JPS6216367B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6216367B2 JPS6216367B2 JP5841779A JP5841779A JPS6216367B2 JP S6216367 B2 JPS6216367 B2 JP S6216367B2 JP 5841779 A JP5841779 A JP 5841779A JP 5841779 A JP5841779 A JP 5841779A JP S6216367 B2 JPS6216367 B2 JP S6216367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- semiconductor device
- optical semiconductor
- measured
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/95—Circuit arrangements
- H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光半導体装置を利用した色センサの、
光源出力によるバラツキを補正する補正装置に関
するものである。
光源出力によるバラツキを補正する補正装置に関
するものである。
被測定物の色を検出する場合、光源から放射さ
れる光スペクトルが一定していることが望まし
い。例えば光源としてタングステンランプが使用
される場合、放射エネルギのスペクトル分布は一
般に第１図に示す如く黒体輻射で近似されるが、
このようなスペクトル分布は、電源電圧の変動、
ランプの劣化等によつて変化する。例えば、第１
図の如く、電源電圧75V程度では色温度2600〓
で、電源電圧が100V程度に上がれば色温度3000
〓となり、また色温度の変化により、色温度が高
くなるに従い短波長成分が増加する傾向があるこ
とを示している。従つて一定の被測定物から反射
された光であつても、光源の出力状況によつて反
射光を検出する光半導体装置側では異なつた被測
定物からの反射光として検出される惧れがある。
このような不都合に対して、光源の色温度を管理
するための光半導体装置を別途に設け、該光半導
体装置の出力で光源出力特にその色温度が一定に
なるように制御して被測定物の色センサ情報を得
る装置が考案されている（特願昭53−116211）。
しかし上記色センサによれば被測定物の反射光を
受ける光半導体装置及び光源制御のための光半導
体装置の２個が必要になる。
れる光スペクトルが一定していることが望まし
い。例えば光源としてタングステンランプが使用
される場合、放射エネルギのスペクトル分布は一
般に第１図に示す如く黒体輻射で近似されるが、
このようなスペクトル分布は、電源電圧の変動、
ランプの劣化等によつて変化する。例えば、第１
図の如く、電源電圧75V程度では色温度2600〓
で、電源電圧が100V程度に上がれば色温度3000
〓となり、また色温度の変化により、色温度が高
くなるに従い短波長成分が増加する傾向があるこ
とを示している。従つて一定の被測定物から反射
された光であつても、光源の出力状況によつて反
射光を検出する光半導体装置側では異なつた被測
定物からの反射光として検出される惧れがある。
このような不都合に対して、光源の色温度を管理
するための光半導体装置を別途に設け、該光半導
体装置の出力で光源出力特にその色温度が一定に
なるように制御して被測定物の色センサ情報を得
る装置が考案されている（特願昭53−116211）。
しかし上記色センサによれば被測定物の反射光を
受ける光半導体装置及び光源制御のための光半導
体装置の２個が必要になる。
本発明は簡単な構成によつて同一の光半導体装
置で光源の色温度を制御して被測定物の色検知を
行うことができる光半導体装置の補正装置を提供
するものである。
置で光源の色温度を制御して被測定物の色検知を
行うことができる光半導体装置の補正装置を提供
するものである。
まず第２図ａ，ｂ及び第３図を用いて本発明に
用いられる光半導体装置の構造及び特性を説明す
る。光半導体装置PD0は断面図に示す如く、シリ
コン半導体基板１の受光表面に対して、表面から
深い位置及び比較的表面に近い浅い位置に第1PN
接合２及び第2PN接合３が形成された少なく共３
層（PNP又はNPN）構造を有している。表面か
ら浅い位置に形成された第2PN接合３は照射光成
分の内、短波長成分を吸収して光出力電流を出力
し、他方深い位置に形成された第1PN接合２は長
波長成分を吸収して同様に光出力電流を出力す
る。即ち光半導体装置PD0は、同一半導体基板内
に第２図ｂの等価回路図に示す如く分光感度特性
が異なる少なく共２個のホトダイオードPD1，
PD2が組込まれてなる。尚上記光半導体装置PD0
は、上記両光出力電流を取り出すため、３層構造
を採る従来のホトトランジスタとは異なり、断面
図から明らかなように第2PN接合は第1PN接合上
の充分広い領域を覆つて形成され、また感度比の
改善を図るために第1PN接合２が基板表面に達す
る部分には、照射光の短波長成分が第1PN接合２
に吸収されないように不透明体４が被覆されてい
る。
用いられる光半導体装置の構造及び特性を説明す
る。光半導体装置PD0は断面図に示す如く、シリ
コン半導体基板１の受光表面に対して、表面から
深い位置及び比較的表面に近い浅い位置に第1PN
接合２及び第2PN接合３が形成された少なく共３
層（PNP又はNPN）構造を有している。表面か
ら浅い位置に形成された第2PN接合３は照射光成
分の内、短波長成分を吸収して光出力電流を出力
し、他方深い位置に形成された第1PN接合２は長
波長成分を吸収して同様に光出力電流を出力す
る。即ち光半導体装置PD0は、同一半導体基板内
