JP6685136B2 - 近接センサ - Google Patents

Description

本発明は、近接センサに関する。

図１２は、近接センサを有する電子機器の第１従来例を示す縦断面図である。本従来例の電子機器Ｙは、検出対象Ｚの近接有無を検出するための手段として、光学式の近接センサＹ１０を有する。近接センサＹ１０は、発光部Ｙ１１から開口窓Ｙ３０を介して電子機器Ｙの外部に赤外光などを放射し、検出対象Ｚに反射されて戻ってくる光（図中の実線矢印Ｌａを参照、以下では、検出光Ｌａと呼ぶ）を受光部Ｙ１２で検出することにより、検出対象Ｚの近接有無（＝検出対象Ｚによる反射の有無）を検出する。

なお、本発明に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。

特開２０１１−２１０８０７号公報

ところで、光学式の近接センサＹ１０については、その検出精度を高めるためにクロストーク対策が重要となる。近接センサＹ１０で生じるクロストークの主な原因としては、開口窓Ｙ３０に反射されて戻ってくる光（図中の破線矢印Ｌｂを参照、以下では、セット内干渉光Ｌｂと呼ぶ）を挙げることができる。

セット内干渉光Ｌｂに起因するクロストークについては、近接センサＹ１０と開口窓Ｙ３０とのギャップｄを小さくすることにより、その影響を低減することができる。ギャップｄの調整手法としては、例えば、近接センサＹ１０を搭載するセット基板Ｙ２０自体を開口窓Ｙ３０に近付ける手法（図１３を参照）や、発光部Ｙ１１及び受光部Ｙ１２とセット基板Ｙ２０との間に適切な厚さのパッケージ基板Ｙ１３を設ける手法（図１４を参照）が考えられる。しかしながら、このようなクロストーク対策では、電子機器Ｙの仕様（セット設計）毎にギャップｄの最適化を逐一行わなければならないので、作業負担の増大やコストアップを招くという課題があった。

一方、発光部Ｙ１１の発光素子として、発光ダイオードよりも指向性の高い面発光レーザ素子を用いれば、ギャップ調整を要することなく、セット内干渉光Ｌｂに起因するクロストークを低減することが可能である（図１５を参照）。しかしながら、面発光レーザ素子は、発光ダイオードよりも高価なので、コストアップを招くという課題があった。

なお、特許文献１には、受光素子に向けて通過する光の入射角度を制限する角度制限フィルタを備えた指向性光センサが開示されている。しかしながら、特許文献１には、近接センサへの適用に関する言及が一切なく、これが抱える上記の課題についても何ら考慮されていなかった。

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者によって見出された上記の課題に鑑み、セット設計に依らず検出対象の近接有無を高精度に検出することのできる近接センサを提供することを目的とする。

本明細書中に開示された近接センサは、発光部と、前記発光部から放射された光が検出対象に反射されて戻ってきたか否かを検出する第１受光部とを有し、前記第１受光部は、受光面に対して垂直方向の指向性が高められている構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る近接センサにおいて、前記第１受光部は、第１受光素子と、入射角が０°近傍の光を選択的に前記第１受光素子へ導く第１スリットと、を含む構成（第２の構成）にするとよい。

また、上記第２の構成から成る近接センサにおいて、前記第１スリットは、前記第１受光素子の受光面に対して垂直方向の導光路を形成するように積層された複数の遮光体を含む構成（第３の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第３いずれかの構成から成る近接センサは、受光面に対して斜め方向の指向性が高められた第２受光部と、前記第１受光部の出力から前記第２受光部の出力を差し引く減算部と、をさらに有する構成（第４の構成）にするとよい。

また、上記第４の構成から成る近接センサにおいて、前記第２受光部は、第２受光素子と、入射角が±α°近傍（ただし０°＜α＜９０°）の光を選択的に前記第２受光素子へ導く第２スリットと、を含む構成（第５の構成）にするとよい。

また、上記第５の構成から成る近接センサにおいて、前記第２スリットは、前記第２受光素子の受光面に対して斜め方向の導光路を形成するように積層された複数の遮光体を含む構成（第６の構成）にするとよい。

また、上記第４〜第６いずれかの構成から成る近接センサは、前記第１受光部の出力と前記第２受光部の出力の一方または両方を調整する出力調整部をさらに有する構成（第７の構成）にするとよい。

