TWI524669B

TWI524669B - Use a proximity sensor with a light sensor

Info

Publication number: TWI524669B
Application number: TW100109017A
Authority: TW
Inventors: Fumiyasu Utsunomiya; Taro Yamasaki; Isamu Fujii
Original assignee: Seiko Instr Inc
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2016-03-01
Also published as: CN102299704A; KR101602484B1; CN102299704B; JP2011205433A; TW201203859A; US8748790B2; US20110234302A1; KR20110107764A; JP5491247B2

Description

使用有光感測器之接近感測器

本發明，係有關於接近感測器，特別是有關於使用有相較於先前技術而消耗電力為更少之光感測器的接近感測器。

在使用有先前技術之光感測器的接近感測器中，係藉由將自身所發射之光的被接近之手指等所反射回來的光藉由光感測器來檢測出來，而檢測出手指等之接近(例如，參考專利文獻1)。

於圖10中，對於使用有先前技術之接近感測器的非接觸開關之電路區塊圖作展示。先前技術之非接觸開關10，係具備有：具有受光部27和投光部28之利用反射光形態的接近感測器29、和被與身為電性機器之其中一例的照明器具30等之負載作了串聯連接的開關電路31、和經由接近感測器29之輸出來對於構成開關電路31之半導體開關元件的雙向三極體(開關手段之其中一例)32作ON、OFF的開關控制部33、以及對於此些供給電源之電源部34。

接近感測器29，係成為週知之構造，並將從使用有發光二極體之投光部28所發出之紅外線脈衝，藉由身為對象物之其中一例的人的手35來反射，並成為在經由使用有光電晶體或光二極體之受光部27來受光了該反射光的情況時，將ON的輸出送至開關控制部33處。

被設置在開關電路31中之雙向三極體32，係為若是於其之閘極處被輸入有訊號則對於交流電源而從訊號被輸入之時間點起直到電源之正負被交換的時間點為止而作導通之元件，當接近感測器29成為了ON的情況時，係成為經由從開關控制部33所發出之訊號而作ON。

在開關控制部33處，當在接近感測器29檢測出了人的手35等的情況、並且使人的手35在接近感測器29之前而作了往返移動的情況時，接近感測器29係成為在每次檢測出人的手35時均會作ON、OFF，而會有著接近感測器29之回應性過快的情況，而成為不自然，因此，例如係設置1～2秒左右的計時電路，並以當接近感測器29剛成為ON而計時電路並未作增數的情況時則並不使雙向三極體32成為OFF的方式，而設置有延遲電路。

又，在開關控制部33處，係被設置有當接近感測器29成為ON的情況時而點燈之動作顯示燈23。此動作顯示燈23，係僅當接近感測器29成為ON並且雙向三極體32成為ON的情況時才會點燈，但是，亦可在此動作顯示燈23處使用2色之發光二極體，並設為當接近感測器29為OFF的情況時點燈綠色(或者是黃色)，並當接近感測器29為ON的情況時點燈紅色。另外，亦可在雙向三極體32之兩端設置霓紅燈管並作為雙向三極體32之OFF時的顯示。

故而，在先前技術之非接觸開關10中，當並未對照明器具30投入電源的狀態、亦即是當非接觸開關10之雙向三極體32為非導通的情況時，由於在雙向三極體32之兩端係施加有電源電壓，因此，係將此藉由電源部34來作整流並設為定電壓，而供給至開關電路31、接近感測器29以及開關控制部33處。而，當接近感測器29檢測出人的手35並動作了的情況時，係將該輸出供給至開關控制部33處，並對於開關電路31送出訊號，而對於雙向三極體32來相對於半波長(180度)而以15～20度之相位角來送出訊號，並將開關電路31設為ON。

在雙向三極體32之兩端，由於係產生有由電源電壓之一部份所成的小電壓，因此，係將此經由電源部34來作整流並得到微小電力，再改變為定電壓之直流而供給至開關電路31、接近感測器29以及開關控制部33處。藉由此，就算是開關電路31持續ON狀態，亦能夠供給電源。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-56905號公報(圖1)

使用有先前技術之光感測器的接近感測器，由於係使用有利用反射光之形態的接近感測器，並藉由自身來照射光，因此，消耗電流係為非常多，並且，將反射光檢測出來之受光部亦係成為複雜的電路構成，故而，係有著消耗之電流為多的課題。又，藉由電池驅動時之電池的壽命係成為非常短，而有著難以藉由電池來驅動之課題。