に第２図ｂの等価回路図に示す如く分光感度特性
が異なる少なく共２個のホトダイオードPD1，
PD2が組込まれてなる。尚上記光半導体装置PD0
は、上記両光出力電流を取り出すため、３層構造
を採る従来のホトトランジスタとは異なり、断面
図から明らかなように第2PN接合は第1PN接合上
の充分広い領域を覆つて形成され、また感度比の
改善を図るために第1PN接合２が基板表面に達す
る部分には、照射光の短波長成分が第1PN接合２
に吸収されないように不透明体４が被覆されてい
る。
上記断面構造をもつ光半導体装置PD0に光が照
射されると、各ホトダイオードPD1及びPD2から
出力される光出力電流の感度比（ＩPD2／ＩPD1）
と照射光の波長（λμｍ）との間には、第３図に
示す如く一義的な関係が得られ、感度比を検出す
ることによつて照射光の波長を検出することがで
きる。即ち光半導体装置PD0に投射されている光
の波長を検出することができる。従つて半導体装
置PD0に与えられている光が光源からのものであ
れば光源の色温度を、また被測定物からの反射光
であれば、被測定物の色を検知することができ
る。
射されると、各ホトダイオードPD1及びPD2から
出力される光出力電流の感度比（ＩPD2／ＩPD1）
と照射光の波長（λμｍ）との間には、第３図に
示す如く一義的な関係が得られ、感度比を検出す
ることによつて照射光の波長を検出することがで
きる。即ち光半導体装置PD0に投射されている光
の波長を検出することができる。従つて半導体装
置PD0に与えられている光が光源からのものであ
れば光源の色温度を、また被測定物からの反射光
であれば、被測定物の色を検知することができ
る。
なお、第３図で表わされているグラフは照射光
が単色光の場合であるが、黒体輻射で近似される
色温度を横軸のパラメータとしてとれば、例えば
第５図のように表わすことができ、同じ光半導体
装置PD0の感度比（ＩPD2／ＩPD1）をもつて光源
の各色温度に対応する出力とすることができる。
ただし、第５図は感度比を逆にとつた方がリニア
に表わされるので、縦軸は逆数のＩPD1／ＩPD2と
している。
が単色光の場合であるが、黒体輻射で近似される
色温度を横軸のパラメータとしてとれば、例えば
第５図のように表わすことができ、同じ光半導体
装置PD0の感度比（ＩPD2／ＩPD1）をもつて光源
の各色温度に対応する出力とすることができる。
ただし、第５図は感度比を逆にとつた方がリニア
に表わされるので、縦軸は逆数のＩPD1／ＩPD2と
している。
上記光半導体装置PD0を用いた本発明による色
センサにおいては、第４図に示す如く色センサの
対象となる被測定物Ｐに対して、更に波長毎の反
射係数が一定値を示す反射体Ｑが設けられ、光源
Ｏから放射された光は、上記被測定物Ｐ及び反射
体Ｑに照射される。なお、反射体Ｑは波長毎に反
射係数が変わらなければよく、例えば一般の鏡で
も充分使用し得る。被測定物Ｐ及び反射体Ｑで反
射された光はいずれも色信号を形成するため及び
光源の色温度を制御するために光半導体装置PD0
に入射されるが、同一光半導体装置PD0が兼用さ
れるため、入射光の切換えが行われる。該切換え
動作は光源の光出力レベルの検出が必要になる任
意の時点或いは一定周期で反射体Ｑからの光源反
射光が光半導体装置PD0に入射され、他の期間に
被測定物Ｐからの反射光が受光面に入射される。
入射光路の変更は光学系或いは光スイツチ等の従
来公知の手段を用いて適宜実施し得る。光半導体
装置PD0には各ホトダイオード部から出力された
光出力電流に基いて感度比（ＩPD2／ＩPD1）を形
成するための演算回路Ａが接続されている。該演
算回路Ａ出力は、切換回路Ｂを介して、光半導体
装置PD0に反射体Ｑからの光源反射光が入射され
ている状態で光源出力制御回路Ｃに与えられ、予
め設定された光源の色温度情報と比較されて光源
Ｏの光出力レベルが所望の色温度になるように電
力供給条件が制御される。また光学系の切換え等
によつて光源Ｏの光が被測定物Ｐに照射されてい
る状態で、上記光学系の切換え等に同期して切換
回路Ｂもまた動作し、演算回路Ａから出力される
光半導体装置の感度出力は測定回路Ｄに転送され
る。該測定回路Ｄでは感度出力が測定結果として
表示或いは印字されて被測定物の色センサ出力と
なる。ここで測定回路Ｄに与えられる感度出力は
既に光源出力制御回路Ｃを介して光源Ｏの色温度
が一定の色温度に制御管理されているため、常に
安定した光照射の元で測定された結果として得ら
れ、光源の色温度変化による測定誤差は著しく減
少する。
センサにおいては、第４図に示す如く色センサの
対象となる被測定物Ｐに対して、更に波長毎の反
射係数が一定値を示す反射体Ｑが設けられ、光源
Ｏから放射された光は、上記被測定物Ｐ及び反射
体Ｑに照射される。なお、反射体Ｑは波長毎に反
射係数が変わらなければよく、例えば一般の鏡で
も充分使用し得る。被測定物Ｐ及び反射体Ｑで反
射された光はいずれも色信号を形成するため及び
光源の色温度を制御するために光半導体装置PD0
に入射されるが、同一光半導体装置PD0が兼用さ
れるため、入射光の切換えが行われる。該切換え
動作は光源の光出力レベルの検出が必要になる任
意の時点或いは一定周期で反射体Ｑからの光源反
射光が光半導体装置PD0に入射され、他の期間に
被測定物Ｐからの反射光が受光面に入射される。
入射光路の変更は光学系或いは光スイツチ等の従
来公知の手段を用いて適宜実施し得る。光半導体
装置PD0には各ホトダイオード部から出力された
光出力電流に基いて感度比（ＩPD2／ＩPD1）を形
成するための演算回路Ａが接続されている。該演
算回路Ａ出力は、切換回路Ｂを介して、光半導体
装置PD0に反射体Ｑからの光源反射光が入射され
ている状態で光源出力制御回路Ｃに与えられ、予
