JP6753653B2 - 近接センサ及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子と受光素子により被検出物を非接触で検知する近接センサ及びそれを用いた電子機器に関する。

物体の有無の検出、被検出物までの距離の検出等のために、近接センサが用いられている。近接センサは、発光素子及び受光素子を有する。発光素子により被検出物に光が照射され、被検出物からの反射光が受光素子により受光される。近接センサの発光素子としては発光ダイオード（ＬＥＤ）が一般的に用いられている。多くの近接センサにおいては、発光ダイオードの拡散光によるクロストークを低減するパッケージ構造が採用されている。

特許文献１に記載されたフォトリフレクタ装置においては、透光性の樹脂により個別に封止された発光素子及び受光素子がさらに遮光樹脂により封止され光学的に分離されている。それにより、クロストークが低減される。

特許文献２に記載された近接センサにおいては、光学的に不透明な金属の筐体により発光体と光検出器との間が光学的に分離されている。また、発光素子の上方に設けられたレンズにより拡散された光が集光される。それらにより、クロストークが低減される。

特許文献３には、発光素子としてＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を用いた近接センサが開示されている。近接センサにおいては、ＶＣＳＥＬ及び受光素子が基板上に設けられている。

特許文献４には、発光素子及び受光素子を用いた光学式測定装置が開示されている。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、特許文献４に開示された従来の光学式測定装置の一例を示す断面図及び平面図である。図１４に示される光学式測定装置１００においては、透光性樹脂により個別に封止された発光素子１０１及び受光素子１０２がさらに遮光樹脂１０３により封止され光学的に分離されている。また、２つのレンズ１０４間は遮光壁１０６で光学的に分離されている。そのため、発光素子１０１から出射した光が、レンズ１０４又はケース１０５の内壁により反射して直接受光素子１０２に入射することを防止する。また、ケース１０５の内部には、レンズ間距離制御部１０７が設けられている。さらに、受光素子１０２の内部に温度センサ１０８が設けられている。

特開２００７―２０１３６０号公報 特開２０１１―１８０１２１号公報 米国特許出願公開２０１５／００８３９００Ａ１号公報 特開２０１２―３７２７６号公報

上記の特許文献１に記載されたフォトリフレクタ装置においては、発光素子と受光素子とを光学的に分離するために発光素子と受光素子との間に遮光樹脂が形成されるため、構造が複雑化し、大型化する。

また、上記の特許文献２に記載された近接センサにおいては、発光体と光検出器とを光学的に分離するために、発光体と光検出器との間に光学的に不透明な金属で壁が形成されかつ球面レンズが設けられるため、構造が複雑化し、大型化する。

さらに、特許文献３に記載された近接センサにおいては、ＶＣＳＥＬ及び受光素子を光透過性樹脂により保護するための具体的な構成が設けられていない。

特許文献４に開示されかつ図１４に示された光学式測定装置１００においては、発光素子１０１と受光素子１０２とを光学的に分離するために発光素子１０１と受光素子１０２との間に遮光樹脂１０３が形成される。また、レンズ１０４が２つ設けられ、２つのレンズ１０４間は遮光壁１０６が形成されている。そのため、構造が複雑化し、大型化する。

本発明は、簡単な構造でクロストークを低減しつつ、小型化が可能な近接センサ及びそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る近接センサは、支持基板と、面発光レーザと、受光部と、樹脂体とを備える。支持基板は、面発光レーザ及び受光部が配置される主面及び、裏面を有し、面発光レーザは、支持基板の裏面から遠ざかる方向に光を出射するように主面に設けられる。樹脂体は、面発光レーザからの出射光を透過する光透過性樹脂からなり、面発光レーザと受光部とを一体的に覆うように支持基板の主面上に設けられ、樹脂体のうち面発光レーザと受光部との間の部分は、他の部分と同一の光透過性樹脂により形成される。受光部は、面発光レーザからの出射光が被検出物で反射され、その反射光が入射する位置に設けられる。

面発光レーザは、発光ダイオードに比べ光の直進性が高く、光がほとんど拡散しない。そのため、クロストークが低減される。また、面発光レーザと受光部との間に遮光樹脂又は金属で遮光壁を形成する必要がなく、同一の透光性樹脂体で面発光レーザと受光部とを一体的に覆うだけでよい。したがって、近接センサの構造が単純になり、かつ、低コスト化が可能となる。また、面発光レーザと受光部との間に遮光壁を形成する必要がないため、面発光レーザと受光部とを近づけることができる。その結果、近接センサの小型化が可能となる。

