JP6223779B2 - Photodetector and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、本発明は、被検知物の近接状態、移動方向、および周辺照度を検知するための光検知装置および該光検知装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a light detection device for detecting the proximity state, movement direction, and ambient illuminance of an object to be detected, and an electronic apparatus including the light detection device.
近年、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の表示画面付きモバイル機器が広く利用されている。これらの機器では、携帯性を向上させる必要があることから、モバイル機器の表示画面には、薄くて軽い特徴を有する液晶パネルが標準的に使用されている。そして、電池寿命を延長して利便性を高めるために、周辺照度に応じた輝度で表示を行うことができるように、モバイル機器に搭載することが可能な、小型で安価な照度センサが求められている。 In recent years, mobile devices with a display screen, such as mobile phones, smartphones, and tablet terminals, have been widely used. In these devices, since it is necessary to improve portability, a liquid crystal panel having a thin and light feature is normally used for a display screen of the mobile device. In order to extend battery life and improve convenience, there is a need for a small and inexpensive illuminance sensor that can be mounted on mobile devices so that display can be performed with brightness according to ambient illuminance. ing.
このような背景から、これまで数々の照度センサが提案されている。例えば特許文献1には、表示画面の輝度を自動調整するための照度センサを搭載したモバイル機器が開示されている。
Against this background, a number of illuminance sensors have been proposed. For example,
また、液晶ディスプレイ等の表示画面を備えたモバイル機器では、機器への人体の接近具合を検出して様々な制御も行われている。 Also, in mobile devices having a display screen such as a liquid crystal display, various controls are performed by detecting the approach of the human body to the devices.
これらの機器の表示画面は、タッチパネルとしての情報入力機能も兼ねており、電話の開始や機器をポケット等に挿入する等、何らかの物体がタッチパネルに接近した際、その機能をオフすることで誤動作を防ぐことが必要となる場合がある。また、デジタルカメラでは、ユーザが、表示画面からファインダーに目線を移す際に、自動的に表示画面の明るさを落とすといった制御が行われている。 The display screen of these devices also functions as an information input function as a touch panel. When an object approaches the touch panel, such as when a phone call is started or the device is inserted into a pocket, etc., malfunctions are caused by turning off the function. It may be necessary to prevent it. In the digital camera, when the user moves his / her line of sight from the display screen to the viewfinder, the brightness of the display screen is automatically reduced.
そこで、このような用途に向け、自らパルス発光し、対象物からの反射パルス光を検出して対象物の近接具合を判定する、小型かつ安価な光学式の近接センサの開発が進められている。 Therefore, for such applications, development of a small and inexpensive optical proximity sensor is in progress that emits light by itself and detects the reflected pulse light from the object to determine the proximity of the object. .
さらに、現在では、照度センサおよび近接センサ双方の機能を兼ね備えた、小型かつ安価な光学式の近接照度センサが開発され、広く使用されている。 Furthermore, at present, a compact and inexpensive optical proximity illuminance sensor having both functions of an illuminance sensor and a proximity sensor has been developed and widely used.
このような近接照度センサは、表示画面への物体(人体、例えば耳や頬)の近接を検出するためのものである。このため、近接照度センサは、ディスプレイと同一のXY平面内に実装され、ディスプレイ面の法線方向(Z方向)への物体の近接状態を検出している。 Such a proximity illuminance sensor is for detecting the proximity of an object (a human body such as an ear or a cheek) to a display screen. For this reason, the proximity illuminance sensor is mounted in the same XY plane as the display, and detects the proximity state of the object in the normal direction (Z direction) of the display surface.
しかしながら、タッチパネル機能を有するディスプレイを使用していると、操作自体による画面の汚れが避けられず、頻繁に拭き取りが必要と感じるユーザは少なくない。特に、ページ送り等の操作に用いられる、いわゆるスワイプ動作を行うと、油脂汚れが引き伸ばされ、画面の汚れが生じる。 However, when a display having a touch panel function is used, screen contamination due to the operation itself is unavoidable, and many users feel that wiping is frequently required. In particular, when a so-called swipe operation used for operations such as page turning is performed, the grease stains are stretched and the screen stains.
そこで、近接照度センサに物体(指)が接近した際、物体のXY平面内での移動方向を同時に検出する機能があれば、上記スワイプ動作をタッチレス化することが可能となる。 Therefore, if the object (finger) approaches the proximity illuminance sensor and has a function of simultaneously detecting the moving direction of the object in the XY plane, the swipe operation can be made touchless.
しかしながら、特許文献1は、近接照度センサについて開示されてはいるが、移動方向の検知については開示がない。
However,
移動方向を検知するには、例えば、複数の近接センサや測距センサ、あるいはイメージングデバイスを配置する等の方法が考えられる。しかしながら、このような目的を達成するためだけに、複数の近接センサや測距センサ、あるいは高価なイメージングデバイスを配置し、情報端末が高コスト化することは望ましくない。 In order to detect the moving direction, for example, a method of arranging a plurality of proximity sensors, distance measuring sensors, or imaging devices can be considered. However, it is not desirable to increase the cost of an information terminal by arranging a plurality of proximity sensors, distance measuring sensors, or expensive imaging devices only in order to achieve such an object.
このため、近接照度センサに方向検知機能を持たせ、照度センサ、近接センサ、および移動方向センサとしての機能を兼ね備えた、小型かつ安価な近接照度/移動方向センサを備えた光検知装置とすることが考えられる。 For this reason, the proximity illuminance sensor is provided with a direction detection function, and the light detection device is provided with a small and inexpensive proximity illuminance / movement direction sensor having functions as an illuminance sensor, a proximity sensor, and a movement direction sensor. Can be considered.
これらのセンサを一体化する方法として考えられるのは、分割フォトダイオードを用いる方法である。 A possible method for integrating these sensors is to use a split photodiode.
例えば、特許文献2、3には、これらのセンサを一体化することについて何ら開示も示唆もされていないが、分割フォトダイオードを、移動方向を検知するためのセンサとして用いることが記載されている。
For example,
分割フォトダイオードを、移動方向を検知するためのセンサとして用いることで、分割した各フォトダイオードの出力差に基づいて、フォトダイオード面上の信号光スポットの移動方向を知ることができる。 By using the divided photodiode as a sensor for detecting the moving direction, it is possible to know the moving direction of the signal light spot on the photodiode surface based on the output difference between the divided photodiodes.
しかしながら、分割フォトダイオードの出力を近接センサの信号光として利用する場合、分割された個々のダイオードの出力信号は、必ずそれよりも小さくなる。 However, when the output of the divided photodiode is used as the signal light of the proximity sensor, the output signal of each divided diode is necessarily smaller than that.
また、分割フォトダイオードを近接/移動方向センサとして用いる場合には、移動方向を判定することに加えて、XY方向の移動はないが正面からの(Z方向のみの)近接状態の変化を検出することも必要とされる。このような光検知装置では、不定状態(XY移動方向の判定結果がチャタリングする状態)を避けるために、近接検知と同様、移動方向検知に用いる信号光に対してもS/Nで閾値判定する必要がある。 In addition, when the divided photodiode is used as a proximity / movement direction sensor, in addition to determining the movement direction, there is no movement in the XY direction, but a change in the proximity state from the front (only in the Z direction) is detected. It is also needed. In such a light detection device, in order to avoid an indefinite state (a state in which the determination result of the XY movement direction is chattered), as with proximity detection, threshold determination is performed with respect to signal light used for movement direction detection using S / N. There is a need.
さらに、上述したように、近接検知および移動方向検知に加え、照度検知機能を付加するには、フォトダイオードの分割がさらに必要となり、それに伴い、出力信号は小さくなる。 Furthermore, as described above, in order to add the illuminance detection function in addition to the proximity detection and the movement direction detection, it is necessary to further divide the photodiode, and the output signal becomes small accordingly.
したがって、フォトダイオードを分割することで、照度センサ、近接センサ、および移動方向センサを一体化させる(つまり、被検知物の近接状態、移動方向、および周辺照度を検知する機能を兼ね備えた光検知装置を得る)には、フォトダイオード全体の面積を大きくするか、そうでない場合は、発光信号量を相応に大きくしなければならない。その結果、得られた光検知装置(近接センサ/照度センサ/移動方向センサ一体型のセンサ)のサイズ、消費電力およびコストは増大する。 Therefore, by dividing the photodiode, the illuminance sensor, the proximity sensor, and the movement direction sensor are integrated (that is, the light detection device having the function of detecting the proximity state, the movement direction, and the ambient illuminance of the object to be detected. In order to obtain (a), the area of the entire photodiode must be increased, or if not, the light emission signal amount must be increased accordingly. As a result, the size, power consumption, and cost of the obtained light detection device (proximity sensor / illuminance sensor / movement direction sensor integrated sensor) increase.
また、被検知物の移動方向の検知は、分割したフォトダイオード面上の信号光スポットの移動を、個々のダイオードの出力信号の変化として捉えて判定を行うため、被検知物からの反射パルス光は、被検知物の移動に伴い、フォトダイオード面上を大きく移動する方が好ましい。このためには、被検出物からの反射パルス光の角度が変わると、スポット位置が大きく変わる、反射パルス光の角度依存性が必要となる。このためには、分割フォトダイオード上に、エポキシ樹脂等で形成された、一定の曲率をもったレンズが設けられていることが望ましい。なお、実際に、被検知物の移動方向を検知する光検知装置として、フォトダイオード上にレンズを形成したパッケージが開発されている。 In addition, detection of the movement direction of the object to be detected is performed by determining the movement of the signal light spot on the divided photodiode surface as a change in the output signal of each diode. It is preferable to move largely on the photodiode surface as the object to be detected moves. For this purpose, when the angle of the reflected pulse light from the object to be detected changes, the spot position changes greatly, and the angle dependency of the reflected pulse light is required. For this purpose, it is desirable that a lens having a certain curvature formed of an epoxy resin or the like is provided on the divided photodiode. Actually, a package in which a lens is formed on a photodiode has been developed as a light detection device for detecting the moving direction of an object to be detected.
