CN1742191A - 光检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光检测装置，其目的在于使光入射的二次元位置的检测处理实现高速化以及结构的简化。在二次元配列有像素(11MN)的光感应区域(10)中，将根据分别入射的光的强度输出相应电流的多个光感应部分(12MN、13MN)邻接设置在同一面内，构成一个像素(11MN)，在二次元配列的第一方向上使各像素(11MN)的一方的光感应部分(12MN)彼此电连接，在第二方向上使各像素(11MN)的另一方的光感应部分(13MN)彼此电连接，分别构成光感应部分群。包括将电压输出转换成光感应部分群各自的电流输出的积分电路，以及用于使该电压输出在合适的范围内转变成数字输出的A/D转换电路。
Description
技术领域
本发明涉及检测光入射的二次元位置的光检测装置。
背景技术
在现有的光检测装置中，一般使用MOS型图像传感器等的固体摄像元件，将由摄像取得的图像资料取入图像存储器，进行图像处理以检测二次元位置(例如参照专利文献1)。
【专利文献1】
日本特开平01-167769号公报
但是，在上述现有的技术中，因为需要储存所得到的图像资料的图像存储器，所以装置结构变得复杂。而且，由于在将图像资料储存于图像存储器后进行运算处理以检测二次元位置，所以二次元位置的检测处理需要花费时间。
发明内容
本发明是鉴于上述方面所作出的，其目的在于提供一种能够实现二次元位置的检测处理的高速化以及构成的简单化的光检测装置。
为了实现上述目的，本发明的光检测装置是具有二次元排列像素的光感应区域的光检测装置，其特征在于：将根据分别入射的光的强度输出相应电流的多个光感应部分邻接设置在同一面内，构成一个像素，使横跨排列于所述二次元排列中的第一方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的一方的光感应部分彼此电连接，使横跨排列于所述二次元排列中的第二方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的另一方的光感应部分彼此电连接，其中包括：第一积分电路，设置成与在排列于所述第一方向的所述多个像素间电连接的一方的光感应部分群相对应，将来自对应的一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；第一最大值检测电路，检测所述第一积分电路各自输出的电压输出的最大值；第一A/D转换电路，将从通过所述第一最大值检测电路检测的所述最大值到比所述最大值小预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第一积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值；第二积分电路，设置成与在排列于所述第二方向的所述多个像素间电连接的另一方的光感应部分群相对应，将来自对应的另一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；第二最大值检测电路，检测所述第二积分电路各自输出的电压输出的最大值；和第二A/D转换电路，将从通过所述第二最大值检测电路所检测的所述最大值到比所述最大值小预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第二积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值。
在与本发明有关的光检测装置中，入射到一个像素的光在构成该像素的多个光感应部分的每一个中被检测出，对应光强度的电流向每一光感应部分被输出。而且，因为一方的光感应部分彼此横跨排列于二次元排列中的第一方向的多个像素而电连接，所以来自一方的光感应部分的电流输出被送到第一方向。而且，因为另一方的光感应部分彼此横跨排列于二次元排列中的第二方向的多个像素而电连接，所以来自另一方的光感应部分的电流输出被送到第二方向。如此，因为来自一方的光感应部分的电流输出被送到第一方向，并且来自另一方的光感应部分的电流输出被送到第二方向，所以可以分别独立获得在第一方向的亮度分布与在第二方向的亮度分布。其结果，能够通过在一个像素配设多个光感应部分这种极简单的构成，高速地检测入射的光的二次元位置。
而且，在本发明中，因为设从通过第一最大值检测电路所检测的最大值到比该最大值小预定值的值的范围为A/D转换范围，从第一积分电路的每一个所输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以与比上述最大值小预定值的值相比还小的电压输出被转换成“0”。因此，即使在光感应区域背景光入射的情况下，也能够在除去背景光成分的状态下，A/D转换来自一方的光感应部分的电流输出。而且，因为设从通过第二最大值检测电路所检测的最大值到比该最大值小预定值的值的范围为A/D转换范围，从第二积分电路的每一个所输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以与比上述最大值小预定值的值相比还小的电压输出被转换成“0”。因此，可在除去背景光成分的状态下，A/D转换来自另一方的光感应部分的电流输出。其结果，能够以较少的计算量精度极佳地检测入射的光的二次元位置。