また、上記第４〜第７いずれかの構成から成る近接センサは、前記減算部の出力を増幅する増幅部をさらに有する構成（第８の構成）にするとよい。

また、上記第４〜第８いずれかの構成から成る近接センサにおいて、前記発光部、前記第１受光部、及び、前記第２受光部は、一直線上に配列されている構成（第９の構成）にするとよい。

また、上記第４〜第８いずれかの構成から成る近接センサにおいて、前記第１受光部と前記第２受光部の配列方向は、前記発光部と各受光部の配列方向に対して直交している構成（第１０の構成）にするとよい。

また、上記第４〜第８いずれかの構成から成る近接センサにおいて、前記第１受光部と前記第２受光部は、複数組設けられている構成（第１１の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第１１いずれかの構成から成る近接センサにおいて、前記発光部は、発光素子として発光ダイオードを含む構成（第１２の構成）にするとよい。

また、本明細書中に開示されている電子機器は、上記第１〜第１２いずれかの構成から成る近接センサと、前記近接センサに対向する開口窓と、を有する構成（第１３の構成）とされている。

本明細書中に開示されている発明によれば、セット設計に依らず検出対象の近接有無を高精度に検出することのできる近接センサを提供することが可能となる。

近接センサを有する電子機器の第１実施形態を示す縦断面図 第１受光部の一構成例を示す模式図 第１受光部における入射角と受光量との相関図 スリット有無と受光成分との相関図 近接センサを有する電子機器の第２実施形態を示す縦断面図 第２受光部の一構成例を示す模式図 第２受光部における入射角と受光量との相関図 近接センサにおける信号処理の第１例を示すブロック図 近接センサにおける信号処理の第２例を示すブロック図 近接センサにおける信号処理の第３例を示すブロック図 各信号に含まれる信号成分の一例を示す模式図 配置レイアウトの第１例を示す平面図 配置レイアウトの第２例を示す平面図 配置レイアウトの第３例を示す平面図 スマートフォンの外観図 近接センサを有する電子機器の第１従来例を示す縦断面図 近接センサを有する電子機器の第２従来例を示す縦断面図 近接センサを有する電子機器の第３従来例を示す縦断面図 近接センサを有する電子機器の第４従来例を示す縦断面図

＜第１実施形態＞
図１は、近接センサを有する電子機器の第１実施形態を示す縦断面図である。本実施形態の電子機器１は、光学式の近接センサ１００と、セット基板２００と、開口窓３００とを有する。セット基板２００は、近接センサ１００を担持する板状部材であり、近接センサ１００と開口窓３００がギャップｄを隔てて対向するように、電子機器１の筐体（不図示）に固定されている。開口窓３００は、電子機器１の筐体（不図示）を貫通する透光性部材であり、近接センサ１００と対向する位置に設けられている。

近接センサ１００は、発光部１１０と第１受光部１２０を含む。近接センサ１００は、発光部１１０から開口窓３００を介して電子機器１の外部に赤外光などを放射し、検出対象２に反射されて戻ってくる光（図中の実線矢印Ｌ１を参照、以下では、検出光Ｌ１と呼ぶ）を第１受光部１２０で検出することにより、検出対象２の近接有無（＝検出対象２による反射の有無）を検出する。なお、発光部１１０と第１受光部１２０は、本図のようにセット基板２００に直接搭載してもよいし、別途のパッケージ基板（不図示）に搭載してモジュール化しておいてもよい。

ところで、背景技術の項でも述べたように、光学式の近接センサ１００については、その検出精度を高めるためにクロストーク対策が重要となる。近接センサ１００で生じるクロストークの主な原因としては、開口窓３００に反射されて戻ってくる光（図中の破線矢印Ｌ２を参照、以下では、セット内干渉光Ｌ２と呼ぶ）を挙げることができる。

ここで、本願の発明者は、鋭意研究の末、第１受光部１２０の受光成分（＝第１受光部１２０で検出される光の成分内訳）については、入射角が小さい光（＝受光面に対してより垂直方向から入射された光）ほど検出光Ｌ１の割合が大きくなり、逆に、入射角が大きい光（＝受光面に対してより水平方向から入射された光）ほどセット内干渉光Ｌ２の割合が大きくなる、という知見を得た。