本發明，係為有鑑於上述之課題而進行者，並提供一種相較於先前技術之接近感測器而消耗電流為更少之接近感測器。

本發明之接近感測器，係為了解決上述之先前技術的接近感測器之課題，而設為下述之構成，亦即是，係具備有：1個以上之第1光感測器，係檢測出對象物；和1個以上之第2光感測器，係位置在不會檢測出前述對象物之場所處，並檢測出周圍光。

本發明之接近感測器，係並不需要藉由自身來發射光，且電路構成亦為簡單，因此，相較於先前技術之接近感測器，係能夠將消耗電流減少。

以下，針對本發明之實施形態，參考圖面而作說明。

圖1，係為本發明之接近感測器的概略構成圖。圖1，係為從側面而對於接近感測器100作觀察之圖，並為藉由第1光感測器101和第2光感測器102所構成。

第1光感測器101，係被設置在當接近感測器100將手指103等作了接近一事檢測出來時而會被手指103等所遮光之部分處，並將由手指103等所致之遮光檢測出來。第2光感測器102，係被設置在當接近感測器100將手指103等作了接近一事檢測出來時而並不會被手指103等所遮光之部分處，並將周圍之明亮度檢測出來。

當周圍為明亮而接近感測器100被手指103等作了遮光時，入射至第1光感測器101中之光量係變少，而入射至第2光感測器102中之光量係並不會改變。於此情況，係從接近感測器100而輸出有檢測訊號。

當周圍為明亮而接近感測器100並未被手指103等作了遮光時，入射至第1光感測器101中之光量和入射至第2光感測器102中之光量係均不會改變。於此情況，係從接近感測器100而輸出有非檢測訊號。

當周圍為暗時，入射至第2光感測器102中之光量係變少。於此情況，就算是藉由手指103等而將接近感測器100之第1光感測器101作遮光，亦會輸出非檢測訊號。第1光感測器101，由於係無法區分周圍為暗一事和被手指103等作遮光一事，因此，係藉由以第2光感測器102來檢測出周圍之明亮度，而對於周圍為暗一事和被手指103等遮光一事作區分。

如此這般，本發明之接近感測器，當周圍為明亮的情況時，係能夠在接近感測器100被手指103等所遮光時而輸出檢測訊號，並當手指103等離開時而輸出非檢測訊號。又，當周圍為暗的情況時，係能夠輸出非檢測訊號。

另外，在上述之本發明的接近感測器中，雖然係為當周圍為暗的情況時而輸出非檢測訊號之構成，但是，當然的，亦可設為當周圍為暗的情況時而輸出檢測訊號之構成。又，當然的，在第1光感測器101和第2光感測器102處，就算是使用複數之光感測器，亦能夠同樣地使其動作。進而，當然的，亦可將第1光感測器101或第2光感測器102，並非設置在接近感測器100之表面，而是配置在設置於接近感測器100之表面上的凹部中央處，並成為能夠防止由於傾斜入射之進入光所導致的檢測感度之惡化。

〈第1實施形態〉

圖2，係為對於本發明之接近感測器中的第1實施形態作展示之概略電路圖。如圖2中所示一般，第1光感測器101，係將2個的光二極體並列地使用而構成者，其陽極係被與基準電源端子GND作連接，陰極係被與輸出端子203作連接。第2光感測器102，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與輸出端子203作連接，陰極係被與正側電源端子VDD作連接。

接著，針對第1實施形態之接近感測器的動作作說明。例如，當在第1光感測器101和第2光感測器102處所使用的光二極體係為相同感度之光二極體的情況時，由於在第1光感測器101處係將2個的光二極體並列地作使用，因此，若是入射之光量成為第2光感測器102之一半以下，則係能夠將輸出端子203之訊號從低準位(以下略稱為L)來反轉為高準位(以下略稱為H)。亦即是，當周圍為明亮，而手指103等接近第1光感測器101時，係成為能夠在入射至第1光感測器101之光量成為了一半的位置處而將其檢測出來。因此，不需藉由手指103等來將光完全地作遮光，便能夠檢測出來，並且，就算是周圍之明亮度改變，檢測距離亦不會有多少改變。而，被檢測出來時之光量，由於係可藉由對於第1光感測器101和第2光感測器102之光二極體的數量作改變而進行調節，因此，係能夠簡單地作調節。另一方面，當周圍變暗的情況時，在第1光感測器101處所流動之暗電流，由於係成為較在第2光感測器102處所流動之暗電流更多，因此，輸出端子203之訊號係成為L。

