CN102954838A - 光检测元件、光检测装置和自动照明装置 - Google Patents

光检测元件、光检测装置和自动照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102954838A
CN102954838A CN2012102826727A CN201210282672A CN102954838A CN 102954838 A CN102954838 A CN 102954838A CN 2012102826727 A CN2012102826727 A CN 2012102826727A CN 201210282672 A CN201210282672 A CN 201210282672A CN 102954838 A CN102954838 A CN 102954838A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
photodetector
transmitting substrate
electrode
detection device
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
Application number
CN2012102826727A
Other languages
English (en)
Inventor
赤坂俊辅
藤井哲雄
坂本晃辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of CN102954838A publication Critical patent/CN102954838A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4204—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors with determination of ambient light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0488—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种光检测元件和光检测装置，防止产生多路检测电流路径、并能够与光吸收层的表面状态无关地以高灵敏度稳定检测。光检测元件包括透光性基板（1）、光吸收层（2）、电极（3）、电极（4）、接合层（5）、绝缘膜（6）、和封装件（7）。在透光性基板（1）上形成有光吸收层（2），在光吸收层（2）埋入有电极（3）和电极（4）的一部分。光检测部以向下连接的方式通过利用接合层（5）接合到封装件（7）。光吸收层（2）选择性吸收特定波长的光，并将其转换到电信号。测量的光从透光性基板（1）的背面照射。

Description

光检测元件、光检测装置和自动照明装置
技术领域
本发明涉及抑制由光吸收层的表面状态产生的影响、并稳定地检测光的光检测元件、光检测装置和自动照明装置。
背景技术
对于光检测装置，例如有使用利用光接收部的光致电流量的变化来检测照射到光接收部的紫外线的、所谓的光敏型传感元件的装置。
从成本低和掺杂控制的容易度来考虑，当前该元件为对波长400~750nm范围的可见光等也具有检测灵敏度的Si半导体等。
该光敏型传感元件的光检测原理是：通过对光接收部的半导体照射具有能带间隙以上能量的光，由于光电转换作用，在半导体内产生电子-空穴对，将该载流子利用外部施加电压取出到外部电路，作为光致电流量被检测。
另外，为了检测紫外光，也提案有ZnO基料（base）的紫外光传感器。
尤其是，已知氧化物表面由于周边气体情况和湿度表面电阻率而发生变化，利用该效果的是半导体式的气体传感器。
ZnO也不例外，由于外部气体中的酶浓度、水分和有机分子等的周边气体情况，表面电阻率发生变化。
因此，我们在专利文献1中提案有紫外光检测元件。
该元件为了尽量抑制不稳定的膜表面状态的影响，抑制每个元件的电特性的偏差，使用埋入型电极。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-276483号公报
发明内容
专利文献1的结构，确实对于防止接触电阻等的变化非常有效果。但是，半导体层等物质的表面层的电阻值通常是不稳定的。例如，在制造过程中，有时表面状态发生变化。对于氧化物，由于表面层缺氧，表面层与其它区域相比电阻变低。另外，即使不是氧化物，表面电阻根据表面的状态而改变，当由于污垢和杂质附着等表面状态不同时，表面电阻发生变化，变得不稳定。
因此，在制如专利文献1的方式形成有埋入型电极的结构的情况下，电极之间也产生大致直线流动的电流和从一个电极经由表面层流到另一个电极的电流的2路的电流路径，由于利用这两路电流检测照射光，存在光检测元件的电特性和灵敏度发生偏差的问题。
另外，专利文件1中，虽然为了防止外部气体中的水分和有机分子等的影响，在紫外光吸收层的表面设置有保护膜，但是由于保护膜的种类，紫外光的吸收系数大，所以存在紫外光检测元件的灵敏度降低的问题。
另一方面，由于紫外线对人体的影响因波长的不同而不同，所以对于带给人体的影响，不仅紫外线的强度，波长也必须要考虑。
此处，作为各波长对人体的相对影响度，由国际照明委员会(CIE：Commission internationale de I'eclairage）定义了CIE作用光谱。
另外，将（太阳光谱）×（CIE作用光谱）=（CIE紫外线量）（mW/m2）积分，再除以25所得的值是UV指数，作为紫外线的危险性指标被使用。
但是，当前为了正确的测量UV指数，需要使用光谱仪测量太阳光谱，存在又花时间又麻烦的问题。
另外，虽然测量UV-B的传感器也在持续开发，但价格是几十万日元左右的高价，而且尺寸也大，也存在不适合向普通消费者普及的问题。
另外，对于基于照度自动点亮、熄灭的自动照明装置，希望有效利用由光检测装置检测紫外线的结果。
本发明的目的是提供一种光检测元件和光检测装置，其是为了解决上述课题而完成的，防止产生多路检测电流路径，能够与光吸收层的表面状态无关地以高灵敏度稳定检测。
另外，本发明另一个目的是提供能够简单并快速测量UV指数的光检测装置。
另外，本发明另一个目的是提供有效利用由光检测装置的紫外线的检测结果而提高了便利性的自动照明装置。
根据用于达成上述目的的本发明的一个方面，提供一种光检测元件，包括：透光性基板；配置在上述透光性基板上的吸收光的光吸收层；配置在上述透光性基板上的检测电极；和以覆盖上述光吸收层的表面的方式形成的绝缘膜，上述检测电极的至少一部分埋入到上述光吸收层，使光从上述透光性基板的背面入射，利用上述检测电极检测从上述光吸收层产生的电流。
根据本发明的其它的方面，提供一种包括多个光检测元件的光检测装置，各上述光检测元件包括：透光性基板；配置在上述透光性基板上的吸收光的光吸收层；配置在上述透光性基板上的检测电极；和以覆盖上述光吸收层的表面的方式形成的绝缘膜，上述检测电极的至少一部分埋入到上述光吸收层，使光从上述透光性基板的背面入射，利用上述检测电极检测来自上述光吸收层的电流，并且，第一光检测元件在第一透光性基板的光入射面侧具有吸收一定波长范围λ的光的第一光学滤光器，第二光检测元件在第二透光性基板的光入射面侧具有吸收包含波长范围λ的波长范围λ1的光或者不存在光吸收域的第二光学滤光器，通过运算上述第一光检测元件的信号和上述第二光检测元件的信号计测波长范围λ的光量。
根据本发明的其它的方面，提供一种自动照明装置，包括：照明装置；检测外部的紫外线的光检测装置；和控制装置，其基于上述光检测装置和上述照度检测装置的检测结果使上述照明装置打开或关闭。
根据本发明，能提供防止产生多路检测电流路径、并能够与光吸收层的表面状态无关地以高灵敏度稳定检测的光检测元件和光检测装置。
另外，能提供能够简单并快速测量UV指数的光检测装置。
另外，能提供利用光检测装置的紫外线的检测结果而提高了便利性的自动照明装置。
附图说明
图1是表示第一实施方式的光检测元件的结构例的示意性截面结构图。
图2是表示在第一实施方式的光检测元件中使用埋入型电极的光检测元件上产生的多个电流路径的说明图。
图3是表示第一实施方式的光检测元件中，表面照射的情况下的光吸收层的膜厚和电流-电极间隔特性的关系的图表。