そこで、第１受光部１２０は、上記の知見に鑑み、受光面に対して垂直方向の指向性が高められている。このような構成とすることにより、第１受光部１２０の総受光量に占める検出光Ｌ１の割合を増やすことができるので、セット内干渉光Ｌ２の影響を低減することが可能となる。なお、本図中では、第１受光部１２０における検出光Ｌ１及びセット内干渉光Ｌ２それぞれの受光量を矢印の太さ（＝太いほど受光量が大きい）で表している。

図２は、第１受光部１２０の一構成例を示す模式図である。本図の上段には第１受光部１２０の模式的な上面図が描写されており、本図の下段にはＰ１−Ｐ２縦断面図が描写されている。本図に示すように、本構成例の第１受光部１２０は、半導体基板１２１と、受光素子１２２と、スリット１２３と、を含む。なお、本図では、上段と下段の双方において、同一の部材に同一のハッチングを付している。

半導体基板１２１は、第１受光部１２０の基材であり、その表面近傍にはフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子１２２が形成されている。受光素子１２２は、発光部１１０から放射される光の波長（例えば赤外光の波長領域）に感度ピークを持つ光電変換素子であり、受光量に応じた電気信号を出力する。

スリット１２３は、入射角が０°近傍の光、すなわち、受光面に対して垂直方向から入射された光を選択的に受光素子１２２へ導く手段であり、複数の遮光体１２３ａ及び１２３ｂを含む。なお、遮光体１２３ａ及び１２３ｂは、受光素子１２２の受光面に対して垂直方向の導光路（下段の太い実線矢印を参照）を形成するように、半導体基板１２１上に図示のようなパターンで積層されている。

より具体的に述べると、スリット１２３の第１層（下層）には、発光部１１０と第１受光部１２０との配列方向（＝紙面の左右方向）に沿って、複数の遮光体１２３ａが所定の間隔で並べられている。また、スリット１２３の第２層（上層）においても、第１層（下層）と同一の方向に沿って、複数の遮光体１２３ｂが所定の間隔で並べられている。

なお、遮光体１２３ａ及び１２３ｂは、それぞれ、幅方向（＝紙面の左右方向）の配設位置が一致するように形成されている。すなわち、第２層（上層）に属する遮光体１２３ｂは、第１層（下層）に属する遮光体１２３ａの直上に形成されている。従って、各層の非遮光領域（＝遮光体１２３ａ及び１２３ｂが形成されていない開口領域）も上下で重なるので、第１受光部１２０を上面視すると、遮光体１２３ａ及び１２３ｂのいずれによっても遮られることなく受光素子１２２を見通すことのできる井戸型の導光路が形成された状態となる。その結果、入射角が小さい光は受光素子１２２に到達しやすくなり、逆に、入射角が大きい光は受光素子１２２に到達しにくくなる。

なお、遮光体１２３ａ及び１２３ｂは、アルミニウムなどの遮光性素材で形成するとよい。一方、スリット１２３の層間部分及び導光路部分（半導体基板１２１上の非ハッチング部分）は、二酸化珪素などの透光性素材で形成するとよい。このような多層構造のスリット１２３は、多層配線プロセスを用いて比較的容易に形成することが可能である。

また、遮光体１２３ａの幅ｗ１及び間隔ｗ２、遮光体１２３ｂの幅ｗ３及び間隔ｗ４、並びに、各層の膜厚ｔ１〜ｔ４については、上記した井戸型の導光路が形成される限り、任意に調整することが可能である。例えば、ｗ１＝ｗ３、ｗ２＝ｗ４（≠０）とすれば、上下方向（深さ方向）で開口面積が変わらない井戸型の導光路を形成することができる。

また、全ての遮光部１２３ａについて、同一の幅ｗ１ないし間隔ｗ２を一律に適用する必要はなく、例えば、受光素子１２２の中央部分における幅ｗ１ないし間隔ｗ２と、受光素子１２２の外縁部分における幅ｗ１ないし間隔ｗ２との間に差を付けてもよい。遮光部１２３ｂの幅ｗ３及び間隔ｗ４についても同様である。

また、スリット１２３の層数は、２層に限定されるものではなく、必要に応じて３層以上としても構わない。

図３は、第１受光部１２０における入射角と受光量との相関図である。実線はスリット１２３ありの光学シミュレーション結果を示しており、破線はスリット１２３なしの光学シミュレーション結果を示している。なお、スリット１２３ありの光学シミュレーションは、遮光部１２３ａ及び１２３ｂをいずれもアルミニウム（反射率９０％）とし、それぞれの表面状態が鏡面ないしは所定の散乱係数を持った散乱面（ランバート散乱面やガウス散乱面など）であるものとして実施した。

