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JP5886437B2 - センサ、表示装置、携帯電話、およびデジタルカメラ - Google Patents
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センサ、表示装置、携帯電話、およびデジタルカメラ Download PDF

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Description

本発明は、照度センサおよび近接センサならびに各センサを備えている表示装置に関する。
携帯電話やデジタルカメラなどは、表示装置を備えており、当該表示装置に、例えば液晶パネルが利用されている。このような表示装置は発光して情報を表示するが、照度センサにより当該発光における照度を測定し、測定結果に基づいて発光量を制御したいといった要望がある。例えば、表示装置として液晶パネルを利用する場合には、液晶パネルが備えているバックライトの発光量を最適に制御して、表示画質を向上させたいといった要望や、消費電力を抑制したいといった要望がある。
また、携帯電話やスマートホンなどの携帯型の端末では、通話中などで表示装置を視認する必要がない場合には、消費電力を抑制する観点から、当該表示装置をＯＦＦさせることが好ましい。このような場合を判定するために、近接センサにより、携帯型端末の利用者の顔が当該端末に近づいたことを検知したいといった要望がある。
さらに、携帯型の端末を小型化したいといった要望があり、最近では、照度センサおよび近接センサの機能を両立する小型かつ一体型の照度・近接センサが提案されている。
ここで、照度センサには、視感度に近い分光特性が要求される。視感度に近い分光特性とは、主に可視光域に感度を有している分光特性のことである。つまり、照度センサが受光する光からは、赤外成分を除去できることが好ましい。一方、近接センサでは、赤外光を利用することにより近接を検知するため、近接センサが受光する光には、赤外成分が選択的に含まれていることが好ましい。
このように、一体型の照度・近接センサを実現するためには、赤外成分の除去および利用といった、相反する機能を両立する必要がある。
特許文献１には、照度センサにおいて視感度に近い分光特性を実現するために、第１フォトダイオードからの光電流を増幅する第１増幅回路と、第２フォトダイオードからの光電流を増幅し、第１増幅回路と略同一の増幅特性を有する第２増幅回路と、第２フォトダイオードの上に設けられ、入射光のうちの可視光成分を赤外光成分に対して相対的に減衰させる赤外透過フィルタとを備えており、減算回路によって第１増幅回路の出力と第２増幅回路の出力との差分を出力する構成の半導体光センサが開示されている。
入射光から赤外成分を除去して照度センサを実現するために、特許文献１に開示されている構成のように、複数の異なる分光特性を有するフォトダイオードからの出力の差を取得することが、一般的に行われている。
図１６は、特許文献１に開示されている従来技術に係るセンサ１００の概略構成を示す模式図である。図１６に示すように、センサ１００は、受光素子部Ｅ１０１と、受光素子部Ｅ１０２と、受光素子部Ｅ１０２への入射光から可視光成分を赤外光成分に対して相対的に減衰させる赤外透過フィルタＩＲｔｈｒＦとを備えている。ここで、各受光素子部は、分光特性が異なるフォトダイオードからなっている。また、受光素子部Ｅ１０２は、赤外透過フィルタＩＲｔｈｒＦを備えており、入射光から可視成分を赤外成分に対して相対的に減衰させることにより、入射光の赤外成分に応じた電流を出力する。次に、受光素子部Ｅ１０１が出力する電流から、受光素子部Ｅ１０２が出力する電流を減算することにより、赤外光の影響を除去し、視感度にあった分光特性を得る。
また、特許文献２には、第１の導電型を有する第１半導体層と、この第１半導体層の表層部に埋設され、第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２半導体層と、この第２半導体層の表層部に埋設され、第１導電型を有する第３半導体層と、第２半導体層と第３半導体層とを接続する配線とを含む構成の受光素子が開示されている。つまり、特許文献２には、接合深さの異なる受光素子を利用する方式が開示されている。
図１７は、特許文献２に開示されている従来技術に係る受光素子部２００の概略構成を示す模式図である。図１７に示すように、受光素子部２００は、第１のフォトダイオードＰＤ１と、第１のフォトダイオードＰＤ１よりも、浅い位置に配されている第２のフォトダイオードＰＤ２とを備えている。さらに、第２のフォトダイオードＰＤ２は、配線２０１により短絡されている。これにより、第２のフォトダイオードに入射する光に応じた電流が出力されなくなる。つまり、受光素子部２００では、短波長域において、視感度に近い分光特性となり、これに応じた電流Ｉが、配線２０２から出力される。
また、特許文献３には、発光素子と、照度センサ受光素子と、距離検知用受光素子と、照度センサ受光素子をモールドする第１の可視光樹脂と、第１の可視光樹脂における、上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された赤外線カットフィルタとを備えている構成の近接照度センサが開示されている。
図１８は、特許文献３に開示されている従来技術に係るセンサ３００の概略構成を示す模式図である。図１８に示すように、センサ３００は、照度センサ受光素子Ｅ３０１や近接センサ受光素子Ｅ３０２が樹脂封止部３０１に埋め込まれている。ここで、樹脂封止部３０１の面には、レンズ形状３０２がモールドされていても良い。
照度センサ受光素子Ｅ３０１は、樹脂封止部の上面に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦを備えていることにより、可視光を選択的に受光し、視感度に近い分光特性となる。また、近接センサ受光素子Ｅ３０２は、近接検知物体から反射され、樹脂封止部３０１を透過した赤外光を受光する。
以下では、図１９および図２０に基づいて、一般的な近接センサについて説明する。
図１９は、従来技術に係る一般的な近接センサの概略構成を示す模式図である。図１９に示す近接センサは、発光ダイオードＬＥＤ、フォトダイオードＰＤ、および制御回路を備えている。制御回路は、発光ダイオードＬＥＤにパルス電流を供給して、発光ダイオードＬＥＤを駆動させる。これにより、発光ダイオードＬＥＤはパルス光を照射する。近接センサの近傍に近接検知物体が存在する場合、発光ダイオードＬＥＤからのパルス光は、実線矢印のように、近接検知物体によって反射され、フォトダイオードＰＤによって受光される。一方、検知物体が存在しない場合、発光ダイオードＬＥＤからのパルス光は、破線矢印のように、検知物体によって反射されないので、フォトダイオードＰＤには、発光ダイオードＬＥＤからのパルス光はほとんど到達しない。
フォトダイオードＰＤは、受光した光を電流に変換して、制御回路に出力する。制御回路は、フォトダイオードＰＤからの電流の大きさに基づいて、近接センサの近傍に近接検知物体が存在するか否かを判定する。
図２０は、従来技術に係る近接センサにより近接検知物体の近接／非近接を検知した場合を示す波形図であり、（ａ）は、検知物体の近接を検知した場合を示し、（ｂ）は、検知物体の非近接を検知した場合を示す。発光ダイオードＬＥＤを駆動している期間のデジタル信号ＤｏｕｔをＤａｔａ１として、発光ダイオードＬＥＤを駆動していない期間のデジタル信号ＤｏｕｔをＤａｔａ２とすると、それらのデータの差分（Ｄａｔａ１−Ｄａｔａ２）が近接データとなる。
図２０の（ａ）に示すように、近接検知物体があるときに発光ダイオードＬＥＤが駆動されると、近接検知物体からの反射光が強くなるため、フォトダイオードＰＤに流れる電流は大きくなる。これにより、近接データ（Ｄａｔａ１−Ｄａｔａ２）は制御回路の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えるため、近接と判断される。
一方、図２０の（ｂ）に示すように、近接検知物体がない場合、発光ダイオードＬＥＤが駆動されていても、フォトダイオードＰＤへの入射光が弱いため、フォトダイオードＰＤに流れる電流は小さい。そのため、近接データ（Ｄａｔａ１−Ｄａｔａ２）は制御回路の閾値Ｄａｔａ＿ｔｈを越えないので、非近接と判断される。
日本国公開特許公報「特開２００６−３３２２２６号公報（２００６年１２月７日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７−３０５８６８号公報（２００７年１１月２２日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１−６０７８８号公報（２０１１年３月２４日公開）」
しかしながら、上述のような従来技術には、以下のような問題が存在する。
まず、特許文献１に記載されている構成では、赤外光を透過する赤外透過フィルタを利用しているため、照度センサとしては不要である赤外領域の光も受光するといった問題が存在する。
また、特許文献２に記載されている構成では、受光素子の分光特性を切り替えることができないため、照度センサに必要とされる分光特性と近接センサに必要とされる分光特性とを切り替えることができないといった問題が存在する。
また、特許文献３に記載されている構成では、受光素子が、照度センサ受光素子と近接センサ受光素とに分かれて配されているため、一体化することができないといった問題が存在する。
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたもので、赤外線の影響を除去することにより視感度に近い分光特性を得ることができる照度センサと、赤外線を検知することにより物体の近接を検知することができる近接センサとを両立する照度・近接一体型センサを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサは、基板に形成され、可視光の分光特性を有する第１の可視光受光用ＰＮ接合および赤外光の分光特性を有する第１の赤外光受光用ＰＮ接合を有する第１の受光素子部と、上記第１の受光素子部を覆うように設けられ、光から赤外成分を除去する赤外除去フィルタと、上記第１の受光素子部の分光特性を切り替える第１の切替部とを備えるセンサであって、上記赤外除去フィルタには開口部が形成され、上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合は、上記可視光受光用ＰＮ接合よりも上記基板の深い位置に形成されている。
本発明の一態様によれば、赤外線の影響を除去することにより視感度に近い分光特性を得ることができる照度センサとしての機能と、赤外線を透過することにより物体の近接を検知することができる近接センサとしての機能とを両立する照度・近接一体型センサを提供することができる効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るセンサの概略構成を示す図である。 図１に示すセンサの分光特性を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係るセンサの概略構成を示す図である。 図３に示すセンサ２の分光特性を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係るセンサの概略構成を示す図である。 一般的なＲＧＢカラーフィルタの透過率を各色に分けて示す図である。 図５に示すセンサの分光特性を示すグラフである。 図３に示すセンサの平面的な概略構成を示す平面図である。 図５に示すセンサの平面的な概略構成を示す平面図である。 図５に示すセンサを４個組み合わせた場合の平面的な概略構成を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る金属多層膜からなる赤外除去フィルタの断面構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るセンサの概略構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るアナログ‐デジタル変換回路の構成を示す図である。 図１３に示すアナログ‐デジタル変換回路の動作を示す波形図である。 本発明の他の実施形態に係る表示装置５の概略構成を示すブロック図である。 従来技術に係るセンサの概略構成を示す模式図である。 従来技術に係る受光素子部の概略構成を示す模式図である。 従来技術に係るセンサの概略構成を示す模式図である。 従来技術に係る一般的な近接センサの概略構成を示す模式図である。 従来技術に係る近接センサにより検知物体の近接／非近接を検知した場合を示す波形図であり、（ａ）は検知物体の近接を検知した場合を示し、（ｂ）は検知物体の非近接を検知した場合を示す。 従来技術に係る図１６に示すセンサの分光特性を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１および図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。また、以下の説明では、従来技術として図１６および図２１を参照している。
