JPH0328734A - 半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光学レンズの焦点距離を求めることのできる
半導体素子に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の光学レンズの焦点距＾１＃を求める方法
で、図において、（４）は光学レンズ、■は光源、輔は
定規、０υは表面を黒く塗ってある板である。

次に動作について説明する。光源（７）を発した平行光
線は光学レンズ（１）で集光される。この集光された光
を表而の黒く塗ってある板（Ｉ］）に当Ｃてみて、当っ
ている光が一番小さくなる位置を表面の黒く塗ってある
板で捜す。そして、その位置の光学レンズ（ホ）からの
距離を定規ψで測定すれば、その距離が光学レンズ一の
焦点距離である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の焦点距離の測定方法は以上のように構成されてい
たので、受光面積をん間の目で判断しなければならず、
非常に誤差が生じるなどの問題があった。

この発明はＥ記のような問題を解消するためになされた
もので、半５４体表面に形成する受光素子の大きさ程度
の誤差で受光量を最小とする点での焦点距離を測定する
ことができる半坤体素子を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体素子は、表面の光量に応じて異な
る論理値を出力することのできる受光素子とともに、そ
の論理値を処理する論理Ｍ路を備えｋものである。

〔作用〕

この発明における半導体素子は、表面に形威した受光素
子の受光量に関係するデータを出刀するため、その受光
素子の反応する範囲で受光量を最小とする拉置を求める
ことができるので、光学レンズの焦点すなわち光堆が最
小の位置を求めることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１０〜（１ｄ）は同心円状の受光素子、
（２）　．　（２１）　〜（２ｈ）は信号線，　（３ａ
）〜（３ｄ）は排他的論理和回路、（４ａ）〜（４ｂ）
は４ビットのラッチ回路、（５）は４ビットの加算器、
（６）は加算器（５）の出力のうちの桁上げ信号、（７
）は４ビットのラッチ回路（４ａ）の最上位ビットであ
る。

受光素子（ＩＩ１）〜（１ｄ）はそれぞれ信号線（２ａ
）〜（２ｄ）に接続されている。受光素子（１ａ）〜（
１ｄ）は光のエネルギーを電荷量に変換する性質を持つ
もの（たとえばアモｌレファスシリコンのようなもの）
で、光が当っている時は電荷亀の存在する状態をホ１』
理値゛１′とし、光が当っていない時は電萄填が存在し
ない状態を論理値′″０′としてそれぞれ信号線（２ａ
）〜（２ｄ）に出力する。挑他的論理和回路（３ｄ）は
信号線（２ｏ）と（２ｄ）を入力とし、同様に排他的論
理和回路（３ｃ）は信号線（２ｂ）と（２ｃ）を、また
排他的論理和回路（３ｄ）は信号線（２ａ）と（２ｂ）
を、また、排他的論理和回路（３．）は信号線（２ａ）
と論理値４１１）を入力とし、排他的論理和回１４（３
．）〜（３ｄ）の出力はそれぞれ信号線（２ｅ）〜（２
ｈ）を介して４ビットのラッチ回路（４ａ）に、接続さ
れている。排他的論理回路の出力のうち、（３ａ）（７
−）出力（２ｅ）を最上位ビット、（３ｄ）の出力（２
ｈ）を最下位ビットとする。排他的論理和回路（３ａ）
〜（３ｄ）というのは２つの入力信号の論理値が同じも
のであるなら、論理ｆ１３″″０′を出力し、異なるな
ら論理値′″１′を出力するような論理回路である。４
ビットのラッチｌｊＴ］　＋烙（４ａ）の出力は４ビッ
トのラッチＩＩＩ路（４ｂ）と４ビットの加算器（Ｔｈ
）に１妾続されていて、ラッチ回１％（４．ｂ）の出力
は４ビットの加算器（５）の他力の入力に接続されてお
り、４ビットの加算Ｋ’ｒ　（５）は４ビットのラッチ
回１洛（４ａ）のｆ直から４ビットのラツチ１１１１路
（４ｂ）のづ直をｔ或算し、その演算結果の桁上げ信号
を外部に出力するようになっている。本実施例では説明
を簡単にするため、受光素子は（ｌａ）〜【１ｄ）の４
個となーっているが、実際は数に制限なくｎ個であれば
よい。そのときには、排他的論理和回路もｎ個で、ラッ
チ同路や加算器もｎビットで構戒すればよい。

第１図中、破線（８）で囲まれた部分は通常の゛１こ導
体製造技術で製作し、絶縁層を介してその上Ｉ］に破線
（９）で囲まれた受光素子を製作する。信号線（２ａ）
〜（２ｄ）は絶縁層に穴をあけることで上層と下層を接
続すればよい。しかし、製造プロセスについては本発明
に無関係であるためここでは省略する。また、破線（９
）で囲まれた部分は、破線（８）で囲まれた部分の上層
に製造する必要はなく、通常のように破線（８）の部分
に製作しても受光５ｋ：．子の面積が小さくなるだけで
、本発明の効宅は同様で３）る。