スリット１２３が設けられていない場合には、入射角が０°であるときの受光量をピークとしつつ、入射角の増大に伴って受光量がほぼ線形的に減少していく。一方、スリット１２３が設けられている場合には、入射角が０°であるときの受光量をピークとしつつ、入射角の増大に伴って受光量が急峻に減少していく。すなわち、第１受光部１２０は、スリット１２３を設けたことにより、受光面に対する垂直方向の指向性が高められている。

図４は、スリット有無と受光成分との相関図である。本図で示したように、スリット１２３が設けられている場合には、スリット１２３が設けられていない場合と比べて、第１受光部１２０の総受光量自体は減少するものの、総受光量に占める検出光Ｌ１の割合を増大することができる（例えば１／２→２／３）。

従って、煩雑なギャップ調整を要することなく、セット内干渉光Ｌ２に起因するクロストークの影響を低減することができるので、作業負担の軽減やコストダウンを図ることが可能となり、さらには、セット設計の自由度を高めることも可能となる。

また、発光部１１０の発光素子としては、比較的安価な発光ダイオードを用いることができるので、面発光レーザ素子を用いる構成と比べて、コストダウンを実現することができる。もちろん、第１受光部１２０にスリット１２３を設けた上で、面発光レーザ素子を用いることについても、技術的には何ら忌避されるものではない。

＜第２実施形態＞
図５は、近接センサを有する電子機器の第２実施形態を示す縦断面図である。本実施形態の電子機器１は、先出の第１実施形態をベースとしつつ、さらに、第２受光部１３０が設けられている点に特徴を有する。そこで、第１実施形態と同様の構成要素については、図１と同一の符号を付すことにより重複した説明を割愛し、以下では、第２実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。

第２受光部１３０は、セット基板２００上において、第１受光部１２０に隣接する位置（本図の例では、第１受光部１２０よりも発光部１１０に近い側）に設けられている。なお、第２受光部１３０には、発光部１１０から放射された光、より具体的には、検出対象２に反射されて戻ってくる光（図中の一点鎖線矢印Ｌ３を参照、以下では、検出光Ｌ３と呼ぶ）と、開口窓３００に反射されて戻ってくる光（図中の二点鎖線矢印Ｌ４を参照、以下では、セット内干渉光Ｌ２と呼ぶ）の双方が入射される。

ここで、第２受光部１３０は、第１受光部１２０と異なり、受光面に対して斜め方向の指向性が高められている。すなわち、第２受光部１３０の受光成分（＝第２受光部１３０で検出される光の成分内訳）については、検出すべき検出光Ｌ３ではなく、除去すべきセット内干渉光Ｌ４の割合が増大されている。その技術的意義については、各受光部の後段で実施される信号処理の内容を理解することにより明らかとなる（詳細は後述）。なお、本図中では、第２受光部１３０における検出光Ｌ３及びセット内干渉光Ｌ４それぞれの受光量を矢印の太さ（＝太いほど受光量が大きい）で表している。

図６は、第２受光部の一構成例を示す模式図である。本図の上段には第２受光部１３０の模式的な上面図が描写されており、本図の下段にはＱ１−Ｑ２縦断面図が描写されている。本図に示すように、本構成例の第２受光部１３０は、半導体基板１３１と、受光素子１３２と、スリット１３３と、を含む。なお、本図では、上段と下段の双方において、同一の部材に同一のハッチングを付している。

半導体基板１３１は、第２受光部１３０の基材であり、その表面近傍にはフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子１３２が形成されている。受光素子１３２は、発光部１１０から放射される光の波長（例えば赤外光の波長領域）に感度ピークを持つ光電変換素子であり、受光量に応じた電気信号を出力する。

スリット１３３は、入射角が±α°近傍（ただし、０°＜α＜９０°であり、例えば、α＝４５°）の光、すなわち、受光面に対して斜め方向から入射された光を選択的に受光素子１３２へ導く手段であり、複数の遮光体１３３ａ及び１３３ｂを含む。なお、遮光体１３３ａ及び１３３ｂは、受光素子１３２の受光面に対して斜め方向の導光路（下段の太い実線矢印を参照）を形成するように、半導体基板１３１上に図示のようなパターンで積層されている。

