接近传感器的制造方法
【专利摘要】当执行非触摸运动时，如果诸如手或者手指的待检测对象相对于接近传感器(19)从底部移动到顶部，从每一个光发射元件(10A、10B)发射的光由待检测对象反射。光接收元件(32)检测反射光并且输出检测信号(1、2)。然后，当待检测对象到达光发射元件(10C)上方时，光接收元件(32)检测源自光发射元件(10C)的反射光并且输出检测信号(3)。待检测对象的底部至顶部移动能够从检测信号(1、2、3)的输出模式被检测。
【专利说明】接近传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测待检测对象的接近传感器。
【背景技术】
[0002]近年来，在诸如便携式信息终端的电子装置中，为分别的功能生产的模块经常被组合并且安装在板上。因此，电子装置中的高度功能化已经快速地发展。根据有关资源节约和便携性的观点，要求减小电子装置的厚度和重量。
[0003]然而，形成电子电路的诸如玻璃纤维环氧树脂板的印刷线路板具有平坦结构，并且还在电子部件的安装形式方面存在限制。因此难以同时地获得更高的功能化和厚度与重量的、更加显著的减小。
[0004]在这种背景下用于直接地在注塑成形制品的表面上形成电路的MID(模制互连装置)技术已经变得突出。MID技术能够为将被安装模块的模块板提供作为机构部分的机械功能和作为布线电路板的电气功能。根据MID技术，因此能够同时地实现更小的电气装置尺寸和同时包括电气装置的模块板的更高精确度，并且能够进一步减小模块板的组装工时的数目。
[0005]另外，已经考虑了作为接近传感器的示例的诸如便携式终端或者平板终端的电气装置被安装有非触摸运动功能。非触摸运动功能是例如即使使用者的手并不触摸显示器仍然能够以此检测使用者的手在诸如便携式终端或者平板终端的电子装置的显示器上的竖直或者水平运动的功能。
[0006]已经提供了一种安装有用于驱动作为光发射部分的三个LED元件的驱动器从而实现非触摸运动功能的光接收元件。图12的(A)是用于解释在【背景技术】非触摸运动功能中用于检测使用者的手的水平运动的操作的视图。图12的(B)是用于解释在【背景技术】非触摸运动功能中用于检测使用者的手的竖直运动的操作的视图。图12的(C)是用于解释响应于使用者的手的水平运动的反射光的信号强度的曲线图。图12的(D)是用于解释响应于使用者的手的竖直运动的反射光的信号强度的曲线图。图12的(E)是用于解释分别的Ir-LEDlOl、102和103的光发射定时的图表。
[0007]如在图12的(A)中所示，三个近红外光发射元件(Ir-LED) 101、102和103被置放在便携式终端100的上部中和便携式终端100的壳体内侧从而相对于图12的(A)的纸张的横向和纵向方向形成90°的角度。另外，如在图12的(A)中所示，在便携式终端100的上部中和便携式终端100的壳体内侧，光接收元件105被置放在该两个横向Ir-LEDlOl和102之间。
[0008]该三个Ir-LEDlOl、102和103以时分方式发射光从而如在图12的(E)中所示具有1ms到2000ms的光发射周期和可变光发射定时。当使用者的手106如在图12的(A)和图12的(C)中所示相对于便携式终端100从右向左移动时，光接收元件105接收源自从位于右侧上的该两个Ir-LED102和103以时分方式发射的光的反射光。稍后，光发射兀件105进一步从位于左侧上的另一个Ir-LEDlOl接收反射光。能够由于光接收定时的偏差检测使用者的手106的水平运动。
[0009]以相同的方式，当使用者的手106如在图12的(C)和图12的⑶中所示相对于便携式终端100向下移动时，光接收元件105接收源自从位于上侧上的该两个Ir-LEDlOl和102以时分方式发射的光的反射光。稍后，光发射兀件105进一步从位于下侧上的另一个Ir-LED103接收反射光。能够由于光接收定时的偏差检测使用者的手106的竖直运动。
[0010]作为与接近传感器有关的现有技术，已知一种光接收和发射集成元件阵列，该阵列包括板、在板上置放成列的多个光接收元件，和多个光发射元件，该多个光发射元件置放成列从而光发射元件中的多个光发射元件能够对应于每一个光接收元件地设置(例如，见专利文献I)。光接收和发射集成元件阵列基于响应于来自设置成列的光发射元件的光来自待检测对象的反射光的幅值(光电流的幅值)检测待检测对象的位置。
[0011]相关技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献I JP-A-2009-099950
【发明内容】
[0014]本发明所要解决的问题
[0015]然而，前述【背景技术】的接近传感器具有如下问题。在【背景技术】中，例如，当在诸如便携式终端或者平板终端的电子装置上安装非触摸运动功能时，用作光发射部分的Ir-LED分别地应该各自地置放在板上。因此，当组装电子装置的装配厂设计板时，装配厂应该决定在每一个光发射部分和光接收部分之间的位置关系并且调节适合于所决定的位置关系的、光发射部分的光发射定时(光发射周期)。因此，必须执行麻烦的设计。