图4是表示在第一实施方式的光检测元件中，背面照射的情况下的光吸收层的膜厚和电流-电极间隔特性的关系的图表。
图5是表示在第一实施方式的光检测元件中，背面照射的情况下的光接收灵敏度特性的图表。
图6是表示比较第一实施方式的光检测元件中表面照射和背面照射的检测电流的图表。
图7是表示在第一实施方式的光检测元件中，在透光性基板的表面形成有光学滤光器的结构的示意性立体图。
图8是表示在第一实施方式的光检测元件中，图7的光学滤光器的膜厚的形成状态的图表。
图9是表示在第一实施方式的光检测元件中，照射紫外光到图7的结构的情况下的波长和透射率的关系的图表。
图10是表示第一实施方式的光检测元件的一个结构例的示意性截面结构图。
图11是表示在第一实施方式的光检测元件中，照射紫外光到图1和图10的光检测元件的情况下各自的光接收灵敏度的图表。
图12是表示图11的实测光接收灵敏度和理论上的光接收灵敏度的比较的图表。
图13是表示在第一实施方式的光检测元件中，在图1的光检测元件的透光性基板的侧面设置有绝缘膜的结构的示意性截面结构图。
图14是表示在第一实施方式的光检测元件中，在图10的光检测元件的透光性基板的侧面设置有绝缘膜的结构的示意性截面结构图。
图15是表示第一实施方式的光检测元件的一个结构例的示意性截面结构图。
图16是表示第一实施方式的光检测元件的一个结构例的示意性截面结构图。
图17是表示半导体的种类和各半导体的吸收端波长的图表。
图18是表示第二实施方式的光检测装置的结构例的俯视图。
图19是第二实施方式的光检测装置的示意性截面结构图。
图20是表示紫外线在大气层外（A10）和晴天时地表（A11）的各波长的强度的图表。
图21是表示CIE作用光谱的相对影响度和波长的关系的图表。
图22是表示红斑紫外线强度和波长的关系的图表。
图23是表示对UV-B的灵敏度特性的图表。
图24是表示光接收灵敏度光谱（A12）和CIE作用光谱的光接收灵敏度与波长的关系的图表。
图25是表示第三实施方式的自动照明装置的概略结构的框图。
图26是表示第三实施方式的自动照明装置的驱动处理的处理顺序的一个例子的流程图。
图27是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置并仅使照度传感器工作的情况下的动作状况的说明图，（a）为在太阳800出现且含有紫外线的太阳光照射的环境下行走的情况，（b）为行走在高架桥下600等比较短距离的背阴处700的情况，（c）为通过高架桥下600等后，汽车的头灯560再次成为关闭状态的情况。
图28是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置并使照度传感器和UV传感器工作的情况下的动作状况的说明图，（a）为在太阳800出现且含有紫外线的太阳光照射的环境下行走的情况，（b）为行走在高架桥下600等比较短距离的背阴处700的情况，（c）为通过高架桥下600等后，汽车的头灯560再次成为关闭状态的情况。
图29是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置，在阴天和雨天时只使照度传感器工作的情况下的动作状况的说明图。
图30是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置，在阴天和雨天时使照度传感器和UV传感器工作的情况下的动作状况的说明图。
图31是表示太阳光的散射状态的说明图。
图32是直射光和散射光各自在日本本州附近的夏季晴天时的UV指数的一日的变化的图表。
图33是表示来自地表面的紫外线的反射状态的说明图。
附图标记说明
1 透光性基板
2 光吸收层
3、4、23、24、31、41 电极
5、51 接合层
6、19、20、61 绝缘膜
7 封装件
8、81 光学滤光器
11 透光性基板
21 玻璃基板
22 ZnO膜
30 正极
40 地电极
71 支承层
100、200、400 光接收元件
550 自动照明装置
551 UV传感器
552 照度传感器
553 传感器输入接口
554 自动照明控制电路
555 灯驱动电路
560 头灯（照明器具）
600 高架桥下
650 悬浮物颗粒
700 背阴处
750 植物
800 太阳
850 人类
900 云
具体实施方式
[第一实施方式]
（光检测装置）
图1表示第一实施方式的光检测元件的结构例的示意性截面结构。光检测部包括透光性基板1、光吸收层2、电极3、电极4、接合层5和绝缘膜6。在透光性基板1上形成有光吸收层2，并且以覆盖电极3和电极4的一部分的方式形成有光吸收层2。在电极3是正电极的情况下，电极4相当于负电极；在电极3是负电极的情况下，电极4相当于正电极。光检测部在通过向下连接（正面朝下）被接合层5模片键合（die bonding）到由绝缘膜构成的封装件7上。
光吸收层2选择性吸收特定波长的光，由生成电子和空穴的物质构成，例如由具有光电效应的半导体层等构成。此处，电极3、4形成在透光性基板1上，电极3、4的一部分埋入到光吸收层2内。另外，也可以构成为电极3、4整体埋入到光吸收层2。光吸收层2的表面（透光性基板1的相反侧）和侧面被绝缘膜6完全覆盖，绝缘膜6的两端形成在电极3、4上。在绝缘膜6的两侧形成有接合层5，由于透光性基板1和封装件7的底面通过该接合层5接合，所以光检测部整体固定在封装件7上。
另外，封装件7的形状形成为“コ”型。封装件7的侧面超过光检测部的透光性基板1的背面位置的高度，形成为整个光检测部完全被包围。封装件7的侧面至少形成至光检测部的透光性基板1的背面位置为止的高度。
电极3、4是用于将基于光被光吸收层2吸收而生成的电子、空穴的电流取出到外部的电极。因此，电极3和电极4之间需要施加直流偏压，虽然未图示，但是与直流电源连接。偏置电压为能够变化。
光吸收层2优选使用高电阻、仅选择性吸收特定波长区域的材料。优选为高电阻的原因是需要对由光产生的载流子和由施加到元件的偏压产生的电流进行区别。
另一方面，透光性基板1优选是至少不吸收成为检测对象的波长区域的光且透明、不产生多余电流的高电阻材料，例如能够使用玻璃、蓝宝石基板等。由于绝缘膜6、封装件7具有防水、防潮、防刮性能等，所以能够使用SiN和SiO2等。一般来讲，由于SiN的防水性优异，所以较多使用。另外，封装件7也可以是支承基台。在该情况下，假想要配置到壳体等，封装件7能够使用形成有金属配线图案的支承基台
例如，在专利文件1的结构中，在检测紫外光的情况下，吸收紫外光的SiN涉及到会降低光检测元件的灵敏度，所以不优选。但是，第一实施方式的光检测元件，如图1所示，在直到光到达光吸收层2为止，都不是配置有绝缘膜6、封装件7的结构，所以能够不用注意紫外光的吸收，选择绝缘膜的材料。
如图中箭头所示，光从透光性基板1的背面侧照射，透射了透光性基板1的光被光吸收层2吸收，由于光电效应生成空穴、电子，作为在电极3和电极4之间流动的电流被检出。
在第一实施方式的光检测元件中，没有在光吸收层2中埋入电极3、4，而在光吸收层2上配置电极3、4，并且以向下连接的方式使光检测部与封装件7覆晶（flip chip）接合，由于没有将电极和光吸收层暴露在外部空气中，所以能够防止电极和光吸收层的劣化。而且，通过形成从透光性基板1的背面照射光的结构，能够排除由光吸收层的表面层的传导性产生的影响。因此，光检测元件的电特性稳定，能够以高灵敏度稳定地进行光检测。
图2表示在第一实施方式的光检测元件中，在使用埋入型电极的光检测元件中产生的多路电流路径。如图2所示，由于表面电阻降低，产生2个电流路径。玻璃基板21上形成有作为光吸收层的ZnO膜22。如实线的箭头，光从上方照射时，紫外光被ZnO膜22吸收，由于光电效应，作为在电极23和电极24之间流动的电流被检出。作为该检出电流的路径，通常情况下，例如A的箭头所示，从电极23向电极24侧沿电极23和电极24之间的直线距离流动。但是，ZnO膜22的表面层的电阻不稳定，例如由于表面的缺氧，表面层与其它区域相比成为低电阻。
于是，不仅是电流路径A，而且由从电极23经过路径B1→B2→B3流动到电极24的表面传导产生电流路径B。如此，电流路径A和电流路径B1→B2→B3这两路都对检测电流有贡献。由于流过该2个电流路径的电流根据光吸收层的表面电阻的值而变化，所以各个光检测元件的电特性和灵敏度产生偏差。
