JPH0964400A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH0964400A JPH0964400A JP21180995A JP21180995A JPH0964400A JP H0964400 A JPH0964400 A JP H0964400A JP 21180995 A JP21180995 A JP 21180995A JP 21180995 A JP21180995 A JP 21180995A JP H0964400 A JPH0964400 A JP H0964400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiode
- light source
- receiving surface
- photoelectric conversion
- light receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源とフォトダイオードの距離にかかわら
ず、良好な光電変換効率が得られる光電変換装置を実現
する。 【解決手段】 点光源の光軸が基板と直交する位置を中
心として、各フォトダイオードの受光面はこの中心から
放射状に延びた形状になっている。これにより、各フォ
トダイオードの受光面は点光源から等しい距離にある。
また、各受光面の面積は等しい。このことから、光源と
フォトダイオードの距離が変わっても各受光面が受光す
る光強度の変化率は等しい。これによって、光源とフォ
トダイオードの距離が変わっても各フォトダイオードの
出力電流の均一性が保持される。
ず、良好な光電変換効率が得られる光電変換装置を実現
する。 【解決手段】 点光源の光軸が基板と直交する位置を中
心として、各フォトダイオードの受光面はこの中心から
放射状に延びた形状になっている。これにより、各フォ
トダイオードの受光面は点光源から等しい距離にある。
また、各受光面の面積は等しい。このことから、光源と
フォトダイオードの距離が変わっても各受光面が受光す
る光強度の変化率は等しい。これによって、光源とフォ
トダイオードの距離が変わっても各フォトダイオードの
出力電流の均一性が保持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源から受けた光を電
気信号に変換する光電変換装置に関するものである。
気信号に変換する光電変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光電変換装置はフォトカップラ等に用い
られている。従来より、直列接続された複数のフォトダ
イオードを基板上に形成した光電変換装置がある。フォ
トダイオードを直列接続するのは、１つのフォトダイオ
ードだけでは出力電圧が低いことから、複数のフォトダ
イオードを直列接続し、直列接続したフォトダイオード
の出力電圧を加算することにより十分な出力電圧レベル
を確保するためである。このような光電変換装置に点光
源の光を照射する場合、各フォトダイオードが受光する
光強度は異なる。すなわち、点光源に近い位置にあるフ
ォトダイオードが受光する光強度は強く、遠い位置にあ
るフォトダイオードが受光する光強度は弱くなる。受光
面の面積が等しいフォトダイオードから得られる出力電
流は受光した光強度に比例する。従って、もし、直列接
続されたフォトダイオードの受光面の面積を全て等しく
すると、点光源から最も遠い位置にあるフォトダイオー
ドの出力電流が最小になる。直列接続されたフォトダイ
オード全体の出力電流は、フォトダイオードの出力電流
の最小値によって決まる。このため、光電変換の効率が
悪い。
られている。従来より、直列接続された複数のフォトダ
イオードを基板上に形成した光電変換装置がある。フォ
トダイオードを直列接続するのは、１つのフォトダイオ
ードだけでは出力電圧が低いことから、複数のフォトダ
イオードを直列接続し、直列接続したフォトダイオード
の出力電圧を加算することにより十分な出力電圧レベル
を確保するためである。このような光電変換装置に点光
源の光を照射する場合、各フォトダイオードが受光する
光強度は異なる。すなわち、点光源に近い位置にあるフ
ォトダイオードが受光する光強度は強く、遠い位置にあ
るフォトダイオードが受光する光強度は弱くなる。受光
面の面積が等しいフォトダイオードから得られる出力電
流は受光した光強度に比例する。従って、もし、直列接
続されたフォトダイオードの受光面の面積を全て等しく
すると、点光源から最も遠い位置にあるフォトダイオー
ドの出力電流が最小になる。直列接続されたフォトダイ
オード全体の出力電流は、フォトダイオードの出力電流
の最小値によって決まる。このため、光電変換の効率が
悪い。
【０００３】この問題点を解決するための光電変換装置
として、光源から近い位置にあるフォトダイオードの受
光面の面積を小さくし、遠い位置にあるフォトダイオー
ドの受光面の面積を大きくした光電変換装置があった。
このように受光面の面積を異ならせることにより、光源
から遠い位置にあるフォトダイオードの出力電流が増加
するため、光電変換効率が向上する。ところが、点光源
の照度分布は、点光源に近い位置では、光軸付近の照度
と光軸から離れた位置の照度の差が大きく、点光源に遠
い位置では、光軸付近の照度と光軸から離れた位置の照
度の差が小さい。従って、点光源とフォトダイオードの
距離が変わると、各フォトダイオードが受ける光の強度
分布が変わる。このため、上述した点光源からの距離に
応じて受光面の面積を変えた従来例では、フォトダイオ
ードと点光源との距離が変わるとフォトダイオードの出
力電流が均一にならなくなり、光電変換効率が低下する
という問題点があった。
として、光源から近い位置にあるフォトダイオードの受
光面の面積を小さくし、遠い位置にあるフォトダイオー