[0016]在另一方面，在专利文献I中公开的光接收和发射集成元件阵列实际上检测待检测对象在预定方向(例如，横向方向)的位置，而不检测在包括另一个方向(例如，纵向方向)的方向的位置。
[0017]已经考虑到【背景技术】情况地设计了本发明。本发明的目的在于提供一种接近传感器，其中光发射部分的光发射定时预先得到调节从而能够使得板的设计是容易的并且能够以高精确度检测待检测对象。
[0018]问题的解决方案
[0019]本发明的第一方面的接近传感器是一种用于检测待检测对象的接近传感器，包括:板；至少三个光发射部分，至少三个光发射部分被安装在板的表面上从而并非所有的光发射部分被布置在直线上，并且至少三个光发射部分发射光；和光接收部分，光接收部分被安装在板的表面上从而与该三个光发射部分具有预定的位置关系，并且接收源自从光发射部分发射的光并且由待检测对象反射的反射光。
[0020]在本发明的第二方面的接近传感器中，板是通过单次激光方法制造的三维电路板。
[0021]在本发明的第三方面的接近传感器中，该至少三个光发射部分和光接收部分被分别地安装在在板的表面中形成的凹进部分中。
[0022]在本发明的第四方面的接近传感器中，光接收部分基于源自从该至少三个光发射部分发射的光并且由待检测对象反射的反射光的接收光模式来检测待检测对象的移动。
[0023]在本发明第五方面的接近传感器中，从该至少三个光发射部分发射的光的光发射量是相互间不同的，并且光接收部分基于反射光的光发射量来检测在垂直于表面的方向距待检测对象的距离。
[0024]在本发明第六方面的接近传感器中，在其中安装该至少三个光发射部分的凹进部分的每一个具有相对于光接收部分朝向外侧变形的开口部分，从而从光发射部分发射的光被朝向外侧引导。
[0025]在本发明第七方面的接近传感器中，光接收部分和三个光发射部分在板的表面上被置放在矩形的四个角部中。
[0026]在本发明第八方面的接近传感器中，光接收部分被置放在板的表面的中心处，并且四个光发射部分围绕光接收部分被置放。
[0027]本发明的优点
[0028]根据本发明，光发射部分的光发射定时被预先调节从而能够使得板的设计是容易的,并且能够以高精确度检测待检测对象。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是示出根据第一实施例的接近传感器中的光发射元件和光接收元件的布局的视图。
[0030]图2是用于解释根据第一实施例用于基于单次激光方法制造三维电路板的过程的第一半部的视图，该过程使用三维电路板的截面视图以时间序列示意。
[0031]图3是用于解释根据第一实施例用于基于单次激光方法制造三维电路板的过程的第二半部的视图，该过程使用三维电路板的截面视图以时间序列示意。
[0032]图4是示出其中使用模具A和模具B形成树脂板的状态的视图。
[0033]图5是示出其中光发射元件和光接收元件安装在三维电路板上的接近传感器的截面结构的截面视图，其中(A)是示出从图1中的箭头线A-A的方向观察的截面结构的截面视图，并且(B)是示出从图1中的箭头线B-B的方向观察的截面结构的截面视图。
[0034]图6是示出当检测到非触摸运动时由接近传感器中的光接收元件检测的检测信号的定时图表，其中(A)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器底部移动到顶部的情形，并且(B)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器顶部移动到底部的情形。
[0035]图7是示出当检测到非触摸运动时由接近传感器中的光接收元件检测的检测信号的定时图表，其中(A)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器右部移动到左部的情形，并且(B)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器左部移动到右部的情形。
[0036]图8是示出根据第二实施例的接近传感器中的光发射元件和光接收元件的布局的视图。
[0037]图9是示出相对于距待检测对象的距离光接收元件的检测信号的改变的曲线图，其中(A)是示出光接收元件的检测信号的示例的曲线图，并且(B)是示出光接收元件的检测信号的另一个示例的曲线图。
[0038]图10是在根据第三实施例的接近传感器中示出分别地在安装有多个光发射元件的三维电路板中的多个凹进部分的形状和从分别的光发射元件发射的光的发射方向的视图，其中(A)是接近传感器的平面视图，(B)是从图10的(A)中的箭头线C-C的方向截取的截面视图，并且(C)是根据第三实施例的修改的接近传感器的平面视图。
