JP5938278B2 - 検知装置及びそれを備えた携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子と受光素子とを備えた検知装置及びそれを備えた携帯端末に関するものである。

従来より、発光素子と受光素子とを設け、発光素子から発射した赤外線が被検出物に当たり、その反射した赤外線を受光素子で検知して被検出物の距離を測ることが行われている。携帯端末にこれらの発光素子と受光素子とを設ける場合、設置スペースの関係から発光素子から発射された赤外線が、被検出物に至るまでに携帯端末の他の部品に反射し、その反射した赤外線を受光素子が拾ってしまうという問題がある。

例えば、特許文献１において、赤外線測距センサを設けた携帯端末において、発光部と受光部の間に遮光板を設けることにより、発光部から発せられた赤外線が赤外線測距センサの正面付近に設けられている保護カバーで反射した場合でも、反射した赤外線が受光部に入射されることはなく、赤外線測距センサが、誤って保護カバーまでの距離を測定することをなくすことができるようにしている。

特開２００４−１５１０６９号公報

しかしながら、近年携帯電話機などの携帯端末は、ますます小型化が進み、発光素子と受光素子とをできる限り近付けて配置したいというニーズがある。その場合、上記特許文献１のように遮光板を設けたり、発光素子及び受光素子にそれぞれ筒状の遮光部材を被せたりするスペースを確保できない。

一方、筐体側に保護カバー（窓）を形成する場合、筐体側に遮光板に該当するリブを設けることも考えられる。その場合、リブを赤外線が反射されにくい黒色にする必要がある。すると、筐体の色彩の自由度がなくなるという問題がある。リブのみを黒色の別部品にすると、余分なスペースを必要とし、部品点数が増えてコストアップとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、狭いスペースに発光素子と受光素子とを並べて設けても正確に被検出物を検出できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、発光素子及び受光素子の少なくとも一方を覆うように遮光用クッションを設けた。

具体的には、本発明では、発光素子と受光素子とを備えた検知装置を前提とし、
上記検知装置では、
上記発光素子と受光素子とは、１つの光学センサ部品に並んで組み込まれ、
上記光学センサ部品は、上記発光素子に対応する発光側窓と、上記受光素子に対応する受光側窓とを有する筐体に組み込まれ、
上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間の少なくとも一方には、遮光用クッションが設けられている。

上記の構成によると、受光側を遮光用クッションで覆うことにより、発光素子から被検出物に至るまでに反射する光が遮られる。しかも、遮光用クッションは変形可能なので、公差をさらに緩和できる。また、遮光用クッションを貼り付けるだけでよいので、従来のように筒状部材を被せる場合に比べて省スペースとなる。さらに遮光用クッションにより遮光できるので、筐体のリブを黒色にする必要がなくなり、色彩の自由度が高まり、デザイン性に優れている。遮蔽クッションは、全体に設けても、受光側のみに設けても、発光側のみに設けてもよい。

特に、第１の発明において、
上記遮光用クッションは、上記受光側窓の周縁と、上記受光素子との間には、少なくとも該受光素子に対向する部分が切り抜かれ、
上記発光側窓の周縁と、上記発光素子との間には、上記遮光用クッションは設けられていない。

上記の構成によると、受光側のみに遮光用クッションを設けるので、全体に設ける場合に比べて貼付誤差などの生産交差に対して余裕ができると共に、遮光用クッションの材料費が削減される。

第２の発明では、第１の発明において、
上記遮光用クッションは、上記受光素子に対向する部分及び上記発光素子と反対側が開放された平面視Ｕ字状である。

上記の構成によると、受光素子に対向する部分及び発光素子と反対側のみを開放しているので、発光素子からの光の回り込みが防止される。発光素子と反対側が開放されているので、発光素子側へ遮蔽用クッションが位置ずれしても受光素子が遮光用クッションに覆われてしまうことはない。

特に第３の発明では、
上記遮光用クッションは、上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間に設けられ、上記受光素子に対向する部分及び上記発光素子と反対側並びに該発光素子に対向する部分及び該受光素子と反対側が開放されている。