ドの受光面の面積を大きくした光電変換装置があった。
このように受光面の面積を異ならせることにより、光源
から遠い位置にあるフォトダイオードの出力電流が増加
するため、光電変換効率が向上する。ところが、点光源
の照度分布は、点光源に近い位置では、光軸付近の照度
と光軸から離れた位置の照度の差が大きく、点光源に遠
い位置では、光軸付近の照度と光軸から離れた位置の照
度の差が小さい。従って、点光源とフォトダイオードの
距離が変わると、各フォトダイオードが受ける光の強度
分布が変わる。このため、上述した点光源からの距離に
応じて受光面の面積を変えた従来例では、フォトダイオ
ードと点光源との距離が変わるとフォトダイオードの出
力電流が均一にならなくなり、光電変換効率が低下する
という問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、フォトダイオ
ードの受光面の形状と配列に工夫を施すことによって、
各受光面と点光源の距離を等しくし、光源とフォトダイ
オードの距離にかかわらず、良好な光電変換効率が得ら
れる光電変換装置を実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、フォトダイオ
ードの受光面の形状と配列に工夫を施すことによって、
各受光面と点光源の距離を等しくし、光源とフォトダイ
オードの距離にかかわらず、良好な光電変換効率が得ら
れる光電変換装置を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、直列接続され
た複数の半導体受光素子を基板上に形成し、前記半導体
受光素子は点光源から受光した光強度に応じた電気信号
を出力する光電変換装置において、前記点光源の光軸が
前記基板と直交する位置を中心として、各フォトダイオ
ードの受光面はこの中心から放射状に延びた形状になっ
ていて、各受光面の面積は等しいことを特徴とする光電
変換装置である。
た複数の半導体受光素子を基板上に形成し、前記半導体
受光素子は点光源から受光した光強度に応じた電気信号
を出力する光電変換装置において、前記点光源の光軸が
前記基板と直交する位置を中心として、各フォトダイオ
ードの受光面はこの中心から放射状に延びた形状になっ
ていて、各受光面の面積は等しいことを特徴とする光電
変換装置である。
【０００６】
【作用】このような本発明では、点光源の光軸が基板と
直交する位置を中心として、各フォトダイオードの受光
面はこの中心から放射状に延びた形状になっている。こ
れにより、各フォトダイオードの受光面は点光源から等
しい距離にある。また、各受光面の面積は等しい。この
ことから、光源とフォトダイオードの距離が変わっても
各受光面が受光する光強度の変化率は等しい。これによ
って、光源とフォトダイオードの距離が変わっても各フ
ォトダイオードの出力電流の均一性が保持される。
直交する位置を中心として、各フォトダイオードの受光
面はこの中心から放射状に延びた形状になっている。こ
れにより、各フォトダイオードの受光面は点光源から等
しい距離にある。また、各受光面の面積は等しい。この
ことから、光源とフォトダイオードの距離が変わっても
各受光面が受光する光強度の変化率は等しい。これによ
って、光源とフォトダイオードの距離が変わっても各フ
ォトダイオードの出力電流の均一性が保持される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。
する。
【実施例】図１は本発明の一実施例を示した構成図であ
る。図１において、１は基板、２1〜２12はフォトダイ
オードの受光面で、基板１上に形成されている。受光面
２1〜２12は、基板１上の所定の位置を中心Ｏとし、中
心Ｏから放射状に延びた形状になっている。各受光面２
1〜２12の面積は等しい。各受光面は扇形に近い形をし
ていて、中心角は等しい。点光源の光軸は、中心Ｏで基
板１と直交する。３はフォトダイオードどうしを直列接
続する配線パターン、４はフォトダイオードの直列接続
部分の両端に接続されたパッドである。直列接続された
フォトダイオードの出力は２つのパッド４から取り出さ
れる。
る。図１において、１は基板、２1〜２12はフォトダイ
オードの受光面で、基板１上に形成されている。受光面
２1〜２12は、基板１上の所定の位置を中心Ｏとし、中
心Ｏから放射状に延びた形状になっている。各受光面２
1〜２12の面積は等しい。各受光面は扇形に近い形をし
ていて、中心角は等しい。点光源の光軸は、中心Ｏで基
板１と直交する。３はフォトダイオードどうしを直列接
続する配線パターン、４はフォトダイオードの直列接続
部分の両端に接続されたパッドである。直列接続された
フォトダイオードの出力は２つのパッド４から取り出さ
れる。
【０００８】図２は図１の光電変換装置の断面図であ
る。図２は図１の基板を中心をＯとして円周方向に切っ
たときの断面図である。図２で図１と同一のものは同一
符号を付ける。図２において、５はフォトダイオードで
あり、第１の導電型領域（例えばｎ型領域）５１と、第
２の導電型領域（例えばｐ型領域）５２とからなる。第
１の導電型領域５１と第２の導電型領域５２の表面によ
り受光面をなしている。隣合うフォトダイオード間で第
１の導電型領域５１と第２の導電型領域５２が配線パタ
ーン３により接続されている。
る。図２は図１の基板を中心をＯとして円周方向に切っ
たときの断面図である。図２で図１と同一のものは同一
符号を付ける。図２において、５はフォトダイオードで
あり、第１の導電型領域（例えばｎ型領域）５１と、第
２の導電型領域（例えばｐ型領域）５２とからなる。第
１の導電型領域５１と第２の導電型領域５２の表面によ
り受光面をなしている。隣合うフォトダイオード間で第
１の導電型領域５１と第２の導電型領域５２が配線パタ
ーン３により接続されている。