[0039]图11是示出根据第四实施例的接近传感器中的光发射元件和光接收元件的布局的视图，在这些视图中，(A)是接近传感器的平面视图，并且(B)是根据第四实施例的修改的接近传感器的平面视图。
[0040]图12中(A)是用于解释在【背景技术】非触摸运动功能中用于检测使用者的手的水平运动的操作的视图，(B)是用于解释在【背景技术】非触摸运动功能中用于检测使用者的手的竖直运动的操作的视图，(C)是用于解释响应于使用者的手的水平运动反射光的信号强度的曲线图，(D)是用于解释响应于使用者的手的竖直运动反射光的信号强度的曲线图，并且(E)是用于解释分别的Ir-LED的光发射定时的图表。
【具体实施方式】
[0041]将参考附图描述根据本发明的接近传感器的每一个实施例。
[0042]根据该实施例的接近传感器设置在诸如便携式终端或者平板终端的电子装置的壳体内侧从而检测诸如使用者的手或者手指的待检测对象。
[0043](第一实施例)
[0044]图1是示出根据第一实施例的接近传感器19中的光发射元件和光接收元件的布局的视图。接近传感器19由安装在三维电路板I的上表面上的至少三个光发射元件10A、1B和1C以及一个光接收元件32构成。如在图1中所示，三个光发射元件10AU0B和1C以及光接收元件32置放在三维电路板I的上表面的矩形形状的四个角部中。S卩，三维电路板I具有包括圆形凹进部分(未示出)和矩形凹进部分(未示出)的配置，圆形凹进部分每一个例如由将被安装每一个光发射元件10A、10BU0C的电路的圆形底部部分(底端面)和包围底部部分(底端面的壁端面)形成，矩形凹进部分(未示出)例如由将被安装光接收元件32的电路的矩形底部部分(底端面)和包围底部部分(底端面)的壁端面形成。
[0045]用作光发射部分的光发射元件10AU0B和1C包括当驱动电流被供应于此时按照(发射I)、(发射2)和(发射3)的次序以时分方式发射红外线(例如，近红外线)的Ir-LED0
[0046]用作光接收部分的光接收元件32具有包括光电二极管和用于驱动光电二极管的驱动器电路的配置。如将在以后描述地，驱动器电路具有非触摸运动功能和检测距待检测对象的距离的功能。
[0047]另外，光发射元件10AU0B和1C以及光接收元件32安装在通过使用MID技术(见图4)的制造过程制造的三维电路板I上。如此制造接近传感器19。
[0048]图2是用于解释根据第一实施例用于基于单次激光方法(单次激光轮廓移除方法)制造三维电路板的过程的第一半部的视图，该过程使用三维电路板的截面视图以时间序列示意。图3是用于解释根据第一实施例用于基于单次激光方法制造三维电路板的过程的第二半部的视图，该过程使用三维电路板的截面视图以时间序列示意。
[0049]单次激光方法是用于以如此方式制造三维电路板的方法，使得注塑成形被执行一次，并且预期电路将以此安装在通过注塑成形制造的板上的电路图案周围的轮廓被激光照射从而形成期望的金属层或者膜。
[0050]在图2和3中，例如，关注光发射元件1A从而使得易于描述用于制造三维电路板I的过程，将描述用于将三维电路板I制造为一体地安装有图1所示光发射元件1AUOB和1C以及光接收元件32的过程。图2和3的说明能够应用于用于将三维电路板I制造为一体地安装有图1所示光发射元件10AU0B和1C以及光接收元件32的过程。
[0051]按照从(步骤I)到(步骤6)的以下过程次序执行用于基于单次激光方法制造三维电路板的过程(制造方法)。
[0052](步骤I)在一次成形的过程中，模具A和模具B置放在注塑成形机器中从而形成对应于将在其中安装例如光发射元件1A的三维电路板I的每一个凹进部分的形状的模具。能被电镀的树脂材料注射到在模具A和模具B之间的空间中。例如，聚邻苯二甲酰胺(PPA)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)被用作树脂材料。(步骤I)的过程是制备根据该实施例的三维电路板I的步骤。在同一过程中，形成作为根据该实施例的三维电路板I的基底的树脂板5 (—次成形制品)。此外，制备步骤不限于在(步骤I)的一次成形过程中注塑成形树脂板5的步骤。例如，制备步骤可以包括使用从第三方(诸如合约制造商)购买的树脂板5的步骤。如在图2中所示，对应于模具A和模具B的形状地在树脂板5中形成锥形凹进部分5a。
[0053]图4是示出其中使用模具A和模具B形成树脂板5的状态的视图。抵靠树脂板5的凹进部分5a的突起部分Ila在模具A中形成。突起部分Ila的顶端面Ilb被预先研磨成平坦端面，并且突起部分Ila的侧端面Ilc也被预先研磨成平滑端面或者弯曲端面。
[0054]在(步骤I)的过程中，使用包括预先研磨的顶端面Ilb和侧端面Ilc的模具A从而作为底部部分的平滑底端面5b和平滑壁端面5c能够在注塑成形树脂板5的凹进部分5a中形成。
[0055]在(步骤I)的过程中，平滑底端面5b和平滑弯曲壁端面5c可以在注塑成形树脂板5的凹进部分5a中形成。优选的是在(步骤I)的过程和(步骤2)的过程之间在作为一次成形制品的树脂板5上执行等离子体处理。结果，树脂板5的表面能够被活化。