此外，优选还具有：第一电平移位电路，将通过所述第一最大值检测电路检测出的所述最大值减去所述预定值而求得的电压输出，从所述第一积分电路各自输出的电压输出中减去，并向所述第一A/D转换电路输出；和第二电平移位电路，将通过所述第二最大值检测电路检测出的所述最大值减去所述预定值而求得的电压输出，从所述第二积分电路各自输出的电压输出中减去，并向所述第二A/D转换电路输出。
与本发明有关的光检测装置是具有二次元排列有像素的光感应区域的光检测装置，其特征在于：将根据分别入射的光的强度输出相应电流的多个光感应部分邻接设置在同一面内，构成一个像素，使横跨排列于所述二次元排列中的第一方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的一方的光感应部分彼此电连接，使横跨排列于所述二次元排列中的第二方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的另一方的光感应部分彼此电连接，其中包括：第一积分电路，设置成与在排列于所述第一方向的所述多个像素间电连接的一方的光感应部分群相对应，将来自对应的一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；第一最小值检测电路，检测从所述第一积分电路各自输出的电压输出的最小值；第一A/D转换电路，将通过所述第一最小值检测电路检测的所述最小值到比所述最小值大预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第一积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值；第二积分电路，设置成与在排列于所述第二方向的所述多个像素间电连接的另一方的光感应部分群相对应，将来自对应的另一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；第二最小值检测电路，检测从所述第二积分电路各自输出的电压输出的最小值；以及第二A/D转换电路，将通过所述第二最小值检测电路检测的所述最小值到比所述最小值大预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第二积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值。
在与本发明有关的光检测装置中，入射到一个像素的光在构成该像素的多个光感应部分的每一个中被检测出，对应光强度的电流向每一光感应部分被输出。而且，因为一方的光感应部分彼此横跨排列于二次元排列中的第一方向的多个像素而电连接，所以来自一方的光感应部分的电流输出被送到第一方向。而且，因为另一方的光感应部分彼此横跨排列于二次元排列中的第二方向的多个像素而电连接，所以来自另一方的光感应部分的电流输出被送到第二方向。如此，因为来自一方的光感应部分的电流输出被送到第一方向，并且来自另一方的光感应部分的电流输出被送到第二方向，所以可以分别独立获得在第一方向的亮度分布与在第二方向的亮度分布。其结果，能够通过在一个像素配设多个光感应部分这种极简单的构成，高速地检测入射的光的二次元位置。
而且，在本发明中，因为设从通过第一最小值检测电路所检测的最小值到比该最小值大预定值的值的范围为A/D转换范围，从第一积分电路的每一个所输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以与比上述最小值大预定值的值相比还大的电压输出被转换成“0”。因此，即使在光感应区域背景光入射的情况下，也能够在除去背景光成分的状态下，A/D转换来自一方的光感应部分的电流输出。而且，因为设从通过第二最小值检测电路所检测的最小值到比该最小值大预定值的值的范围为A/D转换范围，从第二积分电路的每一个所输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以与比上述最小值大预定值的值相比还大的电压输出被转换成“0”。因此，可在除去背景光成分的状态下，A/D转换来自另一方的光感应部分的电流输出。其结果，能够以较少的计算量精度极佳地检测入射的光的二次元位置。
而且，优选上述光检测装置与向对象物照射光的光源一起使用，运算处理与从光源照射的光有关的信息。在这样构成的情况下，能够高速且精度极佳地检测出关于从光源照射的光的信息。
而且，与上述光有关的信息优选是指，从光源照射的光的反射光在上述二次元排列中的第一方向以及第二方向的亮度分布。