上記の構成によると、発光素子及び受光素子の両方を覆っているので、発光素子からの光の回り込みが確実に防止される。そして、発光素子及び受光素子に対応する部分だけでなく、その外側を開放することで、発光素子側又は受光素子側への位置ずれに対する公差を大きくとることができる。

特に第４の発明では、
上記遮光用クッションは、上記受光側窓側に樹脂シートが貼り付けられ、該樹脂シートと反対側が上記受光素子周縁に貼り付けられている。

上記の構成によると、樹脂シートが貼り付けられているので、遮光用クッションが押さえ付けられたときでも形状が崩れて受光素子を塞いでしまうことはない。また、遮光用クッションは、受光素子側に貼り付けるだけでよいので、取付が容易である。

特に第５の発明では、
上記発光側窓及び受光側窓が並んで開口されたセンサ部品収容用凹部を有する筐体を備え、該センサ部品収容用凹部に上記光学センサ部品が嵌め込まれ、
上記遮光用クッションが上記受光側窓及び上記発光側窓の少なくとも一方の周縁に当接している。

上記の構成によると、狭いスペースで光学センサ部品を容易に嵌め込むことができると共に、発光素子からの直接光が確実に遮断される。

第６の発明の携帯端末は、第１乃至第５のいずれか１つの発明の検知装置を備えている。

上記の構成によると、携帯性の高い誤検出のない携帯端末が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、発光側窓及び受光側窓の周縁と発光素子及び受光素子との間に少なくともいずれかを覆う遮光用クッションを設けたことにより、狭いスペースに発光素子と受光素子とを並べて設けても正確に被検出物を検出できる。

光学センサ部品を示し、（ａ）が正面図で、（ｂ）が底面図で、（ｃ）が側面図である。 携帯電話機を示す正面図である。 表示部の裏面側を示す背面図である。 センサ部品収容用凹部及びその周辺を示す拡大背面図である。 フレキシブル基板及びその周辺を示す図４相当図である。 光学センサ部品及びカメラユニットが見えるようにした図５相当図である。 実施形態の変形例に係る図１（ａ）相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２は、本発明の実施形態の携帯端末としての携帯電話機１を示し、この携帯電話機１は、正面に表示部２を有する筐体３を備えている。例えば、この表示部２の中央上方には、通話用のスピーカ４が設けられている。図３に表示部２の背面側を示すように、背面から見てスピーカ４の左方には、検知装置２０が設けられている。この検知装置２０は、フレキシブル基板１７を備え、このフレキシブル基板１７の正面側には、図４に示すように、筐体３の背面から見て左上には、受光側窓６及び発光側窓７が形成されたセンサ部品収容用凹部８が凹陥されている。受光側窓６の直径の方が発光側窓７の直径よりも大きくなっている。受光側窓６の右側には、矩形状のカメラ用窓５が形成された背面視矩形状のカメラ収容用凹部９が形成されている。これらセンサ部品収容用凹部８及びカメラ収容用凹部９は、外観にも現れる樹脂成形品などの筐体３に一体に形成されている。

そして、センサ部品収容用凹部８には、光学センサ部品１０が嵌め込まれるようになっている。図１に拡大して示すように、光学センサ部品１０は、直方体状の黒色樹脂成形品等よりなるハウジング１１を有し、このハウジング１１内に発光素子１２と受光素子１３とが並んで組み込まれている。ハウジング１１の天面に発光素子１２及び受光素子１３のレンズ部分が覗いている。そして、受光素子１３のレンズ部分の周縁には、発光素子１２と反対側が開放された平面視Ｕ字状の遮光用クッション１５が貼り付けられている。遮光用クッション１５は、例えば正方形のうち受光素子１３に対向する部分と、発光素子１２と反対側部分とが切り欠かれた形状となっている。この遮光用クッション１５は、受光素子１３側にのみ設けられ、発光素子１２側には、設けられていない。受光側のみに遮光用クッション１５を設けるので、全体に設ける場合に比べて貼付誤差などの生産交差に対して余裕ができると共に、遮光用クッション１５の材料費が削減される。発光素子１２と反対側が開放されているので、発光素子１２側へ遮蔽用クッションがずれても受光素子１３が遮光用クッション１５に覆われてしまうことはない。しかも、遮光用クッション１５は変形可能なので、公差をさらに緩和できる。さらに、遮光用クッション１５を貼り付けるだけでよいので、従来のように筒状部材を設ける場合に比べて省スペースとなる。

