光传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适合作为接近传感器和手势传感器来使用的光传感器和使用该光传感器的电子设备。
【背景技术】
[0002]在便携电话和数码照相机等电子设备所使用的液晶面板中，为了实现低消耗电力化和防止触摸面板的误动作，而越来越多地希望在光传感器中搭载以下检测功能:对如面部靠近液晶面板时那样的用户未操作电子设备的状况进行检测，从而抑制液晶面板的显示，或使触摸面板的功能无效化的检测功能。此处，针对光传感器的检测对象物的检测功能，依赖于从检测对象物反射而射入到光传感器的反射光的强度，因此同检测对象物与光传感器之间的距离成反比例。还存在利用该特性，将光传感器作为测距传感器来使用的要求。此外，近年来，还存在以下要求，即:想要通过在光传感器中配置多个光电二极管，根据光电二极管接收来自检测对象物的反射光而输出的光电流等的变化量，检测手等的动作，从而将光传感器作为手势(姿势，gesture)传感器来利用。
[0003]此处，用于装载有上述光传感器的便携电话和数码照相机等电子设备的液晶面板多在野外和屋内的照明装置下使用，因此期望即使在干扰光射入到光传感器的情况下也能够使光传感器正确地动作。
[0004]作为这样的光传感器的例子，在专利文献I中公开有如下的光源方向检测器:其包括多个受光元件和使来自光源的光信号向受光元件聚集的透镜，利用运算处理部对第一受光元件输出的第一光信号检测值和第二受光元件输出的第二光信号检测值进行运算处理，基于所求得的运算处理值输出检测器输出。
[0005]其次，还存在以下要求，即:想要通过在光传感器的受光部配置多个光电二极管，根据光电二极管接收来自检测对象物的反射光而输出的光电流等的变化量，检测物体的动作。
[0006]作为这样的检测物体的动作的光传感器，例如在专利文献2中公开有如下的反射型传感器:其包括至少一个以上的发光元件和用于感知从该发光元件发出并从检测对象物反射过来的光的多个受光元件，多个受光元件相互隔着间隔配置，与发光元件通过封装件封装在一起。
[0007]如图20所示，该反射型传感器包括发光元件301和两个受光元件302、303，受光元件302、303配置在发光元件301的两侧。此处，在检测对象物304位于右侧的情况下，在受光元件303受到来自检测对象物304的强烈的反射光。另一方面，在检测对象物304位于左侧的情况下，在受光元件302受到来自检测对象物304的强烈的反射光。于是，能够读取在两个受光元件302、303产生的光电流的差，对检测对象物304的位置和动作进行检测。
[0008]进一步，在检测物体的动作的传感器中，还存在希望使用光传感器作为检测手等的动作的手势传感器的要求。这样的手势传感器被作为接近传感器的附加功能使用，以非接触的方式检测触摸面板上的手等的动作。由此，即使湿的手或脏的手等，也能够不弄脏液晶面板的表面地对在液晶面板显示的画面进行操作。
[0009]作为能够利用由一个发光元件和被分割的光电二极管构成的传感器来对检测对象物的移动方向进行检测的现有技术，例如能够列举专利文献3中记载的技术。在专利文献3中，在一个发光元件和被分割成四个的光电二极管上层叠多层金属，对来自在上下和左右四个方向具有灵敏度的指向性的4个受光元件的信号分别取上下和左右的差，由此，对检测对象物的移动方向进行检测。
[0010]装载有上述那样的光传感器的电子设备因为在野外和室内使用，所以期望即使在自然光和照明光形成的干扰光射入到光传感器的情况下也能够正确地动作。特别是在对检测对象物的移动进行检测的手势传感器中，以在自然光或照明光等的强的干扰光下使用为前提，因此更加强烈地期望在自然光或照明光构成的干扰光射入到光传感器的情况下也能够正确地动作。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本公开专利公报“日本特开2008 - 8849号公报(2008年I月17日公开)”
[0014]专利文献2:日本公开专利公报“日本特开2000 - 75046号公报(2000年3月14日公开)”
[0015]专利文献3:美国专利第2012/0280904号说明书(2012年11月8日公开)
【发明内容】
[0016]发明所要解决的问题
[0017]但是，在上述那样的现有技术中，对于存在干扰光的情况下的检测对象物的移动方向的检测，并未充分地进行考虑。