而且，与上述光有关的信息优选是指，从光源照射的光的直接光在上述二次元排列中的第一方向以及第二方向的亮度分布。
附图说明
图1是显示与本实施方式有关的光检测装置的概念构成图。
图2是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图。
图3是沿着图2的III-III线的剖面图。
图4是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图。
图5是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图。
图6是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图。
图7是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图。
图8是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图。
图9是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的第一信号处理电路的简要构成图。
图10是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的第二信号处理电路的简要构成图。
图11是显示包含于第一信号处理电路的第一积分电路的电路图。
图12是显示包含于第一信号处理电路的第一取样与保持电路的电路图。
图13是显示包含于第一信号处理电路的第一最大值检测电路的电路图。
图14是显示包含于第一信号处理电路的第一电平移位电路的电路图。
图15A是显示输入第一积分电路的Reset信号的时序变化图。
图15B是显示自第一积分电路输出的信号的时序变化图。
图15C是显示输入第一取样与保持电路的Hold信号的时序变化图。
图15D是显示从第一取样与保持电路输出的信号的时序变化图。
图15E是显示从第一移位寄存器输出的信号的时序变化图。
图15F是显示从第一移位寄存器输出的信号的时序变化图。
图15G是显示从第一移位寄存器输出的信号的时序变化图。
图15H是显示输入第一电平移位电路的信号的时序变化图。
图16是对一方的光感应部分群的位置显示输入第一电平移位电路的电压输出Hout的线图。
图17是相对一方的光感应部分群的位置显示第一A/D转换电路的输出的线图。
图18A是显示输入第二积分电路的Reset信号的时序变化图。
图18B是显示从第二积分电路输出的信号的时序变化图。
图18C是显示输入第二取样与保持电路的Hold信号的时序变化图。
图18D是显示从第二取样与保持电路输出的信号的时序变化图。
图18E是显示从第二移位寄存器输出的信号的时序变化图。
图18F是显示从第二移位寄存器输出的信号的时序变化图。
图18G是显示从第二移位寄存器输出的信号的时序变化图。
图18H是显示输入第二电平移位电路的信号的时序变化图。
图19是相对另一方的光感应部分群的位置显示输入第二电平移位电路的电压输出Vout的线图。
图20是相对另一方的光感应部分群的位置显示第二A/D转换电路的输出的线图。
图21是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的第一信号处理电路的变形例的简要构成图。
图22是显示包含于与本实施方式有关的光检测装置的第二信号处理电路的变形例的简要构成图。
图23是显示使用与本实施方式有关的光检测装置的位置检测系统的一例的简要构成图。
图24是显示包含于图23所示的位置检测系统的光检测部的简要构成图。
图25是显示使用与本实施方式有关的光检测装置的位置检测系统的一例的简要构成图。
图26是显示与本实施方式有关的光检测装置的变形例的概念构成图。
具体实施方式
针对与本发明的实施方式有关的光检测装置，参照附图进行说明。其中，在说明中对于同一要素或者具有同一功能的要素使用同一符号，并省略重复的说明。在以下中，令参数M以及N分别为2以上的整数。而且，只要不特别明示，设参数m为1以上M以下的任意整数，设参数n为1以上N以下的任意整数。
图1是显示与本实施方式有关的光检测装置的概念构成图。与本实施方式有关的光检测装置1如图1所示具有：光感应区域10、第一信号处理电路20以及第二信号处理电路30。光检测装置1例如检测由发光元件(LED、半导体激光器等)照射到对象物的点(spot)光的直接光或者反射光的入射位置。
对于光感应区域10来说，像素11mn被二次元排列成M行N列。一个像素是通过在同一面内邻接而配设输出对应分别入射的光的强度的电流的光感应部分12mn(第一光感应部分)以及光感应部分13mn(第二光感应部分)而构成。因此，在光感应区域10中，光感应部分12mn与光感应部分13mn成为在二次元混合存在的状态下而排列在同一面内。