[0056](步骤2)在接着一次成形过程的金属化过程中，Cu薄膜(铜薄膜)7通过溅射在树脂板5的表面上或者遍布该表面地形成。在(步骤2)的过程中，在树脂板5的表面上或者遍布该表面地形成的Cu薄膜7例如是0.3μπι厚的。因为在(步骤I)的过程中使用已经被研磨的模具Α，所以平滑地形成树脂板5的凹进部分5a的表面(底端面5b和壁端面5c)。相应地，也在(步骤2)的过程中平滑地形成在树脂板5的表面上形成的Cu薄膜7。
[0057](步骤3)在接着金属化过程的激光图案化的过程中，在包括将在此处形成将被安装预期光发射元件1A的电路的电路图案的位置的预定范围内轮廓8的一个部分被激光从Cu薄膜7移除。该预定范围从树脂板5的凹进部分5a的左表面的一个部分延伸到凹进部分5a的左壁端面5c、底端面5b、凹进部分5a的右壁端面5c和树脂板5的右表面的一个部分(未示出)(见图2的(步骤3))。
[0058]此外，图2关注光发射元件1A地示出制造过程。虽然未在图2中详细示出，但是将被安装光发射元件1B的电路的凹进部分以相同的方式在根据该实施例的三维电路板I中并且在图2中在三维电路板I的右侧上形成。前述预定范围的右端对应于将被安装光发射元件1B的电路的凹进部分(未示出)的左表面的一个部分。结果，已经从其移除在前述范围内轮廓8的部分的Cu薄膜7b保留于树脂板5的底端面5b上，并且Cu薄膜7d保留于树脂板5的侧端面和后端面上。
[0059](步骤4)在接着激光图案化过程的电解Cu电镀的过程中，在包括将被安装预期光发射元件1A的电路的供电部的预定范围(见前述范围)上执行电解Cu电镀。由于电解Cu电镀，Cu镀层9b被厚厚地施加到被在包括将被安装预期光发射元件的电路的供电部的预定范围内轮廓8的部分包围的Cu薄膜7b。即，带有预定厚度的Cu镀层9b得以形成(见图2的(步骤4))。在(步骤4)的过程中，Cu镀层9b是12 μ m厚的。
[0060]因为在(步骤I)的过程中使用已经被研磨的模具，所以用作Cu镀层9b的基底部分的树脂板5的模制表面并且因此在模制表面上形成的Cu薄膜7b的表面是平滑的。相应地，Cu镀层9b的厚度可以是比较薄的。
[0061](步骤5)在接着电解Cu电镀的过程的蚀刻过程中，在在此处已经在电解Cu电镀的最后过程中形成Cu镀层9b的树脂板5上执行各向同性或者各向异性蚀刻。通过Cu镀层9b的表面在(步骤5)中的蚀刻，例如，大约2μπι的厚度被均匀地熔解。因此，Cu镀层9b的表面变得平滑。结果，Cu镀层9b变成10 μ m厚。
[0062]在(步骤5)中的蚀刻过程中，除了 Cu镀层％，还在在该表面的一个部分，树脂板5的侧端面和后端面上形成的Cu薄膜7d上执行蚀刻。因此，已经在该表面的一个部分，树脂板5的侧端面和后端面上形成的Cu薄膜7被蚀刻。
[0063](步骤6)最后，在接着蚀刻过程的电解N1-Au电镀的过程中，通过电解电镀形成镍(Ni)镀层并且类似地进一步在镍(Ni)镀层上形成金(Au)镀层。
[0064]更加具体地，在已经在包括将被安装预期光发射元件1A的电路的供电部的预定范围内形成的Cu镀层9b上利用瓦兹浴执行电解Ni电镀。结果，Ni镀层14在Cu镀层9b上形成(见图3的(步骤6))。在(步骤6)的过程中，Ni镀层14使用瓦兹浴在树脂板5的凹进部分5a的底端面5b和壁端面5c每一个上形成，从而能够实现非常高的光泽度并且能够使得那些端面是平坦的和平滑的。此外，壁端面5c可以不是平坦的，而是如上所述地弯曲。
[0065]此外，在(步骤6)的过程中，在Ni镀层14上执行电解Au电镀。结果，Au镀层16(金膜)进一步在在树脂板5的凹进部分5a的底端面5b和壁端面5c上形成的每一个Ni镀层14上形成。
[0066]由于图2和3所示的单次激光方法，在根据该实施例的三维电路板I中，Cu薄膜7b、Cu镀层％、Ni镀层14和Au镀层16顺序地在包括将被安装预期光发射元件1A的电路的供电部的预定范围内形成。相应地，在根据该实施例的三维电路板I中，Cu薄膜7b、Cu镀层％、Ni镀层14和Au镀层16顺序地在设置成用于反射来自光发射元件1A的光的反射表面的树脂板5的壁端面5c上形成。
[0067]通过这种过程制造根据单次激光方法的三维电路板I。此外，Cu薄膜7b的厚度、通过电解电镀厚厚地施加的Cu镀层9b的厚度和在蚀刻之后Cu镀层9b的厚度是通过示例示意的。那些厚度不限于那些值。
[0068]图5是示出其中光发射元件10A、10B和1C以及光接收元件32安装在三维电路板I上的接近传感器19的截面结构的截面视图。图5的(A)示出从图1中的箭头线A-A的方向观察的截面结构。图5的(B)示出从图1中的箭头线B-B的方向观察的截面结构。
[0069]光发射元件10AU0B和1C分别地安装(放置)在凹进部分5aA、5aB和5aC中，并且光接收元件32安装在凹进部分5aD中。在以下说明中，任何凹进部分将简单地被称作凹进部分5a，如果凹进部分5aA、5aB和5aC不必相互间加以区分的话。