面発光レーザからの出射光は、一定の広がり角を有し、第１の方向の中心光と、第１の方向から受光部側に傾斜する第２の方向の傾斜光とを含んでもよい。樹脂体の外面には、傾斜面が形成され、傾斜面は、面発光レーザからの出射光のうち第２の方向の傾斜光を第２の方向よりも第１の方向に近い方向に屈折させるように形成されてもよい。受光部は、傾斜面により屈折された第２の方向の傾斜光が被検出物で反射され、その反射光が入射する位置に設けられてもよい。

樹脂体の外面に傾斜面を設けることにより、面発光レーザから出射される光の方向を適切な方向に制御することができる。これにより、クロストークを容易に低減することができる。また、傾斜面を設けることにより、面発光レーザと受光部とをさらに近づけることができる。その結果、近接センサの小型化及び低コスト化が可能となる。

樹脂体の外面に切欠部が形成されてもよく、切欠部は、傾斜面を有してもよい。

切欠部の断面形状は、逆三角形状、逆台形状又は円弧形状であってもよい。

樹脂体の外面に凸部が形成されてもよく、凸部は、傾斜面を有してもよい

凸部の断面形状は、三角形状、台形状又は円弧形状であってもよい。

樹脂体の外面に段差部が形成されてもよく、段差部は、傾斜面を有してもよい。

面発光レーザは、垂直共振器面発光レーザであってもよい。

面発光レーザは、外部共振器型面発光レーザであってもよい。

また、本発明に係る電子機器は、上記の近接センサを用いたものである。

この電子機器には、上記の近接センサが用いられているため、小型化が可能で、製造が容易になる。

上記の電子機器は、例えば、携帯電話又はデジタルカメラである。

本発明に係る電子機器は、近接センサを収容する筐体を備え、筐体は窓部を有し、面発光レーザにより出射された光が窓部を通して被検出物に到達し、被検出物からの反射光が窓部を通して受光部に入射するように近接センサが配置される。

この場合、発光部と受光部とが共通の窓部を通して、被検出物に光を出射し、かつ、被検出物からの光を受光することができる。そのため、窓部の小型化及び低コスト化が可能となる。

本発明によれば、簡単な構造でクロストークを低減しつつ、近接センサの小型化が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る近接センサの模式図を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る近接センサを用いた電子機器の一部分を示す模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る近接センサの窓部の他の例を示す模式的平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る近接センサの窓部のさらに他の例を示す模式的平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る近接センサの模式図を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る近接センサを用いた電子機器の一部分を示す模式的断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る近接センサの切欠部の他の例を示す模式的斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る近接センサの切欠部のさらに他の例を示す模式的斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る近接センサの切欠部のさらに他の例を示す模式的斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る近接センサの模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る近接センサを用いた電子機器の一部分を示す模式的断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る近接センサの凸部の他の例を示す模式的斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る近接センサの凸部のさらに他の例を示す模式的斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る近接センサの凸部のさらに他の例を示す模式的斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る近接センサの模式的斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係る近接センサの模式的斜視図である。 従来の光学式測定装置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る近接センサ及びそれを用いた電子機器について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る近接センサ４０の構成を示す模式的平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線における模式的断面図である。

第１の実施の形態に係る近接センサ４０は、発光部であるＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ；垂直共振器面発光レーザ）１０、受光部１１、支持基板１３及び、樹脂体１４から構成される。支持基板１３は、主面１３ａ及び裏面１３ｂを有する。ＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１は、支持基板１３の主面１３ａ上に形成され、一体的に同じ樹脂体１４により封止される。