より具体的に述べると、スリット１３３の第１層（下層）には、発光部１１０と第２受光部１３０との配列方向（＝紙面の左右方向）に沿って、複数の遮光体１３３ａが所定の間隔で並べられている。また、スリット１３３の第２層（上層）においても、第１層（下層）と同一の方向に沿って、複数の遮光体１３３ｂが所定の間隔で並べられている。

なお、第２受光部１３０の遮光体１３３ａ及び１３３ｂは、第１受光部１２０の遮光体１２３ａ及び１２３ｂと異なり、それぞれ、幅方向（＝紙面の左右方向）の配設位置をずらすように形成されている。より具体的に述べると、第２層（上層）に属する遮光体１３３ｂは、第１層（下層）の非遮光領域（＝遮光体１３３ａが形成されていない開口領域）の直上に形成されており、第２層（上層）の非遮光領域（＝遮光体１３３ｂが形成されていない開口領域）は、第１層（下層）に属する遮光体１３３ａの直上に位置している。

従って、第２受光部１３０を上面視しても受光素子１３２を見通すことはできないが、第２受光部１３０を斜め上方±α°から見ると、遮光体１３３ａ及び１３３ｂのいずれによっても遮られることなく受光素子１３２を見通すことのできる斜傾型の導光路が形成された状態となる。その結果、入射角が小さい光は受光素子１３２に到達しにくくなり、逆に、入射角が大きい光は受光素子１３２に到達しやすくなる。

なお、遮光体１３３ａ及び１３３ｂは、アルミニウムなどの遮光性素材で形成するとよい。一方、スリット１３３の層間部分及び導光路部分（半導体基板１３１上の非ハッチング部分）は、二酸化珪素などの透光性素材で形成するとよい。このような多層構造のスリット１３３は、多層配線プロセスを用いて比較的容易に形成することが可能である。

また、遮光体１３３ａの幅ｗ５及び間隔ｗ６、遮光体１３３ｂの幅ｗ７及び間隔ｗ８、並びに、各層の膜厚ｔ５〜ｔ８については、上記した斜傾型の導光路が形成される限り、任意に調整することが可能である。例えば、ｗ５＞ｗ８（≠０）、ｗ７＞ｗ６（≠０）とすれば、入射角０°の光をほぼ遮断することができるので、セット内干渉光Ｌ４をより選択的に抽出することが可能となる。

また、全ての遮光部１３３ａについて、同一の幅ｗ５ないし間隔ｗ６を一律に適用する必要はなく、例えば、受光素子１３２の中央部分における幅ｗ５ないし間隔ｗ６と、受光素子１３２の外縁部分における幅ｗ５ないし間隔ｗ６との間に差を付けてもよい。遮光部１３３ｂの幅ｗ７及び間隔ｗ８についても同様である。

また、スリット１３３の層数は、２層に限定されるものではなく、必要に応じて３層以上としても構わない。

図７は、第２受光部１３０における入射角と受光量との相関図である。実線はスリット１３３ありの光学シミュレーション結果を示しており、破線はスリット１３３なしの光学シミュレーション結果を示している。なお、スリット１３３ありの光学シミュレーションは、遮光部１３３ａ及び１３３ｂをいずれもアルミニウム（反射率９０％）とし、それぞれの表面状態が鏡面ないしは所定の散乱係数を持った散乱面（ランバート散乱面やガウス散乱面など）であるものとして実施した。

スリット１３３が設けられていない場合には、先出の図３でも示したように、入射角が０°であるときの受光量をピークとしつつ、入射角の増大に伴って受光量がほぼ線形的に減少していく。一方、スリット１３３が設けられている場合には、入射角が±α°であるときの受光量をピークとしつつ、当該入射角からの乖離に伴って受光量が急峻に減少していく。なお、入射角が０°であるときの受光量はほぼ０となっている。このように、第２受光部１３０は、スリット１３３を設けたことにより、受光面に対する斜め方向の指向性が高められている。

図８Ａ〜図８Ｃは、それぞれ、第２実施形態の近接センサ１００における信号処理の一例を示すブロック図である。各図で示すように、第２実施形態の近接センサ１００は、第１受光部１２０及び第２受光部１３０よりも後段の信号処理手段として、出力調整部１４０と、減算部１５０と、増幅部１６０と、を有する。