横跨排列于二次元排列中的第一方向的多个像素1111～111N、1121～112N…、11M1～11MN，构成该各像素11mn的多个光感应部分12mn、13mn之中一方的光感应部分12mn彼此(例如一方的光感应部分1211～121N)互相电连接。而且，横跨排列于二次元排列中的第二方向的多个像素1111～11M1、1112～11M2…、111N～11MN，构成该各像素11mn的多个光感应部分12mn、13mn之中另一方的光感应部分13mn彼此(例如另一方的光感应部分1311～13M1)互相电连接。
此处，根据图2以及图3针对光感应区域10的构成进行说明。图2是显示包含于光检测装置的光感应区域的一例的主要部位扩大俯视图，图3是沿着图2的III-III线的剖面图。此外，在图2中省略保护层48的图标。
光感应区域10包含：由P型(第一导电型)的半导体构成的半导体基板40，以及形成于该半导体基板40的表层的N型(第二导电型)的半导体区域41、42。因此，各光感应部分12mn、13mn包含半导体基板40部分与一组第二导电型半导体区域41、42，构成光电二极管。第二导电型半导体区域41、42如图2所示，从光入射方向看大致呈三角形状，在一个像素中两个区域41、42的一边互相邻接而形成。半导体基板40被作成接地电位。其中，光感应区域10包含由N型的半导体构成的半导体基板和形成于该半导体基板的表层的P型的半导体区域而构成也可以。区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)由图2得知是在第一方向以及第二方向中交互排列。而且，区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)是在交叉于第一方向与第二方向(例如在45°交叉)的第三方向以及第四方向中交互排列。
在半导体基板40与区域41、42之上形成有第一绝缘层43，经由形成于此第一绝缘层43上的接触孔(contact hole)，第一配线44电连接于一方的区域41。而且，经由形成于第一绝缘层43上的接触孔，电极45电连接于另一方的区域42。
在第一绝缘层43之上形成有第二绝缘层46，经由形成于此第二绝缘层46上的接触孔，第二配线47电连接于电极45。因此，另一方的区域42经由电极45电连接于第二配线47。
在第二绝缘层46之上形成有保护层48。第一绝缘层43、第二绝缘层46以及保护层48是由SiO2或者SiN等构成。第一配线44、电极45以及第二配线47是由Al等的金属构成。
第一配线44横跨第一方向而电连接于各像素11mn中的一方的区域41，延伸于第一方向配设像素11mn间。如此，通过以第一配线44连接各像素11mn中的一方的区域41，横跨排列于二次元排列中的第一方向的多个像素1111～111N、1121～112N…、11M1～11MN，一方的光感应部分12mn彼此(例如一方的光感应部分1211～121N)电连接，在光感应区域10中构成有较长地延伸于第一方向的光反应部。此较长地延伸于第一方向的光反应部形成有M列。
第二配线47横跨第二方向而电连接于各像素11mn中的另一方的区域42，延伸于第二方向配设像素11mn间。如此，通过以第二配线47连接各像素11mn中的另一方的区域42，横跨排列于二次元排列中的第二方向的多个像素1111～11M1、1112～11M2…、111N～11MN，另一方的光感应部分13mn彼此(例如另一方的光感应部分1311～13M1)电连接，在光感应区域10中构成有较长地延伸于第二方向的光反应部。此较长地延伸于第二方向的光反应部形成有N行。
而且，在光感应区域10中成为上述较长地延伸于第一方向的M列的光感应部与较长地延伸于第二方向的N行的光感应部形成于同一面上。
区域41、42的形状不限于图2所示的略三角形状，如图4～图8所示为其它形状也可以。
对于图4所示的第二导电型半导体区域(光感应部分)来说，从光入射方向看呈长方形状，在一个像素中两个区域41、42的长边互相邻接而形成。区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)是在第二方向中交互排列。如图4所示，即使每一个像素其第一方向与第二方向的第二导电型半导体区域的面积不同，只要在像素间各个方向的每一个上为一定即可。即，只要在延伸于同一方向的所有配线中的每个所连接的光感应区域的总面积相同即可。
对于图5所示的第二导电型半导体区域(光感应部分)来说，在第一方向上连续形成大致呈三角形状的一方的区域41。另一方的区域42大致呈三角形状，在各像素11mn间独立形成。区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)是在第二方向中交互排列。其中，当在第一方向连续形成一方的区域41的情况下，未必需要配设第一配线44，但是因为考虑到伴随着串联电阻的增加会使读出速度降低，所以优选由第一配线44电连接各区域41。