另外，當然的，就算是將第2光感測器102作2個以上的並列使用，亦能夠同樣地進行檢測。

〈第2實施形態〉

圖3，係為對於本發明之接近感測器中的第2實施形態作展示之概略電路圖。如圖3中所示一般，第1光感測器101，係將2個的光二極體並列地使用而構成者，其陽極係被與基準電源端子GND作連接，陰極係被與準位橫移電路301之輸入端子302作連接。第2光感測器102，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與準位橫移電路301之輸入端子302作連接，陰極係被與基準電源端子GND作連接。準位橫移電路301之反轉訊號輸出端子303，係被與輸出端子203作連接。

接著，針對第2實施形態之接近感測器的動作作說明。當周圍為明亮，而手指103等並未接近第1光感測器101時，係從第1光感測器101之陰極而朝向陽極流動光電流，在第2光感測器102之陰極處，係產生發電電壓和發電電流。但是，第1光感測器101之光電流，由於係流動有第2光感測器102之發電電流的2倍，因此，準位橫移電路301之輸入端子302的電壓，係成為L。故而，係對於準位橫移電路301之反轉訊號輸出端子303輸出H，並對於輸出端子203輸出H。

當周圍為明亮，而手指103等接近第1光感測器101時，係從第1光感測器101之陰極而朝向陽極流動光電流，在第2光感測器102之陰極處，係產生發電電壓和發電電流。但是，入射至第1光感測器101處之光量，由於係因為手指103等而成為不滿一半，因此，第1光感測器101之光電流，係成為較第2光感測器102之發電電流更少。故而，準位橫移電路301之輸入端子302的電壓，係成為第2光感測器102之發電電壓。故而，係對於準位橫移電路301之反轉訊號輸出端子303輸出L，並對於輸出端子203輸出L。

當周圍為暗時，由於在第2光感測器102之陽極處係並不產生發電電壓，因此，準位橫移電路301之輸入端子302的電壓，係成為L。如此一來，從反轉訊號輸出端子303，係輸出有H之訊號，從輸出端子203亦係輸出有H之訊號。

由以上可以得知，在本發明之接近感測器的第2實施形態中，相較於圖2中所示之本發明的接近感測器之第1實施形態，雖然輸出訊號之極性係為相反，但是，係可具備有相同之功能和特徵。並且，在第1實施形態中作為消耗電流所流動的第2光感測器102之光電流，由於在第2實施形態中係並不會被消耗，因此，係能夠更進一步地低消耗電流化。

於圖8中，對於使用在上述本發明之接近感測器的第2實施形態中所使用的準位橫移電路301之電路圖作展示。如圖8中所示一般，P通道MOS電晶體801，其源極係被與正側電源端子VDD作連接，閘極係被與節點N1作連接，汲極係被與定電流電路811之電流流入端子作連接。N通道MOS電晶體806，其源極係被與基準電源端子GND作連接，閘極係被與輸入端子302作連接，汲極係被與反轉訊號輸出端子303作連接。P通道MOS電晶體802，其源極係被與正側電源端子VDD作連接，閘極係被與反轉訊號輸出端子303作連接，汲極係被與定電流電路812之電流流入端子作連接。空乏型N通道MOS電晶體805，其源極係被與輸入端子302作連接，閘極係被與基準電源端子GND作連接，汲極係被與節點N1作連接。定電流電路810，其電流流入端子係被與輸入端子302作連接，電流流出端子係被與基準電源端子GND作連接。定電流電路811，其電流流出端子係被與反轉訊號輸出端子303作連接。定電流電路812，其電流流出端子係被與節點N1作連接。雖並未圖示，但是，係為從電源而對於正側電源端子VDD供給有正的電壓並且從電源而對於基準電源端子GND供給有0V之電壓的構成。另外，定電流電路810和定電流電路812之定電流值，係以使定電流電路810者成為較多的方式來作設定。