出力調整部１４０は、第１受光部１２０及び第２受光部１３０からそれぞれ出力される受光信号Ｓ１及びＳ２の一方または両方の信号レベルを調整する。具体的に述べると、出力調整部１４０は、受光信号Ｓ１に含まれているクロストーク成分（＝セット内干渉光Ｌ２に由来する信号成分）と、受光信号Ｓ２に含まれているクロストーク成分（＝セット内干渉光Ｌ４に由来する信号成分）とを同一レベルとするように、受光信号Ｓ１及びＳ２の一方または両方の信号レベルを調整する。

例えば、出力調整部１４０は、受光信号Ｓ１をＡ倍（ただしＡ＞１）に増幅して増幅受光信号Ｓ１Ａを生成するアンプ１４１を含む構成（図８Ａ）とすればよい。

或いは、出力調整部１４０は、受光信号Ｓ２をＢ倍（ただし０＜Ｂ＜１）に減衰して減衰受光信号Ｓ２Ｂを生成するアッテネータ１４２を含む構成（図８Ｂ）としてもよい。

若しくは、出力調整部１４０は、受光信号Ｓ１をＣ倍（ただしＣ＞１）に増幅して増幅受光信号Ｓ１Ｃを生成するアンプ１４３と、受光信号Ｓ２をＤ倍（ただし０＜Ｄ＜１）に減衰して減衰受光信号Ｓ２Ｄを生成するアッテネータ１４２と、を含む構成（図８Ｃ）としてもよい。

減算部１５０は、受光信号Ｓ１（ないしはその増幅信号）から受光信号Ｓ２（ないしはその減衰信号）を差し引くことにより、差分信号Ｓ３を生成する。先にも述べたように、受光信号Ｓ１及びＳ２の双方に含まれるクロストーク成分は、減算処理前に同一レベルとされている。従って、減算部１５０での減算処理により、上記のクロストーク成分をキャンセルすることができる。

増幅部１６０は、差分信号Ｓ３を増幅して最終的な出力信号Ｓ４を生成する。このような構成とすることにより、出力信号Ｓ４（＝検出光Ｌ１のみに由来する信号成分）の信号レベルを所望レベルまで高めることが可能となる。

図９は、図８Ｂの各信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ２Ｂ、Ｓ３）に含まれる信号成分の一例を示す模式図である。スリットなしの受光部で生成される受光信号の信号レベルを１００％と規定した場合、第１受光部１２０で生成される受光信号Ｓ１については、例えば、検出光Ｌ１に由来する信号成分の信号レベルが２０％となり、セット内干渉光Ｌ２に由来する信号成分の信号レベルが１０％となる。一方、第２受光部１３０で生成される受光信号Ｓ２については、例えば、検出光Ｌ３に由来する信号成分の信号レベルが１０％となり、セット内干渉光Ｌ４に由来する信号成分の信号レベルが２０％となる。

また、出力調整部１４０では、受光信号Ｓ２が０．５倍に減衰される。その結果、減衰受光信号Ｓ２Ｂについては、検出光Ｌ３に由来する信号成分の信号レベルが５％となり、セット内干渉光Ｌ４に由来する信号成分の信号レベルが１０％となる。すなわち、減衰受光信号Ｓ２に含まれるクロストーク成分（＝セット内干渉光Ｌ４に由来する信号成分）の信号レベル（１０％）は、受光信号Ｓ１に含まれるクロストーク成分（＝セット内干渉光Ｌ２に由来する信号成分）の信号レベル（１０％）に合わせ込まれた状態となる。

従って、減算部１５０での減算処理により、上記のクロストーク成分がほぼキャンセルされるので、差分信号Ｓ３は、検出光Ｌ１に由来する信号成分のみを含むものとなる。なお、差分信号Ｓ３の信号レベルは、受光信号Ｓ１に含まれる非クロストーク成分（＝検出光Ｌ１に由来する信号成分）の信号レベル（２０％）から、減衰受光信号Ｓ２Ｂに含まれる非クロストーク成分（＝検出光Ｌ３に由来する信号成分）の信号レベル（５％）を差し引いた大きさ（１５％）となる。

