、基準電圧ｖｒｅｆとを比較する比較回路１０（出力電圧比較部）を備える。
また、積分型のアナログ−デジタル変換回路８は、開閉スイッチＳＷ１の開閉を制御するスイッチ制御信号を開閉スイッチＳＷ１に出力するスイッチ制御回路１１を備える。比較回路１０から出力される比較信号ｃｏｍｐから放電回数に応じたデジタル値を出力するデジタル値制御回路１２を備える。
積分型のアナログ−デジタル変換回路８の動作開始時は、スイッチ制御回路１１からのスイッチ制御信号により開閉スイッチＳＷ１が閉じている。このため、積分回路である充電回路９の出力電圧ｖｓｉｇは、基準電圧ｖｒｅｆに充電されている。測定期間（データ変換時間）ｔ＿ｃｏｎｖの間、スイッチ制御回路１１からのスイッチ制御信号により開閉スイッチＳＷ１が開くことで、電流Ｉｉｎにより容量Ｃ１に電荷が充電され、アナログ−デジタル変換される。アナログ−デジタル変換回路８の詳細な動作を以下に示す。
まず、放電回路１４により、一定の電荷Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋを放電させる（プリチャージ動作）。ここで、Ｉｒｅｆは電流源１５から出力される基準電流であり、ｔ＿ｃｌｋはクロック信号ｃｌｋの周期である。電流源１５の入力には、電源電圧Ｖｄｄが印加される。
この後、積分回路である充電回路９（積分器）は電流Ｉｉｎにより充電され、充電回路９の出力電圧ｖｓｉｇが基準電圧ｖｒｅｆを超えると、比較回路１０から出力される比較信号ｃｏｍｐがＨｉ電圧になる。
比較信号ｃｏｍｐは、ＤフリップフロップＤ−ＦＦにより遅延され、電荷信号ｃｈａｒｇｅとなる。電荷信号ｃｈａｒｇｅが放電回路１４の開閉スイッチＳＷ２に入力されて開閉スイッチＳＷ２が閉じると、放電回路１４において一定の電荷（Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋ）が放電される。カウンタ１３により所定の時間の放電回数を数えることで、入力された電荷量に応じた値がデジタル出力（デジタル値ＡＤＣＯＵＴ）される。
図１０は、本発明の実施形態に係る積分型のアナログ−デジタル変換回路８の動作を示す波形図である。電流Ｉｉｎによる総充電電荷量と、Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋによる総放電電荷量とが、等しくなるように動作するので、以下に示す（５７）式及び（５８）式が成立する。
総充電電荷量＝Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ （５７）
総放電電荷量＝Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋ×ｃｏｕｎｔ （５８）
総充電電荷量＝総放電電荷量より、以下に示す（５９）式が成立する。
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ）／（Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋ） （５９）
（５７）式〜（５９）式において、ｔ＿ｃｌｋはクロック信号ｃｌｋの周期、ｔ＿ｃｏｎｖは測定期間（データ変換時間）、ｃｏｕｎｔは放電回数をカウントした値（カウント数）、Ｉｒｅｆは基準電流である。
総充電電荷量＝Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ （５７）
総放電電荷量＝Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋ×ｃｏｕｎｔ （５８）
総充電電荷量＝総放電電荷量より、以下に示す（５９）式が成立する。
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ）／（Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋ） （５９）
（５７）式〜（５９）式において、ｔ＿ｃｌｋはクロック信号ｃｌｋの周期、ｔ＿ｃｏｎｖは測定期間（データ変換時間）、ｃｏｕｎｔは放電回数をカウントした値（カウント数）、Ｉｒｅｆは基準電流である。
（５７）式より、アナログ−デジタル変換回路８の最小分解能は、（Ｉｒｅｆ×ｔ＿ｃｌｋ）で決定されることになる。
ここで、
測定期間ｔ＿ｃｏｎｖ＝ｔ＿ｃｌｋ×２ｎ（ｎは分解能） （６０）