ＶＣＳＥＬ１０は、光の共振方向がＶＣＳＥＬ１０の基板面に対して垂直であるため、ＶＣＳＥＬ１０の基板面に対して略垂直に光を出射する。第一の実施の形態では、ＶＣＳＥＬ１０は、支持基板１３の裏面１３ｂから遠ざかる方向かつ支持基板１３にほぼ垂直な方向に光を出射するように支持基板１３の主面１３ａ上に設けられる。ＶＣＳＥＬ１０からの出射光は、一定の広がり角を有し、支持基板１３に対して、垂直方向の中心光３１と、垂直方向の中心光３１から受光部１１側に傾斜する傾斜光３０と、垂直方向の中心光３１から受光部１１から遠ざかる方向に傾斜する傾斜光とを含む。ＶＣＳＥＬ１０から出射される光は、ＶＣＳＥＬ１０の基板面に垂直な方向に対し５度〜２０度広がる。ＶＣＳＥＬ１０から出射される光の波長は、例えば、６５０ｎｍ〜１３００ｎｍの範囲にある。

受光部１１は、受光素子１２及び信号処理回路（図示せず。）を含む。受光素子１２としては、例えば、フォトダイオードが用いられる。信号処理回路には、Ａ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）等が含まれる。受光素子１２は、受光部１１の上面に露出するように設けられる。受光部１１は、上面が支持基板１３の主面１３ａと平行になるように、支持基板１３の主面１３ａ上に配置される。受光素子１２は、光が入射すると、受光素子１２から光の強度に応じたアナログ信号が出力される。受光素子１２は、ＶＣＳＥＬ１０から出射される光の波長に対して大きな受光感度を有する。

支持基板１３は、リジッド基板又はフレキシブル基板である。リジッド基板の材料としては、例えば、ガラスエポキシ等の硬質樹脂又はセラミックが用いられる。フレキシブル基板の材料としては、ポリイミド等の軟質材料が用いられる。第１の実施の形態では、支持基板１３は、矩形形状を有する。

ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１とは、間隔をおいて支持基板１３の主面１３ａ上に配置される。第１の実施の形態では、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１とを結ぶ線と、支持基板１３の長辺とが略平行に配列される。

樹脂体１４は、ＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１を水分、大気、汚染、衝撃等から保護するために設けられる。樹脂体１４のうち、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１との間の部分は、他の部分と同一の樹脂により形成される。樹脂体１４の材料としては、ＶＣＳＥＬ１０から出射された光を透過する光透過性樹脂が用いられる。光透過性樹脂としては、例えば、透明又は半透明な樹脂が用いられる。透明又は半透明な樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型又はビスフェノールＳ型がある。

ＶＣＳＥＬ１０は、ＶＣＳＥＬの代わりにＶＥＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ；外部共振器型垂直面発光レーザ）が用いられてもよい。この場合、樹脂体１４において、ＶＥＣＳＥＬからの光が通過する位置に外部反射鏡が形成される。

図２（ａ）は、図１の近接センサ４０を用いた電子機器５０の一部分を示す模式的平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線における模式的断面図である。

電子機器５０は、筐体２０及び図１の近接センサ４０を有する。筐体２０には、窓部２１が設けられている。ＶＣＳＥＬ１０は、筐体２０に向かって光を出射する。電子機器５０は、例えば、携帯電話又はデジタルカメラである。

筐体２０には、例えば、タッチパネル（図示せず）が設けられる。近接センサ４０の受光素子１２からの出力信号により、タッチパネルの一部の動作が制御される。

第１の実施の形態では、窓部２１は、円形の平面形状を有する。窓部２１の材料としては、ＶＣＳＥＬ１０から出射された光を透過する光透過性樹脂材料が用いられる。光透過性樹脂としては、例えば、透明又は半透明な樹脂が用いられる。透明又は半透明な材料としては、ガラス、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、等が用いられる。

近接センサ４０では、筐体２０の内部でＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１の一部が窓部２１に対向するように設けられる。ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０は、窓部２１と空気との界面で反射され、反射光３４及び反射光３５が近接センサ４０に入射する。筐体２０と近接センサ４０の距離は、反射光３４及び反射光３５が受光素子１２に入射しないように設定される。

ＶＣＳＥＬ１０は、一定の時間間隔で光を出射するように駆動される。ＶＣＳＥＬ１０から出射された中心光３１は、窓部２１を通して筐体２０の外部に出射される。傾斜光３２は、筐体２０の内面で受光部１１から離れる方向に反射される。傾斜光３０は、筐体２０の窓部２１を通して筐体２０の外部に出射される。筐体２０の外部における窓部２１の付近に被検出物２２が存在する場合、傾斜光３０は、被検出物２２で反射される。被検出物２２からの反射光３３が筐体２０の窓部２１を通して受光部１１の受光素子１２に入射する。受光素子１２は、入射した光の強度に応じたアナログ信号を出力する。受光素子１２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換される。デジタル値に基づいて被検出物２２が検出される。