对于图6所示的第二导电型半导体区域(光感应部分)来说，每一个像素由四个区域41a、41b、42a、42b构成，以位于对角的区域作为一对，由第一配线44或者第二配线47电连接。区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)是在第一方向以及第二方向中交互排列。此外，区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)是在第三方向以及第四方向上交互排列。
图7所示的第二导电型半导体区域(光感应部分)是使两个梳子状的区域41、42互相啮合而形成。
对于图8所示的第二导电型半导体区域(光感应部分)来说，从光入射方向看呈四角形以上的多角形状(例如八角形状)，在一个像素中一边邻接而形成。而且，区域41与区域42是在一个像素中并设在交叉于第一方向与第二方向的第三方向，由光入射方向看排列成蜂窝状。即，区域41(光感应部分12mn)与区域42(光感应部分13mn)是在第三方向以及第四方向上交互排列。
接着，根据图9以及图10针对第一信号处理电路20以及第二信号处理电路30的构成来说明。图9是显示第一信号处理电路的简要构成图，图10是显示第二信号处理电路的简要构成图。
如图9所示，第一信号处理电路20具有：第一积分电路110、第一定时控制电路120、第一取样与保持电路(以下称为第一S/H电路)130、第一最大值检测电路140、第一移位寄存器(shift register)150、第一开关元件160、第一电平移位电路(level shift circuit)170、第一A/D转换电路180。
各第一积分电路110是与在排列于第一方向的多个像素1111～111N、1121～112N…、11M1～11MN间被电连接的一方的光感应部分12mn群(由一方的第二导电型半导体区域41构成，较长地延伸于第一方向的M列的光反应部)相对应而配设的，将来自所对应的一方的光感应部分12mn群的电流输出转换成电压输出，并输出该电压输出。第一积分电路110如图11所示，在输入端子与输出端子之间互相并联连接有放大器A1、电容元件C1以及开关元件SW1。第一积分电路110在开关元件SW1断开时电容元件C1放电而初始化。另一方面，第一积分电路110在开关元件SW1接通时，将输入到输入端子的电荷储存于电容元件C1，由输出端子输出对应该储存的电荷的量的电压输出。开关元件SW1根据由第一定时控制电路120输出的Reset(重置)信号开关。第一定时控制电路120输出控制开关元件SW1的开关的Reset信号以及控制后述的开关元件SW3的开关的Hold(保持)信号。
第一S/H电路130是对应第一积分电路110而配设，保持由所对应的第一积分电路110输出的电压输出并输出。第一S/H电路130如图12所示，在输入端子与输出端子之间依次具有开关元件SW3以及放大器A3，开关元件SW3与放大器A3的连接点经由电容元件C3接地。第一S/H电路130在开关元件SW3断开时将由第一积分电路110输出的电压输出存储于电容元件C3，即使开关元件SW3接通后也保持电容元件C3的电压输出，经由放大器A3输出其电压输出。开关元件SW3根据由第一定时控制电路120输出的Hold信号而开关。
第一开关元件160通过第一移位寄存器150控制而依次断开，依次使从第一S/H电路130输出的电压输出输入到第一电平移位电路170。第一移位寄存器150通过来自第一定时控制电路120输出的信号(未图标)使其动作被控制，输出控制第一开关元件160的开关的信号shift(Hm)。
其中，根据图15A～图15H针对第一积分电路110、第一定时控制电路120、第一S/H电路130、第一移位寄存器150以及第一开关元件160的动作进行说明。图15A～图15H是用以说明第一积分电路、第一定时控制电路、第一S/H电路、第一移位寄存器以及第一开关元件的动作的时序图。
通过使Reset信号为Low(参照图15A)而使各第一积分电路110的开关元件SW1接通。若开关元件SW1接通，则由所对应的一方的光感应部分12mn群输出的电荷被储存于电容元件C1，从第一积分电路110的输出端子输出的电压输出逐渐变大(参照图15B)。然后，当Hold信号成为High(参照图15C)，各第一S/H电路130的开关元件SW3断开时，从各第一积分电路110的输出端子输出的电压输出经由各第一S/H电路130的开关元件SW3而保持于各第一S/H电路130的电容元件C3。即使Hold信号成为Low开关元件SW3接通后，保持于各第一S/H电路130的电容元件C3的电压输出也从放大器A3输出(参照图15D)。然后，通过使Reset信号成为High，各第一积分电路110的开关元件SW1断开，而使电容元件C1放电而被初始化。
接着，从第一移位寄存器150依次输出具有对应预定期间的脉冲宽度的信号shift(Hm)(参照图15E～图15G)。若由第一移位寄存器150输出shift(Hm)给对应的第一开关元件160，则第一开关元件160依次断开，从对应的第一S/H电路130的放大器A3输出的电压输出依次被送到第一电平移位电路170(参照图15H)。