[0018]本发明是鉴于上述的问题而完成的发明，其目的在于，提供即使存在干扰光也能够正确地对检测对象物的移动方向进行检测的光传感器。
[0019]用于解决问题的方式
[0020]为了解决上述的课题，本发明的一个方式的光传感器包括:发光元件；多个第一受光元件，其呈环状地配置在上述发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光所入射的区域的端部，接收该反射光而产生光电流；和移动方向检测单元，其接收从上述第一受光元件产生的光电流，检测上述检测对象物的移动方向。
[0021]发明的效果
[0022]根据本发明的一个方式，由于检测对象物发生移动，发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光所入射的区域也发生变化。该变化由于在该区域的端部反射光开始入射而开始，由于在该区域的另一个端部反射光的入射结束而结束。即，射入该区域的不是端部的部分的反射光不反映检测对象物因移动而进入或脱离光传感器的检测范围。而且，由于多个第一受光元件呈环状地配置在该区域的端部，所以该多个第一受光元件能够接收正确地对检测对象物因移动而进入或脱离光传感器的检测范围进行反映的反射光。
[0023]由此，光传感器能够对检测对象物的移动方向进行检测。另外，移动方向检测单元能够接收从第一受光元件产生的光电流，比较在检测对象物因移动而进入光传感器的检测范围时反射光所入射的第一受光元件的位置、与在检测对象物因移动而脱离光传感器的检测范围时反射光所入射的另一个第一受光元件的位置，检测上述检测对象物的移动方向。
[0024]此外，由于在不对检测对象物因移动而进入或脱离光传感器的检测范围进行反映的反射光所入射的区域，不配置第一受光元件，因此，在检测对象物的移动方向的检测中，能够抑制由于不是发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光的、从光传感器的外部入射的光(干扰光)而产生的不利影响。
[0025]S卩，能够获得即使存在干扰光也能够正确地对检测对象物的移动方向进行检测的效果。
【附图说明】
[0026]图1是表示本发明的一个实施方式的光传感器具备的环状分割受光元件组的平面结构的平面图，(a)是表示光传感器对检测对象物的左右方向的移动进行检测时的结构的图，(b)是表示光传感器对检测对象物的上下方向的移动进行检测时的结构的图。
[0027]图2是表示具备图1所示的环状分割受光元件组的光传感器的截面结构的纵截面图。
[0028]图3是示意地表示图2所示的光传感器的动作的图，(a)是表示检测对象物向一个方向移动的情形的图，(b)是表示投影于环状分割受光元件组的像与(a)对应地变化的情形的图。
[0029]图4是表示图1所示的环状分割受光元件组的比较例中的分割受光元件组的平面结构的平面图。
[0030]图5是示意地表示图2所示的光传感器的比较例中的光传感器的动作的图，(a)是表示检测对象物向一个方向移动的情形的图，(b)是表示投影于分割受光元件组的像与(a)对应地变化的情形的图。
[0031]图6是示意地表示图4所示的比较例中的分割受光元件组的动作的图，(a)是表示光传感器检测检测对象物的左右方向的移动时的结构的图，(b)是表示光传感器检测检测对象物的上下方向的移动时的结构的图。
[0032]图7是示意地表示图2所示的光传感器的比较例中的光传感器对检测对象物的移动进行检测时的动作的图。
[0033]图8是表示图1所示的环状分割受光元件组的变形例中的环状分割受光元件组的平面结构的平面图，(a)是表示具备4个受光元件的环状分割受光元件组的图，(b)是表示具备12个受光元件的环状分割受光元件组的图。
[0034]图9是表示本发明的另一实施方式中的光传感器的结构的示意图。
[0035]图10是表示图9所示的光传感器的积分电路的结构的框图。
[0036]图11是表示图9所示的光传感器的另一积分电路的结构的框图。
[0037]图12是表示图11所示的积分电路的变形例中的积分电路的结构的框图。
[0038]图13是示意地表示本发明的另一实施方式中的光传感器的环状分割受光元件组的利用方式的平面图，(a)是表示利用12个受光元件的方式的图，(b)是表示利用8个受光元件的方式的图，(c)是表示利用4个受光元件的方式的图。