接著，針對準位橫移電路301之動作說明。首先，若是在輸入端子302處被輸入有L，則係使N通道MOS電晶體806成為OFF，並使空乏型N通道MOS電晶體805成為ON。節點N1之電壓，係藉由空乏型N通道MOS電晶體805之ON電流，而一直被放電至基準電源端子GND之電壓附近。而後，使P通道MOS電晶體801成為ON，並使準位橫移電路301之反轉訊號輸出端子303之電壓一直上升至正側電源端子VDD附近之電壓為止。由於係使準位橫移電路301之反轉訊號輸出端子303一直上升至正側電源端子VDD之電壓附近為止，因此，P通道MOS電晶體802係成為OFF。如此一來，在反轉訊號輸出端子303處係輸出有H。

接著，若是在輸入端子302處被輸入有第2光感測器102之發電電壓，則係使空乏型N通道MOS電晶體805成為OFF，並使N通道MOS電晶體806成為ON。反轉訊號輸出端子303之電壓，係藉由N通道MOS電晶體806之ON電流，而一直被放電至基準電源端子GND之電壓附近。而後，使P通道MOS電晶體802成為ON，並使節點N1之電壓一直上升至正側電源端子VDD附近之電壓為止。由於係使節點N1之電壓一直上升至正側電源端子VDD之電壓附近為止，因此，P通道MOS電晶體801係成為OFF。如此一來，在反轉訊號輸出端子303處係輸出有L。

如同以上所述一般，圖8中所示之準位橫移電路，係如同上述一般而具備有將第2光感測器102之發電電壓準位的訊號變換為CMOS準位之反轉訊號並輸出的功能。又，消耗電流，由於係將具備有從正側電源端子VDD而朝向基準電源端子GND之電流通路的其中一者之MOS電晶體設為OFF，因此，係成為僅存在有此OFF之MOS電晶體的漏洩電流。另外，定電流電路810之電流值，由於係設計為非常小，因此，對於圖3中所示之第1光感測器101和第2光感測器102所流動之電流比，係幾乎不會有影響。

於圖9中，對於將在上述本發明之接近感測器的第2實施形態中所使用的準位橫移電路藉由與圖8相異之構成而作了實現的電路圖作展示。如圖9中所示一般，空乏型N通道MOS電晶體902，其汲極係被與正側電源端子VDD作連接，源極係被與節點N1作連接，閘極係被與反轉訊號輸出端子303作連接。P通道MOS電晶體903，其汲極係被與反轉訊號輸出端子303作連接，源極係被與節點N1作連接，閘極係被與輸入端子302作連接。N通道MOS電晶體904，其汲極係被與反轉訊號輸出端子303作連接，源極係被與基準電源端子GND作連接，閘極係被與輸入端子302作連接。定電流電路901，其電流流入端子係被與輸入端子302作連接，電流流出端子係被與基準電源端子GND作連接。另外，雖並未圖示，但是，係為從電源而對於正側電源端子VDD供給有正的電壓並且從電源而對於基準電源端子GND供給有0V之電壓的構成。

接著，針對準位橫移電路301之動作說明。若是在輸入端子302處被輸入有L，則N通道MOS電晶體904係OFF。而後，節點N1係成為P通道MOS電晶體903的臨限值電壓之絕對值，相較於節點N1之電壓，空乏型N通道MOS電晶體902的臨限值電壓之絕對值係變得更大，因此，空乏型N通道MOS電晶體902係成為ON。若是空乏型N通道MOS電晶體902成為ON，則由於節點N1係成為較P通道MOS電晶體903之臨限值電壓的絕對值而更高，因此，P通道MOS電晶體903係成為ON。若是P通道MOS電晶體903成為ON，則反轉訊號輸出端子303係一直上升至與節點N1相同之電壓。而後，節點N1，係藉由伴隨著反轉訊號輸出端子930之上升而更進而成為ON之空乏型N通道MOS電晶體303的電流，而一直上升至正側電源端子VDD。故而，反轉訊號輸出端子303處係輸出H。

接著，若是輸入端子302之H被作輸入，則由於N通道MOS電晶體904係成為ON，因此，反轉訊號輸出端子303，係藉由N通道MOS電晶體904之電流而一直被放電至基準電源端子GND為止，反轉訊號輸出端子303係輸出L。而後，節點N1之電壓，係成為在輸入端子302之電壓上更加上了P通道MOS電晶體903的臨限值電壓之絕對值後的值，由於此值係超過空乏型N通道MOS電晶體902的臨限值電壓之絕對值，因此，空乏型N通道MOS電晶體902係成為OFF。