次に第２図について説明する。第２図｝こおいて、００
は第１図にある本発明の牢導体素子、■：Ｊ光学レンズ
、■は光源、輪は焦点距離を測定する定規，（６），　
（７）は第１図に卦ける出力信号線ｔ（ｉ）．　（７）
で、｛８１乃は定規を指示する指示棒、（７）は信号線
（６）の論理値によって半導体素子００をＸ方向（正・
負を含めて）に動かす制御装置である。制御装置一は半
導体素子０＊をＸ方向の正側・負側、どちらかに移動さ
せて、そのとき回答されてくる信号線（６）の論理値が
％１′なら更に同方向に半導体素子（１０を移動させ、
論理値が′０′なら逆方向に移動させる性質をもったも
のである。

次に実施例について第１図，第２図を含めて説明する。

いま、第１図中の受光素子（ｌａ）　，　（ｌｂ）に光
が当って＞１）、（１ｃ）と（１ｄ）には光が当ってい
ないとする。その時、信号線（２）のそれぞれの論理値
は第３図（＆〉のようになる。このとき、ラッチ回路（
４０には信号線（２ｅ）〜（２ｈ）の値４ビットが保存
される。次に第２図に訃ける制御装置（ト）が半導体素
子００をＸの負の方向に任意の距離、動かしたとする。

そのときに、半導体素子（１０の表面に当たる光の面積
が小さくな９、たとえば第１図中の受光素子（１ａ）に
は光が当り、（ｌｂ）　，（ｌｃ），　（ｌｄ）には光
が当らないとする。その時の各信号線の論理値は第３図
（ｂ）のようになる。このとき、ラッチ回路（４０には
新しく信号線（２ｅ）〜（２ｈ）の値が保存されるが、
古いデータはそのままラッチ回１＠　（４ｂ）に保存さ
れる。したが一って、その状態での４ビットのラッチ回
路（４ａ）と（４ｂ）の値は第３図（ｄ）のようなる。

加算器（５）はラッチ回＃（４Ｍ．）からラッチ回路（
４ｂ）の値を減算するので、出力信号線｛６｝は論理値
′１′となる。

第２図の信号線（６）の値が゛１′であるとき、制御装
置（７）は半導体素子００を前と同じ方向であるＸの負
の方向に移動させる。

逆に、半導体素子αＯの表面に当る光の面積が大きくな
った場合はたとえば、第１図中の受光素子（ｘａ）　．
　（ｘｂ）　．　（ｔｒ，）　　には光が当り、（１ｄ
）には光が当らないとする。その時の各信号線の論理値
は第３図（ｃ）のようにな９、ラッチ回路（４ａ）　，
　（４ｂ）の値は第３図（．）のようになる。さらに加
算器（５）の出力信号線（６）の論理値は゛０′が出力
する。したが゛つて、第２図中の制御装置０は半導体素
子０＊を前とは逆の方向であるＸの正の方向に移動させ
る。

以七のような動作を繰り返すことによって、第２図にお
ける制御装置０は半導体素子αＯをその受ける光の蟻が
少なくなる方向へ移動させていくことになる。最後に、
第１図に動ける信号線（７）の論理値が′１＃になった
場合、すなわち受光素子（１０〜（１ｄ）にすべて光が
当らなくなったとき、信号線（２〉のそれぞれの値が第
４図となったときに、第２図中の制御装置（ト）は半導
体素子００を移動させることを停止する。すなわち、そ
の時の半導体素子α０の光学レンズ（ホ）からの距離が
光学レンズ（ホ）の焦点距離となる。

なか、上記実施例では受光素子に同心円Ｑものを示した
が、岡心である多角形であればどのような形に形成して
も同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、受光素子の表面での光
線の受光量の多少を表面の受光素子の大きさで判断でき
るよう構成したので、人間の目で判断するよりも精度の
高い半導体素子が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体系子の構造を
説明するブロック図、第２図はこの発明の半導体素子を
用いた焦点距離測定方法を示す説明図、第３図と第４図
は動作を説明するための論理値を示す図、第５図は従来
の焦点距離測定方法を示す説明図である。図にかいて、
（１０〜（１ｄ）は受光素子、（２）は（２ａ）　〜（
２ｈ）信号線、（３ａ）〜（３ｄ）は排他的論理和回略
、（４ａ）　（４ｂ）はラッチ回路，（５）は加算器、
｛６）は加算器（５）の桁上げ信号、（７）はラッチ回
路（４）の最上位ビット、（８）は受光素子ブロック、
（９）は論理回路ブロック、αＯは半導体素子、叫は光
学レンズ、■は光源、輪は制御装置、■は定規、一は指
示棒を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光量に応じて異なつた論理値を出力することの
   できる受光素子と、前記受光素子の出力する論理回路を
   有し、受光量の多少の変化に応じて任意の論理値を外部
   に出力することを特徴とする半導体素子。