＜センサ１の構成および動作＞
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ１の概略構成を示す図である。図１に示すように、センサ１は、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦと、受光素子部（第１の受光素子部）Ｅ１と、切替部ＳＷＳとを備えている。
ここで、センサ１は、受光する光の可視成分を検出する可視光検出部Ｓ１と、当該光の赤外成分を検出する赤外光検出部Ｓ２とに分けることができる。
可視光検出部Ｓ１には、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦと、受光素子部Ｅ１とが、センサ１に光が入射する方向からこの順番に配されている。
なお、切替部ＳＷＳは、受光素子部Ｅ１に接続された電気的な回路であって、センサ１に入射する光に影響を与えるわけではない。説明のために、切替部ＳＷＳは、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦよりも光の入射側に配されているが、実際にこのような構成である必要はなく、切替部ＳＷＳと受光素子部Ｅ１との間の接続配線を任意に配して、どのような位置に配しても良い。
また、赤外光検出部Ｓ２では、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに開口部が設けられている。
以下では、センサ１が備える各構成要素について詳細に説明する。
（赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦ）
赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦは、光から赤外成分を除去するフィルタである。ここで、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦは、受光素子部Ｅ１に対して、光の入射側に設けられており、受光素子部Ｅ１に入射する光から赤外成分を除去している。これにより、受光素子部Ｅ１に備えられているフォトダイオード（可視光受光用ＰＮ接合）ＰＤｖｉｓは、赤外成分が除去された光を受光することができる。
また、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦには、開口部が設けられている。これにより、受光素子部Ｅ１に備えられているフォトダイオードＰＤｉｒ（赤外光受光用ＰＮ接合）は、赤外光検出部Ｓ２に矢印で示す経路を介して、赤外成分が除去されていない光を受光することができる。
このように、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに開口部を設けることにより、受光素子部Ｅ１の各部位に対して、赤外成分を含んでいない光と、赤外成分を含んでいる光とを、選択的に受光させることができる。
（受光素子部Ｅ１）
受光素子部Ｅ１は、フォトダイオードＰＤｖｉｓと、フォトダイオードＰＤｉｒとを備えている。より具体的には、受光素子部Ｅ１は、Ｐ基板（Ｐｓｕｂ）−Ｎウェル（Ｎｗｅｌｌ）−Ｐ拡散（Ｐｄｉｆ）の構成を有し、フォトダイオードＰＤｖｉｓはＰ拡散（Ｐｄｉｆ）とＮウェル（Ｎｗｅｌｌ）とのＰＮ接合から形成されており、フォトダイオードＰＤｉｒは、Ｐ基板（Ｐｓｕｂ）とＮウェル（Ｎｗｅｌｌ）とのＰＮ接合から形成されている。
フォトダイオードＰＤｖｉｓは、主に赤外除去フィルタを透過した光を受光し、光電変換により、当該受光した光に応じた量の電流を出力する。つまり、フォトダイオードＰＤｖｉｓは、受光素子部Ｅ１へ入射する光から、可視光成分を選択的に受光することができ、フォトダイオードＰＤｖｉｓから出力される電流は、受光素子部Ｅ１に入射する光の可視成分に応じた大きさになる。
また、フォトダイオードＰＤｉｒは、主に赤外除去フィルタに設けられた開口部を通過した光を受光し、光電変換により、当該受光した光に応じた量の電流を出力する。ここで、フォトダイオードＰＤｉｒは、フォトダイオードＰＤｖｉｓに対して、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦとは逆側に配されることにより、フォトダイオードＰＤｖｉｓよりも、受光素子部Ｅ１へ入射する光の方向に対して、深部に配されることになる。これにより、フォトダイオードＰＤｉｒへ入射する光は、可視光よりも物体のより深部へ到達することができる赤外光の成分が多くなる。よって、フォトダイオードＰＤｉｒは、受光素子部Ｅ１へ入射する光から、赤外光を選択的に受光することができる。つまり、フォトダイオードＰＤｉｒから出力される電流は、受光素子部Ｅ１に入射する光の赤外成分に応じた大きさになる。
これにより、受光素子部Ｅ１は、フォトダイオードＰＤｖｉｓが出力する電流信号から得られる可視光の照度に基づいて赤外線の影響が除去された視感度に近い分光特性を得ることができる。また、受光素子部は、赤外光受光用ＰＮ接合が出力する電流信号から得られる赤外光の照度に基づいて赤外線を検知することができ、物体の近接を検知することができる。
すなわち、上述の構成の受光素子部を備えることにより、照度センサとしての機能および近接センサとしての機能を具有することができる。
（切替部ＳＷＳ）
切替部ＳＷＳは、スイッチＳＷ１１（第１のスイッチ）と、スイッチＳＷ１２（第２のスイッチ）とを備えている。
ここで、フォトダイオードＰＤｖｉｓのカソードとフォトダイオードＰＤｉｒのカソードとは、接続ノード（出力ノード）Ｎ１で接続されている。これにより、フォトダイオードＰＤｖｉｓから出力される受光電流およびフォトダイオードＰＤｉｒから出力される受光電流を接続ノードＮ１で合算した電流Ｉ１が、受光素子部Ｅ１の出力となる。つまり、接続ノードＮ１は、受光素子部Ｅ１の出力ノードとなっている。切替部ＳＷＳは、スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、各フォトダイオードから出力される受光電流を制御することができる。つまり、最終的に受光素子部Ｅ１の出力として接続ノードＮ１から出力される電流を制御することができる。換言すれば、受光素子部Ｅ１の分光特性は、切替部ＳＷＳによって、切り替えることができる。
以下では、切替部ＳＷＳによる受光素子部Ｅ１の分光特性の切り替えについて詳細に説明する。
（切替部ＳＷＳによる受光素子部Ｅ１の分光特性の切り替え）
まず、スイッチＳＷ１１は、一方の端子が接続ノードＮ１を介してフォトダイオードＰＤｖｉｓのカソードに接続されており、他方の端子が接続ノードＮ２を介してフォトダイオードＰＤｖｉｓのアノードに接続されている。これにより、スイッチＳＷ１１を閉じると、フォトダイオードＰＤｖｉｓのカソードおよびアノードの電位が同一となるため、フォトダイオードＰＤｖｉｓから受光電流が出力されなくなり、フォトダイオードＰＤｉｒから出力される受光電流のみが、受光素子部Ｅ１から出力される。つまり、受光素子部Ｅ１の分光特性を、赤外の分光特性に切り替えることができる。
次に、スイッチＳＷ１２は、一方の端子が接続ノードＮ２を介してフォトダイオードＰＤｖｉｓのアノードに接続されており、他方の端子がアースに接続されている。これにより、スイッチＳＷ１２を閉じると、フォトダイオードＰＤｖｉｓは、受光した光に応じて光電変換により電位差を生じ、当該電位差に応じた受光電流を出力することができる。このとき、スイッチＳＷ１１が開かれているとすると、フォトダイオードＰＤｖｉｓから出力される受光電流およびフォトダイオードＰＤｉｒから出力される受光電流を接続ノードＮ１で合算した電流が、受光素子部Ｅ１の出力となる。つまり、受光素子部Ｅ１の分光特性を、可視〜赤外の分光特性に切り替えることができる。
すなわち、切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えることができる。
以下では、切替部ＳＷＳによる切り替えにより分光特性がどのように変化するかを、グラフを用いて説明する。
（分光特性の変化）
図２は、図１に示すセンサ１の分光特性を示すグラフである。
まず、以下では、センサ１の分光特性を変化させて、照度センサに好適な視感度に近い分光特性を実現できることについて説明する。
（照度センサに好適な視感度に近い分光特性の実現）
図２の一点破線は、視感度の分光特性を示している。照度センサとしての機能を要求される場合には、センサの分光特性は、視感度の分光特性に近いことが好ましい。
次に、図２の実線は、切替部ＳＷＳにおいて、スイッチＳＷ１１をＯＦＦとし、スイッチＳＷ１２をＯＮとした場合の受光素子部Ｅ１における分光特性を示している。この場合において、仮に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦが適用されなければ、受光素子部Ｅ１は、図２に大破線で示す可視〜赤外の分光特性を有することになるが、実際には、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦにより受光する光から赤外成分が除去されるので、可視の分光特性を有している。
つまり、センサ１では、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよび切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、照度センサに好適な視感度に近い可視の分光特性に変化させることができる。
このように得られる分光特性は、例えば、特許文献１に開示されている従来技術に係るセンサ１００により実現される分光特性よりも、視感度に近い分光特性を有している。
以下では、センサ１の分光特性が従来技術に係るセンサと比較して、より視感度に近い分光特性を有していることを、特許文献１（図１６）に記載の構成を有するセンサ１００の分光特性を示すグラフを用いて説明する。
（従来技術との比較）
図２１は、従来技術に係る図１６に示すセンサ１００の分光特性を示すグラフである。上述のように、センサ１００は、図１６に示す構成を備えている。
まず、図２１の破線は、受光素子部Ｅ１０１の分光特性を示している。これにより、受光素子部Ｅ１０１は、可視〜赤外の分光特性を有している。
次に、図２１の点線は、赤外透過フィルタＩＲｔｈｒＦが適用された受光素子部Ｅ１０２の分光特性を示している。これにより、受光素子部Ｅ１０２は、赤外透過フィルタＩＲｔｈｒＦが適用されている場合には、赤外の分光特性を有している。
次に、図２の実線は、受光素子部Ｅ１０１の分光特性から、赤外透過フィルタＩＲｔｈｒＦが適用された受光素子部Ｅ１０２の分光特性を減算した分光特性を示している。上述のように、センサ１００は、視感度に近い分光特性を得るために、受光素子部Ｅ１０１が出力する電流から、受光素子部Ｅ１０２が出力する電流を減算することによる、赤外光の影響の除去を試みている。
しかしながら、センサ１００では、当該減算処理が誤差要因となり、必ずしも視感度に近い分光特性を得ることができない。一方、センサ１では、センサ１００で利用されるような減算処理を必要とはせず、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよび切替部ＳＷＳにより分光特性を変化させ、視感度に近い分光特性を得ている。よって、センサ１は、従来技術に係るセンサと比較して、より視感度に近い分光特性を実現できる。
さらに、以下では、センサ１の分光特性を変化させて、近接センサに好適な赤外の分光特性を実現できることについて説明する。
（近接センサに好適な赤外の分光特性の実現）