被検出物２２が窓部２１から離れると、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０は、筐体２０の窓部２１を通して筐体２０の外部に直進する。それにより、受光素子１２への反射光３３の入射がなくなり、被検出物２２の検出状態が解除される。

太陽、蛍光灯等からの光が受光素子１２に入射した場合には、受光素子１２の出力信号にノイズが生じる。ＶＣＳＥＬ１０が光を出射しているときの受光素子１２の出力信号からＶＣＳＥＬ１０が光を出射していないときの受光素子１２の出力信号を減算することにより、ノイズが除去される。

ＶＣＳＥＬ１０は、発光ダイオードに比べ光の直進性が高く、光がほとんど拡散しない。そのため、クロストークを低減することができる。また、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１との間に遮光樹脂又は金属で遮光壁を形成する必要がなく、同一の光透過性樹脂でＶＣＳＥＬ１０と受光部１１とを一体的に覆うだけでよい。したがって、近接センサ４０の構造が単純になり、かつ、低コスト化が可能となる。また、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１との間に遮光壁を形成する必要がないため、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１とを近づけることができる。その結果、近接センサ４０の小型化が可能となる。さらに、窓部２１と空気との界面からの反射光３４及び３５は、受光素子１２には入射しない。すなわち、クロストークが生じない。

従来の近接センサを用いた電子機器は、発光素子から出射される光が通過する窓部と、被検出物からの反射光が通過する別の窓部とを有する。これに対して、第１の実施の形態では、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０と被検出物２２からの反射光３３が１つの窓部２１を共有することができる。従来の電子機器では、２つの窓部のうち一方の窓部の端部から他方の窓部の端部までの距離は、２〜３ｍｍが一般的である。これに対して、第１の実施の形態によると、電子機器５０の窓部２１の直径は、１〜２ｍｍに抑えることができる。これらの結果、窓部２１の小型化及び低コスト化が可能となる。

一般的に、電子機器の製造時において、近接センサと窓部との間の距離にはばらつきが存在する。従来の近接センサでは、発光素子からの光が拡散するため、窓部と空気との界面からの反射光が受光素子に入射しないように近接センサと窓部との間の距離を厳密に調整する必要がある。これに対して、第１の実施の形態に係る近接センサ４０によると、ＶＣＳＥＬ１０から直進性の高い光が出射されるので、近接センサ４０と窓部２１との距離にばらつきがあっても、窓部２１と空気との界面からの反射光３４及び反射光３５は、ＶＣＳＥＬ１０と受光素子１２との間に入射する。したがって、第１の実施の形態に係る電子機器５０の製造時には、近接センサ４０と窓部２１との距離のばらつき調整の負担を軽減することができる。

電子機器５０が携帯電話又はデジタルカメラの場合、被検出物２２は、例えば、使用者の顔である。近接センサ４０による被検出物２２の検出範囲は、例えば、窓部２１から５ｃｍ以内である。

携帯電話においては、通話中に被検出物２２が検出されると、携帯電話のタッチパネルの画面の表示がオフするとともに、タッチパネルの機能がオフする。一方、窓部２１から被検出物２２が離れると、近接センサ４０により被検出物２２が検出されなくなる。この場合、タッチパネルの表示がオンするとともに、タッチパネルの機能がオンする。

このように、携帯電話を使用する場合、通話時に使用者の顔の一部がタッチパネルに接触し、通話が終了する等の誤動作を防ぐことができる。また、通話中にタッチパネルの表示がオフするため、消費電力が低減され、経済的である。

デジタルカメラにおいては、被写体の撮影の際に、被検出物２２が検出されると、デジタルカメラのタッチパネルの画面の表示がオフするとともに、タッチパネルの機能がオフする。一方、窓部２１から被検出物２２が離れると、近接センサ４０により被検出物２２が検出されなくなる。この場合、タッチパネルの表示がオンするとともに、タッチパネルの機能がオンする。

