光传感器的制造方法_3

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,作为方向检测信号的左右(L、R)或上下(T、D)的差输出信号的比(x/z、Y/Z)在检测到检测对象物100的边缘时输出最大值。由此,即使是图1所示那样的光传感器101具备的环状分割受光元件组RDro的中央部分的受光元件(PDA3、PDB4,PDCU TOD2),由于在方向判定中使用的光电流的差输出的比的信号成为大的值(I或一 I)的部分没有变化,因此不会导致方向检测精度的恶化。因此,在光传感器101,能够保持检测对象物的方向检测精度不变地抑制干扰光下的误动作。
[0096](变形例I)
[0097]关于本发明的变形例,基于图8说明如下。另外,为了便于说明,对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件,标记相同的附图标记,省略其说明。
[0098]图8是表示图1所示的环状分割受光元件组RDH)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RDTOa的图,(b)是表示具备12个受光元件的环状分割受光元件组RDPDb的图。环状分割受光元件组RDH)中所含的受光元件的结构也可以为图8(a)或图8(b)所示那样的结构。
[0099]图8(a)是由L字形的受光元件(第一受光元件)PDl?PD4构成环状分割受光元件组RDPDa的结构,图8(b)是由将图8(a)所示的受光元件PDl?PD4进一步分割而得到的受光元件(第一受光元件)PDlI?PD13、PD21?PD23、PD31?PD33、PD41?PD43构成环状分割受光元件组RDI3Db的结构。
[0100]光传感器101也可以为令图1所示的环状分割受光元件组RDro采用图8(a)所示的环状分割受光元件组RDPDa或图8(b)所示的环状分割受光元件组RDPDb的结构。S卩,在光传感器101,能够任意地选择环状分割受光元件组RDH)中所含的受光元件的形状,利用各种形状的受光元件构成环状分割受光元件组RDH)。由此,能够与发光元件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形状一致地,选择环状分割受光元件组RDPD中所含的受光元件的形状,例如能够使在检测对象物100反射后的反射光的受光量最大化或使干扰光最小化。
[0101](实施方式2)
[0102]关于本发明的另一变形例,基于图9?图12说明如下。另外,为了便于说明,对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件,标记相同的附图标记,省略其说明。
[0103]<光传感器104的结构>
[0104]图9是表示本发明的另一实施方式中的光传感器104的结构的示意图。如图9所示,光传感器104包括寄存器3A、I2C接口 4、积分控制电路(积分控制单元)5、振荡器6、驱动信号产生电路7和驱动电路(驱动单元)8。此外,还包括环状分割受光元件组RDH)、手势用电路部32、手势用电路部32的积分电路(积分单元)11?14、AD转换器21?24、照度用电路部(照度检测单元)31、照度用电路部31的积分电路(积分单元)10和AD转换器20。除此以外,光传感器104具备与光传感器101相同的结构。
[0105]积分电路10?14的输出电圧由AD转换器20?24分别转换为数字数据,该转换数据存储在寄存器3A中。存储在寄存器3A中的数字数据能够通过I2C接口 4取出到外部。此外,发光侧,按照由振荡器6产生的基准逻辑生成LED驱动信号,由驱动电路8生成脉冲电流,使发光元件LED发光而输出光脉冲信号。
[0106]而且,在检测对象物100的移动方向(手势)检测中利用环状分割受光元件组RDPD (受光元件 PDAl、PDA2、PDA4、PDBl ?PDB3、PDC2 ?PDC4、PDD1、PDD3、PDD4),在配置有环状分割受光元件组RDH)的区域的内部的区域(中心部)还配置受光元件(第二受光元件)PDA3、PDB4、PDCU PDD2,用于照度检测,实现将手势传感器和照度传感器形成为一体型的光传感器。
[0107]S卩,光传感器104是在光传感器101的结构上进一步增加:在配置有上述环状分割受光元件组RDI3D的端部区域的内部的区域配置的受光元件PDA3、PDB4、PDC1、PDD2 ;和接收从受光元件PDA3、roB4、PDCl、roD2产生的光电流,检测照度的照度用电路部31。