図２の点線は、切替部ＳＷＳにおいて、スイッチＳＷ１１をＯＮとし、スイッチＳＷ１２をＯＦＦとした場合の受光素子部Ｅ１の分光特性である。この場合において、仮に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦが適用されず、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに設けられた開口部を光が通過するのでなければ、受光素子部Ｅ１は、図２に小破線で示す赤外の分光特性を有することになる。実際には光が開口部を通過し、フォトダイオードＰＤｉｒに受光されるまでに赤外光が吸収されるため、感度の低下が見受けられるが、概ね赤外の分光特性を有している。
これは、波長の長い赤外光は、受光素子部Ｅ１へ入射する光の方向に対して、より深部まで到達するので、開口部分から赤外光を取り込むことで、赤外の分光特性を高め、可視の分光特性を低下させることができるためである。
つまり、センサ１では、開口部を設けた赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよび切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、近接センサに好適な赤外の分光特性に変化させることができる。
さらに、近接センサとしての機能を提供する場合には、上述のように可視の分光感度を低下させることにより、蛍光灯などから出射される可視域の光による誤作動を抑制することができる。
上述のように、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに開口部を設けることにより、センサ１は、有利な効果を奏する。以下では、当該効果を奏し得る開口部の幅について説明する。
（開口部の幅）
開口部の幅は、５ｕｍ以上であることが好ましい。
赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに開口部を形成する際には、開口部を形成する領域にレジストを配して、当該レジストの上から、例えば５酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などの材料からなる赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦを成膜した後に、レジストとともにレジスト上の赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦを除去するリフトオフ法を利用することができる。また、当該方法を利用する場合には、レジストの幅が５ｕｍ以上であれば、所望の形状の赤外除去フィルタを得ることができる。
つまり、開口部を赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに形成する際に、例えばリフトオフ法を利用することにより、開口部の形状に対応したレジストの幅も５ｕｍ以上とすることができ、所望の形状の開口部を得ることができる。
＜センサ１の効果＞
センサ１では、開口部を設けた赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよび切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、照度センサに好適な視感度特性に近い可視の分光特性、または、近接センサに好適な赤外の分光特性のいずれかに切り替えることができる。
また、センサ１では、従来技術と比較して、より視感度に近い分光特性を実現することができる。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図３および図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
＜センサ２の構成および動作＞
図３は、本発明の他の実施形態に係るセンサ２の概略構成を示す図である。図３に示すように、センサ２は、センサ１の構成に加えて、２個の受光素子部（第２の受光素子部）Ｅ２を備えている。
受光素子部Ｅ２は、開口部を通過した光を受光素子部Ｅ１より先に受光する位置に配されている。ここで、受光素子部Ｅ１の分光特性は、切替部ＳＷＳにより可視〜赤外の分光特性に切り替えられている。また、受光素子部Ｅ２の分光特性は、切替部ＳＷＳにより赤外の分光特性に切り替えられている。また、受光素子部Ｅ１は、電流Ｉ１を出力し、受光素子部Ｅ２は、電流Ｉ２を出力する。これにより、電流Ｉ１および電流Ｉ２に基づいて、各受光素子部が受光した光の強さを検出することができる。
ここで、受光素子部Ｅ２は、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦの開口部を通過した赤外成分が除去されていない光を受光素子部Ｅ１よりも先に受光することができる。また、受光素子部Ｅ２の分光特性は、赤外の分光特性に切り替えられているため、選択的に赤外光を受光することができる。つまり、受光素子部Ｅ２は、高い赤外光の感度を得ることができる。すなわち、より感度の高い近接センサを提供することができる。
さらに、受光素子部Ｅ２では、選択的に赤外光を受光することにより可視光が除去されるので、蛍光灯などから出射される可視域の光による誤作動を抑制することができる。
また、受光素子部Ｅ１は、受光素子部Ｅ２において赤外成分が吸収された後の光を受光することができるため、より選択的に可視光を受光することができる。つまり、受光素子部Ｅ１は、より視感度に近い分光特性を得ることができる。すなわち、より感度の高い照度センサを提供することができる。
以下では、切替部ＳＷＳによる切り替えにより分光特性がどのように変化するかを、グラフを用いて説明する。
（分光特性の変化）
図４は、図３に示すセンサ２の分光特性を示すグラフである。
まず、以下では、センサ２の分光特性を変化させて、センサ１と比較して、照度センサにさらに好適な視感度により近い分光特性を実現できることについて説明する。
（照度センサに好適な視感度により近い分光特性の実現）
まず、図４の実線は、切替部ＳＷＳにおいて、スイッチＳＷ１１をＯＦＦとし、スイッチＳＷ１２をＯＮとした場合の受光素子部Ｅ１における分光特性を示している。この場合において、仮に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦが適用されなければ、受光素子部Ｅ１は、図４に大破線で示す可視〜赤外の分光特性を有することになるが、実際には、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦにより受光する光から赤外成分が除去されて、可視の分光特性を有している。
また、受光素子部Ｅ１は、受光素子部Ｅ２において赤外成分が吸収された後の光を受光することができる。これにより、図４の実線で示す７００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長の範囲おける感度は、図２の実線で示す同波長範囲の感度よりも低下している。つまり、センサ２では、受光する光の赤外成分が上述の吸収により除去されており、選択的に可視光を受光できる。
すなわち、センサ２では、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよび切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、センサ１と比較して、照度センサにさらに好適な視感度により近い分光特性に変化させることができる。
次に、以下では、センサ２の分光特性を変化させて、センサ１と比較して、近接センサにさらに好適な赤外の分光特性を実現できることについて説明する。
（近接センサにさらに好適な赤外の分光特性の実現）
図４の点線は、切替部ＳＷＳにおいて、スイッチＳＷ２１をＯＮとし、スイッチＳＷ２２をＯＦＦとした場合の受光素子部Ｅ２の分光特性である。この場合において、仮に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦが適用されず、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに設けられた開口部を光が通過するのでなければ、受光素子部Ｅ２は、図４に小破線で示す赤外の分光特性を有することになる。実際には光が開口部を通過し、フォトダイオードＰＤｉｒに受光されるまでに赤外光が吸収されるため、感度の低下が見受けられるが、図２の点線で示す分光特性よりも高い感度の赤外の分光特性を有している。
つまり、センサ２では、開口部を設けた赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよび切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、センサ１と比較して、近接センサにさらに好適な赤外の分光特性に変化させることができる。
＜センサ２の効果＞
センサ２では、センサ１と比較して、より高い赤外光の感度を得ることができる。すなわち、より感度の高い近接センサを提供することができる。
また、センサ２では、センサ１と比較して、より視感度に近い分光特性を得ることができる。すなわち、より感度の高い照度センサを提供することができる。
また、受光素子部Ｅ２は、受光素子部Ｅ１と同じ操作により分光特性を切り替えることができる。よって、センサ２の運用を簡易化することができる。
また、受光素子部Ｅ２は、受光素子部Ｅ１と、同じ構成とすることができる。例えば、回路構成が同じであることにより、センサ２の回路構成も簡素化することができる。これにより、センサ２の製造工程を簡素化し、センサ２を低コスト化することができる。
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図５〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
＜センサ３の構成および動作＞
図５は、本発明の他の実施形態に係るセンサ３の概略構成を示す図である。図５に示すように、センサ３は、センサ２の構成に加えて、カラーフィルタＣＦを備えている。ここで、カラーフィルタＣＦの色は、赤色、緑色、または青色であっても良い。また、可視光検出部Ｓ１と、赤外光検出部Ｓ２において、それぞれ別の色のカラーフィルタＣＦを適用しても良い。
これを利用して、センサ３が、照度センサとしての機能を要求される場合には、赤外除去フィルタにより赤外成分が除去された光から、さらに特定色のカラーフィルタ（第１の特定色フィルタ）により可視成分が選択的に抽出された光を受光することで、受光素子部Ｅ１は、より視感度に近い分光特性を得ることができる。
また、センサ３が、近接センサとしての機能を要求される場合には、特定の種類のカラーフィルタ（第２の特定色フィルタ）により可視成分が選択的に除去された光を受光することで、受光素子部Ｅ２は、高い赤外光の感度を得ることができる。
以下では、一般的なＲＧＢカラーフィルタを例にして、上述のように可視成分を選択的に抽出または除去できることについて説明する。
（一般的なＲＧＢカラーフィルタ）
図６は、一般的なＲＧＢカラーフィルタの透過率を各色に分けて示す図である。図６に示すように、赤色（Ｒｅｄ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ）、および青色（Ｂｌｕｅ）のカラーフィルタの透過率は、波長に依存して分布が変化しており、それぞれ異なる分布を有している。
ここで、青色のカラーフィルタは、図６に示すように、例えば６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の範囲において、他の種類のカラーフィルタよりも透過率が低くなっている。つまり、受光素子部Ｅ２が青色のカラーフィルタを透過した光を受光するように、青色のカラーフィルタを適用すれば、上記波長範囲の可視成分が選択的に除去され、センサ２と比較して、例えば９００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長を有する赤外光に対してより高い感度を有する分光特性を得ることができる。
また、緑色のカラーフィルタは、視感度に近い分光特性を有することが知られている。つまり、受光素子部Ｅ１が緑色フィルタを透過した光を受光するように、緑色のカラーフィルタを適用すれば、センサ２と比較して、さらに視感度に近い分光特性を得ることができる。
以下では、切替部ＳＷＳによる切り替えにより分光特性がどのように変化するかを、グラフを用いて説明する。
（分光特性の変化）
図７は、図５に示すセンサ３の分光特性を示すグラフである。