このように、第２実施形態の近接センサ１００によれば、先の第１実施形態と比べて、セット内干渉光Ｌ２に起因するクロストークの影響をさらに低減することができるので、より一層の高精度化を実現することが可能となる。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、それぞれ、発光部１１０、第１受光部１２０、及び、第２受光部１３０の配置レイアウトを示す平面図である。例えば、発光部１１０、第１受光部１２０、及び、第２受光部１３０は、これまでにも説明してきたように、同一の直線上に並べて配列することができる（図１０Ａを参照）。或いは、第１受光部１２０と第２受光部１３０の配列方向は、発光部１１０と各受光部２０及び１３０の配列方向に対して直交させてもよい（図１０Ｂを参照）。若しくは、第１受光部１２０と第２受光部１３０は、複数組設けてもよい（図１０Ｃを参照）。また、いずれの配置レイアウトにおいても、第１受光部１２０と第２受光部１３０の位置を入れ替えることは任意である。

＜スマートフォンへの適用＞
図１１は、スマートフォンの外観図である。スマートフォンＸは、電子機器１の一具体例であり、外観的には、タッチパネル機能を備えた表示画面Ｘ１（液晶ディスプレイや有機ＥＬ［electro-luminescence］ディスプレイ）と、光学式の近接センサＸ２と、スピーカＸ３と、マイクＸ４と、を有する。

スマートフォンＸでの音声通話時には、ユーザの耳と口がそれぞれスピーカＸ３とマイクＸ４に近付けられる。このとき、表示画面Ｘ１にはユーザの頬が近接するので、これを近接センサＸ２で検出して表示画面Ｘ１のタッチパネル機能をオフさせることにより、音声通話時における意図しないタッチ操作を未然に防止することができる。

なお、近接センサＸ２としては、これまでに説明してきた近接センサ１００を好適に用いることが可能である。

＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本明細書中に開示されている発明は、例えば、スマートフォン用の近接センサに利用することが可能である。

１ 電子機器
２ 検出対象
１００ 近接センサ
１１０ 発光部
１２０、１３０ 第１受光部、第２受光部
１２１、１３１ 半導体基板
１２２、１３２ 受光素子
１２３、１３３ スリット
１２３ａ、１２３ｂ、１３３ａ、１３３ｂ 遮光部
１４０ 出力調整部
１４１、１４３ アンプ
１４２、１４４ アッテネータ
１５０ 減算部
１６０ 増幅部
２００ セット基板
３００ 開口窓
Ｘ スマートフォン
Ｘ１ 表示画面
Ｘ２ 近接センサ
Ｘ３ スピーカ
Ｘ４ マイク

Claims (12)

1. 発光部と、
   前記発光部から放射された光が検出対象に反射されて戻ってきたか否かを検出する第１受光部と、
   を有し、
   前記第１受光部は、受光面に対して垂直方向の指向性が高められており、
   受光面に対して斜め方向の指向性が高められた第２受光部と、
   前記第１受光部の出力から前記第２受光部の出力を差し引く減算部と、
   をさらに有することを特徴とする近接センサ。
2. 前記第１受光部は、第１受光素子と、入射角が０°近傍の光を選択的に前記第１受光素子へ導く第１スリットと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
3. 前記第１スリットは、前記第１受光素子の受光面に対して垂直方向の導光路を形成するように積層された複数の遮光体を含むことを特徴とする請求項２に記載の近接センサ。
4. 前記第２受光部は、第２受光素子と、入射角が±α°近傍（ただし０°＜α＜９０°）の光を選択的に前記第２受光部へ導く第２スリットと、を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の近接センサ。
5. 前記第２スリットは、前記第２受光素子の受光面に対して斜め方向の導光路を形成するように積層された複数の遮光体を含むことを特徴とする請求項４に記載の近接センサ。
6. 前記第１受光部の出力と前記第２受光部の出力の一方または両方を調整する出力調整部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の近接センサ。
7. 前記減算部の出力を増幅する増幅部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の近接センサ。
8. 前記発光部、前記第１受光部、及び、前記第２受光部は、一直線上に配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の近接センサ。
9. 前記第１受光部と前記第２受光部の配列方向は、前記発光部と各受光部の配列方向に対して直交していることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の近接センサ。
10. 前記第１受光部と前記第２受光部は、複数組設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の近接センサ。
11. 前記発光部は、発光素子として発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の近接センサ。
12. 請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の近接センサと、
    前記近接センサに対向する開口窓と、
    を有することを特徴とする電子機器。

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