JPH1038683A - 光量検出装置 - Google Patents
光量検出装置Info
- Publication number
- JPH1038683A JPH1038683A JP8192572A JP19257296A JPH1038683A JP H1038683 A JPH1038683 A JP H1038683A JP 8192572 A JP8192572 A JP 8192572A JP 19257296 A JP19257296 A JP 19257296A JP H1038683 A JPH1038683 A JP H1038683A
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- Japan
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- photodiodes
- photodiode
- light
- amplifier
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、しかも、高精度の光量検出を行うこ
とができる光量検出装置を提供する。 【解決手段】 単一のシリコン基板上に複数のフォトダ
イオード４が分割されて形成され、該各フォトダイオー
ド４のそれぞれに接続されて該各フォトダイオード４か
らの信号を増幅する複数の増幅部（ＯＰアンプ８及び可
変抵抗９）が設けられ、該各増幅部からの増幅された信
号を加算する加算部（ＯＰアンプ１０）が設けられ、前
記増幅部は増幅率を変えることができるようにした。
とができる光量検出装置を提供する。 【解決手段】 単一のシリコン基板上に複数のフォトダ
イオード４が分割されて形成され、該各フォトダイオー
ド４のそれぞれに接続されて該各フォトダイオード４か
らの信号を増幅する複数の増幅部（ＯＰアンプ８及び可
変抵抗９）が設けられ、該各増幅部からの増幅された信
号を加算する加算部（ＯＰアンプ１０）が設けられ、前
記増幅部は増幅率を変えることができるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、照射された光の
光量を検出する光量検出装置に関するものである。
光量を検出する光量検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、コントラストの強い映像、例
えば顕微鏡の像等の光量を検出するため、像の中の光強
度の高い部分の光を選択してフォトダイオード等の光を
検出する部分に導くか、像がすべて入射するような面積
を持ったフォトダイオードやイメージセンサ等の光量検
出装置に像を投影し検出するようにしていた。
えば顕微鏡の像等の光量を検出するため、像の中の光強
度の高い部分の光を選択してフォトダイオード等の光を
検出する部分に導くか、像がすべて入射するような面積
を持ったフォトダイオードやイメージセンサ等の光量検
出装置に像を投影し検出するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光量検出装置にあっては、映像の中の光強度
の高い部分を選択するのは、複雑な光学装置が必要とな
る共に、作業者がその選択作業をするのが面倒である。
また、イメージセンサで全体の光量を検出する場合に
は、位置情報も加味した高度な光量検出を行うことが出
来るが、光量検出には、位置情報が必要ない場合もあ
り、かかる場合に、イメージセンサを使用するのは高価
であることから適当でなく、より安価な装置の提供が望
まれる。
うな従来の光量検出装置にあっては、映像の中の光強度
の高い部分を選択するのは、複雑な光学装置が必要とな
る共に、作業者がその選択作業をするのが面倒である。
また、イメージセンサで全体の光量を検出する場合に
は、位置情報も加味した高度な光量検出を行うことが出
来るが、光量検出には、位置情報が必要ない場合もあ
り、かかる場合に、イメージセンサを使用するのは高価
であることから適当でなく、より安価な装置の提供が望
まれる。
【０００４】また、映像がすべて入射する大きさのフォ
トダイオードを用いる場合は、イメージセンサを用いる
場合に比べ安価であるが、像のサイズが大きくなった場
合、フォトダイオードの位置による感度のバラツキが問
題となり、同じ光量が入射しても位置によって出力がバ
ラ付き、適正な光量検出ができない、という問題があっ
た。
トダイオードを用いる場合は、イメージセンサを用いる
場合に比べ安価であるが、像のサイズが大きくなった場
合、フォトダイオードの位置による感度のバラツキが問
題となり、同じ光量が入射しても位置によって出力がバ
ラ付き、適正な光量検出ができない、という問題があっ
た。
【０００５】そこで、この発明は、安価で、しかも、高
精度の光量検出を行うことができる光量検出装置を提供
することを課題としている。
精度の光量検出を行うことができる光量検出装置を提供
することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、単一のシリコン基板上
に複数のフォトダイオードが分割されて形成され、該各
フォトダイオードのそれぞれに接続されて該各フォトダ
イオードからの信号を増幅する複数の増幅部が設けら
れ、該各増幅部からの増幅された信号を加算する加算部
が設けられ、前記増幅部は増幅率を変えることができる
ようにした光量検出装置としたことを特徴とする。
めに、請求項１に記載の発明は、単一のシリコン基板上
に複数のフォトダイオードが分割されて形成され、該各
フォトダイオードのそれぞれに接続されて該各フォトダ
イオードからの信号を増幅する複数の増幅部が設けら
れ、該各増幅部からの増幅された信号を加算する加算部
が設けられ、前記増幅部は増幅率を変えることができる
ようにした光量検出装置としたことを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１の構成