まず、以下では、センサ３の分光特性を変化させて、センサ２と比較して、照度センサにさらに好適な、視感度により近い分光特性を実現できることについて説明する。
（照度センサにさらに好適な視感度により近い分光特性の実現）
まず、図７の実線は、切替部ＳＷＳにおいて、スイッチＳＷ１１をＯＦＦとし、スイッチＳＷ１２をＯＮとした場合の受光素子部Ｅ１における分光特性を示している。この場合において、仮に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよびカラーフィルタＣＦが適用されなければ、受光素子部Ｅ１は、図７に大破線で示す可視〜赤外の分光特性を有することになるが、実際には、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよびカラーフィルタＣＦにより受光する光から赤外成分が除去されて、可視の分光特性を有している。
また、受光素子部Ｅ１は、赤外除去フィルタにより赤外成分が除去された光から、さらに特定色のカラーフィルタにより可視成分が選択的に抽出された光を受光することができる。これにより、図７の実線で示す４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長の範囲おける感度は、図４の実線で示す同波長範囲の感度より、視感度に適合した分光特性を示している。
つまり、センサ３では、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦ、カラーフィルタＣＦ、および切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、センサ２と比較して、照度センサにさらに好適な視感度により近い（適合した）分光特性に変化させることができる。
次に、以下では、センサ３の分光特性を変化させて、センサ２と比較して、近接センサにさらに好適な赤外の分光特性を実現できることについて説明する。
（近接センサにさらに好適な赤外の分光特性の実現）
図７の点線は、切替部ＳＷＳにおいて、スイッチＳＷ２１をＯＮとし、スイッチＳＷ２２をＯＦＦとした場合の受光素子部Ｅ２の分光特性である。この場合において、仮に赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦおよびカラーフィルタＣＦが適用されなければ、受光素子部Ｅ２は、図７に小破線で示す赤外の分光特性を有することになる。実際には光が開口部を通過し、カラーフィルタＣＦを透過して、フォトダイオードＰＤｉｒに受光されるまでに赤外光の吸収が起こり、感度の低下が見受けられるが、図４の点線で示す分光特性よりも、より赤外波長側に偏った感度の赤外の分光特性を有している。
つまり、センサ３では、開口部を設けた赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦ、カラーフィルタＣＦ、および切替部ＳＷＳにより、受光素子部Ｅ１の分光特性を、センサ２と比較して、近接センサにさらに好適な赤外の分光特性に変化させることができる。
＜センサ３の効果＞
センサ３では、センサ２と比較して、より赤外波長側に偏った赤外の分光特性を得ることができる。すなわち、より感度の高い近接センサを提供することができる。
また、センサ３では、センサ２と比較して、より視感度に近い分光特性を得ることができる。すなわち、より感度の高い照度センサを提供することができる。
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図８〜図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図８は、図３に示すセンサ２の平面的な概略構成を示す平面図である。図８に示すように、開口部は、受光素子部Ｅ１の面上のフォトダイオードＰＤｖｉｓが露出している領域（破線部）の周囲の領域に設けられている。
なお、受光素子部Ｅ１のフォトダイオードＰＤｖｉｓが露出している領域と、受光素子部Ｅ２のフォトダイオードＰＤｖｉｓが露出している領域との間には、Ｐ基板（Ｐｓｕｂ）が露出してる領域が存在するため、当該領域を考慮して、受光素子部Ｅ２のフォトダイオードＰＤｖｉｓが露出している領域に重複しないように、破線部の領域よりも広い領域の周囲の領域に、開口部を設けても良い。
これにより、近接センサとしての機能を要求される場合には、受光素子部Ｅ２は、開口部から赤外光を、受光素子部Ｅ１の全周囲に渡って、効率よく取り込むことができる。また、照度センサとしての機能を要求される場合には、受光素子部Ｅ２が受光素子部Ｅ１より先に開口部を通過した光を受光して吸収することにより、受光素子部Ｅ１が赤外除去フィルタを透過していない光（開口部を通過した光）を受光することを、受光素子部Ｅ１の全周囲に渡って、効率よく抑制することができる。
図９は、図５に示すセンサ３の平面的な概略構成を示す平面図である。図９に示すように、開口部は、受光素子部Ｅ１の面上のフォトダイオードＰＤｖｉｓが露出している領域（破線部）の周囲の領域に設けられている。
これにより、近接センサとしての機能を要求される場合には、受光素子部Ｅ２は、開口部から赤外光を、受光素子部Ｅ１の全周囲に渡って、センサ２と比較して、さらに効率よく取り込むことができる。また、照度センサとしての機能を要求される場合には、受光素子部Ｅ２が受光素子部Ｅ１より先に開口部を通過した光を受光して吸収することにより、受光素子部Ｅ１が赤外除去フィルタを透過していない光（開口部を通過した光）を受光することを、受光素子部Ｅ１の全周囲に渡って、センサ２と比較して、さらに効率よく抑制することができる。
図１０は、図５に示すセンサ３を４個組み合わせた場合の平面的な概略構成を示す平面図である。図１０に示すように、開口部は、各受光素子部Ｅ１の面上のフォトダイオードＰＤｖｉｓが露出している領域（破線部）の周囲の領域に設けられている。
このように、赤色フィルタＣＦ（Ｒ）、緑色フィルタＣＦ（Ｇ）、および青色フィルタＣＦ（Ｂ）をそれぞれ備えた受光素子部を組み合わせることにより、赤色、緑色、および青色の三原色の分光特性を有することができる。これにより、近接センサとしての機能を備えた上で、ＲＧＢカラーセンサーを提供することができる。
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図１１は、本発明の他の実施形態に係る金属多層膜からなる赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦの断面構成を示す断面図である。図１１に示すように、金属多層膜からなる赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦは、５酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）および酸化シリコン（ＳｉＯ２）を、交互に２０〜４０層積層した構成となっている。ここで、５酸化ニオブは、近紫外から赤外までを透過波長としており、応力の弱い物質であるため、蒸着やスパッタによる成膜に利用される。このため、半導体製造プロセスにより、受光素子上に成膜することが可能である。
また、上述の構成を備える金属多層膜は、光の干渉を利用して、透過光の波長を選択することができる。このため、当該金属多層膜は、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに好適である。
〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図１２は、本発明の他の実施形態に係るセンサ４の概略構成を示す図である。図１２に示すように、センサ４は、樹脂封止部４１と、受光素子部Ｅ１と、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）駆動回路ＤＣと、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦと、ＬＥＤ４５とを備えている。ここで、樹脂封止部では、受光素子部Ｅ１と対向する面の一部にレンズ（レンズ部）４２が形成されている。また、受光素子部Ｅ１およびＬＥＤ駆動回路ＤＣは、一体化している。なお、必要に応じて、図視しない切替部ＳＷＳを備えても良いし、赤外除去フィルタＩＲｃｕｔＦに図視しない開口部を設けても良い。
ここで、レンズ４２は、レンズ４２に入射する光を、受光素子部Ｅ１に集光する。また、レンズ４２と受光素子部Ｅ１との相対的な位置関係は、受光素子部Ｅ１が樹脂封止部４１に封止されることにより固定されている。
つまり、照度センサとしての機能および近接センサとしての機能を具備する受光素子部Ｅ１を樹脂封止部４１に封止し、樹脂封止部４１の面の一部に形成されたレンズ４２により光を集光することで、受光素子部Ｅ１とレンズ４２との相対的な位置関係が固定され、受光素子部Ｅ１を小型化した場合であっても、受光素子部Ｅ１は正確に光を受光することができる。つまり、受光素子部Ｅ１を小型化するとともに、面の一部にレンズ４２を有する樹脂封止部４１と一体化することにより、センサ４全体としても小型化することができ、小型かつ一体型の照度・近接センサを提供することができる。
また、受光素子部Ｅ１は、ＬＥＤ４５から出射され、物体に反射された光を受光する。なお、当該光が物体に反射され受光されるまでの過程は、従来技術と同様の原理による。
これにより、ＬＥＤ４５をＬＥＤ駆動回路ＤＣにより駆動しない場合には、センサ４を照度センサとして提供することができる。また、ＬＥＤ４５をＬＥＤ駆動回路ＤＣにより駆動する場合には、センサ４に近接した物体により反射されたＬＥＤ４５から出射された光を検知することにより、センサ４を近接センサとして提供することができる。よって、一体型の照度・近接センサを提供することができる。
以下では、上述の構成を備える各センサ（より詳しくは、各センサが備える受光素子部）が出力する信号を受け取り、アナログ‐デジタル変換する、アナログ‐デジタル変換回路ついて詳細に説明する。
〔実施形態７〕
本発明の他の実施形態について、図１３および図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
（アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの構成）
図１３は、本発明の他の実施形態に係るアナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの構成を示す図である。図１３に示すように、アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣは、充電回路（積分回路）１５と、放電回路１６と、比較回路１７と、制御回路（出力回路）１８とを備えている。以下では、これらのアナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの各構成要素について、詳細に説明する。
（充電回路１５）
充電回路１５は、積分器を構成するアンプＡＭＰ１と、コンデンサ（積分コンデンサ）Ｃ１とを備えている。コンデンサＣ１には、入力電流Ｉｉｎに応じた量の電荷が蓄えられる。
（放電回路１６）
放電回路１６は、電源Ｖｄｄと、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷を放電するための基準電流ＩＲＥＦを発生させる基準電流源Ｉｒｅｆと、放電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチＳＷ２とを備えている。
（比較回路１７）
比較回路１７は、比較器ＣＭＰ１と、スイッチＳＷ１とを備えている。ここで、比較器ＣＭＰ１は、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇと、基準電圧源Ｖ１が供給する基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、出力信号ｃｏｍｐを出力する。
また、スイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦにより、入力電流Ｉｉｎがデジタル値ＡＤＣＯＵＴに変換されるデータ変換期間が決定される。