ここで、フォトダイオードを用いた移動方向検知原理について説明する。 Here, the principle of detecting the moving direction using a photodiode will be described.
図10の(a)〜(c)は、フォトダイオード301による移動方向検知原理を模式的に示す図であり、図10の(a)は側面図、図10の(b)は斜視図、図10の(c)は分解図である。
FIGS. 10A to 10C are diagrams schematically showing the principle of detection of the moving direction by the
なお、図10の(c)では、信号光スポットの状態を簡易的に説明するため、フォトダイオード301を2分割しているが、2分割に代えて、4分割、8分割とする等、任意の分割方法が考えられる。
In FIG. 10C, the
図10の(a)に示すように被検知物200が光検知装置300の上を左から右に移動する場合、被検知物200からの反射パルス光311は、図10の(b)に示すようにフォトダイオード301上に形成されたレンズ302により集光される。
When the detected
集光された反射パルス光311による信号光スポット312は、図10の(c)の左図に示すように分割したフォトダイオード301のうち右側のフォトダイオード301R上に最初に投影されて投影像として現れる。図10の(c)の中央図に示すように被検知物200がフォトダイオード301の真上にあるときは、左右のフォトダイオード301L・301Rのほぼ中心に信号光スポット312(投影像)が現れ、さらに、被検知物200が右上に移動すると、信号光スポット312(投影像)は、左側のフォトダイオード301L上に現れる。
The
被検知物200の移動方向を検知する場合、このような信号光スポット312のフォトダイオード301上の移動量を顕著にすることにより、より安定した移動方向検知が可能となる。
When detecting the moving direction of the
他方、照度検知に関しては、周辺に存在する光源が光検知装置の真上にあるとは限らず、例えば光検知装置の斜め方向から光検知装置に光が入射する場合もある。周辺の照度が同じでも、光源が光検知装置の真上に合う場合と斜めにある場合とでは、分割したフォトダイオードへの入射状態が変化する。被照射面の照度は、被照射面に入射する光の入射角のcosθに比例して変化する(コサイン特性)。このため、周辺の照度が同じでも、光源が光検知装置の真上に合う場合と斜めにある場合とでは、検出される照度値は、異なる結果となる(照度と入射角のコサイン特性)。 On the other hand, regarding illuminance detection, a light source existing in the vicinity is not necessarily located directly above the light detection device. For example, light may enter the light detection device from an oblique direction of the light detection device. Even when the ambient illuminance is the same, the incident state on the divided photodiodes changes depending on whether the light source is directly above the light detection device or obliquely. The illuminance of the irradiated surface changes in proportion to the incident angle cos θ of the light incident on the irradiated surface (cosine characteristic). For this reason, even if the surrounding illuminance is the same, the detected illuminance value differs depending on whether the light source is right above the light detection device or obliquely (the cosine characteristic between the illuminance and the incident angle).
さらに、図10の(a)〜(c)に示すように分割したフォトダイオード301上に、エポキシ樹脂等で形成された一定の曲率を持つレンズ302がある場合、該フォトダイオード301で検出される照度値の変化は、レンズ302がない場合と比較して大きくなる。
Further, when there is a
図11は、フォトダイオード上に、一定の曲率を有するエポキシ製のレンズを配置したときの、該フォトダイオードへの相対的な入射光量の変化を示すグラフである。 FIG. 11 is a graph showing a change in the amount of light incident on the photodiode when an epoxy lens having a certain curvature is arranged on the photodiode.
図11に示すように、光検知装置の真上に光源がある場合と比較し、光源を傾けると、徐々にフォトダイオードへの入射光量が減少する。しかしながら、フォトダイオード上にレンズがある場合、レンズの効果により、レンズがない場合と比較して、光源を傾けたときの入射光量の低下が顕著になる。 As shown in FIG. 11, when the light source is tilted, the amount of light incident on the photodiode gradually decreases as compared with the case where the light source is directly above the light detection device. However, when there is a lens on the photodiode, the amount of incident light when the light source is tilted is significantly reduced due to the effect of the lens, compared to the case where there is no lens.
したがって、被検知物の移動方向検知には、フォトダイオード上を信号光スポットがより多く移動するために、パッケージをレンズ形状とする等、フォトダイオード上にレンズが設けられていることが好ましいが、照度検知には、光量低下を抑えるために、フォトダイオード上にはレンズが設けられていないことが望ましい。 Therefore, in order to detect the movement direction of the object to be detected, it is preferable that a lens is provided on the photodiode, for example, the package has a lens shape in order to move more signal light spots on the photodiode. In illuminance detection, it is desirable that no lens is provided on the photodiode in order to suppress a decrease in the amount of light.
このため、照度センサと移動方向センサとを同一のパッケージ内に収容することで照度センサと移動方向センサとが一体化された光検知装置を実現する場合、どちらかの検知性能を犠牲にするか、あるいは、照度センサ用と移動方向センサ用とに別々に開口窓(アパーチャ)を設ける必要がある。 For this reason, when realizing an optical detection device in which the illuminance sensor and the movement direction sensor are integrated by housing the illuminance sensor and the movement direction sensor in the same package, which detection performance is sacrificed? Alternatively, it is necessary to provide aperture windows (apertures) separately for the illuminance sensor and the moving direction sensor.
図12は、照度センサ用と移動方向センサ用とに別々に開口窓を設けた光検知装置400の概略構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a
図12に示す光検知装置400は、移動方向検知用のフォトダイオード(図示せず)、近接検知および照度検知用のフォトダイオード(図示せず)、および発光素子(図示せず)を同一パッケージ内に封止している。 12 includes a photodiode for moving direction detection (not shown), a photodiode for proximity detection and illuminance detection (not shown), and a light emitting element (not shown) in the same package. Is sealed.
そして、これらフォトダイオードおよび発光素子を覆う封止樹脂401に、発光素子用開口部401aを設けるとともに、開口窓として、移動方向検知用開口部401cとは別に、近接検知および照度検知用の近接/照度検知用開口部401bを設け、発光素子用開口部401aと移動方向検知用開口部401cとにのみレンズ部402を形成している。
The sealing
このようなパッケージを用いれば、光検知装置400に、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知の3つの検知機能を持たせることが可能になる。
If such a package is used, the
しかしながら、この場合、パッケージが大きくなる傾向があることに加え、フォトダイオード用の開口窓に加え、発光素子用の開口窓があるため、3眼(つまり、開口窓が3つ)となり、スマートフォン等の携帯機器に組み込む際のデザイン性の低下が懸念される。 However, in this case, the package tends to be large, and in addition to the opening window for the photodiode, there is an opening window for the light emitting element, so there are three eyes (that is, three opening windows), and so on. There is a concern about the deterioration of design when it is installed in a portable device.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、受光素子用の開口部が1つでも、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知の3機能を併せ持ち、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、小型の光検知装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to have three functions of proximity detection and movement direction detection of an object to be detected, and illuminance detection even if there is only one opening for a light receiving element. An object of the present invention is to provide a small-sized photodetecting device that can detect the moving direction of an object to be detected well and suppress the angle dependency of illuminance.
また、本発明のさらなる目的は、このような光検知装置を搭載することにより、被検知物の近接検知機能および移動方向検知機能、並びに、照度検知機能を備えた電子機器を提供することにある。 A further object of the present invention is to provide an electronic device equipped with a proximity detection function and a moving direction detection function of an object to be detected and an illuminance detection function by mounting such a light detection device. .
上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる光検知装置は、照度検知用受光素子群を中心として、その周囲に、被検知物の動きを検知する複数の被検知物検知用受光素子群が配された受光部と、上記受光部を封止する透明樹脂層と、上記被検知物による反射光および周辺光を上記受光部に入射させる第1開口部を有するとともに、上記被検知物検知用受光素子群に入射する光の一部が遮光されるように上記透明樹脂層を覆う遮光部材と、を備え、かつ、上記第1開口部における上記透明樹脂層の表面は、少なくとも、上記照度検知用受光素子群を覆う部分が平坦である。 In order to solve the above-described problems, a light detection device according to one aspect of the present invention has a light detection element group for detecting illuminance as a center, and a plurality of detection object detections that detect the movement of the detection object around the light detection element group. A light-receiving part in which a group of light-receiving elements is arranged; a transparent resin layer that seals the light-receiving part; a first opening that allows reflected light and ambient light from the object to be detected to enter the light-receiving part; A light shielding member that covers the transparent resin layer so that a part of the light incident on the light receiving element group for detecting an object is shielded, and the surface of the transparent resin layer in the first opening is at least The portion covering the illuminance detection light receiving element group is flat.
また、本発明の一態様にかかる電子機器は、本発明の一態様にかかる上記光検知装置を備えている。 An electronic device according to one embodiment of the present invention includes the above-described light detection device according to one embodiment of the present invention.
また、本発明の一態様にかかる電子機器は、光検知装置の検知結果に基づいて検知画面上の被検知物の位置を入力する位置情報入力デバイスを備える電子機器であって、上記光検知装置として本発明の一態様にかかる上記光検知装置を搭載することにより、上記検知画面上での被検知物のスワイプ動作をタッチレス化している。 An electronic apparatus according to an aspect of the present invention is an electronic apparatus including a position information input device that inputs a position of an object to be detected on a detection screen based on a detection result of the light detection apparatus. As described above, by mounting the light detection device according to one embodiment of the present invention, the swipe operation of the detection object on the detection screen is made touchless.