如此，从各第一S/H电路130(第一积分电路110)，将由在排列于第一方向的多个像素1111～111N、1121～112N…、11M1～11MN间被电连接的一方的光感应部分12mn群所储存并对应电荷(电流输出)的电压输出Hout，也如图16所示，作为每一对应的一方的光感应部分12mn群依次的时间序列数据(data)而输出到第一电平移位电路170。该时间序列数据表示在第二方向的亮度分布(模拟数据)。
再次参照图9。第一最大值检测电路140检测从第一S/H电路130的每一个输出的电压的最大值。第一最大值检测电路140如图13所示，具备NMOS晶体管T1～TM、电阻R1～R3以及差动放大器A4。各晶体管Tm的源极端子接地。各晶体管Tm的漏极端子是经由电阻Rdd连接于电源电压Vdd，并且经由电阻R1连接于差动放大器A4的反转输入端子。各晶体管Tm的门极端子是与第一S/H电路130的输出端子连接，输入从第一S/H电路130输出的电压输出。而且，在差动放大器A4的反转输入端子与输出端子之间配设有电阻R2，差动放大器A4的非反转输入端子被接地。在此第一最大值检测电路140中，从第一S/H电路130输出的电压输出输入到晶体管Tm的门极端子，对应各电压输出中的最大值的电位显现于晶体管Tm的漏极端子。而且，该漏极端子的电位是以对应电阻R1以及R2的每一个的电阻值的比的放大率而被差动放大器A4放大，该被放大的电压输出的值作为最大电压Vmax1从输出端子输出到第一电平移位电路170。
第一电平移位电路170移位从第一S/H电路130的每一个依次输出的电压输出Hout的电平。第一电平移位电路170如图14所示，具备电阻R3～R10以及差动放大器A5、A6。在差动放大器A5的反转输入端子经由电阻R3输入移位电压输出Vshift1。在差动放大器A5的非反转输入端子经由电阻R5连接有来自第一最大值检测电路140的输出，输入来自第一最大值检测电路140的输出(最大电压输出Vmax1)。在差动放大器A5的反转输入端子与输出端子之间配设有电阻R4，差动放大器A5的非反转输入端子经由电阻R6接地。对于从差动放大器A5输出的电压输出来说，当电阻R3～R6具有相同值时，变成为最大电压输出Vmax1减去移位电压输出Vshift1的电压输出(Vmax1-Vshift1)。
差动放大器A5的输出端子经由电阻R7连接于差动放大器A6的反转输入端子。在差动放大器A6的非反转输入端子，每个第一开关元件160(第一S/H电路130)的输出是经由电阻R9连接，输入上述电压输出Hout。在差动放大器A6的反转输入端子与输出端子之间配设有电阻R8，差动放大器A6的非反转输入端子经由电阻R10接地。由差动放大器A6输出的电压输出变成为由第一S/H电路130的每一个经由第一开关元件160依次输出的电压输出Hout减去电压输出(Vmax1-Vshift1)的电压输出VADIN1(＝Hout-Vmax1+Vshift1)，此电压输出VADIN1被输出到第一A/D转换电路180。因此，从第一S/H电路130的每一个依次输出的电压输出Hout的值仅对应电压输出(Vmax1-Vshift1)的预定值的部分减少而移位。
通过上述内容，对于从通过第一最大值检测电路140检测的最大值(Vmax1)开始到比该最大值(Vmax1)小预定值(Vshifi1)的值为止的范围来说，如图16所示，其被设定为A/D转换范围ADR1。其中，上述移位电压输出Vshift1的值是比最大值(最大电压输出Vmax1)还小的值。而且，本光检测装置1因为与照射点光的光源一起使用，所以点光的光强度预先得知，以第一最大值检测电路140检测的最大值可预测。因此，上述移位电压输出Vshift1的值可预先设定为比最大值小的值。
第一A/D转换电路180依次输入由第一电平移位电路170的差动放大器A6输出的电压输出VADIN1(模拟值)，将该电压输出VADIN1转换成数字值，输出该数字值。对于此数字值来说，如图17所示，成为表示在第二方向的亮度分布(数字数据)的输出。其中，第一A/D转换电路180的A/D转换范围成为从零到移位电压输出Vshift1的电压范围。
如图10所示，第二信号处理电路30具有：第二积分电路210、第二定时控制电路220、第二取样与保持电路(以下称为第二S/H电路)230、第二最大值检测电路240、第二移位寄存器250、第二开关元件260、第二电平移位电路270、以及第二A/D转换电路280。
各第二积分电路210与在排列于第二方向的多个像素1111～11M1、1112～11M2…、111N～11MN间被电连接的另一方的光感应部分13mn群(由另一方的第二导电型半导体区域42构成，较长地延伸于第二方向的N行的光感应部)相对应而配设，将来自所对应的另一方的光感应部分13mn群的电流输出转换成电压输出，并输出该电压输出。第二积分电路210具有与图11所示的第一积分电路110同等的构成，在输入端子与输出端子之间互相并联连接有放大器、电容元件以及开关元件。第二积分电路210的开关元件根据从第二定时控制电路220输出的Reset信号开关。第二定时控制电路120输出控制第二积分电路210的开关元件的开关的Reset信号以及控制后述的第二S/H电路230的开关元件的开关的Hold信号。