具体来讲，当设光吸收层的表面层电阻值为Rs、电极附近的电阻值为R1、光检测膜的膜厚方向的电阻值为Rt时，在2Rt+Rs>>R1的情况下，电流路径A成为主导。哪一个电流路径成为主导，能够通过电极之间的距离和电阻值是否为比例关系来进行判断。
图3表示在第一实施方式的光检测元件中，在表面照射的情况下光吸收层的膜厚和电流-电极间隔特性的关系。
图3的纵轴的电流值表示在电极23和电极24之间施加偏压3V并从上方照射紫外光的情况下（表面照射）的检测电流值。横轴表示的电极23和电极24的间隔（μm）。照射紫外光是365nm的波长，以30W/m2的输出发光。另外，改变电极23和电极24之间的电极间隔离进行了测量。在改变了电极间隔离的情况下，电流路径A的情况是电极间电阻发生变化。但是，电流路径B1→B2→B3的情况，由于2Rt+Rs>>R1，所以电极间电阻几乎不变化。
黑圆点的S1曲线表示ZnO膜22的膜厚为0.47μm的情况，白圆圈的S2曲线表示ZnO膜22的膜厚为1.03μm的情况，白三角的S3曲线表示ZnO膜22的膜厚为2.3μm的情况。从图3可知，不管光吸收层的膜厚变薄还是光吸收层的膜厚变厚，也都没发现电极间隔和检测电流的关联。这是因为，ZnO膜22在接近表面层的区域几乎全部吸收紫外光进行检测，所以表面传导的影响大。
图4表示在第一实施方式的光检测元件中，在背面照射的情况下光吸收层的膜厚和电流-电极间隔特性的关系。
接着，图4的纵轴的电流值，与图3相同，表示在电极23和电极24之间施加偏压3V并从背面照射光的情况下（背面照射）的检测电流值。横轴表示电极23和电极24的间隔（μm）。照射紫外光是365nm的波长，以30W/m2的输出发光。另外，改变电极23和电极24之间的电极间隔离进行了测量。在改变了电极间隔离的情况下，电流路径A的情形是电极间电阻发生变化。
与图3不同之处在于，表示的是如图2虚线的箭头所示的从玻璃基板21的背面照射有光的情况下（背面照射）的检测电流。
黑圆点的B1曲线表示ZnO膜22的膜厚为0.47μm的情况，白圆圈的B2曲线表示ZnO膜22的膜厚为1.03μm的情况，白三角的B3曲线表示ZnO膜22的膜厚为2.3μm的情况。从图4可知，在背面照射的情况下，随着电极间隔的增加，电流值减少、膜厚变厚的趋势很明显。
在背面照射的情况下，由于ZnO膜的紫外光区域的吸收系数高达105cm-1，因此紫外光在ZnO膜22侧距玻璃基板21和ZnO膜22的界面到300nm的位置是3（%）左右，在2μm的位置衰减到3×10-9（%）。因此，当紫外光照射时，在玻璃基板21和ZnO膜22的界面附近的ZnO膜上形成有低电阻层，由于R1变小，所以对表面传导的贡献变小。另外，当ZnO膜22的膜厚厚时，ZnO膜22的表面和电极23、电极24之间，由于被ZnO膜的中间的高电阻层阻隔，因此Rt变大，ZnO膜表面变得对电极23和电极24之间的电极间电阻几乎没有贡献。
接着，使用第一实施方式的光检测元件（图2），进行背面照射，测量光接收灵敏度。图5表示在第一实施方式的光检测元件中，在背面照射的情况下的光接收灵敏度特性。对于光接收灵敏度的测量，使用不改变电极间隔离、仅改变ZnO膜22的膜厚的方法。ZnO膜22的膜厚按表示测量结果的X1、X2、X3的顺序变厚，膜厚最厚的是X3，膜厚最薄的是X1。另外，纵轴表示光接收灵敏度（A/W），横轴表示波长（nm）。
从图5可知，膜厚薄的ZnO膜22的灵敏度光谱移动到长波长侧，可见光区域的灵敏度提高。特别是，使用最薄的ZnO膜22的X1，其趋势明显。
这是由于当ZnO膜22的膜厚薄时，波长比紫外光长的可见光不在玻璃基板21与ZnO膜22的界面附近被检出，而在ZnO膜的表面附近被检出，表面传导做出贡献，对可见光的灵敏度提高，灵敏度光谱也移动到长波长侧。另外，表面传导层也存在吸收波长比较长的光的可能性。
图6表示比较第一实施方式的光检测元件（图2）中的表面照射和背面照射的检测电流的结果。
图6是使用第一实施方式的光检测元件进行表面照射和背面照射后比较的结果，紫外光的强度与图3~图5中所示的条件相同。以ZnO膜22的膜厚为2μm进行了测量。纵轴表示检测电流的电流值（A），横轴表示照射时间（秒）。Y1表示背面照射，Y2表示表面照射。Y1即使是经过长时间照射后电流值也稳定。但是，Y2随着紫外光的照射时间变长，电流值逐渐增加。当表面照射时，由于表面传导的贡献，特别是表面电阻变化大，电流值变动。
如此，可知光吸收层不仅是表面层的电阻率不稳定，吸收光谱也由于体吸收（bulk）而移动到比光吸收层相比靠长波长一侧，与光检测元件的响应速度的降低也有关系。
另外，根据以上的描述，可知为了防止表面传导的影响，使用背面照射，并增厚光吸收层的膜厚即可。由此，光吸收层表面的电阻变得对电极间电阻没有贡献，所以能够除去表面传导的影响。
接着，说明用于能够选择性的测量特定波长区域的结构例。
图7表示在第一实施方式的光检测元件中，在透光性基板的表面形成有光学滤光器的示意性立体图。图7表示图1所示的透光性基板1的背面形成有光学滤光器8的叠层体。例如，假想检测紫外光的情况。
紫外区域是400nm以下的波长至200nm左右的波长。紫外区域进而被分类成紫外光A（波长比320nm长，400nm以下）、紫外光B（波长比280nm长，320nm以下）、紫外光C（波长280nm以下）。
作为太阳光中所包含的光的强度，紫外光A是30W/m2、紫外光B是1W/m2时，紫外光A是一位数以上的强度。因此，为了评价包含紫外光的太阳光的危险性，必要分别检测紫外光A和紫外光B。
此处，设置吸收特定的波长并将其截断的光学滤光器8。光学滤光器8是使膏状的物质固化而形成。在图7的例子中，使用由称为B2O3-Bi2O3-ZnO的组成构成的玻璃膏。由该玻璃膏构成的光学滤光器8仅吸收紫外光B波长以下的光。光学滤光器8能够通过丝网印刷法制作。丝网印刷法能够低成本地形成薄膜，是适用于量产的成膜法。
对透光性基板1使用玻璃基板，作为光学滤光器8，将吸收上述紫外光B以下波长的光的玻璃膏涂敷成厚度2.5μm，制作了图7的叠层体。
图8表示在第一实施方式的光检测元件中图7的光学滤光器的膜厚的形成状态的图表。纵轴表示由玻璃膏形成的光学滤光器的膜厚（μm），横轴表示从透光性基板1的端部到水平方向的距离（μm）。即，图8的图表中，距离0作为边界，比0大的区域是形成有光学滤光器8的区域，比0小的区域是没有形成光学滤光器8的区域。形成有光学滤光器8的区域的膜厚大致统一为固定的值（2.5μm）。
图9表示在第一实施方式的光检测元件中，在对图7的结构照射紫外光的情况下的波长和透射率的关系。图9表示当使用图7的叠层体并从光学滤光器8的上方照射紫外光和可见光时的透射特性。图9的纵轴表示透射率，横轴表示波长（nm）。在图9中，P1表示图7的结构中没有由玻璃膏构成的光学滤光器8的状态即仅有玻璃基板时的透射特性。P2表示上述图7的叠层体的透射特性。P1是可见光、紫外光A、紫外光B和紫外光C都透射，P2是除去紫外光B和紫外光C，可见光、紫外光A透射。
图10表示第一实施方式的光检测元件的一个结构例的示意性截面结构，图11表示照射紫外光到图1和图10的光检测元件的情况下的各自的光接收灵敏度的图表。
图10是表示图1的光检测元件上设置有图7的光学滤光器8的光检测装置的图。与图1相同的符号表示相同的结构。将从图1的透光性基板1的背面侧照射紫外光测量的灵敏度光谱作为Z1在图11中表示。另一方面，将从图10的透光性基板1的背面侧照射紫外光测量的灵敏度光谱作为Z2在图11中表示。
在Z1中，紫外光A、紫外光B和紫外光C被检出。但是，在Z2中，由于通过光学滤光器8吸收紫外光B以下的光，所以仅有紫外光A被检出。如此，通过组合使用使膏状的物质固化而形成的光学滤光器和图1的光检测装置，能够仅选择性检测特定范围的波长区域的光。
进而，通过使用图1的光检测元件和图10的光检测元件两者来检测紫外光并运算（Z1-Z2），能够检测紫外光B和紫外光C。
另外，作为光学滤光器所使用的膏状物质，只要是使从紫外光到红外光的宽幅度的光透射的材料即可，例如能够使用丙烯酸树脂、非晶氟树脂（非晶含氟聚合物）、硅树脂、氟类树脂、玻璃等。特别是，当膏状物质的热膨胀系数与层压光学滤光器的透光性基板的热膨胀系数相近时，不容易剥落，所以优选。