まず、スイッチＳＷ１がＯＮされると、基準電圧源Ｖ１が充電回路１５に接続され、コンデンサＣ１に基準電圧Ｖｒｅｆが供給されて、コンデンサＣ１が充電される。また、スイッチＳＷ１がＯＦＦされると、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇと基準電圧Ｖｒｅｆとが比較器ＣＭＰ１により比較される。当該比較結果の出力信号ｃｏｍｐは、「Ｈｉｇｈ」と「Ｌｏｗ」との２値のパルス信号として制御回路に入力される。スイッチＳＷ１がＯＦＦされている期間に入力される入力電流Ｉｉｎは、デジタル値ＡＤＣＯＵＴに変換される。
（制御回路１８）
制御回路１８は、フリップフロップＦＦと、カウンタＣＯＵＮＴとを備えている。フリップフロップＦＦにより、比較回路１７の出力信号ｃｏｍｐがラッチされる。これにより、ビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅは、放電回路１６およびカウンタＣＯＵＮＴにそれぞれ入力される。ここで、カウンタＣＯＵＮＴは、ビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅのＬＯＷレベル回数（放電回数）を計数する。すなわち、カウンタＣＯＵＮＴは、アクティブパルスを計数する。また、当該計数結果を、入力電流Ｉｉｎに応じたアナログ‐デジタル変換値であるデジタル値ＡＤＣＯＵＴとして出力する。
ここで、放電回路１６のスイッチＳＷ２は、ビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅに基づいてＯＮ／ＯＦＦされる。まず、放電回路１６のスイッチＳＷ２がＯＮされると、放電回路１６により、充電回路１５のコンデンサＣ１に電荷が蓄えられる。スイッチＳＷ２がＯＦＦされると、入力電流Ｉｉｎに応じて充電回路１５のコンデンサＣ１の電荷が放電される。
以下では、上述の構成を備えるアナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの動作について説明する。
（アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの動作）
図１４は、図１３に示すアナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの動作を示す波形図である。
まず、スイッチＳＷ１にＨｉｇｈレベルの信号が入力されると、スイッチＳＷ１はＯＦＦされ、入力電流Ｉｉｎのデジタル値ＡＤＣＯＵＴへの変換が開始される。
また、スイッチＳＷ２にＨｉｇｈレベルの信号が入力されると、該スイッチＳＷ２はＯＦＦされ、入力電流Ｉｉｎに応じて充電回路１５のコンデンサＣ１に蓄えられた電荷が放電される（プリチャージ動作）。これにより、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇは低下していく。最初に充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇと基準電圧Ｖｒｅｆとが同じように設定されているため、この期間において、充電回路の出力電圧Ｖｓｉｇは基準電圧Ｖｒｅｆを下回る。
その後、スイッチＳＷ２にＬｏｗレベルの信号が入力されると、スイッチＳＷ２はＯＮされ、放電回路１６より充電回路１５のコンデンサＣ１に電荷が充電される。これにより、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇは増加していく。ある時点で、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇは基準電圧Ｖｒｅｆを上回る。充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇと基準電圧Ｖｒｅｆとは、比較器ＣＭＰ１によって比較され、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇが基準電圧Ｖｒｅｆを上回ると、Ｈｉｇｈレベルの出力信号ｃｏｍｐが比較器ＣＭＰ１から出力される。
制御回路１８のフリップフロップＦＦにＨｉｇｈレベルの出力信号ｃｏｍｐが入力されると、フリップフロップＦＦは出力信号ｃｏｍｐをラッチし、次のクロック信号ｃｌｋの立ち上がりで、Ｈｉｇｈレベルのビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅを出力する。
スイッチＳＷ２にＨｉｇｈレベルのビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅが入力されると、スイッチＳＷ２はＯＦＦされ、充電回路１５のコンデンサＣ１に蓄えられた電荷が放電される。これにより、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇは低下していく。ある時点で、充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇは基準電圧Ｖｒｅｆを下回る。充電回路１５の出力電圧Ｖｓｉｇが基準電圧Ｖｒｅｆを下回ると、比較器ＣＭＰ１の出力がアクティブレベルにあることを示すアクティブパルスとしてのＬｏｗレベルの出力信号ｃｏｍｐが出力される。なお、当該アクティブパルスをＬｏｗレベルとＨｉｇｈレベルとのいずれに設定してもよく、回路の動作論理によって適宜選択可能である。
制御回路１８のフリップフロップＦＦにＬｏｗレベルの出力信号ｃｏｍｐが入力されると、該フリップフロップＦＦが出力信号ｃｏｍｐをラッチすることで制御回路１８は出力信号ｃｏｍｐを取り込み、フリップフロップＦＦは次のクロック信号ｃｌｋの立ち上がりで、Ｌｏｗレベルのビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅを出力する。
スイッチＳＷ２にＬｏｗレベルのビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅが入力されると、該スイッチＳＷ２はＯＮされる。ここで、ビットストリーム信号ｃｈａｒｇｅは、Ｌｏｗレベル信号（アクティブパルス）の時系列的並びであり、Ｌｏｗレベル期間（アクティブパルス期間）にスイッチＳＷ２がＯＮされる。
アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣは、上記のような動作を繰り返し、スイッチＳＷ１がＯＦＦされている期間、すなわちデータ変換期間ｔ＿ｃｏｎｖに、カウンタＣＯＵＮＴが、放電回路１６の放電回数ｃｏｕｎｔをカウントすることで、入力電流Ｉｉｎに応じたデジタル値ＡＤＣＯＵＴを出力することが可能になる。
ここで、データ変換期間ｔ＿ｃｏｎｖに入力電流Ｉｉｎにより充電される電荷量は、クロック信号ｃｌｋの周期をｔ＿ｃｌｋとすると、
Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ
となり、放電回路１６に流れる基準電流ＩＲＥＦにより一度に放電される電荷量は、
ＩＲＥＦ×ｔ＿ｃｌｋ
となる。充電電荷量Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖと、データ変換期間ｔ＿ｃｏｎｖに放電される電荷量の合計とが等しくなるので、
Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ＝ＩＲＥＦ×ｔ＿ｃｌｋ×ｃｏｕｎｔ …（１）
となる。上式（１）により、
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ×ｔ＿ｃｏｎｖ）／（ＩＲＥＦ×ｔ＿ｃｌｋ） …（２）
が導かれる。
アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣの最小分解能は、（ＩＲＥＦ×ｔ＿ｃｌｋ）で決定されることになる。ここで、最小分解能をｎとすると、充電期間ｔ＿ｃｏｎｖは、
ｔ＿ｃｏｎｖ=ｔ＿ｃｌｋ×２ｎ …（３）
に設定されるので、
ｃｏｕｎｔ＝（Ｉｉｎ／ＩＲＥＦ）×２ｎ …（４）
が導かれる。
例えば、分解能ｎ＝１６ビットの場合、カウンタＣＯＵＮＴは、入力電流Ｉｉｎに応じた値を、０〜６５５３５の範囲で出力することになる。これにより、積分型アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣは、広いダイナミックレンジと高い分解能のアナログ‐デジタル変換が可能である。また、このような積分型アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣは、照度センサや近接センサに好適である。
（本実施形態のまとめ）
上記のように、アナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣにより、上述の各センサから出力される電流を入力電流Ｉｉｎとして、アナログ‐デジタル変換しデジタル値を利用する事で、安価な構成で精度の高い色温度または照度を算出することができる。
また、図１３に示すアナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣでは、アンプＡＭＰ１の非反転入力端子への入力電圧を０Ｖに設定することができる。これにより、上述のフォトダイオード（ＰＤｖｉｓ、ＰＤｉｒ）の両端電圧（バイアス電圧）を０Ｖとすることが可能である。よって、フォトダイオードの暗電流を低減することが可能であり、低い光量まで正確に測定することが可能である。つまり、低感度での測定を正確に行うことができる。
〔実施形態８〕
本発明の他の実施形態について、図１５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
（表示装置５）
図１５は、本発明の他の実施形態に係る表示装置５の概略構成を示すブロック図である。表示装置５は、センサ１〜４と、バックライト制御部５１と、バックライト５２と、液晶パネル５５とを備えている。
バックライト５２は、画面を表示する液晶パネル５５を背面から照射するための光源であり、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤを有している。センサ１〜４は、表示装置５の周囲光を受光して周囲光の色成分を測定し、測定結果としてデジタル信号ＤＯＵＴをバックライト制御部５１に出力する。バックライト制御部５１は、デジタル信号ＤＯＵＴから演算して色成分や照度を算出する。そして、当該算出された情報を基に、バックライト５２の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤの各輝度を制御することにより、上記周囲光の色成分に応じてバックライト５２の色彩を制御または輝度を制御することができる。
例えば、周囲光の照度が大きい場合、バックライト制御部５１はバックライト５２の輝度を上げるように制御し、周囲光の照度が小さい場合、バックライト制御部５１はバックライト５２の輝度を下げるように制御する。これにより、バックライト５２の消費電力を抑えることができるとともに、目の色順応に対応するように液晶パネル５５の色味を正確に制御することができる。
また、表示装置５は、センサ１〜４により周囲の物体の近接を正確に検知できるので、周囲の物体の近接に応じて、バックライト５２の輝度制御をすることができる。このような表示装置５は、例えば、液晶パネル５５のような表示パネルを備えた携帯電話やデジタルスチルカメラに好適である。
なお、センサ１〜４から出力される信号は、上述のアナログ‐デジタル変換回路ＡＤＣにより変換されても良く、この場合には、バックライト制御部５１は、当該変換された出力信号に基づいて、バックライト５２の輝度を制御しても良い。
また、表示装置５は、他の製品に適用して、応用製品（携帯電話、デジタルカメラ）６の一部として、利用されても良い。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るセンサは、基板に形成され、可視光の分光特性を有する第１の可視光受光用ＰＮ接合および赤外光の分光特性を有する第１の赤外光受光用ＰＮ接合を有する第１の受光素子部と、上記第１の受光素子部を覆うように設けられ、光から赤外成分を除去する赤外除去フィルタと、上記第１の受光素子部の分光特性を切り替える第１の切替部とを備えるセンサであって、上記赤外除去フィルタには開口部が形成され、上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合は、上記可視光受光用ＰＮ接合よりも上記基板の深い位置に形成されている。
上記の構成によれば、第１の可視光受光用ＰＮ接合は、赤外除去フィルタを透過することにより赤外成分が除去された光を受光する。これにより、第１の可視光受光用ＰＮ接合は、第１の受光素子部へ入射する光から、可視光成分を選択的に受光することができる。