第二S/H电路230对应第二积分电路210而配设，保持由所对应的第二积分电路210输出的电压输出并输出。第二S/H电路230具有与图12所示的第一S/H电路130同等的构成，在输入端子与输出端子之间依次具有开关元件以及放大器，开关元件与放大器的连接点经由电容元件接地。开关元件根据由第二定时控制电路220输出的Hold信号开关。
第二开关元件260通过第二移位元寄存器250控制而依次断开，依次使从第二S/H电路230输出的电压输出输入到第二电平移位电路270。第二移位寄存器250通过来自第二定时控制电路220输出的信号(未图标)使其动作被控制，输出控制第二开关元件260的开关的信号shift(Vn)。
其中，根据图18A～图18H针对第二积分电路210、第二定时控制电路220、第二S/H电路230、第二移位寄存器250、以及第二开关元件260的动作进行说明。图18A～图18H是用以说明第二积分电路、第二定时控制电路、第二S/H电路、第二移位寄存器以及第二开关元件的动作的时序图。
通过使Reset信号成为Low(参照图18A)而使各第二积分电路210的开关元件接通。若开关元件接通，则从所对应的另一方的光感应部分13mn群输出的电荷被储存于电容元件，由第二积分电路210的输出端子输出的电压输出逐渐变大(参照图18B)。而且，若Hold信号成为High(参照图18C)，各第二S/H电路230的开关元件断开，则由各第二积分电路210的输出端子输出的电压输出经由各第二S/H电路230的开关元件而保持于各第二S/H电路230的电容元件。即使Hold信号成为Low且开关元件接通后，保持于各第二S/H电路230的电容元件内的电压输出也由放大器输出(参照图18D)。然后，通过使Reset信号成为High，各第二积分电路210的开关元件断开，而使电容元件放电，从而被初始化。
接着，从第二移位寄存器250依次输出具有对应预定期间的脉冲宽度的信号shift(Vn)(参照图18E～图18G)。若由第二移位寄存器250输出shift(Vn)给对应的第二开关元件260，则第二开关元件260依次被断开，从对应的第二S/H电路230的放大器输出的电压输出依次被送到第二电平移位电路270(参照图18H)。
如此，从各第二S/H电路230(第二积分电路210)，将由在排列于第一方向的多个像素1111～11M1、1112～11M2…、111N～11MN间被电连接的另一方的光感应部分13mn群所储存并对应电荷(电流输出)的电压输出Vout，也如图19所示，作为每一对应的另一方的光感应部分13mn群依次的时间序列数据而被输出到第二电平移位电路270。该时间序列数据显示在第一方向的亮度分布(模拟数据)。
再次参照图10。第二最大值检测电路240检测从第二S/H电路230的每一个输出的电压的最大值。第二最大值检测电路240具有与图13所示的第一最大值检测电路140相同的构成，具备NMOS晶体管、电阻以及差动放大器。各晶体管的源极端子接地，各晶体管的漏极端子经由电阻而连接于电源电压，并且经由电阻连接于差动放大器的反转输入端子。各晶体管的门极端子与第二S/H电路230的输出端子连接，输入从第二S/H电路230输出的电压输出。而且，在差动放大器的反转输入端子与输出端子之间配设有电阻，差动放大器的非反转输入端子接地。从第二最大值检测电路240向第二电平移位电路270输出与从第二S/H电路230的每一个输出的电压输出的最大值相对应的最大电压输出Vmax2。
第二电平移位电路270移位从第二S/H电路230的每一个依次输出的电压输出Vout的电平。第二电平移位电路270具有与图14所示的第一电平移位电路170相同的构成，具备电阻以及差动放大器。从此第二电平移位电路270向第二A/D转换电路280输出从第二S/H电路230的每一个经由第二开关元件260而依次输出的电压输出Vout减去电压输出(Vmax2-Vshift2)的电压输出VADIN2(＝Vout-Vmax2+Vshift2)。因此，从第二S/H电路230的每一个依次输出的电压输出Vout的值仅是对应电压输出(Vmax2-Vshift2)的预定值的部分减少而移位。
如上所述，对于从通过第二最大值检测电路240检测的最大值(Vmax2)开始到比该最大值(Vmax2)小预定值(Vshift2)的值为止的范围来说，如图19所示，设定其作为A/D转换范围ADR2。此外，上述移位电压输出Vshift2的值是比最大值(最大电压输出Vmax2)小的值。而且，本光检测装置1因为与照射点光的光源一起使用，所以点光的光强度预先得知，由第二最大值检测电路240检测的最大值可预测。因此，上述移位电压输出Vshift2的值也可预先设定为比最大值小的值。