光学滤光器的膜厚虽然没有特别限定，但优选在其与层压光学滤光器的透光性基板的热膨胀系数的差大的情况下，形成为0.1~5μm左右。进行，在透光性基板上涂敷膏状物质来形成光学滤光器的情况下，为了降低制造成本，优选使用低烧结温度的材料。如上所述，从热膨胀系数和烧结温度的角度来看，例如，优选使用玻璃类材料作为膏的主要成分。
另外，光学滤光器也能够使以膏状物质为主要成分添加有半导体颗粒的材料固化来制作。这种情况下，优选半导体颗粒不是添加到膏状物质时成白浊状的粒径大小的半导体粉末。该原因是，不仅是紫外光，可见光等也变得难于透射光学滤光器，到达光吸收层的光减少，变得不能检测出光。
此处，对图10的光检测装置的制造方法进行简单说明。作为具体的材料，透光性基板1使用玻璃，电极3、4使用Ti（钛）层之上层叠层有Pt（铂）层的Ti/Pt多层金属膜。另外，光吸收层2使用MgxZn1-xO（0≤X＜0）。
在玻璃的透光性基板1的背面透射丝网印刷法涂敷玻璃膏。该玻璃膏使用吸收紫外光B以下波长的光的物质。通过使所述玻璃膏在120℃下干燥10分钟、450℃下烧结30分钟来形成仅吸收紫外光B以下波长的光的膜。虽然膜厚由印刷条件决定，但2μm左右即足够。太薄则不能完全吸收紫外光B，太厚则会成为剥落的原因。
在玻璃基板（透光性基板1）的表面上由Ti/Pt形成10nm/50nm左右的梳形状（梳型形状）的电极。该工序可以是基于剥离工艺（lift-off）的方法，也可以是蚀刻的方法。梳状电极的检测电极部分（相当于电极3、4）的宽度为大约5μm以下时，从确保再现性的点出发优选蚀刻的方法。
接着，通过磁控溅射，形成作为光吸收层2的MgZnO膜。MgZnO膜的膜厚优选是1000nm以上。太薄则表面传导层的影响变大，产生对比较长的波长区域也具有光接收灵敏度等的特性恶化。
用稀释盐酸湿蚀刻覆盖着梳子形状的电极的端部的MgZnO膜将其去除。虽然也可以用干蚀刻的方法，但是由于ZnO类材料容易残留残渣，因此湿蚀刻简单，所以优选。
接着，利用CVD法，由SiN膜形成绝缘膜6。为了确保可靠性，优选形成为300nm以上。另外，绝缘膜6也可以不是单层，例如，也可以由SiO2/SiN那样的多层结构的绝缘膜构成。
利用RIE法去除覆盖着梳状电极的端部的SiN膜。接着，研磨玻璃基板（透光性基板1）将其做薄。即使不做薄也没有特别的问题，但是在期望制作薄型的光检测装置的情况下，由于预先把光检测元件做薄，能够将封装件7做薄，所以优选。
上述方式完成的光检测部，例如，对成为封装件7的支承基台利用Ag膏等具有导电性的接合剂（接合层5），以向下连接的方式进行模片键合将其封装。
将上述封装后的光检测元件例如组装到印刷电路板上。进而，把上述印刷电路板组装到壳体，安装上盖子，制成光检测装置。
图12表示图11的实测光接收灵敏度与理论上的光接收灵敏度的比较的图表。图12研究从图10的光检测元件的侧面接收光的影响的结果。图12的纵轴是把图11的图表的纵轴的光接收灵敏度变换到对数刻度的结果。横轴的刻度与图11相同。与图11相同，表示实测的光接收灵敏度Z1、Z2。Z3是由玻璃膏构成的光学滤光器8的透射光谱，即由图9的P2计算求得的光接收灵敏度曲线。
当比较实测的光接收灵敏度曲线Z2和理论光接收灵敏度曲线Z3时，光接收灵敏度曲线Z2中，紫外光B以下的波长区域的灵敏度变高到图示的h的高度左右。该原因是为了检测从透光性基板1的侧面入射的紫外光。因此，为了正确地仅检测紫外光A，也需要在侧面形成截断紫外光B以下的波长区域的光的光学滤光器。但是，只要是计测紫外光B以下的波长区域的强度弱的太阳光中的紫外光量，就几乎不会有问题。
图13表示在第一实施方式的光检测元件中，在图1的光检测元件的透光性基板的侧面设置有绝缘膜的示意性截面结构，图14表示在图10的光检测元件的透光性基板的侧面设置有绝缘膜的示意性截面结构。
图13和图14表示防止紫外光从侧面入射的结构例。图13是在图1的光检测元件的侧面设置有绝缘膜19的结构。绝缘膜19形成为完全覆盖透光性基板1的侧面。绝缘膜19由吸收紫外光的材料构成，例如能够使用SiN。
图14是在图10的光检测元件的侧面设置有绝缘膜19的结构。与图13相同，绝缘膜19形成为完全覆盖透光性基板1的侧面。另外，绝缘膜19由吸收紫外光的材料构成，例如能够使用SiN。
图15表示使用上述光检测元件构成光检测装置的例子。该光检测装置包括共用的支承层71。支承层71例如能够使用由SiO2或者SiN等构成的绝缘膜。支承层71上形成有相当于一个光检测元件的光接收元件100、相当于一个光检测元件的光接收元件200。光接收元件100、200是检测从图上方照射的光的元件，形成为大致相同的大小。
光接收元件100和光接收元件200以层间的绝缘膜19为边界形成。光接收元件100包括透光性基板1、光吸收层2、电极3、电极4、粘合层5、绝缘膜6等。在透光性基板1上形成有光吸收层2，并且以覆盖电极3和电极4的一部分的方式形成有光吸收层2。在电极3是正电极的情况下，电极4相当于负电极；在电极3是负电极的情况下，电极4相当于正电极。
电极3、4形成在透光性基板1上，电极3、4的一部分埋入到光吸收层2内。光吸收层2的表面和侧面被绝缘膜6完全覆盖，绝缘膜6的两端形成在电极3、4上。在绝缘膜6的两侧形成有接合层5，通过该接合层5接合透光性基板1和支承层71。
光接收元件100以向下连接的方式通过接合层5与支承层71覆晶接合。绝缘膜19与图13、14中说明的相同，只要是具有保护膜性质的材料就可以，没有特别的限定，但是优选为吸收成为检测对象的光的材料。
另一方面，光接收元件200包括透光性基板11、光吸收层2、电极31、电极41、粘合层51、绝缘膜61等。在透光性基板11上形成有光吸收层2，并且以覆盖电极31、41的一部分的方式形成有光吸收层2。即，电极31、41的一部分被埋入光吸收层2内。另外，构成这些的材料除了光学滤光器，与光接收元件100大致相同，各结构的接合关系也与光接收元件100相同，故省略说明。
另一方面，在透光性基板1的整个背面上形成有光学滤光器8，在透光性基板11的整个背面上形成有光学滤光器81。光学滤光器8通过使不包含半导体颗粒的膏状物质或包含半导体颗粒的膏状物质固化而形成，相当于吸收特定波长区域的光的部件。
另一方面，光学滤光器81通过使不包含半导体颗粒的膏状物质或包含半导体颗粒的膏状物质固化而形成，相当于吸收特定波长区域的光的光吸收膜或不吸收特定波长的光的膜。
作为光学滤光器8，使用由上述的称为B2O3-Bi2O3-ZnO的组成构成的玻璃膏。即，光学滤光器8吸收紫外光B以下的波长。光学滤光器81是仅由玻璃膏构成的膜。即，光学滤光器81使紫外光、可见光、红外光等透射，是不吸收特定波长的光的膜。
由此，如图1和图10的光检测元件所说明的方式，能够用光接收元件100检测出紫外光A。另外，利用从光接收元件200的光接收灵敏度曲线T1减去光接收元件100的光接收灵敏度曲线T2所得的T3（T3=T1-T2），能够检测出紫外光B和紫外光C。
图16表示第一实施方式的光检测装置的一个结构例的示意性截面结构。图16在图15的结构的基础上还形成有光接收元件400，光接收元件400与光接收元件100结构相同，但受光面积不同。对作为光检测元件的光接收元件400进行简单说明，在共用的支承层71上以层间的绝缘膜19为边界形成光接收元件100、200、400。
光接收元件400包括透光性基板1、光吸收层2a、电极3、电极4、粘合层5、绝缘膜6a、绝缘膜20。与光接收元件100相同的部分省略说明。与光接收元件100不同的部分在于，并不是以与具有光电转换作用的光吸收层2相同的面积接收光，为了以不同的面积接收光，光吸收层2a的光接收面积形成得比光吸收层2的光接收面积小。另外，与光吸收层2a的光接收面积相配合地减小了光学滤光器8a的光接收面积。在没有形成光学滤光器8a的透光性基板1的背面上和没有形成光吸收层2a的透光性基板1的表面上形成绝缘膜20。
光学滤光器8a通过使不包含半导体颗粒的膏状物质或包含半导体颗粒的膏状物质固化而形成，相当于吸收特定波长区域的光的光吸收层。另外，光学滤光器8a由与光接收元件100的光学滤光器8相同的材料构成，由吸收一定波长范围λ（下限波长λL~上限波长λU的范围）的光的光吸收膜构成。因此，光学滤光器8也同样由吸收波长范围λ（下限波长λL~上限波长λU的范围）的光的光吸收膜构成。
另一方面，光接收元件200的光学滤光器81通过使非晶氟树脂等的膏固化而形成，这样的膏具有非常高的透射率，不仅紫外光，从可见光到红外光都可透射。在此，包含可见光的从紫外光到红外光的范围设想为波长200~1200nm的范围。