このように、デジタルカメラを使用する場合、被写体の撮影時に使用者の顔の一部がタッチパネルに接触し、誤動作することを防ぐことができる。また、被写体の撮影中にタッチパネルの表示がオフするため、消費電力が低減され、経済的である。

図３は、図１の近接センサ４０を用いた電子機器５０の窓部２１の他の例を示す模式的平面図である。図３の例では、窓部２１ａは、長方形状を有する。この場合、窓部２１ａの面積を円形の平面形状の窓部２１に対して小さくすることができる。なお、図３には、図２に示したＶＣＳＥＬ１０、受光部１１、受光素子１２、樹脂体１４及び筐体２０を示している。

図４は、図１の近接センサ４０を用いた電子機器５０の窓部２１のさらに他の例を示す模式的平面図である。図４の例では、窓部２１ｂは、楕円形状を有する。この場合、窓部２１ｂの面積を円形の平面形状の窓部２１に対して小さくすることができる。なお、図４には、図２に示したＶＣＳＥＬ１０、受光部１１、受光素子１２、樹脂体１４及び筐体２０を示している。

窓部２１の形状は、上記の例に限定されない。ＶＣＳＥＬ１０から出射される光及び被検出物２２からの反射光が通過可能であれば多角形状、半円形状等の他の任意の形状であってもよい。

この場合、窓部２１のデザインの多様化が可能となる。

（第２の実施の形態）
図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る近接センサの構成を示す模式的斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線における模式的断面図である。第２の実施の形態に係る近接センサが本発明の第１の実施の形態の近接センサと異なるのは以下の点である。

図５に示すように、樹脂体１４の外面のうちＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が通過する位置に切欠部１５が設けられている。図５の例では、切欠部１５の断面形状は、逆三角形状である。切欠部１５は、支持基板１３の主面１３ａに対して、傾斜した一対の傾斜面１５０及び１５１を有する。傾斜面１５０及び１５１は、ＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に延びるように形成される。傾斜面１５０及び１５１のうち一方の傾斜面１５１は、ＶＣＳＥＬ１０から出射光された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させるように形成される。樹脂体１４及び切欠部１５は、例えば、金型により同時に成形される。なお、切欠部１５は、切削加工又はエッチングで成形されてもよい。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る近接センサ４１を用いた電子機器５１の一部分を示す模式的断面図である。

電子機器５１は、筐体２０及び近接センサ４１を有する。筐体２０には、窓部２１が設けられている。電子機器５１は、例えば、携帯電話又はデジタルカメラである。

ＶＣＳＥＬ１０は、一定の時間間隔で光を出射するように駆動される。ＶＣＳＥＬ１０から出射された中心光３１は、窓部２１を通して筐体２０の外部に出射される。傾斜光３２は、筐体２０の内面で受光部１１から離れる方向に反射される。傾斜光３０は、切欠部１５の傾斜面１５１で屈折され、筐体２０の窓部２１を通して筐体２０の外部に出射される。筐体２０の外部における窓部２１の付近に被検出物２２が存在する場合、傾斜光３０は、被検出物２２で反射される。被検出物２２からの反射光３３が筐体２０の窓部２１を通して受光部１１の受光素子１２に入射する。受光素子１２は、入射した光の強度に応じたアナログ信号を出力する。受光素子１２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換される。デジタル値に基づいて被検出物２２が検出される。

被検出物２２が窓部２１から離れると、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０は、切欠部１５の傾斜面１５１で屈折され、筐体２０の窓部２１を通して筐体２０の外部に直進する。それにより、受光素子１２への反射光３３の入射がなくなり、被検出物２２の検出状態が解除される。

第２の実施の形態に係る近接センサ４１においては、切欠部１５の傾斜面１５１によりＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０の方向を適切な方向に制御することができる。これにより、クロストークを容易に低減することができる。また、切欠部１５を設けることにより、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１とをさらに近づけることができる。その結果、近接センサ４１及び窓部２１の小型化及び低コスト化が可能となる。さらに、樹脂体１４及び切欠部１５を金型により同時に一体成形することで、製造工程の増加が抑えられる。

図７は、図５の近接センサ４１の切欠部１５の他の例を示す模式的斜視図である。図７の例では、切欠部１５aは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。切欠部１５ａの断面形状は、逆三角形状である。切欠部１５ａは、一対の傾斜面１５０及び１５１を有する。