[0070]每一个光发射元件10A、10B、1C安装在Au镀层16上，并且光发射元件10A、10B、1C和Au镀层16通过结合剂17彼此固定。从光发射元件10A、10BU0C发射的光在在相应的凹进部分5aA、5aB、5aC的壁端面中形成的反射表面上被直接地辐射或者规律地反射。因此，在漫射受到抑制时，光向前(在图5的㈧和⑶中向上)出射。当出射光由诸如使用者的手指或者手的待检测对象反射时，反射光的一个部分进入光接收元件32并且被光接收元件32检测到。
[0071]在该实施例中，三个光发射元件10AU0B和1C被设定为在预先设定的光发射定时(例如，200 [msec]的光发射周期)以时分方式发射光。另外，优选的是该三个光发射元件10AU0B和1C并不同时地发射光而是相互间带有例如在I [msec]的范围内的时间位移地顺序地发射光从而避免光的干涉。
[0072]图6是示出当检测非触摸运动时在接近传感器19中由光接收元件32检测的检测信号的定时图表。纵坐标标注每一个检测信号的幅值并且横坐标标注时间。图6的(A)示出其中待检测对象从接近传感器19底部移动到顶部的情形。
[0073]首先，当待检测对象从图1所示接近传感器19底部移动到顶部时，光接收元件32检测源自从分别的光发射元件1A和1B发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号I和2。检测信号1、2和3对应于从光发射元件10AU0B和1C发射的光的次序，即，(发射I)、(发射2)和(发射3)的次序。此外，检测信号1、2和3是基于通过光接收元件32的光电转换产生的电能由内置于光接收元件32的驱动器电路产生并且输出的信号。
[0074]如在图6的㈧中所示，检测信号I和2被以每一个前述光发射周期输出，只要当待检测对象被定位成阻挡光发射元件1A和1B上方的一个部分时(在图1纸张的表面方向，这同样能够应用于以下说明)，来自光发射元件1A和1B的光由待检测对象反射。
[0075]当待检测对象在光发射元件1A和1B上方经过并且到达待检测对象在此处阻挡光发射元件1C的位置时，光接收元件32检测到源自从光发射元件1C发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号3。
[0076]内置于光接收元件32的驱动器电路能够基于检测信号1、2和3的这种输出模式(接收光模式)确定待检测对象已经从图1所示接近传感器19底部移动到顶部。
[0077]图6的(B)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器19顶部移动到底部的情形。以相同的方式，当待检测对象从图1所示接近传感器19底部移动到顶部时，光接收元件32检测源自从光发射元件1C发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号3。
[0078]如在图6的⑶中所示，检测信号3被以前述光发射周期输出，只要当待检测对象被定位成阻挡光发射兀件1C上方的一个部分时,来自光发射兀件1C的光由待检测对象反射。
[0079]当待检测对象在光发射元件1C上方经过并且到达待检测对象在此处阻挡光发射元件1A和1B的位置时，光接收元件32检测源自从光发射元件1A和1B发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号I和2。
[0080]内置于光接收元件32的驱动器电路能够基于检测信号1、2和3的这种输出模式(接收光模式)确定待检测对象已经从图1所示接近传感器19顶部移动到底部。
[0081]以相同的方式，不仅当待检测对象竖直地移动时而且还当待检测对象水平地移动时，能够基于检测信号1、2和3的输出模式(接收光模式)确定待检测对象的移动方向(见图7)。图7是示出当检测非触摸运动时在接近传感器中由光接收元件检测的检测信号的定时图表。图7的(A)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器右部移动到左部的情形。图7的(B)示出其中待检测对象从图1所示接近传感器左部移动到右部的情形。
[0082]当待检测对象从图1所示接近传感器19右部移动到左部时，光接收元件32检测源自从分别的光发射元件1B和1C发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号2和3。
[0083]如在图7的㈧中所示，检测信号2和3被以每一个前述光发射周期输出，只要当待检测对象被定位成阻挡光发射元件1B和1C上方的一个部分时，来自光发射元件1B和1C的光由待检测对象反射。
[0084]当待检测对象在光发射元件1B和1C上方经过并且到达待检测对象在此处阻挡光发射元件1A的位置时，光接收元件32检测源自从光发射元件1A发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号I。