に加え、前記各増幅部の各増幅率は、前記分割された各
フォトダイオードに、同じ光量の光を照射したときに、
前記各増幅部からの出力が等しくなるように設定されて
いることを特徴とする。
に加え、前記各増幅部の各増幅率は、前記分割された各
フォトダイオードに、同じ光量の光を照射したときに、
前記各増幅部からの出力が等しくなるように設定されて
いることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】図１乃至図３には、この発明の実施の形態
を示す。
を示す。
【００１０】まず構成について説明すると、図２中符号
１は、Ｎ型のシリコン基板で、このシリコン基板１の下
側には、電極２が形成される一方、このシリコン基板１
の上側には、複数のＰＮ接合部３が設けられて、複数に
分割されたフォトダイオード４が形成されている。さら
に、シリコン基板１の上側には、１０００〜１５００Å
程度の反射防止膜５及び１μｍ程度の酸化膜６が形成さ
れると共に、配線７が形成されている。
１は、Ｎ型のシリコン基板で、このシリコン基板１の下
側には、電極２が形成される一方、このシリコン基板１
の上側には、複数のＰＮ接合部３が設けられて、複数に
分割されたフォトダイオード４が形成されている。さら
に、シリコン基板１の上側には、１０００〜１５００Å
程度の反射防止膜５及び１μｍ程度の酸化膜６が形成さ
れると共に、配線７が形成されている。
【００１１】そして、それらフォトダイオード４…は、
図１に示すように、このフォトダイオード４からの信号
を電流・電圧変換させるＯＰアンプ８に接続されると共
に、これらＯＰアンプ８のそれぞれに可変抵抗９が接続
されている。これらＯＰアンプ８及び可変抵抗９で、各
フォトダイオード４からの信号を増幅すると共に、任意
に増幅率を変えることができる「増幅部」が構成されて
いる。この実施の形態では、可変抵抗９の値を調整する
ことにより、増幅率を変えることができるようになって
おり、各増幅率は、分割された各フォトダイオード４…
に、同じ光量の光を照射したときに、各増幅部からの出
力が等しくなるように設定されている。
図１に示すように、このフォトダイオード４からの信号
を電流・電圧変換させるＯＰアンプ８に接続されると共
に、これらＯＰアンプ８のそれぞれに可変抵抗９が接続
されている。これらＯＰアンプ８及び可変抵抗９で、各
フォトダイオード４からの信号を増幅すると共に、任意
に増幅率を変えることができる「増幅部」が構成されて
いる。この実施の形態では、可変抵抗９の値を調整する
ことにより、増幅率を変えることができるようになって
おり、各増幅率は、分割された各フォトダイオード４…
に、同じ光量の光を照射したときに、各増幅部からの出
力が等しくなるように設定されている。
【００１２】そして、これら各可変抵抗９…に「加算
部」としてのＯＰアンプ１０が接続され、このＯＰアン
プ１０で、各増幅部（可変抵抗９）からの増幅された信
号が加算されるようになっている。
部」としてのＯＰアンプ１０が接続され、このＯＰアン
プ１０で、各増幅部（可変抵抗９）からの増幅された信
号が加算されるようになっている。
【００１３】次に、かかる構成の光量検出装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１４】まず、分割された各フォトダイオード４…
は製造工程時のムラ等により感度にバラ付きが生じてい
るため、実際の光量測定を行う前に感度バラ付きの補正
を行う。これは、例えば一定光量の光線の下方でフォト
ダイオード４…を移動させ、順次各フォトダイオード４
…にその光線を入射させて各フォトダイオード４…から
の出力を検出する。そして、各フォトダイオード４…か
らの出力が等しくなるように各可変抵抗９の値を調整す
る。その後、実際の光量検出を行う。
は製造工程時のムラ等により感度にバラ付きが生じてい
るため、実際の光量測定を行う前に感度バラ付きの補正
を行う。これは、例えば一定光量の光線の下方でフォト
ダイオード４…を移動させ、順次各フォトダイオード４
…にその光線を入射させて各フォトダイオード４…から
の出力を検出する。そして、各フォトダイオード４…か
らの出力が等しくなるように各可変抵抗９の値を調整す
る。その後、実際の光量検出を行う。
【００１５】光量検出は、測定光が各フォトダイオード
４…に照射されると、各フォトダイオード４から出力さ
れた信号は、各ＯＰアンプ８にて電流電圧変換された
後、可変抵抗９に入力される。この可変抵抗９の値は上
述のようにように所定の値に設定されているため、フォ
トダイオード４の感度バラ付きが補正された信号が出力
される。そして、この信号をＯＰアンプ１０で加算する
ことにより、全体の光量が検出されることとなる。
４…に照射されると、各フォトダイオード４から出力さ
れた信号は、各ＯＰアンプ８にて電流電圧変換された
後、可変抵抗９に入力される。この可変抵抗９の値は上
述のようにように所定の値に設定されているため、フォ
トダイオード４の感度バラ付きが補正された信号が出力
される。そして、この信号をＯＰアンプ１０で加算する
ことにより、全体の光量が検出されることとなる。
【００１６】このように複数に分割されたフォトダイオ
ード４の感度バラ付きを補正することにより、光量検出
を従来より精度良く行うことができる。
ード４の感度バラ付きを補正することにより、光量検出
を従来より精度良く行うことができる。
【００１７】すなわち、フォトダイオード４の受光面の
位置による感度バラツキについて調査した結果、受光面
上の反射防止膜の膜厚等、素子製造工程でのムラをその
まま反映していることが判明した。これら製造工程のム
ラは一定の方向性を持っており、その結果、フォトダイ
オード４の受光位置による感度バラツキは、フォトダイ
オード４の一辺から他辺に向かって単調増加又は減少と
なっている。例えば、従来の大きな受光面を有するフォ
