光传感器的制造方法_4

文档序号:8547952阅读:来源:国知局
向进行检测,并且能够将光传感器104用作照度传感器、RGB彩色传感器、接近传感器。
[0148]此外,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 (图2参照)的情况下,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的移动方向进行检测,并且能够将光传感器104用作照度传感器、RGB彩色传感器、接近传感器。
[0149](实施方式3)
[0150]关于本发明的另一变形例,基于图13?图14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。
[0151]<光传感器104a的结构>
[0152]图13是示意地表示本发明的另一实施方式中的光传感器104a的环状分割受光元件组RDro的利用方式的平面图,(a)是表示使用12个受光元件的方式的图,(b)是表示使用8个受光元件的方式的图,(c)是表示使用4个受光元件的方式的图。
[0153]图14是表示本发明的另一实施方式中的光传感器104a的结构的示意图。
[0154]光传感器104a具有与图9所示的光传感器104同样的结构,结构不同之处在于:从环状分割受光元件组RDro中所含的各受光元件(受光区域)起的输入线被输入到受光区域切换电路(光电流选择单元)50,对上述积分电路10?14输入来自任意的受光元件的信号。在干扰光强的状况下的手势检测中,存在优选减少受光元件数的情况。在这样的情况下,例如将如图13(b)所示那样来自受光元件PDA2+PDB1、PDB3+PDC2, PDC4+PDD3,PDD1+PDA4的四个光电流(电流信号)、和如图13(c)所示那样从4角的受光元件(PDA1、PDB2、H)C3、PDD4)生成的光电流分别输入至积分电路11?14。
[0155]S卩,光传感器104a还包括从在上述环状分割受光元件组RDTO产生的多个光电流中选择要提供给上述手势用电路部32的光电流的受光区域切换电路50。
[0156]<光传感器104a的动作>
[0157]根据上述结构,受光区域切换电路50选择要提供给手势用电路部32的光电流。由此,手势用电路部32能够有选择地仅使用环状分割受光元件组RDH)中所含的特定的受光元件。此处,根据光传感器104a与检测对象物100的位置关系,存在仅在一部分受光元件产生由检测对象物100的移动引起的光电流的情况。由此,手势用电路部32有选择地仅使用产生由检测对象物100的移动引起的光电流的受光元件,因此,在检测对象物100的移动方向的检测中,能够抑制由于不是发光元件LED的出射光在检测对象物100反射后的反射光的、从光传感器104a的外部入射的光(干扰光)而产生的不利影响。即,能够提高在光传感器104a对检测对象物的移动方向进行的检测中的S/N(Signal to Noise rat1:信噪比)。
[0158]换言之,虽然手势判定中使用的电流信号变小,但是因为与受光区域变小的量相应的干扰光成分更加进一步减少,所以虽然也依赖于光传感器104a的光学系统、光传感器104a与检测对象物100的位置关系,但还是能够提高整体的S/N。
[0159]此外,光传感器104a还可以包括对产生上述受光区域切换电路50所选择的光电流的上述环状分割受光元件组RDH)的信息进行保存的寄存器3A。根据该结构,受光区域切换电路50即使光传感器104a与检测对象物100的位置关系发生变化,也能够参照寄存器3A而高速地选择光电流,因此能够随着该变化有选择性地且可靠地仅使用产生由检测对象物100的移动引起的光电流的受光元件。
[0160]此处,受光区域切换电路50经由输入线51从寄存器3A取得上述环状分割受光元件组RDro的信息,选择光电流。
[0161]此外,根据干扰光的强度使受光区域变更,限制输入电流,由此,对于上述积分电路的干扰光饱和,可能性增加,与图4所示那样的现有的利用由4个受光元件构成的分割受光元件组Dro受光的情况相比较,在图10所示那样的在积分电路使用电容器的情况下,在积分电路的积分电容器中不需要大的电容器。
[0162]<光传感器104a的效果>
[0163]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的移动方向进行检测。