[0085]内置于光接收元件32的驱动器电路能够基于检测信号1、2和3的这种输出模式(接收光模式)确定待检测对象已经从图1所示接近传感器19右部移动到左部。
[0086]此外，当待检测对象从图1所示接近传感器19左部移动到右部时，光接收元件32检测源自从光发射元件1A发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号
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[0087]如在图7的⑶中所示，检测信号I被以前述光发射周期输出，只要当待检测对象被定位成阻挡光发射元件1A上方的一个部分时，来自光发射元件1A的光由待检测对象反射。
[0088]当待检测对象在光发射元件1A上方经过并且到达待检测对象在此处阻挡光发射元件1B和1C的位置时，光接收元件32检测源自从光发射元件1B和1C发射的光并且由待检测对象反射的反射光，并且输出检测信号2和3。
[0089]内置于光接收元件32的驱动器电路能够基于检测信号1、2和3的这种输出模式(接收光模式)确定待检测对象已经从图1所示接近传感器19左部移动到右部。
[0090]虽然省略了更加详细的说明，但是即使当待检测对象在45°的倾斜方向，例如，从图1所示接近传感器19的左上部到右下部移动时，内置于光接收元件32的驱动器电路仍然能够以相同的方式确定待检测对象的移动方向。
[0091]因为在该实施例中供应到光发射元件10AU0B和1C的驱动电流的值被设定为彼此相等，所以从检测从光发射元件10AU0B和1C发射的光的光接收元件32输出的检测信号具有几乎相同的幅值。
[0092]以此方式，根据第一实施例的接近传感器19，构成接近传感器19的光发射元件10AU0B和1C以及光接收元件32安装在一个三维电路板I上从而接近传感器19能够被封装成一体。相应地，在制造接近传感器19的过程中，在该三个光发射元件之中的位置关系被固定从而该三个光发射元件能够以高精确度定位。因此能够预先调节光发射部分的光发射定时以由此使得板的设计是容易的，并且以高精确度检测待检测对象是可能的。
[0093]另外，因为使用单次激光方法制造三维电路板1，所以获得更高的功能化和厚度与重量的、更加显著的减小是可能的。
[0094]另外，因为该三个光发射元件和该一个光接收元件安装在三维电路板I的凹进部分中，所以能够容易地固定位置关系。
[0095]另外，因为以预定位置关系即这里在矩形的四个角部中置放该三个光发射元件10AU0B和1C以及该一个光接收元件32，所以能够使得配置是紧凑的，并且当检测非触摸运动时，能够使得竖直和水平检测是容易的。此外，可以使用任何预定位置关系，如果那些元件布置在直线中的话。这些元件可以被以期望的方式置放。
[0096](第二实施例)
[0097]第一实施例示出一种能够检测其中诸如手或者手指的待检测对象沿着具有内置于其中的接近传感器的电子装置的显示器的表面移动的非触摸运动的接近传感器。第二实施例示出一种不仅能够检测非触摸运动而且还能够检测从具有内置于其中的接近传感器的电子装置的显示器的表面在竖直方向(Z轴方向)到待检测对象的距离的接近传感器。
[0098]图8是示出根据第二实施例的接近传感器19A中的光发射元件10A、10B和1C以及光接收元件32的布局的视图。根据第二实施例的接近传感器19A具有与根据第一实施例的接近传感器19几乎相同的配置。因此，相应地参考与在第一实施例中的那些相同的构成元件。
[0099]在根据第二实施例的接近传感器19A中，从该三个光发射元件10A、1B和1C发射的近红外线的光量(强度)是相互间不同的。即，光发射元件10AU0B和1C的光发射量分别地是“弱”、“强”和“中间”光发射量。
[0100]相应地，从光发射元件1B发射的近红外线具有最远可达距离(长距离),从光发射元件1C发射的近红外线具有中间可达距离，并且从光发射元件1A发射的近红外线仅仅具有短的可达距离。在该实施例中，根据供应到光发射元件10A、10B、10C的驱动电流的幅值而使得从每一个光发射元件10A、10B、10C发射的光的光量是可变的。
[0101]图9是示出相对于距待检测对象的距离光接收元件32的检测信号的改变的曲线图。图9的(A)是示出光接收元件32的检测信号的一个示例的曲线图。当待检测对象处于近(短)距离时，光接收元件32接收来自所有的光发射元件10AU0B和1C的反射的光，并且输出所有的检测信号1、2和3。另外，当待检测对象处于中间距离时，光接收元件32接收来自从光发射元件1B和1C的反射的光，并且输出检测信号2和3。此外，当待检测对象处于长距离时，光接收元件32接收仅来自光发射元件1B的反射的光，并且输出检测信号2。
[0102]图9的(B)是示出光接收元件32的检测信号的另一个示例的曲线图。如在图9的(B)中所示，光接收元件32可以基于由于基于来自分别的光发射元件的反射的光的光量的光电转换产生的电能，输出检测信号的和值。