また、第１の赤外光受光用ＰＮ接合は、赤外除去フィルタに設けられた開口部を通過した光を受光する。さらに、第１の赤外光受光用ＰＮ接合は、第１の可視光受光用ＰＮ接合よりも深い位置に形成されていることにより、第１の赤外光受光用ＰＮ接合へ入射する光は、可視光よりも物体のより深部へ到達することができる赤外光の成分が多くなる。よって、第１の赤外光受光用ＰＮ接合は、第１の受光素子部へ入射する光から、赤外光を選択的に受光することができる。
そして、第１の受光素子部は、第１の可視光受光用ＰＮ接合が出力する電流信号から得られる可視光の照度に基づいて、赤外線の影響が除去された視感度に近い分光特性を得ることができる。また、第１の受光素子部は、第１の赤外光受光用ＰＮ接合が出力する電流信号から得られる赤外光の照度に基づいて赤外線を検知することができ、物体の近接を検知することができる。つまり、このような第１の受光素子部を備えることにより、照度センサとしての機能および近接センサとしての機能を具有することができる。
さらに、切替部は、第１の受光素子部の分光特性を切り替えることができる。これにより、照度センサとしての機能と、近接センサとしての機能を任意に選択することができる。
すなわち、赤外線の影響が除去された視感度に近い分光特性を得ることができる照度センサとしての機能と、赤外線を検知することにより物体の近接を検知することができる近接センサとしての機能とを両立する照度・近接一体型センサを提供することができる。
また、本発明の態様２に係るセンサは、上記態様１において、上記開口部は、上記赤外除去フィルタの上記第１の受光素子部の周囲を覆っている部分に形成されてもよい。
上記の構成によれば、開口部から赤外光を、第１の受光素子部の全周囲に渡って、効率よく取り込むことができる。
また、本発明の態様３に係るセンサは、上記態様１または２において、上記第１の切替部は、上記第１の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えてもよい。
上記の構成によれば、照度センサとしての機能を要求される場合には、可視光の受光に適した分光特性を有するように、第１の受光素子部の分光特性を可視〜赤外の分光特性に切り替えるとともに、赤外除去フィルタを併用することにより、センサ全体として視感度に近い分光特性を得ることが可能となり、照度センサとしての機能を提供することができる。また、近接センサとしての機能を要求される場合には、赤外光の受光に適した分光特性を有するように、第１の受光素子部の分光特性を赤外の分光特性に切り替えることにより、可視光の影響を除去し、近接センサとしての機能を提供することができる。
さらに、近接センサとしての機能を提供する場合には、上述のように可視光の影響を除去することにより、蛍光灯などから出射される可視域の光による誤作動を抑制することができる。
また、本発明の態様４に係るセンサは、上記態様３において、上記第１の切替部は、上記第１の可視光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流および上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流を合わせた電流と、上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流とのいずれかを、上記第１の受光素子部が出力する電流信号として選択してもよい。
上記の構成によれば、切替部により、第１の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えることができる。
また、本発明の態様５に係るセンサは、上記態様４において、上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合のアノードはアースに接続されており、上記第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとが接続されており、上記第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとの接続ノードは、上記第１の受光素子部の出力ノードとなり、上記第１の切替部は、第１のスイッチと、第２のスイッチとを備え、上記第１のスイッチの一端は、上記出力ノードに接続され、上記第１のスイッチの他端は、上記第２のスイッチの一端に接続され、上記第２のスイッチの他端は、アースに接続され、上記第１の可視光受光用ＰＮ接合のアノードは、上記第１のスイッチの他端と上記第２のスイッチの一端との接続ノードに接続されてもよい。
上記の構成によれば、第１の赤外光受光用ＰＮ接合のアノードがアースに接続されており、第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと第１の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとが接続されていることにより、第１の可視光受光用ＰＮ接合の受光電流および第１の赤外光受光用ＰＮ接合の受光電流を合算した電流が、第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと第１の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとの接続ノードを介して、第１の受光素子部の出力ノードから出力される。
ここで、切替部が備える第１のスイッチにより、第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードとアノードとの接続を閉じることにより、第１の可視光受光用ＰＮ接合の受光電流が出力されなくなり、第１の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流のみが、第１の受光素子部の出力ノードから出力される。つまり、第１の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性に切り替えることができる。
また、切替部が備える第２のスイッチにより、第１の可視光受光用ＰＮ接合のアノードとアースとの接続を閉じることにより、第１の可視光受光用ＰＮ接合は、受光した可視光に応じた光電変換により電位差を生じ、当該電位差に応じた受光電流を出力することができる。つまり、第１の受光素子部の分光特性を、可視〜赤外の分光特性に切り替えることができる。
すなわち、第１の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えることができる。
また、本発明の態様６に係るセンサは、上記態様１〜５のいずれか１態様において、赤外光の分光特性を有する第２の赤外光受光用ＰＮ接合を有する第２の受光素子部をさらに備え、上記第２の受光素子部は、上記基板の上記開口部に対応する部分に設けられてもよい。
上記の構成によれば、第２の受光素子部は、赤外除去フィルタの開口部を通過した赤外成分が除去されていない光を第１の受光素子部よりも先に受光することができる。これにより、第２の受光素子部は、高い赤外光の感度を得ることができる。すなわち、感度の高い近接センサを提供することができる。
また、第１の受光素子部は、第２の受光素子部において赤外成分が吸収された後の光を受光することができるため、より選択的に可視光を受光することができる。つまり、より視感度に近い分光特性を得ることができる。すなわち、より感度の高い照度センサを提供することができる。
さらに、上述のように可視光の影響を除去することにより、蛍光灯などから出射される可視域の光による誤作動を抑制することができる。
また、本発明の態様７に係るセンサは、上記態様６において、上記第２の受光素子部は、可視光の分光特性を有する第２の可視光受光用ＰＮ接合をさらに備え、上記第２の受光素子部の分光特性を切り替える第２の切替部をさらに備えてもよい。
上記の構成によれば、第２の受光素子部は、第１の受光素子部と同じ構成とすることができる。よって、センサの製造工程を簡素化し、センサを低コスト化することができる。
また、本発明の態様８に係るセンサは、上記態様７において、上記第２の切替部は、上記第２の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えてもよい。
上記の構成によれば、第２の受光素子部は、第１の受光素子部と同じ操作により分光特性を切り替えることができる。よって、センサの運用を簡易化することができる。
また、近接センサとしての機能を要求される場合には、赤外光の受光に適した分光特性を有するように、第２の受光素子部の分光特性を赤外の分光特性に切り替えることにより、可視光の影響を除去し、近接センサとしての機能を提供することができる。
さらに、近接センサとしての機能を提供する場合には、上述のように可視光の影響を除去することにより、蛍光灯などから出射される可視域の光による誤作動を抑制することができる。
また、本発明の態様９に係るセンサは、上記態様８において、上記第２の切替部は、上記第２の可視光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流および上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流を合わせた電流と、上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流とのいずれかを、上記第２の受光素子部の出力電流として選択してもよい。
また、本発明の態様１０に係るセンサは、上記態様９において、上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合のアノードはアースに接続されており、上記第２の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとが接続されており、上記第２の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとの接続ノードは、上記第２の受光素子部の出力ノードとなり、上記第２の切替部は、第１のスイッチと、第２のスイッチとを備え、上記第１のスイッチの一端は、上記出力ノードに接続され、上記第１のスイッチの他端は、上記第２のスイッチの一端に接続され、上記第２のスイッチの他端は、アースに接続され、上記第２の可視光受光用ＰＮ接合のアノードは、上記第１のスイッチの他端と第２のスイッチの一端との接続ノードに接続されていてもよい。
上記の構成によれば、第２の受光素子部は、第１の受光素子部と同じ回路構成とすることができる。よって、センサの回路構成を簡素化することができ、センサの製造工程を簡素化し、センサを低コスト化することができる。
また、本発明の態様１１に係るセンサは、上記態様６〜１０のいずれか１態様において、第１の特定色の光を透過する第１の特定色フィルタと、第２の特定色の光を透過する第２の特定色フィルタとをさらに備え、上記第１の特定色フィルタは、上記第１の受光素子部を覆うように設けられ、上記第２の特定色フィルタは、上記第２の受光素子部を覆うように設けられてもよい。
上記の構成によれば、照度センサとしての機能を要求される場合には、赤外除去フィルタにより赤外成分が除去された光から、さらに第１の特定色フィルタにより可視成分が選択的に抽出された光を受光することにより、受光素子部は、より視感度に近い分光特性を得ることができる。
また、近接センサとしての機能を要求される場合には、第２の特定色フィルタにより可視成分が選択的に除去された光を受光することにより、他の受光素子部は、高い赤外光の感度を得ることができる。
また、本発明の態様１２に係るセンサは、上記態様１１において、上記第２の特定色は、青色でもよい。
上記の構成によれば、例えば６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長を有する光を遮断する青色フィルタを透過した光を、赤外光受光用ＰＮ接合に入射させることができる。これにより、例えば９００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長を有する赤外光に対してより高い感度を有する分光特性を得ることができる。
また、本発明の態様１３に係るセンサは、上記態様１１または１２において、上記第１の特定色は、赤色、緑色、または青色でもよい。