[0108](积分电路的结构)
[0109]图10是表示图9所示的光传感器104的积分电路10、11、12、13和14的结构的框图。如图10所示,各积分电路包括电容器(积分单元)Cl。电容器Cl接收从上述环状分割受光元件组RDro产生的光电流而被充电,释放电荷作为积分值。该充放电由充放电控制部(积分控制单元)40控制。此处,充放电控制部40也可以为图9所示的积分控制电路5。
[0110]S卩,在光传感器104,上述积分电路10、11、12、13和14是利用与上述光电流的大小相当的电荷进行充放电的电容器Cl,上述充放电控制部40控制上述电容器Cl的充放电。此外,如后述那样,上述充放电控制部40在上述发光元件LED点亮期间使上述电容器Cl充电或放电,在上述发光元件LED熄灭期间使上述电容器Cl放电或充电,可以控制上述电容器Cl的充放电。
[0111]根据上述结构,积分电路10、11、12、13和14能够通过利用从受光元件产生的电流来对电容器Cl进行充放电的简单的结构实现。即,能够以低成本制造光传感器104。
[0112]S卩,即使存在干扰光,光传感器104也能够进一步更加正确地对检测对象物的移动方向进行检测,并且能够实现光传感器104的低成本化。
[0113](积分电路的变形例I)
[0114]图11是表示图9所示的光传感器104的另一积分电路I的结构的框图。上述的积分电路10?14也可以替换为图11所示那样的一个积分电路I。如图11所示,积分电路I具有输入切换电路la、积分器Iba?lbd、延迟电路Ida?Idc和加法运算电路le。
[0115]积分器lba、lbd是将所输入的光电流在负(或正)方向上进行积分电路。积分器lbb、lbc是将所输入的光电流在正(或负)方向上进行积分电路。
[0116]输入切换电路Ia是在连续的四个积分期间切换输入路径以将来自环状分割受光兀件组RDF1D的光电流输入到积分器Iba?Ibd中的任一个积分器的电路。该输入切换电路Ia根据从上述的积分控制电路5提供的积分控制信号进行切换光电流的输入的控制。
[0117]积分控制信号规定后述的执行积分的四个积分期间INTl?INT4,还规定以积分期间INTl?INT4为一个周期的积分周期。积分期间INTl?INT4是分别进行发光元件LED的点亮(ON)和熄灭(OFF)的期间,在后述的第一期间Tl、第二期间T2、第三期间T3和第四期间T4分别设置。
[0118]延迟电路Ida?Idc是使从积分器Iba?Ibc输出的积分值分别延迟3?I积分期间的电路。
[0119]加法运算电路Ie是将从延迟电路Ida?Idc和积分器Ibd输出的各个积分值相加的电路。
[0120]在如上述那样构成的积分电路1,在输入切换电路Ia切换输入路径以向积分器lba、Ibd输入光电流的状态下,通过积分器lba、lbd,光电流在负或正方向上被积分。从积分器Iba输出的积分值通过延迟电路Ida延迟3积分期间。此外,在输入切换电路Ia切换输入路径以向积分器lbb、lbc输入光电流的状态下,通过积分器lbb、lbc,光电流在正或负方向上被积分。从积分器lbb、lbc输出的积分值通过延迟电路ldb、ldc被分别延迟2、1积分期间。
[0121](积分电路的变形例2)
[0122]图12是表示图11所示的积分电路I的变形例中的积分电路IA的结构的框图。上述的积分电路I也可以是图12所示那样的积分电路1A。如图12所示,积分电路IA具有电流极性切换电路lAa、积分器lAb、输出切换电路IAc、延迟电路IAda?IAdc和加法运算电路 IAe ο
[0123]电流极性切换电路IAa是在连续的四个积分期间切换来自环状分割受光元件组RDPD的光电流的极性的电路。该电流极性切换电路IAa基于上述的积分控制信号被控制以切换光电流的极性。
[0124]积分器IAb是对从电流极性切换电路IAa输出的光电流进行积分的电路。
[0125]输出切换电路IAc是在连续的四个积分期间交替切换输出路径以将从积分器输出的积分值输出至延迟电路IAda?IAdc和加法运算电路IAe中的任一电路的电路。该输出切换电路IAc基于上述的积分控制信号被控制以切换输出路径。
[0126]延迟电路IAda?IAdc是使从输出切换电路IAc输出的积分值延迟I?3积分期间的电路。
[0127]加法运算电路IAe是将从延迟电路IAda?IAdc和输出切换电路IAc输出的各个积分值相加的电路。