として、ｔ＿ｃｌｋ×２ｎの期間充電するように設定すると、（５７）式から以下に示す（６１）式が導出される。
ｃｏｕｎｔ＝Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ×２ｎ （６１）
例えば、分解能ｎ＝１６ビットの場合、カウント数ｃｏｕｎｔは、電流Ｉｉｎに応じた値を、０〜６５５３５の範囲で出力することになる。ＡＤＣ２を含むアナログ−デジタル変換回路として、積分型のアナログ−デジタル変換回路８を適用する。これにより、積分型アナログ−デジタル変換回路が備えている、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ−デジタル変換が可能である。
測定期間ｔ＿ｃｏｎｖ＝ｔ＿ｃｌｋ×２ｎ（ｎは分解能） （６０）
として、ｔ＿ｃｌｋ×２ｎの期間充電するように設定すると、（５７）式から以下に示す（６１）式が導出される。
ｃｏｕｎｔ＝Ｉｉｎ／Ｉｒｅｆ×２ｎ （６１）
例えば、分解能ｎ＝１６ビットの場合、カウント数ｃｏｕｎｔは、電流Ｉｉｎに応じた値を、０〜６５５３５の範囲で出力することになる。ＡＤＣ２を含むアナログ−デジタル変換回路として、積分型のアナログ−デジタル変換回路８を適用する。これにより、積分型アナログ−デジタル変換回路が備えている、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ−デジタル変換が可能である。
〔液晶パネル１６のバックライト制御回路〕
図１１は、本実施形態に係る液晶パネル１６のバックライト制御回路のブロック図である。画面を表示する液晶パネル１６を備える。液晶パネル１６を照射するバックライト１７を備える。バックライト１７の輝度を制御するバックライト制御部１８を備える。センサ装置１，３１で構成された照度センサ１９（または近接センサ１９、または測距センサ１９）を備える。バックライト制御部１８は、照度センサ１９（または近接センサ１９、または測距センサ１９）が備え、ＡＤＣ２を含むアナログ−デジタル変換回路のデジタル出力信号Ｄｏｕｔに基づき、バックライト１７の輝度を制御する。具体的には、バックライト制御部は、上記照度センサ、上記近接センサ、または上記測距センサが備えるアナログ−デジタル変換回路のデジタル出力信号ＤｏｕｔがＨｉレベルとなる場合、バックライト１７の輝度を第１所定値高くする。デジタル出力信号ＤｏｕｔがＬｏｗとなるである場合、バックライト１７の輝度を第２所定値低くする。デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが変化しない場合、バックライト１７の輝度を維持する。
図１１は、本実施形態に係る液晶パネル１６のバックライト制御回路のブロック図である。画面を表示する液晶パネル１６を備える。液晶パネル１６を照射するバックライト１７を備える。バックライト１７の輝度を制御するバックライト制御部１８を備える。センサ装置１，３１で構成された照度センサ１９（または近接センサ１９、または測距センサ１９）を備える。バックライト制御部１８は、照度センサ１９（または近接センサ１９、または測距センサ１９）が備え、ＡＤＣ２を含むアナログ−デジタル変換回路のデジタル出力信号Ｄｏｕｔに基づき、バックライト１７の輝度を制御する。具体的には、バックライト制御部は、上記照度センサ、上記近接センサ、または上記測距センサが備えるアナログ−デジタル変換回路のデジタル出力信号ＤｏｕｔがＨｉレベルとなる場合、バックライト１７の輝度を第１所定値高くする。デジタル出力信号ＤｏｕｔがＬｏｗとなるである場合、バックライト１７の輝度を第２所定値低くする。デジタル出力信号Ｄｏｕｔのレベルが変化しない場合、バックライト１７の輝度を維持する。
このように、ＡＤＣ２を含むアナログ−デジタル変換回路は、携帯電話の液晶パネルにおけるバックライトの制御や、デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ）の液晶パネルにおけるバックライトの制御に適用できる。
〔測定期間ｔ＿ｃｏｎｖ〕
本実施形態に係る近接センサ１，３１を照度センサとして機能させる場合、以下の理由から、充電回路９が有する容量Ｃ１の充電に要する期間を含む、積分型のアナログ−デジタル変換回路８の測定期間ｔ＿ｃｏｎｖを、２０ｍｓｅｃの倍数（２０ｍｓｅｃも含まれる）、または、１６．６６ｍｓｅｃの倍数（１６．６６ｍｓｅｃも含まれる）にすることが好ましい。