如同以上所述一般，圖9中所示之準位橫移電路，係能夠具備有與前述之圖8中所示的準位橫移電路相同之功能。又，消耗電流，亦由於係將具備有從正側電源端子VDD而朝向基準電源端子GND之電流通路的其中一者之MOS電晶體設為OFF，因此，係成為與前述圖8中所示之準位橫移電路的消耗電流同等之消耗電流。另外，定電流電路901之電流值，由於係設計為非常小，因此，對於圖3中所示之第1光感測器101和第2光感測器102所流動之電流比，係幾乎不會有影響。

〈第3實施形態〉

圖4，係為本發明之接近感測器中的第3實施形態之概略電路圖。如圖4中所示一般，第1光感測器101，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與N通道MOS電晶體401之閘極以及汲極作連接，陰極係被與正側電源端子VDD作連接。第2光感測器102，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與N通道MOS電晶體402之汲極以及輸出端子203作連接，陰極係被與正側電源端子VDD作連接。N通道MOS電晶體401之源極，係被與基準電源端子GND作連接。N通道MOS電晶體402，其源極係被與基準電源端子GND作連接，閘極係被與N通道MOS電晶體401之閘極作連接。

接著，針對第3實施形態之接近感測器的動作作說明。N通道MOS電晶體401和N通道MOS電晶體402，係構成電流鏡電路，在N通道MOS電晶體402處，係鏡射有將N通道MOS電晶體401中所流動之電流設為了2倍的電流。例如，當在第1光感測器101和第2光感測器102處所使用的光二極體係為相同感度之光二極體的情況時，當周圍為明亮且手指103等並未接近第1光感測器101時，由於將在第1光感測器101中所流動之電流作了鏡射的N通道MOS電晶體402之電流，係成為較在第2光感測器102處所流動之電流更大，因此，係在輸出端子203處輸出L。當周圍為明亮而手指103等接近第1光感測器101時，入射至第1光感測器101之光量，係由於手指103等而成為不滿一半。故而，在第1光感測器101處所流動之電流所被作了鏡射的N通道MOS電晶體402之電流，由於係成為較在第2光感測器102處所流動之電流更少，因此，係在輸出端子203處輸出H。另外，當周圍為暗的情況時，由於在第2光感測器102中係並不會流動電流，因此，輸出端子203係成為L。如此這般，而能夠實現將由於手指103等而導致入射至第1光感測器101中之光量成為不滿一半一事檢測出來的接近感測器100。

如同以上所述一般，在本發明之接近感測器的第3實施形態中，係具備有與圖2中所示之本發明的接近感測器之第1實施形態相同的功能以及特徵，在對於第1光感測器101和第2光感測器102之電流比作改變的情況時，不需使光感測器之數量增加，而可藉由改變電流鏡電路之鏡射比一事來作對應。故而，係成為能夠小型化，進而，藉由改變電流鏡電路之鏡射比，係能夠簡單地對於接近感測器之感度作調節。

〈第4實施形態〉

圖5，係為本發明之接近感測器中的第4實施形態之概略電路圖。如圖5中所示一般，第1光感測器101，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與N通道MOS電晶體401之閘極以及汲極作連接，陰極係被與基準電源端子GND作連接。第2光感測器102，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與N通道MOS電晶體402之汲極以及準位橫移電路301之輸入端子302作連接，陰極係被與基準電源端子GND作連接。N通道MOS電晶體401之源極，係被與基準電源端子GND作連接。N通道MOS電晶體402，其源極係被與基準電源端子GND作連接，其閘極係被與N通道MOS電晶體401之閘極作連接。準位橫移電路301之反轉訊號輸出端子303，係被與輸出端子203作連接。另外，準位橫移電路301，由於係為與前述之本發明的接近感測器之第2實施形態中所使用的準位橫移電路301相同之構成，因此，係省略構成與動作之說明。

接著，針對第4實施形態之接近感測器的動作作說明。N通道MOS電晶體401和N通道MOS電晶體402，係構成電流鏡電路，在N通道MOS電晶體402處，係鏡射有將N通道MOS電晶體401中所流動之電流設為了2倍的電流。例如，係將在第1光感測器101和第2光感測器102中所使用的光二極體假設為身為相同發電特性之光二極體。