本発明の一態様によれば、受光素子用の開口部が1つでも、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知の3機能を併せ持ち、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、小型の光検知装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, even if there is only one opening for a light receiving element, it has three functions of proximity detection and movement direction detection of an object to be detected, and illuminance detection. Therefore, it is possible to provide a small-sized photodetection device that can reduce the angle dependency of illuminance.
また、本発明の一態様によれば、このような光検知装置を搭載することにより、被検知物の近接検知機能および移動方向検知機能、並びに、照度検知機能を備えた電子機器を提供することができる。 In addition, according to one embodiment of the present invention, by providing such a light detection device, an electronic device having a proximity detection function and a movement direction detection function of an object to be detected, and an illuminance detection function is provided. Can do.
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
なお、本発明は、以下に示す各実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更して得ることができることは当事者であれば容易に理解される。 In addition, this invention is limited to description content of each embodiment shown below, and is not interpreted. It will be readily understood by those skilled in the art that various changes in form and details can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
〔実施形態1〕
本発明の一実施形態にについて、図1の(a)〜(c)ないし図4の(a)〜(c)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1A to 1C to 4A to 4C.
〈光検知装置100の概略構成〉
図1の(a)は、本実施形態にかかる光検知装置100の概略構成を示す断面図であり、図1の(b)は、本実施形態にかかる光検知装置100の概略構成を示す平面図であり、図1の(c)は、本実施形態にかかる光検知装置100におけるセンサチップ2の概略構成を示す平面図である。
<Schematic Configuration of
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the
図1に示すように、本実施形態にかかる光検知装置100(光検知半導体装置)は、実装基板1、センサチップ2、発光素子3、透明樹脂層4、遮光樹脂層5(遮光部材、遮光手段)、および図示しないカラーフィルタおよび赤外線カットフィルタ等を備えている。
As shown in FIG. 1, a light detection device 100 (light detection semiconductor device) according to the present embodiment includes a mounting
センサチップ2および発光素子3は、それぞれ、実装基板1上に、互いに離間して実装されている。センサチップ2および発光素子3は、透明樹脂層4により個別に被覆(封止)されている。
The
実装基板1上には、センサチップ2を透明樹脂層4で樹脂封止した第1パッケージ11と、発光素子3を透明樹脂層4で樹脂封止した第2パッケージ12とが形成されている。透明樹脂層4は、センサ部としての第1パッケージ11と、発光部としての第2パッケージ12とからなる別体(セパレート型)の樹脂封止パッケージを形成している。
A
遮光樹脂層5は、第1パッケージ11および第2パッケージ12の周囲を被覆している。遮光樹脂層5は、第1パッケージ11および第2パッケージ12をまとめて1つのパッケージとしてモジュール化している。
The light
遮光樹脂層5には、図1の(a)・(b)に示すように、開口部5a(受光部側開口部、第1開口部)および開口部5b(発光素子側開口部、第2開口部)の2つの開口部(開口窓)が設けられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the light-shielding
開口部5aは、平面視で、センサチップ2に設けられた受光部21の真上に設けられており、透明樹脂層4で覆われた受光部21を露出させる。
The
一方、開口部5bは、平面視で、発光素子3の真上に設けられており、透明樹脂層4で覆われた発光素子3を露出させる。
On the other hand, the
以下に、上記各構成要素について、図1の(a)〜(c)ないし図3を参照してより詳細に説明する。 Hereinafter, each of the above-described components will be described in more detail with reference to FIGS.
図2の(a)は、本実施形態にかかる光検知装置100における開口部5a近傍の概略構成を示す断面図であり、図2の(b)は、本実施形態にかかる光検知装置100における開口部5a近傍の概略構成を示す平面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a schematic configuration in the vicinity of the
また、図3は、本実施形態にかかる光検知装置100における照度検知用受光部22近傍の概略構成を示す断面図である。
Moreover, FIG. 3 is sectional drawing which shows schematic structure of the light-receiving
〈実装基板1〉
実装基板1は、センサチップ2および発光素子3の実装用の基板である。実装基板1としては、例えば、セラミック基板やガラスエポキシ基板等の硬質基板が挙げられる。
<Mounting
The mounting
〈センサチップ2〉
センサチップ2は、いわゆるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサで構成されており、複数種類の受光素子群からなる受光部21と、センサ回路部24とを備えている。受光部21は、センサ回路部24を含む回路部の一部としてセンサチップ2に集積されており、受光した光(信号パルス光)を電流に変換することで、受光光量に応じた電流を発生させる。
<
The
センサチップ2は、実装基板1に、図示しない接着剤で固着されている。上記接着剤としては。例えば、Ag(銀)ペースト等の導通性接着剤、絶縁ペースト等の絶縁性接着剤が挙げられる。
The
また、センサチップ2上には、図示しないボンディングパッドが配されている。該ボンディングパッドは、図示しない金線等により、実装基板1に接続(ワイヤボンディング)されている。
A bonding pad (not shown) is disposed on the
図1の(c)に示すように、受光部21は、照度の検出に用いられる、照度検知用受光素子群からなる照度検知用受光部22と、被検知物の近接やある地点から別の地点への移動(移動方向)といった被検知物の動き(被検知物の近接検知および移動方向)の検知に用いられる、近接/移動方向検知用受光素子群(検知物検知用受光素子群)からなる近接/移動方向検知用受光部23(検知物検知用受光部)とを備えている。
As shown in FIG. 1C, the
受光部21におけるこれら受光素子群には、例えば、分割フォトダイードを用いることができる。
For these light receiving element groups in the
近接/移動方向検知用受光部23は、それぞれ近接/移動方向検知用受光素子群からなる近接/移動方向検知用受光部23a〜22dの4つの領域に区分されている。
The proximity / movement direction detection light-receiving
近接/移動方向検知用受光部23a〜22dは、互いに同一形状を有し、受光部21の中心部に設けられた照度検知用受光部22の周りを取り囲むように配置されている。なお、近接/移動方向検知用受光部23a〜22dは、互いに同一形状を有していることで、互いに同一の面積を有している。
The proximity / movement direction detection light-receiving
なお、照度検知用受光部22および近接/移動方向検知用受光部23a〜22dは、それぞれ、適度に分割された受光素子を組み合わせて構成されている。
The illuminance detection light-receiving
例えば、照度検知用受光部22は、4分割や16分割等、光検知装置の特性により、分割されている。図1の(c)では、16分割された受光素子を使用した場合を例に挙げて図示している。
For example, the illuminance detection
図3に示すように、照度検知用受光部22は、可視光領域に感度ピークをもつ可視光用受光素子22VRと、赤外光領域に感度ピークを持つ赤外光用受光素子22IRとを備えている。
As shown in FIG. 3, the illuminance detection
また、可視光用受光素子22VRは、赤に感度ピークを有する赤用受光素子22R、緑に感度ピークを有する緑用受光素子22G、青に感度ピークを有する青用受光素子22Bを備えている。
The visible light receiving element 22VR includes a red
同様に、近接/移動方向検知用受光部23も複数の受光素子を組み合わせた構造となっている。近接/移動方向検知用受光部23を構成する近接/移動方向検知用受光素子(近接/移動方向検知用受光素子群)には、赤外光領域に感度ピークを持つ赤外光用受光素子が用いられる。
Similarly, the proximity / movement direction detecting
なお、図1の(c)では、近接/移動方向検知用受光部23の形状の一例を示している。近接/移動方向検知用受光部23にどのような形状を使用するかは、光検知装置100の特性により選択することが望ましい。
FIG. 1C shows an example of the shape of the proximity / movement direction detection light-receiving
また、可視光用受光素子22VR(赤用受光素子22R、緑用受光素子22G、青用受光素子22B)および近接/移動方向検知用受光部23上には、カラーフィルタ41が設けられている。
A
カラーフィルタ41は、赤色フィルタ部41R、青色フィルタ部41B、緑色フィルタ部41G、および黒色フィルタ部41BLを備えている。
The
赤色フィルタ部41Rは、赤用受光素子22Rに重畳する領域に設けられている。また、青色フィルタ部41Bは、青用受光素子22Bに重畳する領域に設けられている。緑色フィルタ部41Gは、緑用受光素子22Gに重畳する領域に設けられている。黒色フィルタ部41BLは、赤外光用受光素子22IRおよび近接/移動方向検知用受光部23に重畳する領域に設けられている。
The
なお、黒色フィルタ部41BLには、例えば、赤色フィルタおよび青色フィルタを積層した黒色フィルタが用いられる。 For the black filter portion 41BL, for example, a black filter in which a red filter and a blue filter are stacked is used.
このように、可視光用受光素子22VRおよび近接/移動方向検知用受光部23は、それぞれカラーフィルタ41を介して光を受光することから、それぞれの感度ピークを有することができる。
As described above, the visible light receiving element 22VR and the proximity / movement direction detecting
なお、照度検知用受光部22の前方(受光面側)には、赤外線カットフィルタ42が設けられていてもよい。
An
一般的に、照度センサには、人間の視感度に近い分光特性が要求される。視感度に近い分光特性とは、主に可視光域に感度を有している分光感度特性のことである。 In general, an illuminance sensor is required to have spectral characteristics close to human visibility. The spectral characteristic close to the visual sensitivity is a spectral sensitivity characteristic mainly having sensitivity in the visible light range.