図８は、図５の近接センサ４１の切欠部１５のさらに他の例を示す模式的斜視図である。図８の例では、切欠部１５ｂは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。切欠部１５ｂの断面形状は、逆台形形状である。切欠部１５ｂは、一対の傾斜面１５０及び１５１を有する。

図９は、図５の近接センサ４１の切欠部１５のさらに他の例を示す模式的斜視図である。図９の例では、切欠部１５ｃは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。切欠部１５ｃの断面形状は、半円形状である。切欠部１５ｃは、一対の傾斜面１５０及び１５１を有する。

図７、図８又は図９に示す切欠部１５ａ、切欠部１５ｂ又は切欠部１５ｃは、金型、切削又はエッチングにより比較的容易に成形することができる。

切欠部１５ａ、切欠部１５ｂ又は切欠部１５ｃの平面形状及び断面形状は、上記の例に限定されない。ＶＣＳＥＬ１０から出射される傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折可能であれば、多角形状、半楕円形状等の他の任意の形状であってもよい。また、切欠部１５ａ、切欠部１５ｂ又は切欠部１５ｃは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される必要はなく、ＶＣＳＥＬ１０から出射される傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折可能であれば、切欠部１５ａ、切欠部１５ｂ又は切欠部１５ｃは、樹脂体１４の両方の側部から内側に一定の距離をおいて、ＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に延びるように形成されてもよい。

（第３の実施の形態）
図１０（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る近接センサの構成を示す模式的平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＤ−Ｄ線における模式的断面図である。第３の実施の形態に係る近接センサが第１の実施の形態の近接センサと異なるのは以下の点である。

図１０に示すように、樹脂体１４の上面に凸部１６が設けられている。図１０の例では、凸部１６の断面形状は、半円形状である。凸部１６は、支持基板１３の主面１３ａに対して、傾斜した一対の傾斜面１６０及び１６１を有する。傾斜面１６０及び１６１は、球面形状を有する。傾斜面１６０及び１６１のうち一方の傾斜面１６１は、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させるように形成される。凸部１６は、樹脂体１４と同じ材料で成形されることが好ましい。しかしながら、凸部１６が樹脂体１４と異なる材料で成形されてもよい。具体的な凸部１６の材料としては、ＶＣＳＥＬ１０から出射された光を透過する光透過性材料が用いられる。光透過性材料としては、透明又は半透明な材料が用いられる。透明又は半透明な材料としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。凸部１６は、例えば、金型により樹脂体１４と一体的に成形される。なお、凸部１６は、ポッティングで成形されてもよい。

凸部１６が樹脂体１４と同じ材料で金型により一体的に成形される場合、製造工程の増加が抑えられる。

図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る近接センサ４２を用いた電子機器５２の一部分を示す模式的断面図である。

電子機器５２は、筐体２０及び近接センサ４２を有する。筐体２０には、窓部２１が設けられている。電子機器５２は、例えば、携帯電話又はデジタルカメラである。

ＶＣＳＥＬ１０は、一定の時間間隔で光を出射するように駆動される。ＶＣＳＥＬ１０から出射された中心光３１は、窓部２１を通して筐体２０の外部に出射される。傾斜光３２は、筐体２０の内面で受光部１１から離れる方向に反射される。傾斜光３０は、凸部１６の傾斜面１６１で屈折され、筐体２０の窓部２１を通して筐体２０の外部に出射される。筐体２０の外部における窓部２１の付近に被検出物２２が存在する場合、傾斜光３０は、被検出物２２で反射される。被検出物２２からの反射光３３が筐体２０の窓部２１を通して受光部１１の受光素子１２に入射する。受光素子１２は、入射した光の強度に応じたアナログ信号を出力する。受光素子１２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換される。デジタル値に基づいて被検出物２２が検出される。

被検出物２２が窓部２１から離れると、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０は、凸部１６の傾斜面１６１で屈折され、筐体２０の窓部２１を通して筐体２０の外部に直進する。それにより、受光素子１２への反射光３３の入射がなくなり、被検出物２２の検出状態が解除される。