[0128]在如上述那样构成的积分电路1A,光电流从电流极性切换电路IAa作为负(或正)极性的光电流被输出时,该光电流通过积分器IAb被积分。从积分器IAb输出的积分值经由输出切换电路IAc不经由延迟电路地直接输出至加法运算电路lAe。或者,该积分值经由输出切换电路IAc输出至延迟电路lAdc,由延迟电路IAdc延迟3积分期间后,输出至加法运算电路IAe。
[0129]另一方面,光电流从电流极性切换电路IAa作为正(或负)极性的光电流被输出时,该光电流通过积分器IAb被积分。从积分器IAb输出的积分值经由输出切换电路IAc输出至延迟电路lAda,由延迟电路IAda延迟I积分期间后,输出至加法运算电路IAe。或者,该积分值经由输出切换电路IAc输出至延迟电路lAdb,由延迟电路IAdb延迟2积分期间后,输出至加法运算电路IAe。
[0130]从延迟电路IAda?IAdc输出的积分期间INT3?INTl的积分值和从输出切换电路IAc输出的积分期间INT4的积分值通过加法运算电路IAe被相加。这样,通过正极性的光电流的积分值与负极性的光电流的积分值的相加获得两个积分值的差的积分值。
[0131 ] 这样的积分电路IA能够输出与图11所示的积分电路I相同的积分值。此外,积分电路IA与具有与四个积分器Iba?Ibd的积分电路I不同,具有一个积分器lAb,因此能够简化电路结构。
[0132](AD转换器的结构)
[0133]图9所示的AD转换器20?24是将从积分电路10?14 (积分电路1、1A)输出的积分值分别转换为数字值的电路。该AD转换器20?24将从积分电路10?14 (积分电路KlA)输出的上述的积分期间INTl?INT4的正或负方向的积分值之和转换为数字的数字积分值而输出。
[0134](I2C接口的结构)
[0135]I2C接口 4是与来自外部的串行时钟SCL同步地将从寄存器3A输出的数字值作为串行数据SDA输出的电路。
[0136](振荡器和积分控制电路的结构)
[0137]振荡器6是产生规定周期的基准逻辑的电路。
[0138]积分控制电路5基于来自振荡器6的基准逻辑,输出积分控制信号,使得在进行积分的上述的各积分期间INTl?INT4成为高电平,在不进行积分的非积分期间成为低电平。后述的积分期间INTl?INT4设定为比发光元件LED点亮或熄灭的后述的第一?第四期间Tl?T4短的期间。
[0139](驱动信号产生电路和驱动电路的结构)
[0140]驱动信号产生电路7是基于来自振荡器6的基准逻辑生成用于驱动发光元件LED的驱动信号的电路。该驱动信号是在以第一期间Tl、第二期间T2、第三期间T3和第四期间T4为单位的周期使发光元件LED点亮和熄灭的信号。第一?第四期间Tl?T4相当于上述的点亮期间和熄灭期间。
[0141]在以下的说明中,发光元件LED以在第一期间Tl和第四期间T4熄灭,在第二期间T2和第三期间T3点亮的方式驱动发光元件LED。但是,并不限定于这样的驱动控制,也可以以与上述的结构相反地,在第一期间Tl和第四期间T4点亮,在第二期间T2和第三期间T3熄灭的方式驱动发光元件LED。
[0142]驱动电路8是基于在驱动信号产生电路7产生的驱动信号生成用于驱动发光元件LED的驱动电流的电路。该驱动电流是脉冲电流,作为光脉冲信号施加至发光元件LED。
[0143]<光传感器104的动作>
[0144]根据上述结构,利用受光元件PDA3、PDB4、PDC1、H)D2接收光传感器104的外部的光,利用照度用电路部31检测照度,从而能够将光传感器104用作照度传感器、RGB彩色传感器、接近传感器等。
[0145]特别是在光传感器104具备一个焦点位于在检测对象物100反射后的反射光所入射的区域而将该反射光聚光于该区域的受光透镜部92b (参照图2)的情况下,通过配置受光透镜部92b以使得反射光聚光于受光元件PDA3、PDB4、PDCU PDD2,能够高效地接收光传感器104的外部的光(照度信号)。即,受光元件PDA3、PDB4、PDCU PDD2如图2所示那样配置在受光透镜部92b的中心的正下方,能够高效地接收照度信号。
[0146]<光传感器104的效果>
[0147]根据本实施方式,即使存在干扰光,光传感器104也能够更正确地对检测对象物100的移动方
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