このため、照度検知用受光部22は、人間の視感度に近い分光特性が得られるように、赤外成分を除去し、人間の視感度特性に合わせて周囲の明るさを検出することが望ましい。一方、近接/移動方向検知用受光部23では、赤外光を利用することにより近接を検知するため、近接/移動方向検知用受光部23が受光する光には、赤外成分が選択的に含まれていることが好ましい。
For this reason, it is desirable for the illuminance detection
このため、赤外線カットフィルタ42は、図3に示すように、照度検知用受光部22の前方にのみ設けられる。
For this reason, the
また、このように照度検知用受光部22の前方に赤外線カットフィルタ42を設けることで、受光素子3から放射された赤外線が照度検知用受光部22に入射することを防止することができる。このため、発光素子3と、透明樹脂層4、照度検知用受光部22を有するセンサチップ2とを、同一実装基板1に実装し、一体型パッケージ内に収容することができるので、小型化された光検知装置100を得ることができる。
Further, by providing the
なお、上記赤外線カットフィルタ42は、赤外線を除去する金属多層膜を備えていることが好ましい。
In addition, it is preferable that the said
金属多層膜は、可視光は透過させるが赤外線は反射する。これにより、照度検知用受光部22への赤外線の入射をさらに確実に防止することができるので、照度検知用受光部22による照度測定の精度が向上する。したがってより照度検知精度の高い光検知装置100を提供することができる。
The metal multilayer film transmits visible light but reflects infrared rays. Thereby, since the incidence of infrared rays to the illuminance detection
なお、受光部21による被検知物の検知については、後述する。
The detection of the detection object by the
〈発光素子〉
発光素子3は、赤外光を発光する発光源であり、いわゆるLED(発光ダイオード)チップで構成されている。発光素子3は、センサチップ2同様、実装基板1に、図示しない接着剤で固着されている。発光素子3の接着に使用される接着剤層には、例えば、Agペースト等の導通性接着剤、絶縁ペースト等の絶縁性接着剤等、センサチップ2の接着に使用される接着剤と同様の接着剤を用いることができる。
<Light emitting element>
The
また、発光素子3上には、図示しないボンディングパッドが配されている。該ボンディングパッドは、図示しない金線等により、実装基板1に接続(ワイヤボンディング)されている。
A bonding pad (not shown) is disposed on the
〈透明樹脂層4〉
センサチップ2および発光素子3を覆っている第1の封止樹脂である透明樹脂層4に用いられる透明樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
<
Examples of the transparent resin used for the
透明樹脂層4は、発光素子3側とセンサチップ2側とに分割されて第1パッケージ11と第2パッケージ12とを形成しており、発光素子3から受光部21に信号パルス光が直接侵入しない構造となっている。
The
第1パッケージ11の樹脂形状、つまり、発光素子3を覆う透明樹脂層4の形状としては、発光素子3から射出される赤外光を集光するために、一定の曲率を持つレンズ形状を有していることが望ましい。このレンズ形状(レンズの曲率)、具体的には、開口部5bから露出している透明樹脂層4の表面の曲率は、光検知装置100上の被検出物の検知距離や移動方向の検知範囲により適宜変更される。
The resin shape of the
一方、第2パッケージ12の樹脂形状、つまり、センサチップ2を覆う透明樹脂層4の形状としては、少なくとも、照度検知用受光部22に入射する信号光が通過する範囲は、完全に平坦な形状に形成される。つまり、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面は、少なくとも、照度検知用受光部22を覆う部分が平坦な形状となっている。これは、照度検知時の光源角度依存性を抑制することを目的としている。
On the other hand, as the resin shape of the
なお、図1の(a)および図2では、透明樹脂層4における受光部21を覆う部分が平坦であり、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面全体が平坦である場合を例に挙げて図示している。
In FIG. 1A and FIG. 2, an example is given in which the portion of the
〈遮光樹脂層5〉
第1パッケージ11および第2パッケージ12は、その外周が、遮光樹脂層5で覆われている。遮光樹脂層5に用いられる遮光樹脂は、全波長の光を遮断する。
<Light shielding
The outer periphery of the
これにより、遮光樹脂層5は、発光素子3から受光部21に直接入射する迷光(クロストーク)を遮断するとともに、受光部21および発光素子3への外乱光等の不要な外来光の入射を防止する。
As a result, the light shielding
遮光樹脂層5に用いられる遮光樹脂としては、例えば、可視光および赤外光を遮断する染料や顔料等を含む樹脂が挙げられる。このような遮光樹脂としては、例えば、カーボンブラックを含む樹脂等が挙げられる。
Examples of the light-shielding resin used for the light-shielding
遮光樹脂層5には、前述したように、センサチップ2の受光部21および発光素子3の真上の部分の透明樹脂層4を露出させる開口部5a・5bが設けられている。
As described above, the light-shielding
これにより、信号パルス光が、開口部5a・5bを通じて、露出された透明樹脂層4を透過できるようになっている。具体的には、開口部5aは、被検知物による反射光(反射パルス光)および周辺光を受光部21に入射させる。また、開口部5bは、発光素子3から被検知物に照射される光を透過させる。
Thus, the signal pulse light can pass through the exposed
なお、開口部5aは、平面視で(つまり、実装基板1の法線方向(Z方向)から見たときに)、受光部21の中心と開口部5aの中心とが一致するように形成される。また、開口部5bは、平面視で、発光素子3の中心と開口部5bの中心とが一致するように形成される。
The
このように、本実施形態では、受光部21上に、遮光樹脂層5の開口部5a(アパーチャ)を設けるが、該開口部5aは、図2の(b)に示すように、受光部21の真上から光を照射したときに、近接/移動方向検知用受光部23に一定量の影31を作ることができるように形成される。なお、影31は、被検知物の移動に伴って移動する。
As described above, in the present embodiment, the
このとき、近接/移動方向検知用受光部23に影31が形成されるように遮光樹脂層5が形成されていることで、被検知物が移動したときの影31の移動による、照度検知用受光部22を挟んで左右または上下に配された近接/移動方向検知用受光部23a〜22dに入射する光量の差を、センシティブに検知することが可能となる。
At this time, since the light shielding
なお、仮に、受光部21の真上から光を照射したときに受光部21上に影ができない程度に開口部5aが大きい場合、受光部21の真上を被検知物が移動したときに、照度検知用受光部22を挟んで左右または上下に配された近接/移動方向検知用受光部23a〜22dに入射する光量変化がない領域が発生する。
If the
したがって、たとえ、受光部21の真上から光を照射したときに受光部21と開口部5aから得られるスポットサイズとが同じであったとしても、製造バラツキによる移動方向検知の特性に影響が生じる。
Therefore, even if the spot size obtained from the
上述したように、開口部5aは、平面視で、受光部21の中心と開口部5aの中心とが一致するように形成されるが、±50μm程度は製造バラツキが発生する。
As described above, the
このため、受光部21の中心と開口部5aの中心とが±50μm程度ずれたとしても十分に移動方向検知特性に影響が発生しない程度に、受光部21と開口部5aから得られるスポットサイズとをオーバーラップさせる必要がある。
For this reason, even if the center of the
また、遮光樹脂層5における各開口部5a・5bは、透明樹脂層4側ほど縮径するテーパ形状を有している。すなわち、遮光樹脂層5における各開口部5a・5bの開口内壁は、庇状の傾斜面を有している。
Moreover, each opening
この理由としては、主に、以下の2つの理由が挙げられる。第1に、開口部5a・5bは、金型成型で形成され、金型から製品を離型する際には、抜きテーパが必要になるためである。また、第2に、被検知物の移動方向の検知において、検知範囲は広い方が望ましいが、開口部5aに傾斜がない場合、方向検知範囲が狭くなるためである。なお、筺体反射の影響を考慮する必要がなく、金型製造上、問題(成型不良等)がなければ、傾斜は大きくしておいた方が、検知特性が良好となる。
There are mainly the following two reasons for this. First, the
図1の(a)、図2の(a)では、各開口部5a・5bにおける開口内壁に35度の傾斜をつけた場合を例に挙げて示しているが、加工の制約や、発光素子3からの筺体反射を防止するために、傾斜を変更する場合も考えられる。
In FIG. 1A and FIG. 2A, an example in which the opening inner walls of the
例えば、開口部5a・5bの傾斜を35度とした場合、成型不良が発生したり、筺体反射が入り込み易かったりする等のデメリットがある。そこで、この改善策として、開口部5a・5bの傾斜を、例えば10度あるいは5度程度に変更することにより、このようなデメリットを回避することができる。
For example, when the inclinations of the
〈被検知物の近接/移動方向検知〉
ここで、近接/移動方向検知用受光部23による被検知物の近接および移動方向検知について説明する。
<Detection of detected object proximity / movement direction>
Here, the proximity and movement direction detection of an object to be detected by the proximity / movement direction detection
光検知装置100は、センサチップ2と発光素子3とを同一のパッケージ内に備えることで、発光素子3を発光してパルス光を被検知物に照射し、該被検知物から反射または散乱(以下、「反射/散乱」と記す)された受光素子3からの信号パルス光を検出して、被検知物の近接具体を感知する。
The
センサ回路部24は、近接/移動方向検知用受光部23への信号パルス光の入射量に基づいて被検知物の近接具合を判断するとともに、近接/移動方向検知用受光部23a〜22dへの入射光量の比により、被検知物の移動方向を判定する。
The
センサ回路部24は、近接/移動方向検知用受光部23a〜22dでの信号パルス光の受光電流を受光電圧に変換し、この受光電圧を、予め設定された閾値電圧と比較することによって、被検知物の近接具合および被検知物の移動方向を判断する。
The
より具体的には、発光素子3を発光させ、被検出物からの反射光(赤外光)を近接/移動方向検知用受光部23で検出し、被検知物で反射された赤外光による近接/移動方向検知用受光部23での受光電流と周辺照度による近接/移動方向検知用受光部23での受光電流との受光電流差を、センサ回路部24により受光電圧に変換し、該受光電圧を、予め設定された近接閾値電圧と比較することによって、被検知物の近接検知が行われる。
More specifically, the
また、被検知物の移動方向は、近接/移動方向検知用受光部23a〜23dにおける入射光量の比により判定される。
Further, the moving direction of the object to be detected is determined by the ratio of the incident light amount in the proximity / moving direction detecting