本実施形態に係る近接センサ１，３１を照度センサとして機能させる場合、以下の理由から、充電回路９が有する容量Ｃ１の充電に要する期間を含む、積分型のアナログ−デジタル変換回路８の測定期間ｔ＿ｃｏｎｖを、２０ｍｓｅｃの倍数（２０ｍｓｅｃも含まれる）、または、１６．６６ｍｓｅｃの倍数（１６．６６ｍｓｅｃも含まれる）にすることが好ましい。
上述した、外光である太陽光等の周囲光の一例として、蛍光灯から発せられる光が挙げられる。蛍光灯から発せられる光は、蛍光灯を動作させるために蛍光灯に入力される商用電源からの電圧の周波数である、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚに対応した周期で揺らいでいる。よって、蛍光灯から発せられる光には、５０Ｈｚの周波数成分または６０Ｈｚの周波数成分が含まれることとなる。
ここで、上記照度センサを用いて、蛍光灯から発せられる光の照度を測定する場合を考える。この場合、上記照度センサにおける積分型のアナログ−デジタル変換回路８の測定期間ｔ＿ｃｏｎｖ、即ち、上記照度の測定に要する時間（積分型のアナログ−デジタル変換回路８における積分に依存する）が、周波数５０Ｈｚの逆数である周期２０ｍｓｅｃ、または、周波数６０Ｈｚの逆数である周期１６．６６ｍｓｅｃよりも短いと、上記照度の測定を正確に行うことが出来ない。
このため、従来の照度センサでは、積分型のアナログ−デジタル変換回路を用いた場合に、長時間の積分を行っている。これにより、本実施形態に係る測定期間ｔ＿ｃｏｎｖに相当する、照度の測定に要する時間を十分長くして、照度の測定を正確に行うような構成としている。
また、本実施形態に係る近接センサ１，３１において、被検出対象２１が近接しているか否かの判定を行う際に、上述した蛍光灯から発せられる光は、上記判定を正確に行うことを妨げる外乱ノイズとなる。従って、近接センサ１，３１では、上述した蛍光灯から発せられる光の影響は、除去されていることが望ましい。
そこで、本実施形態に係る近接センサ１，３１では、測定期間ｔ＿ｃｏｎｖを、周波数５０Ｈｚ（ヘルツ）の逆数である周期２０ｍｓｅｃ（ミリ秒）の倍数（２０ｍｓｅｃも含まれる）、または、周波数６０Ｈｚ（ヘルツ）の逆数である周期１６．６６ｍｓｅｃ（ミリ秒）の倍数（１６．６６ｍｓｅｃも含まれる）とする。
これにより、蛍光灯を動作させるために蛍光灯に入力される商用電源からの電圧の周波数である、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの逆数の周期で変動する、上述した蛍光灯から発せられる光の影響を除去して、上記照度の測定、及び、被検出対象２１が近接しているか否かの判定を、正確に行うことが出来る。
〔適用例〕
図１３及び図１４は、それぞれ、本実施形態に係る電子機器の一実施形態を示している。図１３は、本実施形態に係る電子機器としての携帯電話９００の斜視図である。図１４は、本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ９０５の正面図である。
図１３及び図１４は、それぞれ、本実施形態に係る電子機器の一実施形態を示している。図１３は、本実施形態に係る電子機器としての携帯電話９００の斜視図である。図１４は、本実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ９０５の正面図である。
第１工程において図１３に示すように、携帯電話９００は、近接センサ９０１として機能することが出来る、上述したセンサ装置１，３１のいずれか１つを備える。よって、近接センサ９０１は、外光である太陽光等の周囲光が照射されても、誤動作が生じることなく、被検出対象２１が近接しているか否かを正確に判定することが出来る。従って、携帯電話９００も、誤動作が生じることなく正常に動作することが出来る。
また、携帯電話９００は、液晶パネル１６を用いた液晶モニタ９０２を備える。被検出対象２１の近接状態・非近接状態に応じて、液晶モニタ９０２の表示のオン・オフの切り替えを行うことが出来る。液晶モニタ９０２を液晶モニタ９０２の背面側から照らす（液晶モニタ９０２を液晶モニタ９０２の背面側から照射する）ＬＥＤバックライト（バックライト１７）の点灯・非点灯の切り替えを行うことが出来る。