【０００９】図３は本発明にかかる光電変換装置と光源
の位置関係を示した図である。図３において、６は点光
源で、図の矢印の方向に光を照射する。点光源６の光軸
Ｌは中心Ｏの位置で基板１と直交する。
の位置関係を示した図である。図３において、６は点光
源で、図の矢印の方向に光を照射する。点光源６の光軸
Ｌは中心Ｏの位置で基板１と直交する。
【００１０】このように構成した光電変換装置におい
て、受光面２1〜２12は中心Ｏから放射状に延びている
ため、各受光面は光源から等しい距離にある。各受光面
の面積は等しい。これによって、点光源６が光軸Ｌに沿
って動き、点光源６とフォトダイオードの距離が変わっ
ても、各受光面が受光する光強度の変化率は等しく、各
フォトダイオードの出力電流の均一性が保持される。従
って、良好な光電変換効率が得られる。
て、受光面２1〜２12は中心Ｏから放射状に延びている
ため、各受光面は光源から等しい距離にある。各受光面
の面積は等しい。これによって、点光源６が光軸Ｌに沿
って動き、点光源６とフォトダイオードの距離が変わっ
ても、各受光面が受光する光強度の変化率は等しく、各
フォトダイオードの出力電流の均一性が保持される。従
って、良好な光電変換効率が得られる。
【００１１】なお、実施例では受光面が扇形に近い形状
になっている場合について説明したが、受光面は扇形以
外の形状例えば、矩形、三角形等であってもよい。ま
た、実施例ではフォトダイオードを用いた例を挙げた
が、フォトダイオードに限らず半導体受光素子であれば
よく、例えば、太陽電池等であってもよい。
になっている場合について説明したが、受光面は扇形以
外の形状例えば、矩形、三角形等であってもよい。ま
た、実施例ではフォトダイオードを用いた例を挙げた
が、フォトダイオードに限らず半導体受光素子であれば
よく、例えば、太陽電池等であってもよい。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、点光源の光軸が基板と
直交する位置を中心として、各フォトダイオードの受光
面はこの中心から放射状に延びた形状になっている。こ
のため、各受光面と点光源の距離が等しくなる。従っ
て、光源とフォトダイオードの距離が変わっても各受光
面が受光する光強度の変化率は等しい。これによって、
光源とフォトダイオードの距離にかかわらず、各フォト
ダイオードの出力電流の均一性が保持され、良好な光電
変換効率が得られる。
直交する位置を中心として、各フォトダイオードの受光
面はこの中心から放射状に延びた形状になっている。こ
のため、各受光面と点光源の距離が等しくなる。従っ
て、光源とフォトダイオードの距離が変わっても各受光
面が受光する光強度の変化率は等しい。これによって、
光源とフォトダイオードの距離にかかわらず、各フォト
ダイオードの出力電流の均一性が保持され、良好な光電
変換効率が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１の光電変換装置の断面図である。
【図３】光電変換装置と光源の位置関係を示した図であ
る。
る。
１ 基板 ２1〜２12 受光面 ３ 配線パターン ５ フォトダイオード ６ 点光源
Claims (1)
- 【請求項１】 直列接続された複数の半導体受光素子を
基板上に形成し、前記半導体受光素子は点光源から受光
した光強度に応じた電気信号を出力する光電変換装置に
おいて、 前記点光源の光軸が前記基板と直交する位置を中心とし
て、各フォトダイオードの受光面はこの中心から放射状
に延びた形状になっていて、各受光面の面積は等しいこ
とを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21180995A JPH0964400A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21180995A JPH0964400A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964400A true JPH0964400A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16611963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21180995A Pending JPH0964400A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964400A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008512870A (ja) * | 2004-09-09 | 2008-04-24 | ザ・ボーイング・カンパニー | 多数の電圧デバイスの実現を有する多接合レーザ光検出器 |
| JP2018181983A (ja) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 日産自動車株式会社 | 発電パネル |
-
1995
- 1995-08-21 JP JP21180995A patent/JPH0964400A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008512870A (ja) * | 2004-09-09 | 2008-04-24 | ザ・ボーイング・カンパニー | 多数の電圧デバイスの実現を有する多接合レーザ光検出器 |
| JP2018181983A (ja) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 日産自動車株式会社 | 発電パネル |
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