以下に、近接/移動方向検知用受光部23による被検知物の移動方向の検知方法について、図4の(a)〜(c)を参照してより詳細に説明する。
Hereinafter, the detection method of the moving direction of the object to be detected by the proximity / moving direction detection
図4の(a)〜(c)は、被検知物が光検知装置100上を移動するときの被検知物の検知方法を模式的に示す図である。
4A to 4C are diagrams schematically illustrating a detection method of a detection object when the detection object moves on the
なお、図4の(a)〜(c)では、それぞれ、光検知装置100に対して被検知物が右から左に移動するときの光検知装置100における受光部21近傍の概略構成を示す断面図および平面図を並べて示している。ここで、図4の(a)は、被検知物が、受光部21に対し、左上方に位置する場合を示している。また、図4の(a)は、被検知物が、受光部21の真上に位置する場合を示している。図4の(c)は、被検知物が、受光部21の右上方に位置する場合を示している。
4A to 4C, cross sections each showing a schematic configuration in the vicinity of the
図4の(a)〜(c)に示すように被検知物が、光検知装置100上の検知エリアを左から右へと移動するとき、まず、被検知物は、左側の検知エリアを照射している発光素子3から照射されたパルス光を乱反射し、反射された信号パルス光の一部は、受光部21(近接/移動方向検知用受光部23)方向に進むが、遮光樹脂層5で形成された開口部5aを通る信号パルス光のみ、受光部21(近接/移動方向検知用受光部23)に入射する。
As shown in FIGS. 4A to 4C, when the detection object moves from the left to the right on the detection area on the
このとき、図4の(a)に示すように、近接/移動方向検知用受光部23aには、遮光樹脂層5により作られた庇(つまり、開口部5aの傾斜した内壁面)により、殆ど信号パルス光は入射しないが、反対側に配置された近接/移動方向検知用受光部23cには、遮光樹脂層5で信号パルス光が遮られることなく入射する。
At this time, as shown in FIG. 4 (a), the proximity / movement direction detection
この信号パルス光の照射範囲は、被検知物が移動するにつれて変化する。被検知物が、受光部21の真上の検知エリアに到達したときには、図4の(b)に示すように、近接/移動方向検知用受光部23aと近接/移動方向検知用受光部23cとには、ほぼ同じ光量だけ信号パルス光が入射する。
The irradiation range of the signal pulse light changes as the object to be detected moves. When the object to be detected reaches the detection area directly above the
次いで、図4の(c)に示すように、被検知物が光検知装置100の右側の検知エリアに到達したときには、近接/移動方向検知用受光部23aに信号パルス光は多く入射するが、反面、近接/移動方向検知用受光部23cには殆ど信号パルス光が入射しなくなる。
Next, as shown in FIG. 4C, when the detection object reaches the detection area on the right side of the
本実施形態では、上述したように遮光樹脂層5で信号パルス光を選択的に遮断し、4つの近接/移動方向検知用受光部23a〜23dに到達する信号パルス光の入射量により、被検知物の移動方向を判定する。なお、遮光樹脂層5で形成される開口部5aは、検出範囲により、適切な傾斜を設けることができる。
In the present embodiment, the signal pulse light is selectively blocked by the light shielding
〈照度検知〉
次に、照度検知用受光部22による照度検知方法について説明する。
<Illuminance detection>
Next, an illuminance detection method by the illuminance detection
前述したように、照度検知用受光部22は、人間の視感度に近い分光特性が得られるように、赤外成分を除去し、人間の視感度特性に合わせて周囲の明るさを検出することが望ましい。
As described above, the illuminance detection
そこで、本実施形態では、センサ回路部24により、可視光領域である可視光用受光素子22VRで受光した光量から、赤外光領域である赤外光用受光素子22IRで受光した光量を差し引くことにより、人間の視感度に合わせるように周辺照度を演算する。
Therefore, in the present embodiment, the
これにより、照度検知用受光部22では、可視光用受光素子22VRおよび赤外光用受光素子22IRが検出した受光電流に基づく受光信号出力を演算して周辺照度を検出し、発光素子3を発光させたときに被検出物から反射した赤外光による赤外光用受光素子22IRでの受光電流と周辺照度による赤外光用受光素子22IRでの受光電流との受光電流差に基づいて被検出物を検出する。
Accordingly, the illuminance detection
〈効果〉
以上のように、本実施形態によれば、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面、特に、該表面における少なくとも照度検知用受光部22を覆う部分が平坦であることで、照度検知に際し、レンズ効果を無くすことができる。このため、入射光量の低下を抑制することができるので、照度検知用受光部22に入射する周辺光量の角度依存性を抑制することができる。
<effect>
As described above, according to the present embodiment, the surface of the
また、このように開口部5aにおける透明樹脂層4がレンズ形状を有していないことで、レンズ効果に起因する角度依存性は無くなるが、上述したように近接/移動方向検知用受光部23に入射する信号パルス光の一部を選択的に遮断することにより、被検知物の位置変化による角度依存性を確保できる。このため、開口部5aにおける透明樹脂層4がレンズ形状を有していなくても、良好な移動方向検知特性を得ることができる。
In addition, since the
また、上述したように、受光部21が、照度検知用受光部22を中心として、その周囲に、近接/移動方向検知用受光部23a〜22dが配置されており、第1パッケージ11を覆う遮光樹脂層5に、開口部5aが1つだけ設けられている(言い換えれば、遮光樹脂層5に、センサチップ2に対し、1つだけ開口部が設けられている)ことで、受光素子3に対する開口部5bを含めて2眼(つまり、開口窓が2つ)の光検知装置100を実現することができる。これにより、光検知装置100をスマートフォン等の携帯機器に組み込む際のデザイン性の自由度を向上させることができる。
Further, as described above, the
したがって、本実施形態によれば、受光素子用の開口部が1つでも、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知の3機能を併せ持ち、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、小型の光検知装置を提供することができる。 Therefore, according to the present embodiment, even if there is only one opening for the light receiving element, it has the three functions of proximity detection and movement direction detection of the detected object and illuminance detection, and good movement direction detection of the detected object. Therefore, it is possible to provide a small-sized photodetection device that can reduce the angle dependency of illuminance.
〈変形例〉
なお、本実施形態では、透明樹脂層4を覆う遮光部材として、遮光樹脂層5を例に挙げて説明した。しかしながら、該遮光部材としては、可視光および赤外光を遮光することができればよく、遮光樹脂層5に代えて、金属ケース等を用いても構わない。
<Modification>
In the present embodiment, the light shielding
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図5に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、主に、実施形態1との相違点について説明するものとし、同じ構成についてはその説明を省略する。また、実施形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一部分あるいは同様の機能についての説明は省略する。また、本実施形態でも、実施形態1と同様の変形が可能であることは言うまでもない。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration will be omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as the component used in
〈近接/移動方向検知用受光部23の形状〉
図5は、本実施形態にかかる光検知装置100における受光部21の概略構成を示す平面図である。
<Shape of light-receiving
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the
実施形態1では、照度検知用受光部22の四方に配置された近接/移動方向検知用受光部23a〜23dを何れも同一形状とした。このため、実施形態1における光検知装置100の近接/移動方向検知用受光部23a〜23dは、何れも同一面積を有していた。
In the first embodiment, the proximity / movement direction detection light-receiving
これは、前述したように、近接/移動方向検知用受光部23a〜22dに入射する信号パルス光の光量により、被検知物の移動方向を検出するためである。
As described above, this is for detecting the moving direction of the detection object based on the light amount of the signal pulse light incident on the proximity / moving direction detecting
ここで、近接/移動方向検知用受光部23a〜22dへの入射光量を増やすためには、ある一定以上の受光面積を確保する必要がある。
Here, in order to increase the amount of light incident on the proximity / movement direction detection light-receiving
しかしながら、入射光量を増やすために近接/移動方向検知用受光部23a〜22dの受光面積を大きくする場合、各近接/移動方向検知用受光部23a〜22dで均一な受光面積を確保しようとすると、センサチップ2の面積は必然的に大きくなる。この結果、センサチップ2を封止している透明樹脂層4および遮光樹脂層5で構成されるパッケージの大きさも大きくなる。
However, in order to increase the light receiving area of the proximity / movement direction detection
光検知装置100は、主にスマートフォンやタブレット等の携帯機器に搭載されるため、光検知装置100が大きくなった場合、実装する携帯機器等のデザイン性を損ねる可能性がある。
Since the