[0103]具体地，当待检测对象是近的(处于短距离)时，光接收元件32接收来自所有的光发射元件10A、10B和1C的反射的光，并且输出对应于图9的㈧所示所有的检测信号
1、2和3的和值的检测信号。另外，当待检测对象稍微地远(处于中间距离)时，光接收元件32接收来自从光发射元件1B和1C的反射的光，并且输出对应于图9的(A)所示检测信号2和3的和值的检测信号。此外，当待检测对象是远的(处于长距离)时，光接收元件32接收来自从光发射元件1B的反射的光，并且输出对应于图9的(A)所示检测信号2的检测信号。
[0104]光接收元件32基于检测信号的多个预定阈值S1、S2和S3和对应于反射光的检测信号的信号值确定距待检测对象的距离是短距离、中间距离还是长距离。具体地，当检测信号的信号值不低于阈值SI但是低于阈值S2时，光接收元件32确定距待检测对象的距离是长距离。以相同的方式，当检测信号的信号值不低于阈值S2但是低于阈值S3时，光接收元件32确定距待检测对象的距离是中间距离。此外，当检测信号的信号值不低于阈值S3时，光接收元件32确定距待检测对象的距离是短距离。
[0105]此外，当反射光的量不高于考虑到诸如来自外界的光的噪声而设定的阈值SI时，光接收元件32被驱动器电路设定为不输出任何检测信号。
[0106]以此方式，根据第二实施例的接近传感器19A，它不仅能够检测待检测对象的非触摸运动，而且在垂直于接近传感器19A的上表面的方向(Z轴方向)检测距待检测对象的距离也是可能的。相应地，不必要提供另一个传感器以便检测在Z轴方向的距离，但是能够防止部件的数目增加。
[0107]虽然在该实施例中在它们的横向方向和它们的纵向方向之间以90°的角度垂直地置放光发射元件10AU0B和10C，但是在平面内在光发射元件之中的位置关系不受特别地受到限制，以便仅检测距离，而是可以以期望的方式置放光发射元件。
[0108]另外，根据该实施例，确定了包括长距离、中间距离和短距离的该三个距离。然而，当为光接收信号的检测信号的信号水平(接收光量)设定多个阈值时，能够确定在更窄间隔处的距离。例如，当为具有“强”光发射量的光发射元件1B的检测信号的信号水平设定多个阈值时，长距离能够被分类成两个或者更多距离。这同样能够应用于中间距离和短距离。
[0109](第三实施例)
[0110]在根据第一实施例的接近传感器中，将被安装光发射元件的、在三维电路板中的每一个凹进部分的壁端面形成为锥形形状。在根据第三实施例的接近传感器中，将被安装多个光发射元件的、在三维电路板中的多个凹进部分的每一个的壁端面分别地形成为相对于相应的光发射元件向外侧倾斜从而能够防止从光发射元件发射的光直接地被光接收元件接收。即，三维电路板中的每一个凹进部分的开口部分变形。
[0111]图10是示出在根据第三实施例的接近传感器19B中将被分别地安装多个光发射元件10AU0B和1C的三维电路板I中的多个凹进部分的形状和从分别的光发射元件10A、1B和1C发射的光的发射方向的视图。图10的(A)是接近传感器19B的平面视图。图10的⑶是从图10的⑷中的箭头线C-C的方向截取的截面视图。除了三维电路板I中的每一个凹进部分的壁端面的形状之外，根据第三实施例的接近传感器19B具有与根据第一实施例的接近传感器19相同的配置。
[0112]在树脂板5中形成的凹进部分5aA、凹进部分5aB和凹进部分5aC被形成为具有接近抛物形表面的表面，由此分别地从位于抛物形表面的聚焦位置中的光发射元件10AU0B和1C发射的光能够被反射成平行光。优选的是每一个抛物形表面具有例如抛物形形状，由此来自相应的光发射元件的光能够被形成为平行光。在该实施例中，凹进部分5aA和凹进部分5aB的中央轴线分别地相对于垂直于树脂板5的表面的Z轴向横向外侧(图10的(A)中的左侧和右侧)以大约30°的角度倾斜。另外，虽然未在图10的(B)中示意，但是凹进部分5aC的中央轴线相对于Z轴向纵向外侧(在图10的(A)中向上)以大约30°的角度倾斜。
[0113]以此方式，每一个凹进部分5aA、5aB、5aC具有朝向外侧变形的开口部分。相应地，从光发射元件10AU0B和1C发射的光能够向外侧漫射而不相互干涉并且进入待检测对象。因此，接近传感器19B能够抑制光的干涉并且防止待检测对象的错误检测。
[0114]凹进部分5aA、凹进部分5aB和凹进部分5aC的中央轴线如在图10的(C)中所示可以分别地朝向外侧和角部(在图10的(C)中左上、左下和右下)倾斜。结果，接近传感器19B能够使得光发射元件10AU0B和1C不相互干涉地发射光。
[0115]以此方式，根据第三实施例的接近传感器19B，从多个光发射元件发射的光的干涉受到抑制从而有可能正确地识别由待检测对象反射的反射光是来自于哪一个光发射元件。
[0116](第四实施例)
[0117]根据第一到第三实施例的每一个接近传感器示出其中光发射元件的数目是三个的情形。然而，如果光发射元件的数目是三个或者更多则将同样适合。可以以期望的方式设定光发射元件的数目。第四实施例示出其中光接收元件置放在板的中心处，并且四个光发射元件围绕光接收元件置放的接近传感器。