遮光用クッション１５は、例えば、高機能ウレタンフォームよりなり、受光側窓６側（正面側）に樹脂シートとしてのＰＥＴシート１６が両面テープ（図示せず）により貼り付けられている。このように、ＰＥＴシート１６が貼り付けられているので、遮光用クッション１５が押さえ付けられたときでも形状が崩れて受光素子１３を塞いでしまうことはない。例えば、このＰＥＴシート１６は、厚さ０．０７５ｍｍとし、黒色ＰＥＴ樹脂よりなる。ＰＥＴ樹脂であれば、薄くても加工しやすく、彩色もしやすい。このＰＥＴシート１６と反対側の面が受光素子１３周縁に両面テープ（図示せず）により貼り付けられている。

光学センサ部品１０は、フレキシブル基板１７の正面側にカメラユニット１８と共に半田付けされているので、狭いスペースで光学センサ部品１０及びカメラユニット１８を容易に嵌め込むことができるようになっている。光学センサ部品１０がセンサ部品収容用凹部８に嵌め込まれたときに、遮光用クッション１５のＰＥＴシート１６が受光側窓６周縁に当接するように構成されている。

このように構成された携帯電話機１を使用するとき、通話時には、スピーカ４を耳に当てて通話を行う。すると、発光素子１２から出た赤外線がユーザの頬に当たって跳ね返り、受光素子１３で受光することにより、通話中であると判断する。

そして、通話中に使用しない機能を停止させる。これにより、適宜省電力制御が行われる。

このとき、受光素子１３が遮光用クッション１５で覆われ、ＰＥＴシート１６が受光側窓６の周縁に当接しているので、発光素子１２からユーザの頬に至るまでに反射する光（例えば、センサ部品収容用凹部８の壁部に反射する光）が確実に遮られる。遮光用クッション１５は、発光素子１２と反対側のみを開放しているので、遮光用クッション１５の取り付けやすさを確保しながらも発光素子１２からの光の回り込みが防止される。

また、遮光用クッション１５により確実に遮光できるので、筐体３のリブを黒色にする必要がなくなる。このため、部品点数を増やす必要がなく、また、筐体３の色彩の自由度が高まるので、デザイン性に優れている。

したがって、本実施形態にかかる携帯端末によると、狭いスペースに発光素子１２と受光素子１３とを並べて設けても正確に被検出物を検出できるようにすることができる。

−実施形態の変形例−
上記実施形態では、受光素子１３の周りのみをＵ字状の遮光用クッション１５で覆うようにしたが、図７に示すように、受光側窓６の周縁と受光素子１３との間及び発光側窓７の周縁と発光素子１２との間を塞ぐように遮光用クッション１１５を設けてもよい。

この場合、遮光用クッション１１５は、受光素子１３及び発光素子１２に対向する部分並びに左右外側が開放された形状にするとよい。発光素子１２及び受光素子１３の両方を覆っているので、発光素子１２からの光の回り込みが確実に防止される。そして、発光素子１２及び受光素子１３に対応する部分だけでなく、左右外側を開放することで、左右方向への位置ずれに対する公差を大きくとることができるので、取付が容易となる。

なお、発光素子１２側にのみ遮光用クッション１５を設けてもよいが、受光素子１３側のみに遮光用クッション１５を設けた場合の方が遮光の効果が高い。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、携帯端末は、携帯電話機１としたが、発光素子１２と受光素子１３とが隣接して設けられたものであれば、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ(PersonalDigital Assistant)、スマートフォン、パソコン、モバイルツール、電子辞書、電卓、ゲーム機等であってもよい。