设光接收元件100的光吸收层2的受光面积为A1，光接收元件400的光吸收层2a的受光面积为A4。利用光接收元件100和光接收元件400的差分信号，计测从紫外光到红外光的波长范围除去波长范围λ后的波长范围λ0的检测信号。光接收元件100和光接收元件400分别利用光学滤光器8、8a截断波长范围λ的光。因此，光接收元件100和光接收元件400的检测光电流的差（I1-I4）是基于从紫外光~红外光的波长范围除去波长范围λ后的波长范围λ0的光。如果设波长范围λ0的光入射到光接收面积A1的单位面积时激励的光电流为J0，则光接收元件400的光接收面积A4也同样为J0，如下所示。
（I1-I4）=（A1-A4）×J0
通过（I1-I4）通过测量和计算可知，（A1-A4）也可通过设计来决定而可知其值，因此，J0能够容易的求得。当计算J0时，当设在紫外光~红外光的范围不具有吸收区域的光接收元件200的光接收面积为A2，设光接收面积A2的单位面积表示的光电流为J2时，J2取决于检测紫外光、可见光、直至红外光的光的结果，因此，只要从光接收元件200的光电流量（J2×A2）减去（J0×A2），其差就表示波长范围λ0的光量。即，波长范围λ0的光量=[（J2×A2）-（J0×A2）]。A2也可以与A1相同。其中，为了尽量防止差分运算中的数值有效数字的位数的消去，也可以对上述光接收元件100、200、400准备多个具有进行波长范围λ的光吸收的光学滤光器的光接收元件的光接收面积不同的组合，对各个组合计算全体的平均值和偏差，计算最终的波长范围λ0的光量。
通过使用4个上述那样的光接收元件，能够分别检测紫外光A、紫外光B、紫外光C各区域的灵敏度。光学滤光器的结构并不限定于上述例子，也可以含有其它半导体颗粒来形成膏状物质。
图17是表示半导体的种类和各半导体的吸收端波长的图表。在此，图15表示第一实施方式的光检测元件的一个结构例的示意性截面结构。在图17中，记载有能用于光学滤光器的半导体颗粒的种类，例如，在图15的结构中，当光学滤光器8使用添加有GaAs颗粒的滤光器、光学滤光器81使用添加有CdSe颗粒的滤光器时，能够构成仅在从CdSe的吸收端波长710nm到GaAs的吸收端波长870nm的范围具有灵敏度的光检测装置。
另外，在其它的例子，在图15的结构中，当光学滤光器8使用添加有SnO2颗粒的滤光器、光学滤光器81使用添加有ZnSe颗粒的滤光器时，能够构成仅在从SnO2的吸收端波长380nm到ZnSe的吸收端波长500nm的范围具有灵敏度的、成为蓝色传感器的光检测装置。
进而，只要使用如MgZnO等的三元混合晶体类的AlGaAs、InGaAs、InGaN等，通过调整组合比例来调整带隙，就能够构成能够检测出任意波长范围的光的光检测装置。
在此，上述光学滤光器8、8a、81也可以由电介质多层膜等构成。但是，电介质多层膜存在在形成上耗费成本、截断波长区域根据光的入射角而变化这样的缺点。但是，对于上述那样的光学滤光器，能够将半导体那样在能带端具有急剧的吸收系数变化的材料作为滤光器使用。因此，通过仅仅形成一层，就能实现作为滤光器的功能，即使膜厚变化，截断的波长范围也不变。另外，也没有入射光的角度依赖性。进而，在覆晶芯片结构中，若预先在基板的背面涂敷光学滤光器，就不需要图案化。
[第二实施方式]
（光检测装置）
以下，参照图18、19对第二实施方式的光检测装置进行说明。
其中，对与第一实施方式的光检测装置同样的结构标记相同符号并省略详细的说明。
如图18和图19所示，第二实施方式的光检测装置包括：透光性基板1；配置在透光性基板1上的吸收光的光吸收层2；配置在透光性基板1上的检测电极3、4；和以覆盖光吸收层2的表面的方式形成的绝缘膜6。检测电极3、4的至少一部分被埋入光吸收层2，从透光性基板1的背面使光入射，由检测电极3、4检测从光吸收层2产生的电流，光吸收层2由Ga2O3薄膜构成。
如图18所示，检测电极3、4由一对电极构成，各电极具有梳子形状，梳齿以规定的间隔相互咬合形成。
检测电极3、4的梳形状没有特别限定，例如可以以10μm的间隔等形成。
另外，检测电极3与+3V的正极30连接，检测电极4与0V的地电极40连接。
由此，检测电极3、4上被施加有+3V的偏置电压。
在图19中，检测电极3例如由Pt形成，绝缘膜6例如由SiN形成。
根据本实施方式的光检测装置，在照射了太阳光的情况下，表示光接收灵敏度和波长的相互关系的光接收灵敏度光谱能够与UV-B的CIE作用光谱近似。详情后述。
（紫外线对人体的影响）
紫外线根据波长被分类为UV-A（315nm~400nm）、UV-B（280nm~315nm）、UV-C（200nm~280nm）三类。
一般情况下，紫外线的波长越短对人体（生物）的有害作用越大，但UV-C会被大气层上部的氧分子和平流层的臭氧完全吸收，因此，即使臭氧量稍有减少也不会到达地表面，因此，对生物来说不会产生问题。
UV-B会给核酸等重要的生物分子带来损伤，光老化（斑和皱纹）和皮肤癌的增加、白内障的增加、免疫抑制等，对人的健康产生影响，除此之外，也会对陆地、水圈生态系统带来不利影响。
（紫外线的强度）
到达地表的紫外线的强度因波长而异。
图20表示紫外线在大气层外（A10）和晴天时的地表（A11）的各波长的强度。观察图20可知，UV-B的强度与在大气层外相比，在地表大幅衰减。
UV-B的波长越短衰减越大，主要是由平流层臭氧的吸收造成的。
UV-A的波长稍有衰减，主要是受到大气分子、悬浮物（Aerosol：大气中浮游的液体或固体微粒）造成的散射的影响，波长越短散射的影响越大。
（红斑紫外线量）
如上所述，紫外线对人体的影响因波长而异。
对于各波长对人体的相对影响度，通常使用国际照明委员会（CIE）定义的CIE作用光谱。CIE作用光谱指使人的皮肤产生红斑（红色晒伤）的作用曲线。
图21表示CIE作用光谱的相对影响度。此外，所谓红斑紫外线是指使皮肤产生红色晒伤的紫外线。如图21所示，在UV-B区域内的波长280~300nm范围相对影响度高，从UV-B区域内的波长300nm到进入了UV-A区域的320nm范围急剧降低。另外，在320nm以上的波长范围相对影响度几乎为0。
通过各波长紫外线强度乘以CIE作用光谱，能够计算红斑紫外线量（参照图22）。然后，对该值进行波长积分所得到的是红斑紫外线量（图22的波形内的面积）。
红斑紫外线量，当与不对各波长紫外线强度考虑相对影响度而单纯的进行积分所得的UV-B量比较时，可以说是更准确地反映了对人的健康的影响强度的指标。
在此，以Ser为CIE作用光谱，以λ为波长，CIE作用光谱的定义式如下。即，
Ser(λ)=1.0（250nm<λ<298nm）
Ser(λ)=100.094(298-λ)（298nm<λ<328nm）
Ser(λ)=100.015(139-λ)（328nm<λ<400nm）
（UV指数）
UV指数作为易于理解的表示到达地面的紫外线量的水平的指标，由WHO（世界卫生组织）与WMO（世界气象组织）、UNEP（联合国环境规划署）共同开发，目的在于对一般公众普及紫外线对策的重要性。
UV指数是为了将上述红斑紫外线量作成日常生活中容易使用的简单数值，通过红斑紫外线量除以25mW/m2而指标化。
例如，日本环境省的“紫外线保健指导手册”和世界卫生组织（WHO）示出的紫外线对策解说中，将UV指数的等级设为1到11+，11以上统一标记为11+。
在日本气象厅，对290nm~325nm的波长，以0.5nm为间隔测定紫外线强度，计算UV指数，关于未进行观测的325nm~400nm的波长区域的贡献量，基于模型计算的结果使用324nm的观测值进行推定。
本实施方式的光检测装置（UV-B传感器）能够廉价且小型的制造，能够用1枚芯片简易的测定UV指数。
因此，能够装载于移动电话、手表等便携设备上，通过一直携带并测量环境的紫外线，能够有助于避免紫外线过度照射等。
（第二实施方式的光检测装置（UV-B传感器）的特性等）
图23是表示本实施方式的光检测装置对UV-B的灵敏度特性的图表。
图24是表示光接收灵敏度光谱（A12）和CIE作用光谱的光接收灵敏度与波长的关系的图表。观察该图表可知，国际照明委员会（CIE）定义的CIE作用光谱的曲线（CIE）与本实施方式的光检测装置（UV-B传感器）的光接收灵敏度光谱（A12）较为一致。