當周圍為明亮，而手指103等並未接近第1光感測器101時，在第1光感測器101處係產生發電電流。將此發電電流作了鏡射之N通道MOS電晶體402的電流，由於係成為較從第2光感測器102而來之發電電流更大，因此，準位橫移電路301之輸入端子302係成為L，輸出端子203係成為H。

當周圍為明亮而手指103等接近第1光感測器101時，入射至第1光感測器101之光量，係由於手指103等而成為不滿一半。故而，將從第1光感測器101而來之電流作了鏡射的N通道MOS電晶體402之電流，係成為較從第2光感測器102而來之發電電流更少。如此一來，準位橫移電路301之輸入端子302，係成為第2光感測器102之發電電壓，輸出端子203係成為L。

當周圍為暗的情況時，由於在第2光感測器102處係並不產生發電電壓，因此，準位橫移電路301之輸入端子302係成為L，輸出端子203係成為H。如此這般，而能夠實現將由於手指103等而導致入射至第1光感測器101中之光量成為不滿一半一事檢測出來的接近感測器。

如同以上所述一般，在本發明之接近感測器的第4實施形態中，相較於圖3中所示之本發明的接近感測器之第2實施形態，係具備有相同的功能以及特徵，在對於第1光感測器101和第2光感測器102之電流比作改變的情況時，不需使光感測器之數量增加，而可藉由改變電流鏡電路之鏡射比一事來作對應。故而，係成為能夠小型化，進而，藉由改變電流鏡電路之鏡射比，係能夠簡單地對於接近感測器之感度作調節。

〈第5實施形態〉

圖6，係為本發明之接近感測器中的第5實施形態之概略電路圖。如圖6中所示一般，係展示將第1光感測器101之光量變化檢測出來的構成。另外，圖6中所示之構成，和圖1中所示之將第2光感測器102之光量變化檢測出來的構成，由於係藉由完全相同之構成來實現，故省略其說明。

首先，針對第5實施形態之接近感測器的連接作說明。第1光感測器101，係藉由光二極體所構成，其陽極係被與N通道MOS電晶體401之閘極和汲極以及準位橫移電路301之輸入端子302和延遲電路603之輸入作連接，陰極係被與正側電源端子VDD作連接。N通道MOS電晶體401，其源極係被與基準電源端子GND作連接。N通道MOS電晶體402，其源極係被與基準電源端子GND作連接，閘極係被與延遲電路603之輸出作連接，汲極係被與準位橫移電路301之輸入端子302作連接。準位橫移電路301，其反轉訊號輸出端子303係被與輸出端子203作連接。延遲電路601，係在輸入處被連接有電阻601，並在輸出處被連接有電阻601之相反側和電容602，而電容之相反側係被與基準電源端子GND作連接。另外，準位橫移電路301，由於係為與前述之本發明的接近感測器之第2實施形態中所使用的準位橫移電路301相同之構成，因此，係省略構成與動作之說明。

接著，針對第5實施形態之接近感測器的動作作說明。N通道MOS電晶體401和N通道MOS電晶體402，係構成電流鏡電路。當手指103等並未接近第1光感測器101時，若是假設在第1光感測器101處流動有2I之電流，並將電流鏡之鏡射比設為1比1，則在N通道MOS電晶體401和402處，係分別流動有I之電流。而，準位橫移電路301之輸入端子302，係成為能夠流動I之電流的N通道MOS電晶體401之閘極電壓。故而，在輸出端子203處係輸出L。若是假設手指103等接近第1光感測器101並且在第1光感測器101處所流動之電流成為未滿I，則藉由電容602，由於N通道MOS電晶體402之閘極係在一定時間內而保持一定之電壓，因此，N通道MOS電晶體402，係以流動I之電流的方式而動作。故而，在N通道MOS電晶體402中所流動之電流，由於係成為較在第1光感測器101中所流動之電流更大，因此，準位橫移電路301之輸入端子302係成為L，輸出端子203係成為H。而，若是在一段時間後而電容602之電荷耗盡，則在N通道MOS電晶體401和402處，係分別流動有I/2之電流，準位橫移電路301之輸入端子302，係再度上升至能夠流動I/2的電流之N通道MOS電晶體401的閘極電壓。故而，輸出端子203係再度成為L。如此這般，而實現一種將由於手指103等接近第1光感測器101而使得被輸入至第1光感測器101中之光量成為了一半一事檢測出來並在輸出端子203處而作一段期間之H的輸出之接近感測器。