なお、上記ＬＥＤバックライトの輝度は、携帯電話９００が備えるバックライト制御回路（バックライト制御部１８、例えば携帯電話９００に内蔵されている）により行われる。上記バックライト制御回路は、センサ装置１，３１が備えるアナログ−デジタル変換回路（例えば積分型のアナログ−デジタル変換回路８）のデジタル出力信号がハイレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第１所定値高くする。上記デジタル出力信号がローレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第２所定値低くする。上記デジタル出力信号のレベルが変化しない場合、上記バックライトの輝度を維持する。
第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程において、図１４に示すように、デジタルカメラ９０５は、近接センサ９０３として機能することが出来る、上述したセンサ装置１，３１のいずれか１つを備える。よって、近接センサ９０３は、外光である太陽光等の周囲光が照射されても、誤動作が生じることなく、被検出対象２１が近接しているか否かを正確に判定することが出来る。従って、デジタルカメラ９０５も、誤動作が生じることなく正常に動作することが出来る。
また、デジタルカメラ９０５は、液晶パネル１６を用いた液晶モニタ９０４を備える。被検出対象２１の近接状態・非近接状態に応じて、液晶モニタ９０４の表示のオン・オフの切り替えを行うことが出来る。液晶モニタ９０４を液晶モニタ９０４の背面側から照らす（液晶モニタ９０４を液晶モニタ９０４の背面側から照射する）ＬＥＤバックライト（バックライト１７）の点灯・非点灯の切り替えを行うことが出来る。
なお、上記ＬＥＤバックライトの輝度は、デジタルカメラ９０５が備えるバックライト制御回路（バックライト制御部１８、例えばデジタルカメラ９０５に内蔵されている）により行われる。上記バックライト制御回路は、センサ装置１，３１が備えるアナログ−デジタル変換回路（例えば積分型のアナログ−デジタル変換回路８）のデジタル出力信号がハイレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第１所定値高くする。上記デジタル出力信号がローレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第２所定値低くする。上記デジタル出力信号のレベルが変化しない場合、上記バックライトの輝度を維持する。
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。
本発明のセンサ装置は、電子機器に搭載される近接センサ、測距センサ、照度センサに適用することが出来る。特に、携帯電話やデジタルカメラに好適に用いることが出来る。
１，３１ センサ装置
２ ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換部）
３ 比較回路（比較部）
４ 記憶回路（記憶部）
６ 可変電流源
８ アナログ−デジタル変換回路（積分型アナログ−デジタル変換回路）
９ 充電回路（充電部）
１０ 比較回路（出力電圧比較）
１１ スイッチ制御回路
１２ デジタル値制御回路
１３ カウンタ
１４ 放電回路（放電部）
１５ 電流源
１６ 液晶パネル
１７ バックライト
１８ バックライト制御部
１９ 照度センサ
２０ 制御回路
２１ 被検出対象
２２ 反射光
３２ 記憶・減算回路（記憶・減算部）
５０ スイッチ制御回路（スイッチ制御部）
９００ 携帯電話
９０１，９０３ 近接センサ
９０２，９０４ 液晶モニタ
９０５ デジタルカメラ
Ａ 受光感度
ＡＤＣＯＵＴ デジタル値（ＡＤ変換結果）
ＡＭＰ１ 差動増幅器
Ｃ，Ｃ１ 容量
Ｄ−ＦＦ Ｄフリップフロップ
Ｄｏｕｔ デジタル出力信号
Ｄａｔａ＿ｔｈ 閾値
Ｄａｔａ０ データ（第１データ）
Ｄａｔａ１ データ（第２データ）
Ｄａｔａ２ データ（第３データ）
Ｄａｔａ１−Ｄａｔａ２ 差分データ
Ｅ 放射強度
Ｅｅ 放射照度
Ｉ１ 電流（可変電流源の出力電流）
Ｉｉｎ 電流（フォトダイオードの出力電流）
Ｉｉｎ−Ｉ１ 差分の電流（差分の電流、第１の差分の電流、第２の差分の電流）
Ｉｒｅｆ 基準電流
Ｌ 距離
ＬＥＤ 発光ダイオード（発光素子）
ＰＤ フォトダイオード（受光素子）
Ｓ 受光面の面積
ＳＷ０〜ＳＷ２ 開閉スイッチ
ＳＷ０’ 切り替えスイッチ
Ｓｃ 電流制御信号（第１制御信号）
Ｖ１ 電圧源
Ｖｄｄ 電源電圧
ａ１，ａ２ 比例定数
ｃｈａｒｇｅ 電荷信号
ｃｌｋ クロック信号
ｃｏｍｐ 比較信号
ｃｏｕｎｔ カウント数
ｎ 分解能
ｔ＿ｃｌｋ クロック信号の周期