这样，利用本实施方式的光检测装置（UV-B传感器），能够简易地测量UV指数。
[第三实施方式]
（自动照明装置）
第三实施方式的自动照明装置包括：检测外部的紫外线的所述第一~第五实施方式的任意一种光检测装置（UV传感器）；检测外部的照度的照度检测装置；和基于光检测装置和照度检测装置的检测结果来开关照明装置的控制装置。
控制装置能够进行控制，使得在光检测装置的检测结果或照度检测装置的检测结果的任意一个在规定的阈值以下的情况下，打开照明装置，在光检测装置的检测结果或照度检测装置的检测结果的任意一个在规定的阈值以上的情况下，关闭照明装置。
照明装置能够作为装载在汽车、自行车等车辆上的照明器具，或者是装载在路灯上的照明器具。
如图25的框图所示，第三实施方式的自动照明装置550中，光检测装置（UV传感器）551和照度传感器552通过传感器输入接口553连接。
作为UV传感器551，能够使用第一、第二实施方式的任意一种光检测装置。
作为照度传感器552，能够应用使用光电晶体管的类型、使用光电二极管的类型、对光电二极管追加有放大电路的类型等。
传感器输入接口553与自动照明控制电路554、灯驱动电路555连接。
灯驱动电路555与汽车的头灯、尾灯、自行车夜间行驶用的灯或路灯的灯泡等照明器具560连接。
自动照明控制电路554控制灯驱动电路555，使得在UV传感器551的紫外线检测结果或照度传感器552的可见光检测结果的其中一个在规定的阈值以下时打开照明器具560，在UV传感器551的紫外线检测结果或照度传感器552的可见光检测结果的其中一个在规定的阈值以上时关闭照明器具560。
图26是表示第三实施方式的自动照明装置的驱动处理的处理顺序的一个例子的流程图。
当该处理开始时，首先，在步骤S10判断照度传感器552的可见光检测结果是否在阈值以下，在“Yes”的情况下转移到步骤S11。
在步骤S11，打开灯驱动电路555，转移到步骤S12，灯560被打开，返回到步骤S10。
由此，进行在变暗到阈值以下时汽车等的灯点亮这样的与通常的自动照明装置同样的动作。
另一方面，在步骤S10判断为“No”的情况下转移到步骤S13。
在步骤S13，判断UV传感器551的紫外线（UV-A或UV-B）的检测结果是否在阈值以下，在“Yes”的情况下，转移到步骤S14。
在步骤S14，打开灯驱动电路555，转移到步骤S15，灯560被打开，返回到步骤S10。
由此，例如能够进行当照度为一定值以上但紫外线在预定值以下时使汽车等的灯点亮这样的通常的自动照明装置中没有的动作。
由此，通过使阈值为适当的值，例如，在照度为一定值以上但能见度低的环境（阴天或起雾的情况）下，能够使汽车等的灯自动点亮，能够提高安全性和便利性。
在步骤S13判断为“No”的情况下，转移到步骤S16。
在步骤S16关闭灯驱动电路555，在步骤S17灯560被关闭，返回到步骤S10。
此外，第三实施方式的自动照明装置的驱动处理不限于此，例如，也可以在照度为一定值以下但紫外线在规定值以上时（例如，规定条件下的阴天等）不使汽车或路灯的灯点亮，能够抑制不必要的灯的点亮，从而实现节能。
另外，也可以是在雪路等紫外线强的情况下，UV传感器551的紫外线检测结果在阈值以上时，使汽车装载的雾灯自动打开。
（自动照明装置对汽车的应用例）
参照图27~29，对第三实施方式的自动照明装置550对汽车的应用例进行说明。
图27是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置550，并仅使照度传感器工作的情况下的动作状况的说明图。
此外，自动照明装置550的UV传感器551和照度传感器552，例如配置在汽车的仪表盘的上方等。由此，太阳光和紫外线通过挡风玻璃从车外入射到UV传感器551和照度传感器552而被测量。
如图27所示，在太阳800出来后包含紫外线的太阳光照射的环境下行驶时，照度传感器552的可见光测量结果在阈值以上，因此，如图27（a）所示，汽车的头灯560维持熄灭状态。
然后，例如，如图27（b）所示，在高架桥下600等较短距离的背阴处700行驶时，照度传感器552的可见光测量结果在阈值以下，因此，汽车的头灯560变为点亮状态。此外，由于是较短距离的背阴处，头灯560本来是不需要的，但可以说驾驶员通常没有进行熄灯操作的时间。
另外，在通过高架桥下600等之后，照度传感器552的可见光测量结果变成在阈值以上，因此，如图27（c）所示，汽车的头灯560再次变成熄灭状态。
图28是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置550并使照度传感器和UV传感器工作的情况下的动作状况的说明图。
如图28所示，在太阳800出来后包含紫外线的太阳光照射的环境下行驶时，照度传感器552的可见光测量结果和UV传感器551的测量结果在阈值以上，因此，如图28（a）所示，汽车的头灯560维持熄灭状态。
然后，例如，如图28（b）所示，在高架桥下600等较短距离的背阴处700行驶时，照度传感器552的可见光测量结果变成在阈值以下，但由于从路面等反射的紫外线入射，UV传感器551的测量结果在阈值以上，汽车的头灯560维持熄灭状态。
由此，由于是较短距离的背阴处，头灯560本来是不需要的，所以，能够符合驾驶员的感觉而维持熄灭状态，提高便利性和节能性。
在通过高架桥下600等之后，照度传感器552的可见光测量结果和UV传感器551的测量结果变成在阈值以上，因此，如图28（c）所示，汽车的头灯560再次处于熄灭状态。
图29是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置550，在阴天和雨天时仅使照度传感器工作552的情况下的动作状况的说明图。
在阴天和雨天时，由云发生光散射（米氏散射）。
在米氏散射中，散射强度与波长成反比例，因此，波长越短越容易受云900的影响。
在这样的状况下，如图29所示，当在仅使照度传感器552工作的状态下行驶时，在比较明亮的情况下，照度传感器552的可见光测量结果在阈值以上，因此，汽车的头灯560维持熄灭状态。
但是，即使在比较明亮的状况下，也有时为了提高驾驶员的能见度，想要头灯560自动点亮。即使在这样的状况下，也会由于驾驶员的肉眼逐渐适应黑暗，有时会忘记手动点亮头灯560。
图30是表示在汽车上装载第三实施方式的自动照明装置560，在阴天和雨天时使照度传感器552和UV传感器551工作的情况下的动作状况的说明图。
如图30所示，当在使照度传感器552和UV传感器551两者工作的状态下行驶时，在相比阴天和雨天时较为明亮的情况下，照度传感器552的可见光测量结果在阈值以上，但有时UV传感器551的紫外线测定结果由于云造成的米氏散射的影响而在阈值以下。
这样的状态，与所述图26的流程图中的步骤S10→步骤S13→步骤S14→步骤S15的处理相当，头灯560自动点亮。
由此，在阴天和雨天时能见度降低的情况下，不必驾驶员进行操作，头灯560自动点亮，能够提高安全性和便利性。
（紫外线的散射）
如图31所示，从太阳800到达地面的光中，有直射光hvD和散射光。
直射光hvD是从太阳800到达地面的光，散射光hvR是从太阳800照射来的光碰撞氮、氧等空气分子或悬浮物颗粒650（固体或液体的颗粒），其行进方向变化，到达植物750和人类850等存在的地面的光。
如图31所示，散射光hvR由于分子或颗粒向周围扩散。在光由于空气分子而散射的情况下，具有光的波长越短越容易散射的性质，紫外线由于比可见光的波长短，所以更容易被散射。
图32是直射光和散射光各自在日本本州附近的夏季晴天时的UV指数的一天的变化的图表。
在图32中，到达地面的紫外线的总量用粗线表示，其中来自直射光的紫外线用细线表示。
观察图32可知，到达地面的紫外线中，散射光的贡献比直射光大。因此，即便用阳伞或帽子遮挡日照、或处于背阴处，在能看见天空的地方就会被照射到视觉感官以上程度的紫外线，因此需要注意。
（地表面的反射和紫外线）
如图33所示，紫外线中，除了从太阳800直接到达的紫外线hvD和被空气分子或悬浮物颗粒散射后到达的紫外线之外，还有在地表面被发射的紫外线hvR。
处于屋外的人850不仅被从天空照向地面的紫外线（混合了来自太阳800的直射光和在大气中发生散射的光）照射，还被在地表面发生了反射的紫外线hvR照射。
UV指数表示其中从天空照向地面的紫外线的强度。