又，僅有在使用有上述第1光感測器101之構成的接近感測器中，會無法對於周圍之明亮作了改變一事和手指103等作了接近一事作區別。因此，係在不會被手指103等所遮蔽之部分處，再追加一個使用有第2光感測器102之完全相同之構成的接近感測器，並當此使用有第2光感測器102之接近感測器有所反應的情況時，而判斷出周圍之明亮度係作了改變。如此這般，而對於藉由手指103等所作的遮光和周圍變暗的情況作區別。

另外，若是手指103等緩慢地接近第1光感測器101，則係並不會將N通道MOS電晶體402之閘極作一定時間的一定電壓之保持，在N通道MOS電晶體402處所流動之電流亦會逐漸地減少。因此，準位橫移電路301之輸入係並不會有成為L的情況。僅有以較將N通道MOS電晶體402之閘極保持為一定之電壓的一定時間更快速地來使手指103等作接近時，才能夠輸出L。又，此時間，係可藉由電阻601和電容602之大小來作調整。

如同以上所述一般，在本發明之接近感測器的第5實施形態中，係能夠實現一種將以特定之速度以上且一直接近至了特定之距離處為止的手指等作了接近一事檢測出來的接近感測器。又，當第1光感測器101之表面變得髒污而使得入射至第1光感測器101處之光量成為不滿一半的情況時，在本發明之接近感測器的第1～第4實施形態中，係會發生誤檢測。但是，在本發明之接近感測器的第5實施形態中，由於係為將由手指103等所導致的以所期望之速度來作了所期望之量的變化之入射光量檢測出來的構成，因此，係並不會發生誤檢測。

另外，當然的，就算是使圖6中所示之電阻601短路並在節點A和節點B之間插入電阻，亦能夠實現相同之功能。又，當然的，延遲電路，係亦可藉由並不使用電阻與電容之其他的方式來實現之。

〈第6實施形態〉

圖7，係為本發明之接近感測器中的第6實施形態之概略電路圖。其與圖6中所示之本發明的接近感測器之第5實施形態間的差異，係僅在於將第1光感測器101之陰極與基準電極端子GND作了連接一點。

作為其之動作，從第1光感測器101所供給之電流，係成為發電電流，藉由檢測出此發電電流，係能夠與本發明之接近感測器的第5實施形態同樣地來動作。而，由於係為將第1光感測器101之發電電流檢測出來的構成，因此，係能夠將消耗電流作光電流之量的減少。另外，與第5實施形態相同的，藉由使用第2光感測器102，係能夠對於周圍變暗一事作區別。

如同以上所述一般，在本發明之接近感測器的第1乃至第6實施形態中，雖係針對將藉由手指103等來使第1光感測器101所得到之遮光量減少至一半程度一事檢測出來的情況而作了說明，但是，當然的，亦可藉由對於第1光感測器101乃至第2光感測器102之個數或發電性能作改變、或者是對於電流鏡電路之鏡射比作改變，來改變所檢測出之遮光量。又，本發明之接近感測器的第1乃至第4實施形態，雖係為將第1光感測器101和第2光感測器102之電流以2：1之比來作比較的構成，但是，當然的，若是將此比例設為相反，並將輸出訊號反轉，則雖然無法區別出周圍變暗一事，但是，係能夠實現其他的功能。

