光传感器及电子设备制造技术

光传感器具有：发光部；受光部，其包含多个受光元件；以及多个采样保持电路，其构成为对基于所述多个受光元件各自的输出电流的电压进行采样并保持。所述多个采样保持电路的电路常数分别根据所述发光部与所述多个受光元件各自的距离而不同。各自的距离而不同。各自的距离而不同。

【技术实现步骤摘要】
光传感器及电子设备


[0001]本说明书中公开的专利技术涉及光传感器及电子设备。

技术介绍

[0002]近年来，开发了各种可穿戴设备(例如参照专利文献1)。可穿戴设备的一种有智能手表。
[0003]具有表冠的智能手表例如利用光传感器来检测用户对表冠的操作。光传感器从发光部朝向沿着表冠的旋转轴从表冠延伸的轴照射光，由受光部接收来自轴的反射光。并且，根据光传感器的检测结果，检测用户对表冠的操作。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1：日本特开2021
‑
53255号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]在光传感器中未设置用于降低因光路长度的差而产生的光的衰减量的差的部件的情况下，根据构成受光部的多个受光元件各自与发光部的距离，多个受光元件各自的受光强度大不相同。
[0008]在多个受光元件各自的受光强度大不相同的情况下，需要对光传感器的输出进行信号处理的信号处理部的高动态范围，或者需要进行发光部的发光功率的微调。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本说明书中公开的光传感器具有：发光部；受光部，其包含多个受光元件；以及多个采样保持电路，其构成为对基于所述多个受光元件各自的输出电流的电压进行采样并保持。所述多个采样保持电路的电路常数分别根据所述发光部与所述多个受光元件各自的距离而不同。
[0011]本说明书中公开的电子设备具有：上述结构的光传感器；以及信号处理部，其构成为对所述光传感器的输出进行信号处理。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本说明书中公开的光传感器以及电子设备，不需要对光传感器的输出进行信号处理的信号处理部的高动态范围化以及设置于光传感器内的发光部的发光功率的微调。
附图说明
[0014]图1是智能手表的外观立体图。
[0015]图2是发光部和受光部的示意剖视图。
[0016]图3是发光部和受光部的示意俯视图。
[0017]图4是表示光电二极管的受光强度特性的图表。
[0018]图5是表示采样保持电路、ADC和信号处理电路的图。
Laser：垂直腔面发射激光器)，但发光部4不限于VCSEL。在本实施方式中，作为受光部5使用2维图像传感器，所述2维图像传感器具有沿着X轴方向和与X轴方向正交的Y轴方向呈矩阵状配置的100个(＝10
×
10个)光电二极管PD1，但受光部5并不限定于2维图像传感器。另外，受光部5具有的受光元件的个数也不限定于100个。
[0052]上述的X轴方向以及Y轴方向各自与主体部1的前表面F1的法线方向正交。此外，上述的正交也可以不是严格地正交，也可以包含基于制造偏差等的误差。
[0053]如图2所示，发光部4朝向沿着旋转轴AX1从表冠2延伸的轴SH1照射光，受光部5接收来自轴SH1的反射光。
[0054]在轴SH1的表面形成有凹凸的形状图案。因此，根据表冠2的旋转、压入，映入受光部5的像变化。因此，通过识别映入受光部5的像，能够检测用户对表冠2的操作。
[0055]但是，如图4所示，距发光部4的X轴方向距离近的光电二极管PD1的受光强度变强，距发光部4的X轴方向距离远的光电二极管PD1的受光强度变弱。因此，在本实施方式中，通过对后述的采样保持电路进行研究，不需要对光传感器的输出进行信号处理的信号处理部的高动态范围化以及设置于光传感器内的发光部4的发光功率的微调。此外，图4的横轴表示发光部4与光电二极管PD1的X轴方向距离，图4的纵轴表示光电二极管PD1的受光强度。另外，在取得图4所示的数据时，为了排除在轴SH1的表面形成的形状图案的影响，代替轴SH1而使用具有均匀的反射面的反射体。
[0056]<采样保持电路等>
[0057]如图5所示，智能手表Z1还具有：100个采样保持电路7、100个ADC(Analog
‑
to
‑
Digital Converter：模拟数字转换器)8以及信号处理电路9。
[0058]100个采样保持电路7构成为对基于100个光电二极管PD1各自的输出电流的电压进行采样并保持。
[0059]100个ADC8构成为对100个采样保持电路7各自的输出进行AD转换。信号处理电路9构成为对100个ADC8的输出进行信号处理，识别映入受光部5的像。即，由100个ADC8和信号处理电路9构成的信号处理部构成为对由发光部4、受光部5和100个采样保持电路7构成的光传感器的输出进行信号处理。
[0060]<采样保持电路的第一结构例>
[0061]图6是表示采样保持电路7的第一结构例的图。第一结构例的采样保持电路7具有：电容器C1以及C2、开关SW1～SW3、NMOS(N
‑
Channel Metal OxideSemiconductor：N型金属
‑
氧化物
‑
半导体)场效应晶体管Q1以及Q2、恒流源CS1以及CS2。
[0062]开关SW1的第一端、电容器C1的第一端以及NMOS场效应晶体管Q1的栅极与光电二极管PD1的阴极连接。此外，光电二极管PD1的阳极与接地电位连接。
[0063]对恒流源CS1的第一端施加恒定电压VLDO。恒定电压VLDO是LDO(Low Drop
‑
Out regulator：低压差线性稳压器)的输出电压。恒流源CS1的第二端与开关SW1的第二端、电容器C1的第二端、NMOS场效应晶体管Q1的漏极以及开关SW2的第一端连接。NMOS场效应晶体管Q1的源极与接地电位连接。
[0064]开关SW2的第二端与电容器C2的第一端及NMOS场效应晶体管Q2的栅极连接。电容器C2的第二端与接地电位连接。
[0065]对NMOS场效应晶体管Q2的漏极施加电源电压VCC。NMOS场效应晶体管Q2的源极与
开关SW3的第一端连接。开关SW3的第二端与恒流源CS2的第一端以及ADC8的输入端连接。恒流源CS2的第二端与接地电位连接。
[0066]图7是表示第一结构例的采样保持电路7的动作的时序图。
[0067]在第一期间P1中，通过设置于智能手表Z1的开关控制部(未图示)的控制，开关SW1接通，开关SW2和开关SW3断开。在第一期间P1中，NMOS场效应晶体管Q1的栅极
‑
源极间电压作为反向偏置电压施加到光电二极管PD1。另外，在第一期间P1中，电容器C1的两端通过开关SW1而短路，因此，在电容器C1中未蓄积电荷。
[0068]在接着第一期间P1的第二期间P2中，通过开关控制部(未图示)的控制，开关SW1～开关SW3断开。在第二期间P2中，与光电二极管PD1的输出电流对应的电荷蓄积在电容器C1中，NMOS场效应晶体管Q1的漏极电压V1上升。
[0069]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光传感器，其特征在于，具有：发光部；受光部，其包含多个受光元件；以及多个采样保持电路，其构成为对基于所述多个受光元件各自的输出电流的电压进行采样并保持，所述多个采样保持电路的电路常数分别根据所述发光部与所述多个受光元件各自的距离而不同。2.根据权利要求1所述的光传感器，其特征在于，所述发光部构成为向沿着第一方向延伸的棒状的反射体照射光，所述距离是所述第一方向上的距离。3.根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述多个受光元件沿着所述第一方向和与所述第一方向正交的第二方向呈矩阵状地配置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光传感器，其特征在于，所述多个采样保持电路分别具有蓄积与所述多个受光元件各自的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：上平祥嗣，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：