在利用UV指数时，需要考虑实际照射的紫外线量也包含紫外线在地表面反射的效果。
此外，紫外线在地表面的反射比例因地表面的状态而有很大区别。例如，草地和柏油路的反射率为10%或其以下，沙滩为25%，新下的雪地能达到80%。
进而，在地表面反射的紫外线hvR的一部分朝向天空，被大气等再次散射而朝向地面。即，在地表面的反射率大的地方，比反射率小的地方散射光强。
例如，已知在一片雪原的情况下，来自天空的紫外线量（UV指数）由于反射和散射的效果与假定为没有雪的情况相比较，增加了4~5成左右。
对来自天空的紫外线hvD利用帽子或阳伞是有效的，但不要忘记从地表面反射来的紫外线hvR，采取综合的紫外线对策是重要的。
利用本发明的光检测装置（UV传感器），能够装载于移动电话和手表等便携设备上，通过一直携带并简易的测量UV指数，能够有助于避免紫外线的过度照射。
[其它实施方式]
如上所述，通过实施方式进行了记载，但构成其公开的一部分的论述和附图是例示，不应理解为对本发明的限定。根据该公开内容，本领域技术人员能够明了各种代替实施方式、实施例和应用技术。
产业上的可利用性
本发明的光检测元件和光检测装置能够应用于UV-A、UV-B的紫外线传感器等。另外，能够装载于移动电话和手表等便携设备上应用于UV指数的简易测量装置。另外，本发明的自动照明装置能够应用于汽车、自行车等车辆的灯系统和路灯等。

Claims (20)

1.一种光检测元件，其特征在于，包括：
透光性基板；
配置在所述透光性基板上的吸收光的光吸收层；
配置在所述透光性基板上的检测电极；和
以覆盖所述光吸收层的表面的方式形成的绝缘膜，
所述检测电极的至少一部分埋入到所述光吸收层，
使光从所述透光性基板的背面入射，利用所述检测电极检测从所述光吸收层产生的电流。
2.如权利要求1所述的光检测元件，其特征在于：
所述检测电极由一对电极构成，各电极具有梳形状，梳齿以规定的间隔相互咬合形成。
3.如权利要求1所述的光检测元件，其特征在于：
在所述透光性基板上的光入射面侧形成有吸收特定波长范围的光的光学滤光器。
4.如权利要求3所述的光检测元件，其特征在于：
在所述透光性基板的侧面形成有绝缘膜，该绝缘膜吸收与所述光学滤光器吸收的波长范围相同波长范围的光。
5.如权利要求1所述的光检测元件，其特征在于：
包括包围到所述透光性基板的背面位置为止的侧面的封装件，所述透光性基板和所述封装件利用粘合层接合。
6.如权利要求1所述的光检测元件，其特征在于：
所述光吸收层利用光电转换进行光的检测。
7.如权利要求1所述的光检测元件，其特征在于：
所述光学滤光器是使膏状的物质固化而得到的光学滤光器，所述膏状的物质包含用于吸收特定的波长范围的光的半导体颗粒。
8.如权利要求7所述的光检测元件，其特征在于：
所述半导体颗粒是IVA族或IVB族元素的半导体、IIA族或IIB族元素和VIA族或VIB族元素的化合物半导体、IIIA族或IIIB族元素和VA或VB族元素的化合物半导体、IIIA族或IIIB族元素和VIA族或VIB族元素的化合物半导体中的任意一种半导体的颗粒。
9.如权利要求7所述的光检测元件，其特征在于：
所述膏状的物质的主要成分由玻璃类材料、丙烯酸树脂、硅树脂、非晶氟树脂中的任意一种以上的物质构成。
10.如权利要求9所述的光检测元件，其特征在于：
所述膏状的物质由混合有所述玻璃类材料和半导体颗粒的膏形成。
11.一种光检测装置，具有多个光检测元件，该光检测装置的特征在于：
各所述光检测元件包括：
透光性基板；
配置在所述透光性基板上的吸收光的光吸收层；
配置在所述透光性基板上的检测电极；和
以覆盖所述光吸收层的表面的方式形成的绝缘膜，
所述检测电极的至少一部分埋入到所述光吸收层，
使光从所述透光性基板的背面入射，利用所述检测电极检测来自所述光吸收层的电流，并且，
第一光检测元件在第一透光性基板的光入射面侧具有吸收一定波长范围λ的光的第一光学滤光器，
第二光检测元件在第二透光性基板的光入射面侧具有吸收包含波长范围λ的波长范围λ1的光或者不存在光吸收域的第二光学滤光器，
通过运算所述第一光检测元件的信号和所述第二光检测元件的信号来计测波长范围λ的光量。
12.如权利要求11所述的光检测装置，其特征在于：
所述检测电极由一对电极构成，各电极具有梳形状，梳齿以规定的间隔相互咬合形成。
13.如权利要求11所述的光检测装置，其特征在于：
在照射太阳光的情况下，使表示光接收灵敏度和波长的相互关系的光接收灵敏度光谱与UV-B的CIE作用光谱近似。
14.如权利要求13所述的光检测装置，其特征在于：
所述第一光学滤光器和第二光学滤光器分别是在所述波长范围λ不发生吸收的膏状材料和吸收端不同的半导体粉末的混合物。
15.如权利要求11所述的光检测装置，其特征在于：
至少包括第三光检测元件，其具有与所述第一光学滤光器相同特性的第三光学滤光器和与所述第一光检测元件不同宽度的光电转换区域，利用所述第一光检测元件、第二光检测元件和第三光检测元件来计算波长范围λ的光量。
16.如权利要求15所述的光检测装置，其特征在于，包括：
第一计算装置，利用所述第一光检测元件和第三光检测元件计算除去波长范围λ之外的光的单位光接收面积的光检测信号J0，和
第二计算装置，在设所述第二光检测元件的光接收面积为A的情况下，求出A×J0与该第二光检测元件的光检测信号的差，计算波长范围λ的光量。
17.一种自动照明装置，其特征在于，包括：
照明装置；
检测外部的紫外线的光检测装置；
检测外部的照度的照度装置；和
控制装置，其基于所述光检测装置和所述照度检测装置的检测结果使所述照明装置打开或关闭。
18.如权利要求17所述的自动照明装置，其特征在于：
所述控制装置进行控制，使得在所述光检测装置的检测结果或所述照度检测装置的检测结果在规定的阈值以下的情况下，打开所述照明装置，在所述光检测装置的检测结果或所述照度检测装置的检测结果在规定的阈值以上的情况下，关闭所述照明装置。
19.如权利要求17所述的自动照明装置，其特征在于：
所述照明装置是装载在车辆上的照明器具。
20.如权利要求17所述的自动照明装置，其特征在于：
所述照明装置是装载在路灯上的照明器具。
CN2012102826727A 2011-08-09 2012-08-09 光检测元件、光检测装置和自动照明装置 Pending CN102954838A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011173875 2011-08-09
JP2011-173875 2011-08-09
JP2012124258A JP6046377B2 (ja) 2011-08-09 2012-05-31 光検出素子、光検出装置およびオートライト装置
JP2012-124258 2012-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102954838A true CN102954838A (zh) 2013-03-06

Family

ID=47677117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102826727A Pending CN102954838A (zh) 2011-08-09 2012-08-09 光检测元件、光检测装置和自动照明装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9341513B2 (zh)
JP (1) JP6046377B2 (zh)
CN (1) CN102954838A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112930490A (zh) * 2018-10-22 2021-06-08 ams传感器亚洲私人有限公司 结构化照明装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6072527B2 (ja) * 2012-12-05 2017-02-01 ローム株式会社 オートライト装置
CN104284060B (zh) * 2013-07-12 2019-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 相机模组