ｔ＿ｃｏｎｖ 測定期間
ｖｒｅｆ 基準電圧
ｖｓｉｇ 出力電圧
η 反射率
２ ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換部）
３ 比較回路（比較部）
４ 記憶回路（記憶部）
６ 可変電流源
８ アナログ−デジタル変換回路（積分型アナログ−デジタル変換回路）
９ 充電回路（充電部）
１０ 比較回路（出力電圧比較）
１１ スイッチ制御回路
１２ デジタル値制御回路
１３ カウンタ
１４ 放電回路（放電部）
１５ 電流源
１６ 液晶パネル
１７ バックライト
１８ バックライト制御部
１９ 照度センサ
２０ 制御回路
２１ 被検出対象
２２ 反射光
３２ 記憶・減算回路（記憶・減算部）
５０ スイッチ制御回路（スイッチ制御部）
９００ 携帯電話
９０１，９０３ 近接センサ
９０２，９０４ 液晶モニタ
９０５ デジタルカメラ
Ａ 受光感度
ＡＤＣＯＵＴ デジタル値（ＡＤ変換結果）
ＡＭＰ１ 差動増幅器
Ｃ，Ｃ１ 容量
Ｄ−ＦＦ Ｄフリップフロップ
Ｄｏｕｔ デジタル出力信号
Ｄａｔａ＿ｔｈ 閾値
Ｄａｔａ０ データ（第１データ）
Ｄａｔａ１ データ（第２データ）
Ｄａｔａ２ データ（第３データ）
Ｄａｔａ１−Ｄａｔａ２ 差分データ
Ｅ 放射強度
Ｅｅ 放射照度
Ｉ１ 電流（可変電流源の出力電流）
Ｉｉｎ 電流（フォトダイオードの出力電流）
Ｉｉｎ−Ｉ１ 差分の電流（差分の電流、第１の差分の電流、第２の差分の電流）
Ｉｒｅｆ 基準電流
Ｌ 距離
ＬＥＤ 発光ダイオード（発光素子）
ＰＤ フォトダイオード（受光素子）
Ｓ 受光面の面積
ＳＷ０〜ＳＷ２ 開閉スイッチ
ＳＷ０’ 切り替えスイッチ
Ｓｃ 電流制御信号（第１制御信号）
Ｖ１ 電圧源
Ｖｄｄ 電源電圧
ａ１，ａ２ 比例定数
ｃｈａｒｇｅ 電荷信号
ｃｌｋ クロック信号
ｃｏｍｐ 比較信号
ｃｏｕｎｔ カウント数
ｎ 分解能
ｔ＿ｃｌｋ クロック信号の周期
ｔ＿ｃｏｎｖ 測定期間
ｖｒｅｆ 基準電圧
ｖｓｉｇ 出力電圧
η 反射率
Claims (13)
- 被検出対象が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置であって、
近接している上記被検出対象により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光素子と、
アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部と、
フォトダイオードであって、カソードが、上記アナログ−デジタル変換部の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されている受光素子と、
一方の入力に入力される、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、他方の入力に入力される所定の閾値とを比較して、上記ＡＤ変換結果が上記閾値を超えていれば、上記被検出対象が近接していることを示す信号を出力し、上記ＡＤ変換結果が上記閾値以下であれば、上記被検出対象が近接していないことを示す信号を出力する比較部と、
上記ＡＤ変換結果を記憶する記憶部と、
第１端子が、上記一方の入力に接続されており、第２端子が、上記記憶部の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記一方の入力を電気的に接地する切り替えスイッチと、
上記受光素子のカソードと上記アナログ−デジタル変換部の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチと、
入力に電源電圧が印加され、出力が、上記受光素子のカソードと上記開閉スイッチの他端に接続されている可変電流源と、
上記開閉スイッチの開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、上記開閉スイッチの制御入力に出力するとともに、上記切り替えスイッチの切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、上記切り替えスイッチの制御入力に出力するスイッチ制御部とを備えることを特徴とするセンサ装置。 - 上記被検出対象が近接しているか否かを判定するときに、第１工程として、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを開き、