め設定された光源の色温度情報と比較されて光源
Ｏの光出力レベルが所望の色温度になるように電
力供給条件が制御される。また光学系の切換え等
によつて光源Ｏの光が被測定物Ｐに照射されてい
る状態で、上記光学系の切換え等に同期して切換
回路Ｂもまた動作し、演算回路Ａから出力される
光半導体装置の感度出力は測定回路Ｄに転送され
る。該測定回路Ｄでは感度出力が測定結果として
表示或いは印字されて被測定物の色センサ出力と
なる。ここで測定回路Ｄに与えられる感度出力は
既に光源出力制御回路Ｃを介して光源Ｏの色温度
が一定の色温度に制御管理されているため、常に
安定した光照射の元で測定された結果として得ら
れ、光源の色温度変化による測定誤差は著しく減
少する。
以上本発明によれば被測定物を照射する光源の
光を光半導体装置に入射して光源の色温度を制御
することにより、一定色温度の光を利用して色セ
ンサ出力を得ることができ、高精度の測定値を得
ることができ、簡単な構成で装置の信頼性を高め
ることができる。
光を光半導体装置に入射して光源の色温度を制御
することにより、一定色温度の光を利用して色セ
ンサ出力を得ることができ、高精度の測定値を得
ることができ、簡単な構成で装置の信頼性を高め
ることができる。
第１図はタングステンランプの波長と絶対出力
との関係を示す図、第２図ａ，ｂは本発明に用い
る光半導体装置の断面図及び等価回路図、第３図
は同光半導体装置の光出力特性図、第４図は本発
明による実施例のブロツク図、第５図はタングス
テンランプの色温度に対する光半導体装置の光出
力特性図である。 PD0：光半導体装置、Ｐ：被測定物、Ｑ：反射
体、Ｏ：光源、Ａ：演算回路、Ｂ：切換回路、
Ｃ：光源出力制御回路、Ｄ：測定値表示装置。
との関係を示す図、第２図ａ，ｂは本発明に用い
る光半導体装置の断面図及び等価回路図、第３図
は同光半導体装置の光出力特性図、第４図は本発
明による実施例のブロツク図、第５図はタングス
テンランプの色温度に対する光半導体装置の光出
力特性図である。 PD0：光半導体装置、Ｐ：被測定物、Ｑ：反射
体、Ｏ：光源、Ａ：演算回路、Ｂ：切換回路、
Ｃ：光源出力制御回路、Ｄ：測定値表示装置。
Claims (1)
- １ 表面が受光面をなし、半導体基板の厚さ方向
に深さを相違させて少なくとも２個のPN接合が
形成され、各PN接合間の光出力電流が導出され
て、これら光出力電流比に基き被測定物の色信号
を検出する光半導体装置において、上記被測定物
に光を放射する光源と上記光半導体装置の間に反
射体、及び上記光源からの上記被測定物又は上記
反射体への入射光路を変更する手段を設けるとと
もに、上記反射体からの反射光による光半導体出
力が与えられる上記光源の色温度制御装置を設け
てなり、上記同一光半導体装置で上記光源の色温
度を一定にして上記被測定物の色信号を検出する
構成としたことを特徴とする光半導体装置の補正
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5841779A JPS55150280A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Device for correcting light semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5841779A JPS55150280A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Device for correcting light semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55150280A JPS55150280A (en) | 1980-11-22 |
| JPS6216367B2 true JPS6216367B2 (ja) | 1987-04-13 |
Family
ID=13083797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5841779A Granted JPS55150280A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Device for correcting light semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55150280A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617556U (ja) * | 1992-01-30 | 1994-03-08 | 東榮 金 | 金属製額縁枠の連結装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158280A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-25 | Sharp Corp | 光半導体装置 |
-
1979
- 1979-05-11 JP JP5841779A patent/JPS55150280A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617556U (ja) * | 1992-01-30 | 1994-03-08 | 東榮 金 | 金属製額縁枠の連結装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55150280A (en) | 1980-11-22 |
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