このため、本実施形態では、受光面積を確保しつつ、パッケージ、言い換えれば、光検知装置100の大きさを大きくしないために、照度検知用受光部22の周辺に配置した近接/移動方向検知用受光部23a〜22d間で、その大きさを変更している。
For this reason, in the present embodiment, in order to ensure the light receiving area and not increase the size of the package, in other words, the size of the
但し、近接/移動方向検知用受光部23aと近接/移動方向検知用受光部23cとは同じ形状を有し、互いに同じ受光面積を有している。また、近接/移動方向検知用受光部23bと近接/移動方向検知用受光部23dとは同じ形状を有し、互いに同じ受光面積を有している。
However, the proximity / movement direction detection
〈効果〉
被検知物の移動方向検知は、近接/移動方向検知用受光部23aと近接/移動方向検知用受光部23cとの受光量比、および、近接/移動方向検知用受光部23bと近接/移動方向検知用受光部23dとの受光量比を比較することにより行われる。
<effect>
The movement direction of the detected object is detected by the ratio of the amount of light received between the proximity / movement direction detection light-receiving
このため、図5に示すように、光検知装置100の短辺方向(第1方向)の移動方向検知用受光部と長辺方向(第1方向に直交する第2方向)の移動方向検知用受光部とが異なる受光面積を有する(言い換えれば、異なる形状を有する)とともに、照度検知用受光部22を挟んで向かい合う近接/移動方向検知用受光部を互いに同じ形状にして受光面積を揃えることで、入射する受光量比を正確に検出しつつ、パッケージサイズを小さくすることができる。
For this reason, as shown in FIG. 5, the light-receiving unit for detecting the moving direction in the short side direction (first direction) of the
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図6および図7の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、主に、実施形態1との相違点について説明するものとし、同じ構成についてはその説明を省略する。また、実施形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一部分あるいは同様の機能についての説明は省略する。また、本実施形態でも、実施形態1で示す変形例あるいは実施形態2と同様の変形が可能であることは言うまでもない。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 and 7 (a) and (b). In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration will be omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as the component used in
〈受光部21および発光素子3の配置〉
図6は、本実施形態にかかる光検知装置100の概略構成を示す平面図である。
<Arrangement of light receiving
FIG. 6 is a plan view illustrating a schematic configuration of the
実施形態1では、平面視で、受光部21の中心と開口部5aの中心とが一致し、発光素子3の中心と開口部5bの中心とが一致するように、開口部5a・5bが形成されている場合を例に挙げて説明した。
In the first embodiment, the
これに対し、本実施形態にかかる光検知装置100では、図6に示すように、平面視で、受光部21および発光素子3のそれぞれの中心位置を、開口部5a・5bのそれぞれの中心位置に対してそれぞれ同じ方向に偏芯させている。なお、図6に、平面視での開口部5a・5bのそれぞれの中心線を二点鎖線で示す。
On the other hand, in the
このように、受光部21および発光素子3のそれぞれの中心(中心位置)を、開口部5a・5bのそれぞれの中心に対して偏芯させることで、発光素子3の照射範囲(言い換えれば被検知物の検知範囲)をシフトさせることができる。
In this manner, the respective centers (center positions) of the
〈検知範囲のシフト〉
ここで、本実施形態にかかる光検知装置100による検知範囲のシフトについて、図7の(a)・(b)を参照して以下に説明する。
<Detection range shift>
Here, the shift of the detection range by the
図7の(a)は、平面視での受光部21および発光素子3の中心が開口部5a・5bと一致している場合の発光素子3の照射範囲を、光検知装置100の概略構成と併せて示す断面図であり、図7の(b)は、平面視での受光部21および発光素子3の中心を平面視での開口部5a・5bの中心に対して偏芯させた場合の発光素子3の照射範囲を、光検知装置100の概略構成と併せて示す断面図である。なお、図7の(b)は、図6に示す光検知装置100のA−A線断面に相当する。
(A) of FIG. 7 shows the irradiation range of the
平面視での受光部21および発光素子3の中心が平面視での開口部5a・5bの中心と一致している場合、図7の(a)に示すように、被検出物の移動方向検知範囲および近接/非近接検知範囲は、光検知装置100の直上の中心付近となる。
When the centers of the
これに対し、平面視での受光部21および発光素子3の中心を平面視での開口部5a・5bの中心に対して偏芯させた場合、被検知物の検出範囲を、該偏芯方向と逆方向に移動させることができる。
On the other hand, when the centers of the
つまり、平面視における発光素子3の中心をレンズ中心(開口部5bの中心)に対して偏芯させると、図7の(b)に示すように、発光素子3から照射された信号パルス光は、レンズにより偏芯させた方向と反対側に照射され、図7の(a)に示すように光検知装置100の真上から、一定量ずれた位置に照射される。
That is, when the center of the
〈効果〉
例えば、図6に示すように発光素子3としてLEDチップを使用し、受光部21および発光素子3を、レンズ中心(図6に示す開口部5a・5bの中心線)から短軸方向(図6中、上方向(Y方向))に75μmシフトさせると、被検知物の検知範囲は、偏芯方向(素子シフト方向)と反対側に、20mm程度シフトする。
<effect>
For example, as shown in FIG. 6, an LED chip is used as the
このことから、本実施形態にかかる光検知装置100を、例えば、タッチパネルのように光検知装置の検知結果に基づいて検知画面上の被検知物の位置を入力する位置情報入力デバイスそのもの、あるいは、該位置情報入力デバイスを備えた、スマートフォン等の、電子機器に搭載した場合、光検知装置100が搭載される位置情報入力デバイスの外周から検知画面上に、検知範囲を移動させることが可能となる。
From this, the
これにより、このような位置情報入力デバイスにおける、検知画面上での被検知物によるスワイプ動作等の位置検出を必要とする動作をタッチレス化することができるとともに、タッチレス化を図りながらも、タッチパネルと同様の操作感を得ることができる。 As a result, in such a position information input device, an operation that requires position detection such as a swipe operation by a detected object on the detection screen can be made touchless, and while achieving touchless, An operational feeling similar to that of a touch panel can be obtained.
〔実施の形態4〕
本発明の他の実施形態について、図8の(a)・(b)および図9の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、主に、実施形態1との相違点について説明するものとし、同じ構成についてはその説明を省略する。また、実施形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一部分あるいは同様の機能についての説明は省略する。また、本実施形態でも、実施形態1で示す変形例あるいは実施形態2、3と同様の変形が可能であることは言うまでもない。
[Embodiment 4]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 8A and 8B and FIGS. 9A and 9B. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration will be omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as the component used in
〈開口部5aにおける透明樹脂層4の表面形状〉
図8の(a)は、本実施形態にかかる光検知装置100の概略構成を示す断面図であり、図8の(b)は、本実施形態にかかる光検知装置100の概略構成を示す平面図である。
<Surface shape of
FIG. 8A is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the
光検知装置100は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型情報端末、携帯型コンピュータ、デジタルカメラ等の表示画面付きモバイル機器等の電子機器に好適に搭載することができる。
The
このような電子機器に光検知装置100を搭載する場合、光検知装置100上に、ガラスや樹脂等で作製された筺体(筐体カバー)が取り付けられる。
When the
しかしながら、このように筺体が取り付けられた状態で、発光素子3から赤外光等を発光した場合、光検知装置100上に設置された筺体により、光が反射・屈折(筺体反射)し、受光部21に入射することがある。
However, when infrared light or the like is emitted from the
従来の近接照度センサは、このような筺体反射の影響を軽減するため、検知範囲内(権利エリア内)に被検知物が存在する状態での反射光量から、検知範囲内に被検知物が存在しない状態での反射光量を差し引く対策(オフセットキャンセル)をとっている。 Conventional proximity illuminance sensors reduce the influence of such body reflections, so that the detected object exists within the detection range from the amount of light reflected when the detected object exists within the detection range (right area). Measures (offset cancellation) are taken to subtract the amount of reflected light when not.
しかしながら、筺体反射量が非常に多く、受光素子が飽和してしまった場合には、このような対策では不十分である。このため、筺体反射を受光素子に入射しないような対策が必要である。 However, such a measure is not sufficient when the amount of reflected body is so large that the light receiving element is saturated. For this reason, it is necessary to take measures to prevent the case reflection from entering the light receiving element.