上記の構成によれば、三原色に対応した可視光受光用ＰＮ接合を備えたＲＧＢカラーセンサを提供することができる。
また、本発明の態様１４に係るセンサは、上記態様１３において、上記第１の特定色は、緑色でもよい。
ここで、緑色フィルタは、視感度に近い分光特性を有することが知られている。
上記の構成によれば、緑色フィルタを透過した光を、可視光受光用ＰＮ接合に入射させることができる。これにより、さらに視感度に近い分光特性を得ることができる。
また、本発明の態様１５に係るセンサは、上記態様１〜１４のいずれか１態様において、上記開口部の幅は、５ｕｍ以上であってもよい。
ここで、赤外除去フィルタに開口部を形成する際には、開口部を形成する領域にレジストを配して、当該レジストの上から、例えば５酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などの材料からなる赤外除去フィルタを成膜した後に、レジストとともにレジスト上の赤外除去フィルタを除去するリフトオフ法を利用することができる。また、当該方法を利用する場合には、レジストの幅が５ｕｍ以上であれば、所望の形状の赤外除去フィルタを得ることができる。
上記の構成によれば、開口部の幅が５ｕｍ以上であるため、当該開口部を赤外除去フィルタに形成する際に、例えばリフトオフ法を利用することにより、開口部の形状に対応したレジストの幅も５ｕｍ以上とすることができ、所望の形状の開口部を得ることができる。
また、本発明の態様１６に係るセンサは、上記態様１〜１５のいずれか１態様において、上記赤外除去フィルタは、金属多層膜であってもよい。
上記の構成によれば、赤外除去フィルタを、半導体の製造プロセスにより、受光素子上の特定の領域に容易に精度良く成膜することができる。
また、本発明の態様１７に係るセンサは、上記態様１６において、上記金属多層膜は、ＳｉＯ２の層およびＮｂ２Ｏ５の層からなってもよい。
上記の構成によれば、赤外除去フィルタは、透過する光からより多くの赤外成分を除去することができる。また、赤外除去フィルタは、光の干渉を利用して、透過光の波長を選択することができる。
また、本発明の態様１８に係るセンサは、上記態様１〜１７のいずれか１態様において、上記受光素子部を封止する樹脂封止部をさらに備え、上記樹脂封止部は、レンズ形状を有するレンズ部（レンズ４２）を有し、上記基板と上記レンズ部とが対向していてもよい。
ここで、受光素子部を小型化した場合には、例えばレンズなどにより、受光する光を狭い領域に集光するといったことが行われる。また、レンズなどにより、受光する光を狭い領域に集光する場合には、レンズの焦点を当該領域に一致させるといったことが行われる。このような場合には、レンズと光が集光される領域との相対的な位置関係が固定されていることが好ましい。
上記の構成によれば、照度センサとしての機能および近接センサとしての機能を具備する上述の受光素子部を樹脂封止部に封止し、樹脂封止部の面の一部に形成されたレンズ形状を有するレンズ部により光を集光することで、受光素子部とレンズ部とが対向するように、相対的な位置関係が固定され、受光素子部を小型化した場合であっても、受光素子部は正確に光を受光することができる。つまり、受光素子部を小型化するとともに、面の一部にレンズ形状を有する樹脂封止部と一体化することにより、センサ全体としても小型化することができ、小型かつ一体型の照度・近接センサを提供することができる。
なお、受光素子部だけではなく、赤外除去フィルタも樹脂封止部に封止しても良い。これにより、例えば、樹脂封止部の面上に赤外除去フィルタを設ける必要がなくなるため、受光素子部に光が集光されるように、任意にレンズ形状を受光素子部の面上に形成することができる。
また、レンズ形状により光を受光素子部に集光させることで、可視光および赤外光に対する受光素子部の感度を向上させることができる。
また、本発明の態様１９に係るセンサは、上記態様１〜１８のいずれか１態様において、発光ダイオードと、上記発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動回路とをさらに備え、上記受光素子部は、上記発光ダイオードから出射された光を受光してもよい。
上記の構成によれば、発光ダイオードを駆動しない場合には、照度センサを提供することができる。また、発光ダイオードを駆動する場合には、センサに近接した物体により反射された発光ダイオードから出射された光を検知することにより、近接センサを提供することができる。よって、一体型の照度・近接センサを提供することができる。
また、本発明の態様２０に係るセンサは、上記態様１〜１９のいずれか１態様において、上記受光素子部から出力される電流信号（入力信号）をデジタル信号に変換するアナログ‐デジタル変換回路をさらに備えてもよい。
上記の構成によれば、受光素子部の可視光および赤外光の受光量を、デジタル値にそれぞれ変換することができる。これにより、当該デジタル値に所望のデジタル処理を適用することができる。
また、本発明の態様２１に係るセンサは、上記態様２０において、上記アナログ‐デジタル変換回路は、上記電流信号に応じた電荷を蓄える積分コンデンサを備え、当該積分コンデンサが蓄える電荷量に対応する電圧を出力する積分回路と、上記積分回路の出力電圧と基準電圧との互いの高低を比較して、その比較結果を２値のパルス信号として出力する比較回路と、当該パルス信号をクロック信号に同期して取り込んでビットストリーム信号を出力するフリップフロップ、および、当該ビットストリーム信号のアクティブパルスを計数するカウンタを備え、当該カウンタによる計数結果を上記アナログ‐デジタル変換回路の出力値として出力する出力回路と、上記ビットストリーム信号のアクティブパルス期間に電流を出力して上記積分コンデンサを放電させる放電回路とを備える積分型アナログ‐デジタル変換回路であってもよい。
上記の構成によれば、アクティブパルス期間の合計した長さが、受光素子部から出力される電流信号の大きさに応じたものとなる。そして、出力回路の出力パルス電流が積分回路で積分される（すなわち平均化される）ことで、簡単な構成で正確にアナログ‐デジタル変換した信号が得られる。
すなわち、広いダイナミックレンジを有し、高い分解能のアナログ‐デジタル変換が可能である、照度センサや近接センサに好適なセンサを提供することができる。
本発明の態様２２に係る表示装置は、画面を表示する液晶パネルと、上記液晶パネルを照射するバックライトと、上記バックライトの輝度を制御するバックライト制御部と、上記態様１〜２１のいずれか１態様におけるセンサとを備え、上記バックライト制御部は、上記センサから出力される信号に基づいて、上記バックライトの輝度を制御してもよい。
上記の構成によれば、表示装置は、周囲光の色成分（照度情報）を正確に検出できるセンサを備えているので、周囲光の照度に応じて、画面の明るさを正確に制御することができる。また、表示装置は、周囲の物体の近接を正確に検知できるセンサを備えているので、周囲の物体の近接に応じて、バックライトの輝度制御ができる。
なお、センサから出力される信号は、上述のアナログ‐デジタル変換回路により変換されても良く、この場合には、バックライト制御部は、当該変換された出力信号に基づいて、バックライトの輝度を制御しても良い。
本発明の態様２３に係る携帯電話および態様２４に係るデジタルカメラは、上記態様２２における表示装置を備えてもよい。
上記の構成によれば、周囲光の照度に応じて、画面の明るさを正確に制御する表示機能や、周囲の物体の近接に応じて、バックライトの輝度制御ができる表示機能を備えた携帯電話およびデジタルカメラなどの応用製品を提供することができる。
なお、この構成に限定されるわけではなく、各表示機能を備えたスマートホンなどを提供することもできる。
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、バックライトの輝度制御を行う液晶パネルや、当該液晶パネルを備えた携帯電話、デジタルカメラ、スマートホンといった装置に利用することができる。
１ センサ
２ センサ
３ センサ
４ センサ
５ 表示装置
６ 応用製品（携帯電話、デジタルカメラ）
１５ 充電回路
１６ 放電回路
１７ 比較回路
１８ 制御回路
４１ 樹脂封止部
４２ レンズ（レンズ部）
４５ ＬＥＤ
５１ バックライト制御部
５２ バックライト
５５ 液晶パネル
ＡＤＣ デジタル変換回路
Ｃ１ コンデンサ
ＣＦ カラーフィルタ（特定色フィルタ）
ＣＦ（Ｒ） 赤色フィルタ（特定色フィルタ）
ＣＦ（Ｇ） 緑色フィルタ（特定色フィルタ）
ＣＦ（Ｂ） 青色フィルタ（特定色フィルタ）
ＣＯＵＮＴ カウンタ
ＤＣ 発光ダイオード駆動回路
Ｅ１ 受光素子部（第１の受光素子部）
Ｅ２ 受光素子部（第２の受光素子部）
ＦＦ フリップフロップ
ＩＲｃｕｔＦ 赤外除去フィルタ
Ｉｉｎ 入力電流（電流信号）
ＬＥＤ 発光ダイオード
Ｎ１ 接続ノード（出力ノード）
Ｎ２ 接続ノード
ＰＤｉｒ フォトダイオード（赤外光受光用ＰＮ接合）
ＰＤｖｉｓ フォトダイオード（可視光受光用ＰＮ接合）
Ｓ１ 可視光検出部
Ｓ２ 赤外光検出部
ＳＷ１１ スイッチ（第１のスイッチ）
ＳＷ１２ スイッチ（第２のスイッチ）
ＳＷ２１ スイッチ（第１のスイッチ）
ＳＷ２２ スイッチ（第２のスイッチ）
ＳＷＳ 切替部
Ｖｒｅｆ 基準電圧
Ｖｓｉｇ 出力電圧
ｃｈａｒｇｅ ビットストリーム信号
ｃｌｋ クロック信号

Claims (24)

  1. 基板に形成され、可視光の分光特性を有する第１の可視光受光用ＰＮ接合および赤外光の分光特性を有する第１の赤外光受光用ＰＮ接合を有する第１の受光素子部と、
    上記第１の受光素子部を覆うように設けられ、光から赤外成分を除去する赤外除去フィルタと、
    上記第１の受光素子部の分光特性を切り替える第１の切替部とを備えるセンサであって、
    上記赤外除去フィルタには開口部が形成され、
    上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合は、上記可視光受光用ＰＮ接合よりも上記基板の深い位置に形成されていることを特徴とするセンサ。
  2. 上記開口部は、上記赤外除去フィルタの上記第１の受光素子部の周囲を覆っている部分に形成されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
  3. 上記第１の切替部は、上記第１の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ。
  4. 上記第１の切替部は、
    上記第１の可視光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流および上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流を合わせた電流と、
    上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流とのいずれかを、上記第１の受光素子部が出力する電流信号として選択することを特徴とする請求項３に記載のセンサ。
  5. 上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合のアノードはアースに接続されており、
    上記第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとが接続されており、
    上記第１の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第１の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとの接続ノードは、上記第１の受光素子部の出力ノードとなり、
    上記第１の切替部は、第１のスイッチと、第２のスイッチとを備え、
    上記第１のスイッチの一端は、上記出力ノードに接続され、
    上記第１のスイッチの他端は、上記第２のスイッチの一端に接続され、
    上記第２のスイッチの他端は、アースに接続され、
    上記第１の可視光受光用ＰＮ接合のアノードは、上記第１のスイッチの他端と上記第２のスイッチの一端との接続ノードに接続されていることを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
  6. 赤外光の分光特性を有する第２の赤外光受光用ＰＮ接合を有する第２の受光素子部をさらに備え、