[0039]图14是表示本发明的另一实施方式中的光传感器的结构的示意图。
[0040]图15是表示本发明的另一实施方式中的光电流值的积分方式的时序图。
[0041]图16是表示图15所示的光电流值的积分方式的比较例中的积分方式的时序图。
[0042]图17是表示图15所示的光电流值的积分方式的另一比较例中的积分方式的时序图。
[0043]图18是表示本发明的另一实施方式中的智能手机的结构的示意图。
[0044]图19是表示本发明的另一实施方式中的光电流值的积分方式的时序图。
[0045]图20现有技术中的光传感器的截面结构的纵截面图。
【具体实施方式】
[0046]以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
[0047](实施方式I)
[0048]关于本发明的一个实施方式，基于图1?图8说明如下。
[0049]<光传感器101的结构>
[0050]图2是表示本发明的一个实施方式的光传感器101的截面结构的纵截面图。如图2所示，光传感器101包括发光元件LED、环状分割受光元件组RDH)(多个第一受光元件)、基板91、透明性树脂部92、遮光性树脂部93和手势用电路部(移动方向检测单元)32。另夕卜，按XYZ表示的坐标轴的方向与其它图所示的坐标轴对应。
[0051 ] 此处，环状分割受光元件组RDH)如后述那样呈环状地配置在发光元件LED的出射光在检测对象物100反射后的反射光所入射的区域的端部，接收该反射光而产生光电流。而且，手势用电路部32接收从环状分割受光元件组RDH)产生的光电流，对检测对象物100的移动方向进行检测。另外，检测对象物100例如也可以为对具备光传感器101的智能手机进行操作的手指和笔等。
[0052]在以下的说明中，对光传感器101具备的主要的部件进行详细说明。
[0053](发光元件LED)
[0054]发光元件LED与环状分割受光元件组RDH) —起隔着间隔安装在基板91上。此处，发光元件LED由发光二极管(LED:Light Emitting D1de)构成。但是，并不限定于此该结构，也可以利用发光二极管以外的光源作为发光元件LED。
[0055]在检测对象物100接近光传感器101的情况下，从发光元件LED射出的光在检测对象物100反射，该反射后的反射光射入环状分割受光元件组RDro。发光元件LED输出红外线的光脉冲，环状分割受光元件组RDH)仅检测与该脉冲同步的信号。
[0056]此处，在没有检测对象物100的情况下，从发光元件LED射出的光不从检测对象物100反射。因此，射入环状分割受光元件组RDro的光仅为干扰光。另一方面，当检测对象物100接近光传感器101时，从发光元件LED射出的光在检测对象物100被反射，反射光(信号光)和干扰光射入环状分割受光元件组RDPD。此处，检测对象物100越近，射入环状分割受光元件组RDH)的反射光(信号光)的光量就越增加。因此，在将光传感器101作为接近传感器使用的情况下，也可以在上述反射光(信号光)的光量超过某个阈值时，判定为检测对象物100已经近接。
[0057]即，从发光元件LED射出的光在检测对象物100被反射，射入到环状分割受光元件组RDro，由此，根据环状分割受光元件组RDro产生的光电流得到的信号不仅能够用于对检测对象物100的移动检测，而且还能够作为检测对象物100的近接信号加以利用。因此，能够将光传感器101用作检测对象物100的移动方向(手势)检测传感器并且用作接近传感器。例如，也可以将从环状分割受光元件组RDro中所含的受光元件得到的光电流(信号输出)之和作为检测对象物100的近接信号加以利用。
[0058](环状分割受光元件组RDro)
[0059]环状分割受光元件组RDro由光电二极管或光电晶体管构成，或者由将环状分割受光元件组RDro与信号处理用电路、LED驱动电路一体化而得到的OPIC (Optical IC:光IC)(注册商标)构成。
[0060]图1是表示图2所示的光传感器101具备的环状分割受光元件组RDH)的平面结构的平面图，(a)是表示光传感器101对检测对象物100的左右方向的移动进行检测时的结构的图，(b)是表示光传感器101对检测对象物100的上下方向的移动进行检测时的结构的图。此处，左右方向表示图1(a)所示的X轴的负或正方向。此外，上下方向表示图1(b)所示的Y轴的正或负方向。
[0061]如图1(