トダイオードでは、図３の（ａ）に示すように、一辺か
ら他辺に向かって位置が離れるに従い出力が単調に増加
し、一辺側と他辺側では大きな差Ｈ１が生じることとな
る。
位置による感度バラツキについて調査した結果、受光面
上の反射防止膜の膜厚等、素子製造工程でのムラをその
まま反映していることが判明した。これら製造工程のム
ラは一定の方向性を持っており、その結果、フォトダイ
オード４の受光位置による感度バラツキは、フォトダイ
オード４の一辺から他辺に向かって単調増加又は減少と
なっている。例えば、従来の大きな受光面を有するフォ
トダイオードでは、図３の（ａ）に示すように、一辺か
ら他辺に向かって位置が離れるに従い出力が単調に増加
し、一辺側と他辺側では大きな差Ｈ１が生じることとな
る。
【００１８】そこで、この発明では、製造工程のムラが
一定の方向性を持って単調増加又は減少していることに
着目し、フォトダイオード４を複数に分割し、それぞれ
に増幅部（ＯＰアンプ８及び可変抵抗９）を接続し、こ
れらからの増幅率を調整し、バラ付きを除去した後、加
算して出力するようにした。その結果、図３の（ｂ）に
示すように、各フォトダイオード４では、出力の単調増
加等はあるものの分割したことにより、各フォトダイオ
ード４における出力の差Ｈ２は前述の大きなフォトダイ
オードの出力差Ｈ１より小さくなり、且つ、各フォトダ
イオード４からの出力を増幅率を調整することで、各フ
ォトダイオード４からの出力のバラ付きを抑制すること
により、高精度の光量検出を行うことができる。
一定の方向性を持って単調増加又は減少していることに
着目し、フォトダイオード４を複数に分割し、それぞれ
に増幅部（ＯＰアンプ８及び可変抵抗９）を接続し、こ
れらからの増幅率を調整し、バラ付きを除去した後、加
算して出力するようにした。その結果、図３の（ｂ）に
示すように、各フォトダイオード４では、出力の単調増
加等はあるものの分割したことにより、各フォトダイオ
ード４における出力の差Ｈ２は前述の大きなフォトダイ
オードの出力差Ｈ１より小さくなり、且つ、各フォトダ
イオード４からの出力を増幅率を調整することで、各フ
ォトダイオード４からの出力のバラ付きを抑制すること
により、高精度の光量検出を行うことができる。
【００１９】このように、位置情報を必要としない光量
検出を行う場合には、高価なイメージセンサを用いるこ
となく、安価なこの発明の光量検出装置を用いることが
出来、且つ、この光量検出装置は、上述のように感度バ
ラ付きが小さく、精度の良い光量検出を行うことができ
る。
検出を行う場合には、高価なイメージセンサを用いるこ
となく、安価なこの発明の光量検出装置を用いることが
出来、且つ、この光量検出装置は、上述のように感度バ
ラ付きが小さく、精度の良い光量検出を行うことができ
る。
【００２０】なお、上記実施の形態では、フォトダイオ
ード４が４分割されているが、これに限らず、複数に分
割されていれば良く、分割数は問わない。
ード４が４分割されているが、これに限らず、複数に分
割されていれば良く、分割数は問わない。
【００２１】
【発明の効果】請求項１又は２に記載の発明によれば、
分割された各フォトダイオードのそれぞれからの信号を
増幅する複数の増幅部が設けられ、この各増幅部からの
増幅された信号を加算する加算部が設けられ、さらに、
前記各増幅部は増幅率を変えることができるようになっ
ているため、各フォトダイオード間での感度のバラ付き
を抑制することができ、精度の良い光量検出を行うこと
ができると共に、装置自体もイメージセンサのような高
価な装置を使用する必要なく安価にできる、という実用
上有益な効果を発揮する。
分割された各フォトダイオードのそれぞれからの信号を
増幅する複数の増幅部が設けられ、この各増幅部からの
増幅された信号を加算する加算部が設けられ、さらに、
前記各増幅部は増幅率を変えることができるようになっ
ているため、各フォトダイオード間での感度のバラ付き
を抑制することができ、精度の良い光量検出を行うこと
ができると共に、装置自体もイメージセンサのような高
価な装置を使用する必要なく安価にできる、という実用
上有益な効果を発揮する。
【図１】この発明の実施の形態に係る光量検出装置の回
路図である。
路図である。
【図２】同実施の形態に係るフォトダイオードの断面図
である。
である。
【図３】同実施の形態に係る光の入射位置と出力との関
係を示すグラフ図である。
係を示すグラフ図である。
１ シリコン基板 ４ フォトダイオード 増幅部 ８ ＯＰアンプ ９ 可変抵抗 加算部 10 ＯＰアンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 単一のシリコン基板上に複数のフォトダ
イオードが分割されて形成され、 該各フォトダイオードのそれぞれに接続されて該各フォ
トダイオードからの信号を増幅する複数の増幅部が設け
られ、 該各増幅部からの増幅された信号を加算する加算部が設
けられ、 前記増幅部は増幅率を変えることができるようにしたこ
とを特徴とする光量検出装置。 - 【請求項２】 前記各増幅部の各増幅率は、前記分割さ
れた各フォトダイオードに、同じ光量の光を照射したと
きに、前記各増幅部からの出力が等しくなるように設定