[0164]此外,光传感器104a能够根据光传感器104a与检测对象物100的位置关系的变化,正确地对检测对象物100的移动方向进行检测。
[0165](实施方式4)
[0166]关于本发明的其它实施方式,基于图15?图17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。
[0167]〈干扰光的变化〉
[0168]上述的实施方式I?3是在干扰光不发生变化(还能够表现为干扰光是直流(DC))的情况下,是特别有效的技术,但是在发光元件的出射光在检测对象物反射后的反射光的检测期间,干扰光发生了变化的情况下,存在由于该变化而不能正确地对检测对象物的移动方向进行检测而发生误动作的可能性。作为这样的变化的干扰光的光源,能够列举照明器具特别能够列举变频荧光灯的例子。
[0169]通常照明器具的光的明亮度按商用频率(50Hz或60Hz)的倍数的频率(100Hz或120Hz)进行变化。此外,变频荧光灯的光学波形是几十kHz的频率重叠于商用频率那样的光学波形,在这样的光源下,在光传感器对检测对象物的移动方向进行检测时,干扰光的光强度多随时间变化而变化。
[0170]此外,例如在太阳光那样的不高速变化的干扰光(干扰DC光)射入到光传感器的状况下,存在由于检测对象物的移动而干扰DC光被遮挡,犹如为向光传感器入射的干扰光发生了变化那样的状况(与干扰光变化同等的状况)的情况。此处,如果检测对象物的移动为一定速度,则认为这样的干扰光如以一定速度减少或以一定速度增加那样地变化。
[0171]在以下的说明中,将这样的干扰光的一定速度的减少或一定速度的增加称为一定减少或一定增加。接着,表示即使在干扰光一定减少或一定增加地变化的情况下也能够消除该干扰光的光电流值的积分方式。该方式的积分由图9或图14所不的积分电路10?14等进行O
[0172]<光电流值的积分方式>
[0173]图15是表不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。在图15表示起因于干扰光的光电流一定减少的状况。如图15所示,反复发光元件点亮期间和发光元件熄灭期间,在发光元件点亮期间对受光元件中产生的光电流在正的方向上积分,在发光元件熄灭期间对受光元件中产生的光电流在负的方向上积分。首先,通过这样的积分方式,在干扰光不变化的情况下(干扰光为DC光的情况下),能够完全消除起因于干扰光的光电流。
[0174]进一步,以发光元件熄灭期间(Tl)、发光元件点亮期间(T2)、发光元件点亮期间(T3)、发光元件熄灭期间(T4)为一个周期。此处,在干扰光一定减少的条件下,如果在初始的发光元件熄灭期间(Tl)在负的方向上积分(INTl),在下一发光元件点亮期间(T2)在正的方向上积分(INT2),则负的输出剩余。接着,如果在下一发光元件点亮期间(T3)在正的方向上积分(INT3),在下一发光元件熄灭期间(T4)在负的方向上积分(INT4),则INT3、INT4的期间输出正的输出,因此,在INTl?INT4的一个周期干扰光被消除。而且,在这样的积分方式中,通过对最终的积分值进行A/D转换,干扰光被消除,能够获得正确地反映检测对象物的移动的光电流的数字值。
[0175]此处,在要增大输出信号的情况下,如果以发光元件熄灭期间、发光元件点亮期间、发光元件点亮期间、发光元件熄灭期间为一个周期反复几周期积分,则能够仅对来自检测对象物的反射光引起的成分进行积分。
[0176]此外,上述的积分期间的周期和发光元件的点亮熄灭期间的周期换算为频率时,例如可以为50kHz以上,也可以为更高的频率。越缩短发光元件的点亮熄灭期间的周期(提高换算后的频率),即使在高速地变化的干扰光(噪声)入射到光传感器的状况下,光传感器也越能够正确地对检测对象物的移动进行检测。
[0177]此外,如上述那样使发光元件的点亮熄灭时序变化,与该变化一致地改变积分的方向,由此,即使不利用复杂的信号运算等,在干扰光一定减少的情况下,也能够消除该干扰光。此外,通过上述的积分方式,即使在干扰光一定增加的情况下,也能够消除该干扰光。
[0178]此外,即使令上述一个周期为发光元件点亮期间、发光元件熄灭期间、发光元件熄灭期间、发光元件点亮期间,也同样能够消除一定减少或一定增加的干扰光。