そこで、本実施形態にかかる光検知装置100では、透明樹脂層4からなる、実施形態1における受光部21上のフラットレンズ(受光素子側フラットレンズ)の表面を凹ませている。
Therefore, in the
つまり、実施形態1〜3では、実施形態1において図1の(a)、図2、および図4の(a)〜(c)で図示したように、透明樹脂層4における受光部21を覆う部分が平坦であり、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面全体が平坦であるものとして説明した。
In other words, in the first to third embodiments, as illustrated in FIGS. 1A, 2, and 4 </ b> A to 4 </ b> C in the first embodiment, the
これに対し、本実施形態では、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面に凹部4aを設けている。
On the other hand, in this embodiment, the recessed
但し、本実施形態でも、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面における照度検知用受光部22を覆う部分(つまり、照度検知用受光部22に入射する信号光が通る範囲)は、曲率や傾斜を設けず、平坦な形状としている。
However, also in the present embodiment, the portion covering the illuminance detection
これにより、本実施形態でも、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面における照度検知用受光部22を覆う部分が平坦であることで、照度検知に際し、レンズ効果を無くすことができる。このため、入射光量の低下を抑制することができるので、照度検知用受光部22に入射する周辺光量の角度依存性を抑制することができる。
Thereby, also in this embodiment, since the part which covers the
〈本実施形態に特有の効果〉
本実施形態によれば、上述した効果に加えて、筺体反射を受光部21から逃がすことができるため、筺体反射を大幅に減らすことが可能となり、上記オフセットキャンセル機能と併用することにより、筺体反射の影響を無くすことが可能となる。このため、電子機器への光検知装置100の搭載時の制約も少なくなる。
<Effects peculiar to this embodiment>
According to the present embodiment, in addition to the above-described effects, the housing reflection can be escaped from the
以下に、図9の(a)・(b)を参照して、本実施形態にかかる光検知装置100による効果を、より詳細に説明する。
Below, with reference to (a) * (b) of FIG. 9, the effect by the
図9の(a)は、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面が平坦である場合の筐体反射を、光検知装置100の概略構成と併せて示す断面図であり、図9の(b)は、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面が凹形状を有している場合の筐体反射を、光検知装置100の概略構成と併せて示す断面図である。
9A is a cross-sectional view showing the case reflection in the case where the surface of the
図9の(a)・(b)に示すように、光検知装置100を備えた電子機器では、光検知装置100上に、ガラスや樹脂等で作製された筺体101(筐体カバー)が取り付けられている。すなわち、図9の(a)・(b)は、光検知装置100を備えた電子機器の要部の概略構成を示す図でもある。
As shown in FIGS. 9A and 9B, in an electronic device including the
図9の(a)・(b)に示すように、光検知装置100上に筺体101(筐体カバー)が取り付けられている状態で周辺照度を検出する場合、照度検知用受光部22に入射する周辺光は、透明樹脂層4で形成された平坦な樹脂レンズ部分を通過するため、曲率を持つレンズによる集光は無く、照度値の角度依存性は、照度のコサイン特性のみに依存する。このため、周辺光量の入射角度が変化することによる検出照度値の変化は抑えられる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, when ambient illuminance is detected with the housing 101 (housing cover) attached on the
しかしながら、筺体反射を受けやすい近接/移動方向検知用受光部23、特に、発光源である発光素子3と反対側に配置されている近接/移動方向検知用受光部23aは、図9の(a)に模式的に示すように、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面が平坦である場合(フラットレンズの場合)、筺体と光検知装置100との間隔により、筺体反射によるノイズ光量が信号パルス光量よりも多くなる。このため、被検知物の近接や、ある地点から別の地点への移動(移動方向)といった被検知物の動きは、正常に検知できない場合がある。
However, the proximity / movement direction detection light-receiving
しかしながら、図12の(b)に模式的に示すように、開口部5aにおける透明樹脂層4の表面に凹部4aを形成して筺体反射によるノイズ光を受光部21以外の領域に逃がすことで、光検知装置100に入射する、筺体反射によるノイズ光を、受光部21の外に排除することができ、筺体反射の影響を少なくすることができる。
However, as schematically shown in FIG. 12 (b), by forming a
これにより、本実施形態によれば、周辺光源の入射角度による照度の変化を最低限に抑えるとともに、光検知装置100上に設置する、ガラス等の筺体101による反射(筺体反射)が、受光部21に入射することによる信号光検出不可能状態を防止することができる。
Thereby, according to this embodiment, while the change of the illumination intensity by the incident angle of a peripheral light source is suppressed to the minimum, reflection by the
したがって、上記光検知装置100を、上述したモバイル機器等の電子機器に搭載することで、被検知物の近接検知機能および移動方向検知機能、並びに、照度検知機能を備え、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、利便性が高い電子機器を提供することができる。
Therefore, by mounting the
〔まとめ〕
本発明の態様1にかかる光検知装置100は、照度検知用受光素子群(照度検知用受光部22)を中心として、その周囲に、被検知物の動きを検知する複数の被検知物検知用受光素子群(近接/移動方向検知用受光部23a〜22d)が配された受光部21と、上記受光部21を封止する透明樹脂層4(第1パッケージ11を構成する透明樹脂層4)と、上記被検知物による反射光および周辺光を上記受光部21に入射させる第1開口部(開口部5a)を有するとともに、上記被検知物検知用受光素子群に入射する光の一部が遮光されるように上記透明樹脂層4を覆う遮光部材(例えば遮光樹脂層5あるいは金属カバー等)と、を備え、かつ、上記第1開口部における上記透明樹脂層4の表面は、少なくとも、上記照度検知用受光素子群を覆う部分が平坦である。
[Summary]
The
上記の構成によれば、第1開口部における透明樹脂層4の表面、特に、該表面における少なくとも照度検知用受光素子群を覆う部分が平坦であることで、照度検知に際し、レンズ効果を無くすことができる。このため、入射光量の低下を抑制することができるので、照度検知用受光素子群に入射する周辺光量の角度依存性を抑制することができる。
According to said structure, the surface of the
また、被検知物検知用受光素子群は、被検知物の近接や、ある地点から別の地点への移動(移動方向)といった被検知物の動きを検知するための受光素子群である。被検知物検知用受光素子群は、各被検知物検知用受光素子群への光(信号パルス光)の入射量に基づいて被検知物の近接具合を判断することができるとともに、上述したように、照度検知用受光素子群を中心として、その周囲に複数配されていることで、各被検知物検知用受光素子群における入射光量の比により、被検知物の移動方向を検知することができる。すなわち、被検知物検知用受光素子群は、被検知物の近接検知用受光素子(近接検知用受光素子群)としての機能を有するのみならず、被検知物の移動方向を検知する移動方向検知用受光素子(移動方向検知用受光素子群)としての機能を有する。 Moreover, the light receiving element group for detecting the detected object is a light receiving element group for detecting the movement of the detected object such as the proximity of the detected object and the movement from one point to another point (movement direction). The detection object detection light-receiving element group can determine the proximity of the detection object based on the amount of incident light (signal pulsed light) to each detection object detection light-receiving element group, as described above. In addition, with the illuminance detection light-receiving element group as the center, a plurality of elements are arranged around the illuminance detection light-receiving element group, so that the moving direction of the detection object can be detected based on the ratio of the incident light quantity in each detection object detection light-receiving element group. it can. In other words, the light receiving element group for detecting the object to be detected not only has a function as a light receiving element for detecting the proximity of the object to be detected (light receiving element group for proximity detection) but also detects the moving direction of the object to be detected. It has a function as a light receiving element (light receiving element group for detecting the moving direction).
このとき、第1開口部における透明樹脂層4が平坦であり、レンズ形状を有していないことで、レンズ効果に起因する角度依存性は無くなるが、上述したように被検知物検知用受光素子群に入射する信号パルス光の一部を選択的に遮断することにより、被検知物の位置変化による角度依存性を確保できる。このため、第1開口部における透明樹脂層4がレンズ形状を有していなくても、良好な移動方向検知特性を得ることができる。
At this time, since the
また、上述したように、受光部21が、照度検知用受光素子群を中心として、その周囲に、複数の被検知物検知用受光素子群が配置されており、該受光部21を封止する透明樹脂層4を覆う遮光部材に、受光部21用(受光素子用)の開口部としては第1開口部一つだけしか開口部が設けられていないことで、光検知装置100をスマートフォン等の携帯機器に組み込む際のデザイン性の自由度を向上させることができる。
Further, as described above, the
したがって、上記の構成によれば、受光素子用の開口部が1つでも、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知の3機能を併せ持ち、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、小型の光検知装置を提供することができる。 Therefore, according to the above configuration, even if there is only one opening for the light receiving element, it has the three functions of proximity detection and movement direction detection of the detected object and illuminance detection, so that the moving direction detection of the detected object is good. Therefore, it is possible to provide a small-sized photodetection device that can reduce the angle dependency of illuminance.
本発明の態様2にかかる光検知装置100は、上記態様1において、上記被検知物検知用受光素子群は、上記照度検知用受光素子群を囲むように、互いに直交する第1方向および第2方向に、上記照度検知用受光素子群を挟んで互いに対向して設けられており、上記第1方向に配された被検知物検知用受光素子群と上記第2方向に配された被検知物検知用受光素子群とは、受光面積が互いに異なっており、かつ、上記照度検知用受光素子群を挟んで互いに対向する被検知物検知用受光素子群は、互いに同じ形状を有している構成であってもよい。
The
例えば、平面視で、当該光検知装置100は矩形状であり、短辺方向の移動方向検知用受光素子群と長辺方向の移動方向検知用受光素子群とが異なる受光面積を有するとともに、上記照度検知用受光素子群を挟んで向かい合う移動方向検知用受光素子群の形状が同じであってもよい。
For example, in plan view, the
上記の構成によれば、被検出物の移動方向を検知するための受光素子群が大きくなることによるパッケージサイズの拡大を防ぐことができる。 According to said structure, the expansion of the package size by the light receiving element group for detecting the moving direction of a to-be-detected object becoming large can be prevented.
本発明の態様3にかかる光検知装置100は、上記態様1または2において、上記照度検知用受光素子群は、赤に感度ピークを有する受光素子(赤用受光素子22R)と、青に感度ピークを有する受光素子(青用受光素子22B)と、緑に感度ピークを有する受光素子(緑用受光素子22G)と、赤外光に感度ピークを有する受光素子(赤外光用受光素子22IR)とを有している構成であってもよい。
The
一般的に、照度センサには、人間の視感度に近い分光特性が要求される。視感度に近い分光特性とは、主に可視光域に感度を有している分光感度特性のことである。 In general, an illuminance sensor is required to have spectral characteristics close to human visibility. The spectral characteristic close to the visual sensitivity is a spectral sensitivity characteristic mainly having sensitivity in the visible light range.
このため、上記照度検知用受光素子群は、人間の視感度に近い分光特性が得られるように、赤外成分を除去し、人間の視感度特性に合わせて周囲の明るさを検出することが望ましい。 Therefore, the illuminance detection light-receiving element group can remove the infrared component and detect the ambient brightness according to the human visual sensitivity characteristic so that the spectral characteristic close to the human visual sensitivity can be obtained. desirable.
上記の構成によれば、上記照度検知用受光素子群が、可視光用受光素子として、赤に感度ピークを有する受光素子と、青に感度ピークを有する受光素子と、緑に感度ピークを有する受光素子とを有するとともに、赤外光に感度ピークを有する受光素子とを有していることで、各可視光用受光素子で受光した光量から、赤外光に感度ピークを有する受光素子で受光した光量を差し引くことにより、人間の視感度に合わせるように周辺照度を演算することができる。このため、人間の視感度に近い分光特性を得ることができる。 According to the above configuration, the illuminance detection light receiving element group includes, as the visible light receiving elements, a light receiving element having a sensitivity peak in red, a light receiving element having a sensitivity peak in blue, and a light receiving element having a sensitivity peak in green. And a light receiving element having a sensitivity peak in infrared light, so that the light received by each visible light receiving element is received by a light receiving element having a sensitivity peak in infrared light. By subtracting the amount of light, the ambient illuminance can be calculated to match the human visual sensitivity. For this reason, spectral characteristics close to human visibility can be obtained.