上記実施形態では、光学センサ部品１０は、赤外線センサの例を示したが、これに限定されない。例えば、赤外線通信ユニット、可視光通信ユニット等でもよい。検知装置２０は、携帯端末以外に、カメラの測距システム、扉の開閉検知システム、自動車の障害物検知システム、白線上を運行する構内自動運転システムなどに設けてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、発光素子と受光素子とを備えた携帯電話機などの携帯端末について有用である。

１ 携帯電話機（携帯端末）
２ 表示部
３ 筐体
４ スピーカ
５ カメラ用窓
６ 受光側窓
７ 発光側窓
８ センサ部品収容用凹部
９ カメラ収容用凹部
１０ 光学センサ部品
１１ ハウジング
１２ 発光素子
１３ 受光素子
１５，１１５ 遮光用クッション
１６ ＰＥＴシート
１７ ブリキ板
１８ カメラユニット
２０ 検知装置

Claims (6)

1. 発光素子と受光素子とを備えた検知装置において、
   上記発光素子と受光素子とは、１つの光学センサ部品に並んで組み込まれ、
   上記光学センサ部品は、上記発光素子に対応する発光側窓と、上記受光素子に対応する受光側窓とを有する筐体に組み込まれ、
   上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間の少なくとも一方には、遮光用クッションが設けられており、
   上記遮光用クッションは、上記受光側窓の周縁と、上記受光素子との間には、少なくとも該受光素子に対向する部分が切り抜かれ、
   上記発光側窓の周縁と、上記発光素子との間には、上記遮光用クッションは設けられていない
   ことを特徴とする検知装置。
2. 請求項１に記載の検知装置において、
   上記遮光用クッションは、上記受光素子に対向する部分及び上記発光素子と反対側が開放された平面視Ｕ字状である
   ことを特徴とする検知装置。
3. 発光素子と受光素子とを備えた検知装置において、
   上記発光素子と受光素子とは、１つの光学センサ部品に並んで組み込まれ、
   上記光学センサ部品は、上記発光素子に対応する発光側窓と、上記受光素子に対応する受光側窓とを有する筐体に組み込まれ、
   上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間の少なくとも一方には、遮光用クッションが設けられており、
   上記遮光用クッションは、上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間に設けられ、上記受光素子に対向する部分及び上記発光素子と反対側並びに該発光素子に対向する部分及び該受光素子と反対側が開放されている
   ことを特徴とする検知装置。
4. 発光素子と受光素子とを備えた検知装置において、
   上記発光素子と受光素子とは、１つの光学センサ部品に並んで組み込まれ、
   上記光学センサ部品は、上記発光素子に対応する発光側窓と、上記受光素子に対応する受光側窓とを有する筐体に組み込まれ、
   上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間の少なくとも一方には、遮光用クッションが設けられており、
   上記遮光用クッションは、上記受光側窓側に樹脂シートが貼り付けられ、該樹脂シートと反対側が上記受光素子周縁に貼り付けられている
   ことを特徴とする検知装置。
5. 発光素子と受光素子とを備えた検知装置において、
   上記発光素子と受光素子とは、１つの光学センサ部品に並んで組み込まれ、
   上記光学センサ部品は、上記発光素子に対応する発光側窓と、上記受光素子に対応する受光側窓とを有する筐体に組み込まれ、
   上記受光側窓の周縁と上記受光素子との間及び上記発光側窓の周縁と上記発光素子との間の少なくとも一方には、遮光用クッションが設けられており、
   上記発光側窓及び受光側窓が並んで開口されたセンサ部品収容用凹部を有する筐体を備え、該センサ部品収容用凹部に上記光学センサ部品が嵌め込まれ、
   上記遮光用クッションが上記受光側窓及び上記発光側窓の少なくとも一方の周縁に当接している
   ことを特徴とする検知装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の検知装置を備えた
   ことを特徴とする携帯端末。

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