[0179]S卩,图9所示的光传感器104或图14所示的光传感器104a还包括:驱动电路(驱动单元)8,其进行驱动,使得在连续的第一期间Tl、第二期间T2、第三期间T3和第四期间T4,在上述第一期间和上述第四期间使上述发光元件点亮或熄灭,在上述第二期间和上述第三期间使上述发光元件熄灭或点亮;对上述光电流的值进行积分的积分电路(积分单元)10?14 ;和积分控制电路(积分控制单元)5,其控制上述积分电路10?14,使得在上述发光元件LED点亮的期间上述积分电路10?14在正或负的方向上积分,在上述发光元件LED熄灭的熄灭期间上述积分电路10?14在负或正的方向上积分。
[0180]根据上述结构,在不是发光元件LED的出射光在检测对象物100反射后的反射光的、从光传感器的外部入射的光(干扰光),在连续的第一期间、第二期间、第三期间和第四期间一定减少或一定增加的情况下,积分控制电路5能够控制积分电路10?14以使得积分电路10?14对由该干扰光引起的光电流的值进行积分而得到的值为O。由此,光传感器104或光传感器104a在检测对象物100的移动方向的检测中,能够消除由一定减少或一定增加的干扰光引起的不利影响。即,光传感器104或光传感器104a能够消除一定减少或一定增加的干扰光。
[0181]<本实施方式的光电流值的积分方式的效果>
[0182]根据本实施方式,即使存在一定减少或一定增加的干扰光,光传感器104或光传感器104a也能够更加正确地对检测对象物100的移动方向进行检测。
[0183](积分电路由电容器构成的情况下的效果)
[0184]上述积分电路10?14是利用与图10所示那样的上述光电流的大小相当的电荷进行充放电的电容器Cl,上述积分控制电路5也可以是充放电控制部40,在上述发光元件LED点亮的期间使上述电容器Cl充电或放电,在上述发光元件LED熄灭的期间使上述电容器Cl放电或充电,从而控制上述电容器Cl的充放电。
[0185]根据上述结构,积分电路10?14能够由利用从受光元件产生的光电流对电容器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或光传感器104a。
[0186]即,即使存在一定减少或一定增加的干扰光,光传感器104或光传感器104a也能够更加正确地对检测对象物100的移动方向进行检测,并且能够实现光传感器104或光传感器104a的低成本化。
[0187]特别是,在光传感器具备图14所示的受光区域切换电路50的情况下,手势用电路部32通过有选择性地仅使用产生由检测对象物100的移动引起的光电流的、环状分割受光元件组RDro中所含的受光元件,能够减少利用的光电流,减少电容器Cl的充放电量。由此,光传感器不需要利用大的电容器作为积分电路。
[0188]即,即使存在一定减少或一定增加的干扰光,光传感器104或光传感器104a也能够更加正确地对检测对象物100的移动方向进行检测,并且能够实现光传感器104或光传感器104a的低成本化。
[0189](比较例2)
[0190]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。如图16所示,与图15所示的积分方式不同,以发光元件点亮期间(Tl)、发光元件熄灭期间(T2)、发光元件点亮期间(T3)、发光元件熄灭期间(T4)为一个周期。因此,在干扰光一定减少的条件下,在初始的发光元件点亮期间(Tl)在正的方向上积分(INTl),在下一发光元件熄灭期间(T2)在负的方向上积分(INT2),剩余的正的输出成为最终的积分值留下。而且,如果在下一发光元件点亮期间(T3)在正的方向上积分(INT3),在下一发光元件熄灭期间(T4)在负的方向上积分(INT4),则在INT3、INT4的期间也会重叠输出正的输出,因此在INTl?INT4的一个周期干扰光不被消除。
[0191]S卩,在干扰光一定地减少的情况下,总是发光元件点亮期间干扰光成分为更大的状态,因此光电流变大,尽管不存在由来自检测对象物的反射光引起的光电流产生的信号成分,也成为具有该信号的那样的输出。
[0192]而且,在这样的积分方式中,即使对最终的积分值进行A/D转换,干扰光也不被消除,不能得到正确地反映检测对象物的移动的光电流的数字值。
[0193]此外,在图16的积分方式中,即使在干扰光一定增加的情况下,也不能消除该干扰光。
[0194](比较例3)
[0195]在太阳光等的干扰DC光射入光传感器的情况下,在由该干扰DC光引起的光电流流动
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