本発明の態様4にかかる光検知装置100は、上記態様1〜3の何れかにおいて、上記被検知物に光を照射する発光素子3と、上記発光素子3を封止する透明樹脂層4(第2パッケージ12を構成する透明樹脂層4)と、をさらに備え、上記遮光部材は、上記発光素子3を封止する透明樹脂層4をさらに覆うとともに、上記発光素子3から上記被検知物に照射される光を透過させる第2開口部(開口部5b)を有している構成であってもよい。
The
上記の構成によれば、発光素子3と、照度検知用受光素子群(照度検知用受光部22)を中心として、その周囲に、被検知物の動きを検知する複数の被検知物検知用受光素子群(近接/移動方向検知用受光部23a〜22d)が配された受光部21と、上記発光素子3および上記受光部21をそれぞれ封止する透明樹脂層4と、上記透明樹脂層4を覆うとともに、上記被検知物による反射光および周辺光を上記受光部21に入射させる第1開口部と、上記発光素子3から上記被検知物に照射される光を透過させる第2開口部とを有する遮光部材と、を備え、上記第1開口部における上記透明樹脂層4の表面は、少なくとも、上記照度検知用受光素子群を覆う部分が平坦であり、かつ、上記遮光部材は、上記被検知物検知用受光素子群に入射する上記反射光の一部が遮光されるように配されている光検知装置100を提供することができる。
According to the above configuration, the light-receiving
したがって、上記の構成によれば、受光素子用の開口部が1つでも、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知の3機能を併せ持ち、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑え、発光素子3および受光部21が同一パッケージ内に収容された、2眼の小型の光検知装置100を提供することができる。
Therefore, according to the above configuration, even if there is only one opening for the light receiving element, it has the three functions of proximity detection and movement direction detection of the detected object and illuminance detection, so that the moving direction detection of the detected object is good. In addition, it is possible to provide a two-lens small-
本発明の態様5にかかる光検知装置100は、上記態様4において、平面視で、上記発光素子3および受光部21の中心位置は、上記第1開口部および上記第2開口部の中心位置に対してそれぞれ同じ方向に偏芯されている構成であってもよい。
The
上記の構成によれば、上記光検知装置100を、例えば、タッチパネルのように光検知装置の検知結果に基づいて検知画面上の被検知物の位置を入力する位置情報入力デバイスそのもの、あるいは、該位置情報入力デバイスを備えた、スマートフォン等の、電子機器に搭載した場合、光検知装置100が搭載される位置情報入力デバイスの外周から検知画面上に、検知範囲を移動させることが可能となる。
According to the above configuration, the
したがって、上記の構成によれば、このような位置情報入力デバイスにおける、検知画面上での被検知物によるスワイプ動作等の位置検出を必要とする動作をタッチレス化することができるとともに、タッチレス化を図りながらも、タッチパネルと同様の操作感を得ることができる。 Therefore, according to the above configuration, in such a position information input device, an operation that requires position detection such as a swipe operation by an object to be detected on the detection screen can be made touchless and touchless. The operation feeling similar to that of the touch panel can be obtained while achieving the above.
本発明の態様6にかかる光検知装置100は、上記態様1〜5の何れかにおいて、上記第1開口部における上記透明樹脂層4の表面は凹形状を有している構成であってもよい。
The
上記の構成によれば、上記光検知装置100をモバイル機器等の電子機器に搭載した場合に、光検知装置100上に設置する、ガラス等の筺体による反射(筺体反射)によるノイズ光を受光部21以外の領域に逃がすことができる、筺体反射の影響を少なくすることができる。
According to said structure, when the said
これにより、上記の構成によれば、周辺光源の入射角度による照度の変化を最低限に抑えるとともに、筺体反射が、受光部21に入射することによる信号光検出不可能状態を防止することができる。
Thereby, according to said structure, while being able to suppress the change of the illumination intensity by the incident angle of a peripheral light source to the minimum, the signal light undetectable state by the housing reflection entering into the light-receiving
したがって、上記の構成によれば、上記光検知装置100を、上述したモバイル機器等の電子機器に搭載することで、被検知物の近接検知機能および移動方向検知機能、並びに、照度検知機能を備え、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、利便性が高い電子機器を提供することができる。
Therefore, according to the above configuration, the proximity detection function and the moving direction detection function of the object to be detected, and the illuminance detection function are provided by mounting the
本発明の態様7にかかる電子機器は、上記態様1〜6の何れかに記載の光検知装置100を備えている。
An electronic apparatus according to an aspect 7 of the present invention includes the
本発明の態様8にかかる電子機器は、光検知装置の検知結果に基づいて検知画面上の被検知物の位置を入力する位置情報入力デバイスを備える電子機器であって、上記光検知装置として上記態様1〜6の何れかに記載の光検知装置100を搭載することにより、上記検知画面上での被検知物のスワイプ動作をタッチレス化している。
An electronic apparatus according to an aspect 8 of the present invention is an electronic apparatus including a position information input device that inputs a position of an object to be detected on a detection screen based on a detection result of the light detection apparatus, and the above-described light detection apparatus By mounting the
これら態様7または8によれば、上記光検知装置100を、上述した電子機器に搭載することで、被検知物の近接検知機能および移動方向検知機能、並びに、照度検知機能を備え、良好な被検知物の移動方向検知が可能で、かつ、照度の角度依存性を抑えた、利便性が高い電子機器を提供することができる。
According to these aspects 7 or 8, by mounting the
本発明の光検知装置は、単一の受光部を用いた簡単な構成により、被検知物の近接検知および移動方向検知、並びに、照度検知が可能な、小型かつ低コストな光検知装置であり、携帯電話、スマートフォン、タブレット型情報端末、携帯型コンピュータ、デジタルカメラ等の表示画面付きモバイル機器等の電子機器に好適に利用することができる。 The light detection device of the present invention is a small and low-cost light detection device capable of detecting the proximity and movement direction of an object to be detected and detecting the illuminance with a simple configuration using a single light receiving unit. It can be suitably used for electronic devices such as mobile devices with display screens such as mobile phones, smartphones, tablet information terminals, portable computers, and digital cameras.
1 実装基板
2 センサチップ
3 受光素子
4 透明樹脂層
4a 凹部
5 遮光樹脂層
5a 開口部(第1開口部)
5b 開口部(第2開口部)
11 第1パッケージ
12 第2パッケージ
21 受光部
22 照度検知用受光部
22B 青用受光素子
22G 緑用受光素子
22IR 赤外光用受光素子
22R 赤用受光素子
22VR 可視光用受光素子
23、23a〜22d 近接/移動方向検知用受光部(被検知物検知用受光素子群)
24 センサ回路部
41 カラーフィルタ
41B 青色フィルタ部
41BL 黒色フィルタ部
41G 緑色フィルタ部
41R 赤色フィルタ部
42 赤外線カットフィルタ
100 光検知装置
101 筺体
DESCRIPTION OF
5b Opening (second opening)
DESCRIPTION OF
24
Claims (5)
上記受光部を封止する透明樹脂層と、
上記被検知物による反射光および周辺光を上記受光部に入射させる第1開口部を有するとともに、上記被検知物検知用受光素子群に入射する光の一部が遮光されるように上記透明樹脂層を覆う遮光部材と、を備え、かつ、
上記第1開口部における上記透明樹脂層の表面は、少なくとも、上記照度検知用受光素子群を覆う部分が平坦であることを特徴とする光検知装置。 A light receiving unit in which a plurality of light receiving element groups for detecting an object to be detected are arranged around the light receiving element group for detecting illuminance,
A transparent resin layer for sealing the light receiving part;
The transparent resin has a first opening through which reflected light and ambient light from the object to be detected are incident on the light receiving unit, and part of the light incident on the group of light receiving elements for detecting the object to be detected is blocked. A light shielding member that covers the layer, and
The light detection apparatus according to claim 1, wherein at least a portion covering the illuminance detection light receiving element group is flat on a surface of the transparent resin layer in the first opening.
上記第1方向に配された被検知物検知用受光素子群と上記第2方向に配された被検知物検知用受光素子群とは、受光面積が互いに異なっており、かつ、
上記照度検知用受光素子群を挟んで互いに対向する被検知物検知用受光素子群は、互いに同じ形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の光検知装置。 The light-receiving element group for detecting an object to be detected is provided opposite to each other across the illuminance detection light-receiving element group in a first direction and a second direction orthogonal to each other so as to surround the illuminance detection light-receiving element group. And
The light receiving element group for detecting the object to be detected arranged in the first direction and the light receiving element group for detecting the object to be detected arranged in the second direction have different light receiving areas, and
The photodetecting device according to claim 1, wherein the detected object detecting light receiving element groups facing each other across the illuminance detecting light receiving element group have the same shape.
上記発光素子を封止する透明樹脂層と、をさらに備え、
上記遮光部材は、上記発光素子を封止する透明樹脂層をさらに覆うとともに、
上記発光素子から上記被検知物に照射される光を透過させる第2開口部を有していることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の光検知装置。 A light emitting element for irradiating the object with light;
A transparent resin layer for sealing the light emitting element,
The light shielding member further covers a transparent resin layer that seals the light emitting element,
The photodetecting device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second opening that transmits light emitted from the light emitting element to the object to be detected.
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