第３の実施の形態に係る近接センサ４２においては、凸部１６の傾斜面１６１によりＶＣＳＥＬ１０により出射される傾斜光３０の方向を適切な方向に制御することができる。これにより、クロストークを容易に低減することができる。また、凸部１６を設けることにより、ＶＣＳＥＬ１０と受光部１１とをさらに近づけることができる。その結果、近接センサ４２及び窓部２１の小型化及び低コスト化が可能となる。さらに、樹脂体１４及び凸部１６が金型により一体的に成形される場合、製造工程の増加が抑えられる。

図１２は、図１０の近接センサ４２の凸部１６の他の例を示す模式的斜視図である。図１２の例では、凸部１６aは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。凸部１６ａの断面形状は、半円形状である。凸部１６aは、支持基板１３の主面１３ａに対して、傾斜した一対の傾斜面１６０及び傾斜面１６１を有する。傾斜面１６０及び１６１のうち一方の傾斜面１６１は、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させるように形成される。

図１３は、図１０の近接センサ４２を用いた電子機器５２の凸部１６のさらに他の例を示す模式的斜視図である。図１３の例では、凸部１６ｂは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。凸部１６ｂの断面形状は、逆台形形状である。凸部１６ｂは、支持基板１３の主面１３ａに対して、傾斜した一対の傾斜面１６０及び傾斜面１６１を有する。傾斜面１６０及び１６１のうち一方の傾斜面１６１は、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させるように形成される。

図１４は、図１０の近接センサ４２を用いた電子機器５２の凸部１６のさらに他の例を示す模式的斜視図である。図１４の例では、凸部１６ｃは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。凸部１６ｃの断面形状は、逆台形形状である。凸部１６ｃは、支持基板１３の主面１３ａに対して、傾斜した一対の傾斜面１６０及び傾斜面１６１を有する。傾斜面１６０及び１６１のうち一方の傾斜面１６１は、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させるように形成される。

図１２、図１３又は図１４に示す凸部１６ａ、凸部１６ｂ又は凸部１６ｃの平面形状及び断面形状は、図１２、図１３又は図１４の例に限定されない。ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させることが可能であれば、多角形状、楕円形状等の他の任意の形状であってもよい。また、凸部１６ａ、凸部１６ｂ又は凸部１６ｃは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される必要はなく、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させることが可能であれば、凸部１６ａ、凸部１６ｂ又は凸部１６ｃは、ＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に樹脂体１４の両方の側部から内側に一定の距離をおいて延びるように形成されてもよい。

（第４の実施の形態）
図１５は、本発明の第４の実施の形態に係る近接センサの構成を示す模式的斜視図である。第４の実施の形態に係る近接センサが第１の実施の形態の近接センサと異なるのは以下の点である。

図１５に示すように、樹脂体１４の上面に段差部１７が設けられている。段差部１７は、支持基板１３の主面１３ａに対して傾斜した傾斜面１７ａを有する。傾斜面１７ａは、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。傾斜面１７ａは、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折させるように形成される。傾斜面の断面形状は、直線状又は曲線状である。段差部１７は、樹脂体１４と同じ材料で成形されることが好ましい。しかしながら、段差部１７が樹脂体１４と異なる材料で成形されてもよい。具体的な段差部１７の材料としては、ＶＣＳＥＬ１０から出射された光を透過する光透過性材料が用いられる。光透過性材料としては、透明又は半透明な材料が用いられる。透明又は半透明な材料としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。段差部１７は、例えば、金型により樹脂体１４と一体的に成形される。なお、段差部１７は、切削又はエッチングで成形されてもよい。

段差部１７が樹脂体１４と同じ材料で金型により一体的に成形される場合、製造工程の増加が抑えられる。

（第５の実施の形態）
図１６は、本発明の第５の実施の形態に係る近接センサの構成を示す模式的斜視図である。第５の実施の形態に係る近接センサが第１の実施の形態の近接センサと異なるのは以下の点である。

図１６に示すように、樹脂体１４の上面に半円筒状の凸部１８が設けられ、凸部１８の下方には半円筒状の切欠部１９が設けられる。凸部１８及び切欠部１９は、樹脂体１４の一方の側部から対向する他方の側部まで延びるようにＶＣＳＥＬ１０及び受光部１１が並ぶ方向とほぼ垂直な方向に形成される。凸部１８及び切欠部１９は、ＶＣＳＥＬ１０から出射された傾斜光３０が入射し、傾斜光３０をその方向よりも中心光３１の方向に近い方向に屈折されるように形成される。凸部１８は、樹脂体１４と同じ材料で成形されることが好ましい。しかしながら、凸部１８が樹脂体１４と異なる材料で成形されてもよい。具体的な凸部１８の材料としては、ＶＣＳＥＬ１０から出射された光を透過する光透過性材料が用いられる。光透過性材料としては、透明又は半透明な材料が用いられる。透明又は半透明な材料としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。凸部１８は、例えば、金型により樹脂体１４と一体的に成形される。