[0118]图11是示出根据第四实施例的接近传感器29A中的光发射元件和光接收元件的布局的视图。图11的(A)是接近传感器29A的平面视图。在图11的(A)所示接近传感器29八中，每一个凹进部分25么、258、25(:、2^)的壁表面朝向横向(图1l(A)的中左或者右)或者纵向(图11的㈧中上或者下)外侧形成。
[0119]在另一方面，在图11的(B)所示接近传感器29B中，凹进部分35A、35B、35C和35D的壁表面分别地朝向外侧和角部(图11的⑶中左、下、右和上)形成。图11的⑶是根据第四实施例的修改的接近传感器29B的平面视图。
[0120]根据第四实施例的接近传感器29A，在非触摸运动的检测期间，当待检测对象从相对于横向方向或者纵向方向以45°的角度倾斜的方向移动时，由光接收元件32检测的检测信号的输出模式被固定。因此，增强关于上/下方向、左/右方向、右倾斜45°方向和左倾斜45°方向的检测能力，即，关于四个方向的检测能力是可能的。另外，三维电路板I中的凹进部分的壁端面相对于彼此朝向外侧倾斜，从而从四个光发射元件发射的光的混合能够受到抑制。
[0121]虽然已经以上参考附图描述了各种实施例，但是当然本发明不限于这些实施例。对于本领域技术人员而言明显的是，能够在权利要求范围所述范畴内设想各种改变示例或者修改示例。显然，应该理解那些示例也属于本发明的技术范围。
[0122]例如，虽然前述实施例示出其中通过单次激光方法制造三维电路板的情形，但是制造方法不限于此。其中为了进行制造执行两次注塑成形的两次方法可以被用作用于制造三维电路板的方法。可替代地，可以使用其中沿着电路图案辐射激光并且仅仅在被激光照射的部分中沉积电镀金属以由此形成电路的LDS(激光直接成型)方法。
[0123]本申请基于在2012年I月13日提交的日本专利申请(日本专利申请N0.2012-005554)，其内容在此通过引用而被并入。
[0124]工业实用性
[0125]本发明对于提供一种用于检测待检测对象的接近传感器而言是有用的，其中光发射部分的光发射定时被预先调节从而能够使得板的设计是容易的并且能够以高精确度检测待检测对象。
[0126]附图标记的说明
[0127]1:三维电路板
[0128]5:板
[0129]5a、5aA、5aB、5aC、5aD、25A、25B、25C、25D:凹进部分
[0130]5b:底端面
[0131]5c:壁端面
[0132]7: Cu 薄膜
[0133]8:轮廓
[0134]9b: Cu 镀层
[0135]10A、10B、10C:光发射元件
[0136]14:Ni 镀层
[0137]16:Au 镀层
[0138]17:结合剂
[0139]19、19A、19B、29A、29B:接近传感器
[0140]32:光接收元件
【权利要求】
1.一种用于检测待检测对象的接近传感器，包括: 板； 至少三个光发射部分，所述至少三个光发射部分被安装在所述板的表面上从而并非所有的光发射部分被布置在直线上，并且所述至少三个光发射部分发射光；以及 光接收部分，所述光接收部分被安装在所述板的表面上从而与三个光发射部分具有预定的位置关系，并且接收源自从光发射部分发射的光并且由所述待检测对象反射的反射光。
2.根据权利要求1所述的接近传感器， 其中所述板是通过单次激光方法制造的三维电路板。
3.根据权利要求1或者2所述的接近传感器， 其中所述至少三个光发射部分和所述光接收部分被分别地安装在在所述板的表面中形成的凹进部分中。
4.根据权利要求1到3中任何一项所述的接近传感器， 其中所述光接收部分基于源自从所述至少三个光发射部分发射的光并且由所述待检测对象反射的反射光的接收光模式，检测所述待检测对象的移动。
5.根据权利要求1到4中任何一项所述的接近传感器， 其中从所述至少三个光发射部分发射的光的光发射量是相互间不同的，并且其中所述光接收部分基于所述反射光的光发射量，检测在垂直于所述表面的方向距所述待检测对象的距离。
6.根据权利要求3所述的接近传感器， 其中在其中安装所述至少三个光发射部分的所述凹进部分的每一个具有相对于所述光接收部分朝向外侧变形的开口部分，从而从光发射部分发射的光被朝向外侧引导。
7.根据权利要求1到6中任何一项所述的接近传感器， 其中所述光接收部分和三个光发射部分在所述板的表面上被置放在矩形的四个角部中。
8.根据权利要求1到6中任何一项所述的接近传感器， 其中所述光接收部分被置放在所述板的表面的中心处，并且四个光发射部分围绕所述光接收部分被置放。
【文档编号】H01L23/12GK104054008SQ201380005307
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年1月11日 优先权日:2012年1月13日
【发明者】森田阳介 申请人:松下电器产业株式会社