US9324747B2 (en) 2014-03-13 2016-04-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device
JP6558676B2 (ja) * 2015-02-20 2019-08-14 国立大学法人岩手大学 放射線検出素子及び放射線検出装置
EP3078975B1 (en) * 2015-04-10 2021-06-09 Nokia Technologies Oy An apparatus and method for sensing
WO2016171369A1 (ko) * 2015-04-24 2016-10-27 경희대학교산학협력단 광증폭 포토트랜지스터를 포함하는 광반응성 센서, 상기 광반응성 센서를 포함하는 디스플레이 패널 및 차량 제어 시스템
JP6679064B2 (ja) * 2015-06-24 2020-04-15 ウシオ電機株式会社 真空紫外線センサ
JP7139203B2 (ja) * 2018-09-11 2022-09-20 ローム株式会社 紫外線検出器
US10876886B2 (en) * 2018-10-19 2020-12-29 Youv Labs, Inc. Methods, systems, and apparatuses for accurate measurement of health relevant UV exposure from sunlight
KR20210129144A (ko) 2019-02-27 2021-10-27 트리나미엑스 게엠베하 광학 검출용 광학 센서 및 검출기
CN113314642B (zh) * 2021-05-28 2022-06-21 吉林建筑大学 一种双绝缘层日盲紫外光敏薄膜晶体管的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0397637A (ja) * 1989-09-07 1991-04-23 Hoya Corp 半導体微粒子分散ガラスの製造方法
JP2003286292A (ja) * 2002-01-28 2003-10-10 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体超微粒子及びそれを含有してなる薄膜状成形体
JP2008080932A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Denso Corp 車両用ライト制御装置
US7604360B2 (en) * 2006-12-29 2009-10-20 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Integrated sensor for correlated color temperature and illuminance sensing
JP4324685B2 (ja) * 2007-03-29 2009-09-02 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 紫外線受光素子およびその製造方法、並びに紫外線量測定装置
JPWO2008136479A1 (ja) * 2007-05-01 2010-07-29 日本電気株式会社 導波路結合型フォトダイオード
JP2009070950A (ja) * 2007-09-12 2009-04-02 Koha Co Ltd 紫外線センサ
JP4947006B2 (ja) * 2008-08-05 2012-06-06 ソニー株式会社 光電変換装置及び光電変換素子
JP5656357B2 (ja) * 2008-12-26 2015-01-21 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体光センサ素子およびその製造方法
JP5624286B2 (ja) * 2009-05-28 2014-11-12 ローム株式会社 紫外光検出素子及び紫外光検出装置
JP2011151269A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Rohm Co Ltd 撮像装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112930490A (zh) * 2018-10-22 2021-06-08 ams传感器亚洲私人有限公司 结构化照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6046377B2 (ja) 2016-12-14
US20130038209A1 (en) 2013-02-14
US9341513B2 (en) 2016-05-17
JP2013055325A (ja) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102954838A (zh) 光检测元件、光检测装置和自动照明装置
Sharma et al. Enhanced photosensitivity of highly spectrum selective cylindrical gate I n 1− x G ax A s nanowire MOSFET photodetector
CN107438775B (zh) 用于至少一个对象的光学检测的检测器
US10312859B2 (en) Optical soiling measurement device for photovoltaic arrays
NL2018484B1 (en) Method and device determining soiling of a shield
US8610133B2 (en) Photodetection device
Geyer et al. Efficient luminescent down-shifting detectors based on colloidal quantum dots for dual-band detection applications
US8581212B2 (en) Portable UV monitoring device
CN104583760A (zh) 光谱仪装置
KR20160099995A (ko) 자외선 검출기
WO2018009064A1 (en) Method and device determining soiling of a shield
CN102349161B (zh) 接收辐射的半导体器件和光电子部件
CN109416279A (zh) 具有颜色变化的uv剂量计
JPH09297054A (ja) 光検出器
JP6072527B2 (ja) オートライト装置
JPH06177416A (ja) 光センサー
JP2013235227A (ja) 光学フィルタ及びその製造方法並びに光検出装置、オートライト装置
JPS6382326A (ja) 紫外線センサ用素子
CN211700284U (zh) 一种集成光伏电池结构的红外探测器
KR20170036945A (ko) 차량용 자외선 측정 장치 및 그 측정 방법
Zhang et al. Tailoring performance of perovskite-based tunneling photodetector for portable monitoring of ultraviolet radiation risk
CN210036972U (zh) 一种窄带自补偿型光敏元件
CN204706569U (zh) 贴片光敏器件和监控设备
CN102445223A (zh) 一种光电传感器
US20220228909A1 (en) Optoelectronic Measuring Device for Measuring an Intensity of Electromagnetic Radiation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130306