凸部１８が樹脂体１４と同じ材料で金型により一体的に成形される場合、製造工程の増加が抑えられる。

（他の実施の形態）
上記第１〜５の実施の形態では、支持基板１３上にＶＣＳＥＬ１０が略水平に配置されているが、支持基板１３上にＶＣＳＥＬ１０を傾斜させた状態で配置してもよい。この場合、ＶＣＳＥＬ１０から出射された中心光３１の反射光を受光素子１２に入射させることできる。それにより、受光強度を高くすることができる。

上記第１〜５の実施の形態では、支持基板１３上に受光部１１が水平に配置されているが、支持基板１３上に受光部１１を傾斜させた状態で配置してもよい。この場合、受光素子１２の受光面に反射光を略垂直に入射させることができる。それにより、受光強度を高くすることができる。

本発明は、被検出物の有無の検出等に利用することができる。また、本発明は、近接センサを用いた種々の電子機器に有効に利用することができる。そのため、本発明は、産業上の利用可能性は高い。

１０ ＶＣＳＥＬ
１１ 受光部
１２ 受光素子
１３ 支持基板
１４ 樹脂体
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１９ 切欠部
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１８ 凸部
１７ 段差部
２０ 筐体
２１，２１ａ，２１ｂ 窓部
２２ 被検出物
３０，３２ 傾斜光
３１ 中心光
３３，３４，３５ 反射光
４０，４１，４２ 近接センサ
５０，５１，５２ 電子機器

Claims (8)

1. 支持基板と、
   面発光レーザと、
   受光部と、
   樹脂体とを備え、
   前記支持基板は、前記面発光レーザ及び前記受光部が配置される主面、及び裏面を有し、
   前記面発光レーザは、前記支持基板の前記裏面から遠ざかる方向に光を出射するように前記主面に設けられ、
   前記樹脂体は、前記面発光レーザからの出射光を透過する光透過性樹脂からなり、前記面発光レーザと前記受光部とを一体的に覆うように前記支持基板の前記主面上に設けられ、前記樹脂体のうち前記面発光レーザと前記受光部との間の部分は、他の部分と同一の前記光透過性樹脂により形成され、
   前記受光部は、前記面発光レーザからの出射光が被検出物で反射され、その反射光が入射する位置に設けられ、
   前記樹脂体の外面に断面形状が半円形状の傾斜面を有する凸部が形成され、前記凸部の下方には半円筒状の切欠部が設けられる、近接センサ。
2. 前記面発光レーザからの出射光は、一定の広がり角を有し、第１の方向の中心光と、前記第１の方向から前記受光部側に傾斜する第２の方向の傾斜光とを含み、
   前記傾斜面は、前記面発光レーザからの出射光のうち前記第２の方向の傾斜光を前記第２の方向よりも前記第１の方向に近い方向に屈折させるように形成され、
   前記受光部は、前記傾斜面により屈折された前記第２の方向の傾斜光が被検出物で反射され、その反射光が入射する位置に設けられる、請求項１に記載の近接センサ。
3. 前記面発光レーザは、垂直共振器面発光レーザである、請求項１又は２に記載の近接センサ。
4. 前記面発光レーザは、外部共振器型面発光レーザである、請求項１又は２に記載の近接センサ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の近接センサを用いた電子機器。
6. 前記電子機器が携帯電話である、請求項５に記載の電子機器。
7. 前記電子機器がデジタルカメラである、請求項５に記載の電子機器。
8. 前記近接センサを収容する筐体を備え、
   前記筐体は窓部を有し、前記面発光レーザにより出射された光が前記窓部を通して前記被検出物に到達し、前記被検出物からの反射光が前記窓部を通して前記受光部に入射するように前記近接センサが配置される、請求項５〜７のいずれか一項に記載の電子機器。