上記切り替えスイッチは、上記一方の入力を電気的に接地し、
上記アナログ−デジタル変換部は、上記受光素子が出力する電流をアナログ−デジタル変換して得られた上記ＡＤ変換結果である第１データを、上記記憶部に出力し、
上記記憶部は、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流の大きさを示す第１制御信号を、上記可変電流源の制御入力に出力し、
上記可変電流源は、上記第１制御信号が入力されると、上記可変電流源が出力する電流を、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流に設定し、
上記第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程として、上記発光素子を点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じ、
上記切り替えスイッチは、上記一方の入力と、上記ＡＤ変換結果とを接続することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。 - 被検出対象が近接しているか否かを判定する近接センサとして機能することが出来るセンサ装置であって、
近接している上記被検出対象により反射される光である投射光を、所定の空間へ投射する発光素子と、
アナログ入力電流をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部と、
フォトダイオードであって、カソードが、上記アナログ−デジタル変換部の入力に接続され、アノードが、電気的に接地されている受光素子と、
１回目に入力された、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果を記憶し、２回目の上記ＡＤ変換結果が入力されると、１回目に入力された上記ＡＤ変換結果を出力するとともに、３回目の上記ＡＤ変換結果が入力されると、２回目に入力された上記ＡＤ変換結果から３回目に入力された上記ＡＤ変換結果を減算した値である減算値を出力する記憶・減算部と、
一方の入力に入力される上記記憶・減算部の出力値と、他方の入力に入力される所定の閾値とを比較して、上記ＡＤ変換結果が上記閾値を超えていれば、上記被検出対象が近接していることを示す信号を出力し、上記ＡＤ変換結果が上記閾値以下であれば、上記被検出対象が近接していないことを示す信号を出力する比較部と、
上記ＡＤ変換結果を記憶する記憶部と、
第１端子が、上記記憶・減算部の入力に接続されており、第２端子が、上記記憶部の入力とに接続されており、第３端子が、電気的に接地されているとともに、上記第１端子と上記第２端子とを接続するか、上記第１端子と上記第３端子とを接続して上記記憶・減算部の入力を電気的に接地する切り替えスイッチと、
上記受光素子のカソードと上記アナログ−デジタル変換部の入力とに一端が接続されているスイッチである開閉スイッチと、
入力に電源電圧が印加され、出力が、上記受光素子のカソードと上記開閉スイッチの他端に接続されている可変電流源と、
上記開閉スイッチの開閉を制御する制御信号である第２制御信号を、上記開閉スイッチの制御入力に出力するとともに、上記切り替えスイッチの切り替えを制御する制御信号である第３制御信号を、上記切り替えスイッチの制御入力に出力するスイッチ制御部とを備えることを特徴とするセンサ装置。 - 上記被検出対象が近接しているか否かを判定するときに、第１工程として、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを開き、
上記切り替えスイッチは、上記記憶・減算部の入力を電気的に接地し、
上記アナログ−デジタル変換部は、上記受光素子が出力する電流をアナログ−デジタル変換して得られた上記ＡＤ変換結果である第１データを、上記記憶部に出力し、
上記記憶部は、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流の大きさを示す第１制御信号を、上記可変電流源の制御入力に出力し、
上記可変電流源は、上記第１制御信号が入力されると、上記可変電流源が出力する電流を、上記第１データに対応した上記受光素子が出力する電流に設定し、
上記第１工程の後に続けて行われる工程である第２工程として、上記発光素子を点灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じ、