    上記第２の受光素子部は、上記基板の上記開口部に対応する部分に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサ。
  7. 上記第２の受光素子部は、可視光の分光特性を有する第２の可視光受光用ＰＮ接合をさらに備え、
    上記第２の受光素子部の分光特性を切り替える第２の切替部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のセンサ。
  8. 上記第２の切替部は、上記第２の受光素子部の分光特性を、赤外の分光特性または可視〜赤外の分光特性のいずれかに切り替えることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
  9. 上記第２の切替部は、
    上記第２の可視光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流および上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流を合わせた電流と、
    上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合から出力される受光電流とのいずれかを、上記第２の受光素子部の出力電流として選択することを特徴とする請求項８に記載のセンサ。
  10. 上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合のアノードはアースに接続されており、
    上記第２の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとが接続されており、
    上記第２の可視光受光用ＰＮ接合のカソードと上記第２の赤外光受光用ＰＮ接合のカソードとの接続ノードは、上記第２の受光素子部の出力ノードとなり、
    上記第２の切替部は、第１のスイッチと、第２のスイッチとを備え、
    上記第１のスイッチの一端は、上記出力ノードに接続され、
    上記第１のスイッチの他端は、上記第２のスイッチの一端に接続され、
    上記第２のスイッチの他端は、アースに接続され、
    上記第２の可視光受光用ＰＮ接合のアノードは、上記第１のスイッチの他端と上記第２のスイッチの一端との接続ノードに接続されていることを特徴とする請求項９に記載のセンサ。
  11. 第１の特定色の光を透過する第１の特定色フィルタと、
    第２の特定色の光を透過する第２の特定色フィルタとをさらに備え、
    上記第１の特定色フィルタは、上記第１の受光素子部を覆うように設けられ、
    上記第２の特定色フィルタは、上記第２の受光素子部を覆うように設けられることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載のセンサ。
  12. 上記第２の特定色は、青色であることを特徴とする請求項１１に記載のセンサ。
  13. 上記第１の特定色は、赤色、緑色、または青色であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のセンサ。
  14. 上記第１の特定色は、緑色であることを特徴とする請求項１３に記載のセンサ。
  15. 上記開口部の幅は、５ｕｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のセンサ。
  16. 上記赤外除去フィルタは、金属多層膜であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のセンサ。
  17. 上記金属多層膜は、ＳｉＯ２の層およびＮｂ２Ｏ５の層からなることを特徴とする請求項１６に記載のセンサ。
  18. 上記受光素子部を封止する樹脂封止部をさらに備え、
    上記樹脂封止部は、レンズ形状を有するレンズ部を有し、
    上記基板と上記レンズ部とが対向していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のセンサ。
  19. 発光ダイオードと、
    上記発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動回路とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のセンサ。
  20. 上記受光素子部から出力される電流信号をデジタル信号に変換するアナログ‐デジタル変換回路をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載のセンサ。
  21. 上記アナログ‐デジタル変換回路は、
    上記電流信号に応じた電荷を蓄える積分コンデンサを備え、当該積分コンデンサが蓄える電荷量に対応する電圧を出力する積分回路と、
    上記積分回路の出力電圧と基準電圧との互いの高低を比較して、その比較結果を２値のパルス信号として出力する比較回路と、
    当該パルス信号をクロック信号に同期して取り込んでビットストリーム信号を出力するフリップフロップ、および、当該ビットストリーム信号のアクティブパルスを計数するカウンタを備え、当該カウンタによる計数結果を上記アナログ‐デジタル変換回路の出力値として出力する出力回路と、
    上記ビットストリーム信号のアクティブパルス期間に電流を出力して上記積分コンデンサを放電させる放電回路とを備える積分型アナログ‐デジタル変換回路であることを特徴とする請求項２０に記載のセンサ。
  22. 画面を表示する液晶パネルと、
    上記液晶パネルを照射するバックライトと、
    上記バックライトの輝度を制御するバックライト制御部と、
    請求項１〜２１のいずれか１項に記載のセンサとを備え、
    上記バックライト制御部は、上記センサから出力される信号に基づいて、上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする表示装置。
  23. 請求項２２に記載の表示装置を備える携帯電話。
  24. 請求項２２に記載の表示装置を備えるデジタルカメラ。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014188756A1 (ja) * 2013-05-22 2014-11-27 シャープ株式会社 光センサおよび表示装置
FR3015666B1 (fr) * 2013-12-19 2017-02-03 Commissariat Energie Atomique Circuit de mesure pour detecteur bolometrique
JP2017508152A (ja) * 2014-02-26 2017-03-23 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 欠陥のある光センサを検出する方法
JP6072978B2 (ja) * 2014-04-04 2017-02-01 シャープ株式会社 受光器及び携帯型電子機器
WO2016143178A1 (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 シャープ株式会社 受光器および携帯型電子機器
WO2016167259A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 シャープ株式会社 センサ回路
CN108021225B (zh) * 2016-10-28 2020-11-24 敦宏科技股份有限公司 近物感测装置及具有近物感测功能的光学感测电路
JP2018096712A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 アクア株式会社 鮮度・熟成判定装置及び鮮度・熟成判定装置を備えた冷蔵庫
JP6760152B2 (ja) * 2017-03-14 2020-09-23 株式会社デンソー ライトセンサ
CN109151331A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 西安中兴新软件有限责任公司 一种检测方法和装置
KR102069660B1 (ko) * 2018-04-05 2020-01-23 해성디에스 주식회사 근접 센서
JP2020178093A (ja) * 2019-04-22 2020-10-29 ローム株式会社 色温度センサ、電子機器および電子機器の製造方法
CN114822402B (zh) * 2022-06-30 2022-09-20 惠科股份有限公司 驱动电路、显示模组及显示装置
JP2024058208A (ja) * 2022-10-14 2024-04-25 ローム株式会社 半導体装置、センサ及び半導体装置の製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7323676B2 (en) * 2001-09-11 2008-01-29 Lumileds Lighting Us, Llc. Color photosensor with color filters and subtraction unit
JP4105440B2 (ja) * 2002-01-30 2008-06-25 浜松ホトニクス株式会社 半導体光検出装置
JP2004006694A (ja) * 2002-03-29 2004-01-08 Toshiba Corp 受光素子及び光半導体装置
JP2004221506A (ja) * 2002-11-22 2004-08-05 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法
JP4689971B2 (ja) * 2004-05-26 2011-06-01 パナソニック電工株式会社 照度センサの製造方法
JP4443390B2 (ja) * 2004-11-24 2010-03-31 コーデンシ株式会社 半導体光検出装置
JP2006332226A (ja) 2005-05-25 2006-12-07 Toshiba Corp 半導体光センサ装置
JP4432837B2 (ja) * 2005-06-13 2010-03-17 ミツミ電機株式会社 半導体光センサ装置
JP2007305868A (ja) 2006-05-12 2007-11-22 Rohm Co Ltd 受光素子
SG139570A1 (en) * 2006-07-13 2008-02-29 Avago Technologies General Ip A miniature composite assembly that incorporates multiple devices that use different wavelengths of light and a method for making the composite assembly
US20080067330A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Denso Corporation Color sensor for vehicle and method for manufacturing the same
US8008613B2 (en) * 2009-05-05 2011-08-30 Apple Inc. Light sensing device having a color sensor and a clear sensor for infrared rejection
JP5198394B2 (ja) * 2009-09-04 2013-05-15 シャープ株式会社 近接照度センサおよびその製造方法
JP5841731B2 (ja) * 2011-03-11 2016-01-13 シャープ株式会社 光学素子、光学素子モジュール、電子素子モジュールおよび電子情報機器
US8274051B1 (en) 2011-04-29 2012-09-25 Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Inc. Method and device for optoelectronic sensors with IR blocking filter
CN104395716B (zh) * 2012-09-14 2016-12-14 夏普株式会社 传感器、显示装置

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