されていることを特徴とする請求項１記載の光量検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8192572A JPH1038683A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 光量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8192572A JPH1038683A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 光量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038683A true JPH1038683A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16293519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8192572A Pending JPH1038683A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 光量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038683A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521882B1 (en) | 1998-03-27 | 2003-02-18 | Denso Corporation | Optical sensor with directivity controlled |
| WO2003081813A3 (de) * | 2002-03-22 | 2003-11-13 | Melexis Gmbh | Optischer faserempfaenger mit erhoehter bandbreite |
| JP2012108153A (ja) * | 2006-04-28 | 2012-06-07 | Global Sensor Systems Inc | パッケージのサイズを測定するための装置 |
| CN109959448A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-02 | 浙江工业大学 | Cmos自校准光强监测集成电路 |
| US11107852B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-08-31 | Seiko Epson Corporation | Light receiving element having light blocking section covering at least part of amplifier circuit, light receiving module , photoelectric sensor and biological information measurement |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP8192572A patent/JPH1038683A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521882B1 (en) | 1998-03-27 | 2003-02-18 | Denso Corporation | Optical sensor with directivity controlled |
| WO2003081813A3 (de) * | 2002-03-22 | 2003-11-13 | Melexis Gmbh | Optischer faserempfaenger mit erhoehter bandbreite |
| JP2005531129A (ja) * | 2002-03-22 | 2005-10-13 | メレキシス ゲーエムベーハー | 増大する帯域幅を備えた光ファイバー受信器 |
| US7282689B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-10-16 | Melexis Gmbh | Optical fiber receiver having an increased bandwidth |
| KR100958218B1 (ko) * | 2002-03-22 | 2010-05-18 | 멜렉시스 게엠베하 | 대역폭이 증가된 광섬유 수신기 |
| JP2012108153A (ja) * | 2006-04-28 | 2012-06-07 | Global Sensor Systems Inc | パッケージのサイズを測定するための装置 |
| US11107852B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-08-31 | Seiko Epson Corporation | Light receiving element having light blocking section covering at least part of amplifier circuit, light receiving module , photoelectric sensor and biological information measurement |
| CN109959448A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-02 | 浙江工业大学 | Cmos自校准光强监测集成电路 |
| CN109959448B (zh) * | 2019-04-19 | 2023-11-17 | 浙江工业大学 | Cmos自校准光强监测集成电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040607 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040713 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040901 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041116 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050405 |