上記切り替えスイッチは、上記記憶・減算部の入力と、上記ＡＤ変換結果とを接続し、
上記第２工程の後に続けて行われる工程である第３工程として、上記発光素子を消灯させるとともに、上記開閉スイッチを閉じることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。 - 上記第１工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第１上限に設定され、
上記第２工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第２上限に設定され、
上記第１上限は、上記第２上限よりも高いことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。 - 上記第１工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第１上限に設定され、
上記第２工程及び上記第３工程では、上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果の上限が、所定の第２上限に設定され、
上記第１上限は、上記第２上限よりも高いことを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。 - 上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、
上記いずれかのセンサ装置と上記被検出対象との距離とが、反比例していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ装置。 - 上記アナログ−デジタル変換部のＡＤ変換結果と、
上記被検出対象により反射された反射光の照度とが、比例していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ装置。 - 上記アナログ−デジタル変換部は、アナログ入力電流をデジタル変換する積分型アナログ−デジタル変換部であって、
上記アナログ入力電流に応じた電荷を蓄える容量と、当該容量の一端が接続される反転入力端子に上記アナログ入力電流が入力され、非反転入力端子が電気的に接地され、上記容量の他端が接続される出力端子から出力電圧を出力する差動増幅器とを有する充電部と、
上記容量に蓄えた上記電荷を放電する放電部と、
基準電圧を出力する電圧源、及び、上記電圧源の出力と上記充電部の出力との間を開閉するスイッチを有し、上記充電部の差動増幅器の出力電圧と、上記基準電圧とを比較する出力電圧比較部とを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセンサ装置。 - 上記容量の充電に要する期間を含む、上記積分型アナログ−デジタル変換部の測定期間を、周波数５０ヘルツの逆数である周期２０ミリ秒の倍数、または、周波数６０ヘルツの逆数である周期１６．６６ミリ秒の倍数とすることを特徴とする請求項９に記載のセンサ装置。
- 上記測定期間を、周波数５０ヘルツの逆数である周期２０ミリ秒、または、周波数６０ヘルツの逆数である周期１６．６６ミリ秒とすることを特徴とする請求項１０に記載のセンサ装置。
- 画面を表示する液晶パネルと、
上記液晶パネルを照射するバックライトと、
上記バックライトの輝度を制御するバックライト制御部と、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサ装置とを備える電子機器であって、
上記バックライト制御部は、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサ装置が備える上記アナログ−デジタル変換部のデジタル出力信号がハイレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第１所定値高くし、上記デジタル出力信号がローレベルとなる場合、上記バックライトの輝度を第２所定値低くし、上記デジタル出力信号のレベルが変化しない場合、上記バックライトの輝度を維持することを特徴とする電子機器。 - 携帯電話またはデジタルカメラであることを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。
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