另外，當然的，第1光感測器101乃至第2光感測器102，只要是身為光二極體或者是LED等之具備有二極體特性和光電變換特性的感測器，則不論是何種感測器均可。

10．．．非接觸開關

23．．．動作顯示燈

27．．．受光部

28．．．投光部

29．．．反射型之光感測器

30．．．照明器具

31．．．開關電路

32．．．雙向三極體

33．．．開關控制部

100．．．接近感測器

101．．．第1光感測器

102．．．第2光感測器

203．．．輸出端子

301．．．準位橫移電路

603．．．延遲電路

[圖1]本發明之接近感測器中的概略構成圖。

[圖2]對於本發明之接近感測器中的第1實施形態作展示之概略電路圖。

[圖3]對於本發明之接近感測器中的第2實施形態作展示之概略電路圖。

[圖4]對於本發明之接近感測器中的第3實施形態作展示之概略電路圖。

[圖5]對於本發明之接近感測器中的第4實施形態作展示之概略電路圖。

[圖6]對於本發明之接近感測器中的第5實施形態作展示之概略電路圖。

[圖7]對於本發明之接近感測器中的第6實施形態作展示之概略電路圖。

[圖8]本發明之接近感測器中的準位橫移電路之電路圖。

[圖9]本發明之接近感測器中的其他準位橫移電路之電路圖。

[圖10]對於先前技術之接近感測器的電路構成作展示之概略電路區塊圖。

100．．．接近感測器

101．．．第1光感測器

102．．．第2光感測器

103．．．手指

Claims

一種接近感測器，係為使用有光感測器之接近感測器，其特徵為：該光感測器，係具備有相對於所射入之光量而流動相異之量的光電流之第1PN接合元件和第2PN接合元件，該接近感測器，係具備有：第1光感測器，係具備有前述第1PN接合元件；和第2光感測器，係具備有使陽極被與前述第1PN接合元件之陰極作了連接的前述第2PN接合元件，前述第1光感測器和前述第2光感測器之其中一方，係位置在檢測出對象物之場所處，另外一方，係位置在不會檢測出前述對象物之場所處，將前述第1PN接合元件和前述第2PN接合元件之連接點，作為前述接近感測器之輸出端子。
如申請專利範圍第1項所記載之接近感測器，其中，前述第1PN接合元件，係將陰極與前述輸出端子作連接，並將陽極與接地端子作連接，前述第2PN接合元件，係將陰極與電源端子作連接，並將陽極與前述輸出端子作連接。
如申請專利範圍第1項所記載之接近感測器，其中，前述接近感測器，係於前述第1PN接合元件和前述第2PN接合元件之連接點與前述輸出端子之間，具備有準位橫移電路，前述第1PN接合元件，係將陰極與前述準位橫移電路之輸入作連接，並將陽極與接地端子作連接，前述第2PN接合元件，係將陰極與接地端子作連接，並將陽極與前述準位橫移電路之輸入作連接。
一種接近感測器，其特徵為：該接近感測器，係具備有其中一方為位置在檢測出對象物之場所處而另外一方為位置在不會檢測出前述對象物之場所處的第1光感測器和第2光感測器，前述第1光感測器之PN接合元件，係將陽極與第1N通道MOS電晶體之閘極以及汲極作連接，並將陰極與電源端子作連接，前述第2光感測器之PN接合元件，係將陽極與前述輸出端子以及第2N通道MOS電晶體之汲極作連接，並將陰極與電源端子作連接，前述第1N通道MOS電晶體，係將源極與接地端子作連接，前述第2N通道MOS電晶體，係將源極與接地端子作連接，並將閘極與前述第1N通道MOS電晶體之閘極作連接。
一種接近感測器，其特徵為：該接近感測器，係具備有其中一方為位置在檢測出對象物之場所處而另外一方為位置在不會檢測出前述對象物之場所處的第1光感測器和第2光感測器，前述第1光感測器之PN接合元件，係將陰極與接地端子作連接，並將陽極與第1N通道MOS電晶體之閘極以及汲極作連接，前述第2光感測器之PN接合元件，係將陰極與接地端子作連接，並將陽極與準位橫移電路之輸入以及第2N通道MOS電晶體之汲極作連接，前述第1N通道MOS電晶體，係將源極與接地端子作連接，前述第2N通道MOS電晶體，係將源極與接地端子作連接，並將閘極與前述第1N通道MOS電晶體之閘極作連接。
如申請專利範圍第3項或第5項所記載之接近感測器，其中，前述準位橫移電路，係具備有：第2定電流電路，係將第2節點放電；和空乏型N通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有接地端子之電壓，並在源極處被輸入有前述第2節點之電壓，而藉由ON電流來使第1節點放電；和第1P通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有前述第1節點之電壓，並藉由ON電流而透過第3定電流電路來對輸出端子進行充電；和N通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有前述第2節點之電壓，並藉由ON電流而將輸出端子放電；和第2P通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有前述輸出端子之電壓，並藉由ON電流而透過第1定電流電路來對前述第1節點進行充電。
如申請專利範圍第3項或第5項所記載之接近感測器，其中，前述準位橫移電路，係具備有：定電流電路，係將第1節點放電；和N通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有前述第1節點之電壓，並藉由ON電流而將輸出端子放電；和P通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有前述第1節點之電壓；和空乏型N通道MOS電晶體，係在閘極處被輸入有輸出端子之電壓，並藉由ON電流而透過前述P通道MOS電晶體來將前述輸出端子充電。