第二A/D转换电路280依次输入从第二电平移位电路270输出的电压输出VADIN2(模拟值)，将该电压输出VADIN2转换成数字值，输出该数字值。如图20所示，此数字值表示在第一方向的亮度分布(数字数据)的输出。其中，第二A/D转换电路280的A/D转换范围是从零到移位电压输出Vshift2的电压范围。
如上所述，在本实施方式的光检测装置1中，入射到一个像素11mn的光是在构成该像素11mn的多个光感应部分12mn、13mn的每一个，每一光感应部分12mn、13mn都输出对应光强度的电流。而且，因为一方的光感应部分12mn彼此横跨排列于二次元排列中的第一方向的多个像素1111～111N、1121～112N…、11M1～11MN而被电连接，所以从一方的光感应部分12mn输出的电流输出被送到第一方向。而且，因为另一方的光感应部分13mn彼此横跨排列于二次元排列中的第二方向的多个像素1111～11M1、1112～11M2…、111N～11MN而被电连接，所以从另一方的光感应部分13mn输出的电流输出被送到第二方向。如此，因为从一方的光感应部分12mn输出的电流输出被送到第一方向，并且从另一方的光感应部分13mn输出的电流输出被送到第二方向，所以可以分别独立得到在第一方向的亮度分布和在第二方向的亮度分布。其结果，可以通过在一个像素配设多个光感应部分12mn、13mn这种极简单的构成，高速地检测入射的光的二次元位置。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，各光感应部分12mn、13mn包含半导体基板40部分与第二导电型半导体区域41、42，第二导电型半导体区域41、42从光入射方向看大致呈三角形状，在一个像素中一边互相邻接而形成。因此，当配设多个光感应部分12mn、13mn于一个像素内时，可抑制各光感应部分12mn、13mn(第二导电型半导体区域41、42)的面积减少。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，第二导电型半导体区域41、42从光入射方向看大致呈长方形状，在一个像素中长边互相邻接而形成。因此，当配设多个光感应部分12mn、13mn于一个像素内时，可抑制各光感应部分12mn、13mn(第二导电型半导体区域41、42)的面积减少。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，第二导电型半导体区域41、42从光入射方向看呈四角形以上的多角形状，在一个像素中一边互相邻接而形成。因此，当配设多个光感应部分12mn、13mn(第二导电型半导体区域41、42)于一个像素内时，可抑制各光感应部分12mn、13mn的面积减少。而且，相对于各光感应部分12mn、13mn的面积的周长减少，换算成每单位面积的暗电流被降低。此外，四角形以上的多角形状采用菱形形状也可以。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，第二导电型半导体区域41、42是在一个像素中并设在与第一方向和第二方向交叉的第三方向。因此，在一方的光感应部分12mn群以及另一方的光感应部分13mn群中，对应各光感应部分12mn、13mn群的中心部分的光感应部分12mn、13mn集中，可以提高解像度。
而且，第二导电型半导体区域41、42从光入射方向看排列成蜂窝状。因此，当配设多个光感应部分12mn、13mn(第二导电型半导体区域41、42)于一个像素内时，可更进一步抑制各光感应部分12mn、13mn的面积减少。而且，几何对称性高，可抑制用以形成第二导电型半导体区域41、42(光感应部分12mn、13mn)所使用的光罩(mask)位置偏移所造成的不均匀性。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，第一配线44是延伸于第一方向而配设像素11mn间，第二配线47是延伸于第二方向而配设像素11mn间。因此，通过每一条配线44、47不会妨碍光向光感应部分12mn、13mn(第二导电型半导体区域41、42)的入射，可以抑制检测灵敏度的降低。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，设从通过第一最大值检测电路140检测的最大值(最大电压输出Vmax1)到比该最大值小预定值(移位电压输出Vshift1)的值的范围为A/D转换范围，从第一S/H电路130(第一积分电路110)的每一个输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以，与比上述最大值小预定值(移位电压输出Vshift1)的值相比还小的电压输出被转换成“0”。因此，即使当背景光入射到光感应区域10的情况，也能在除去背景光成分的状态下，A/D转换来自一方的光感应部分12mn的电流输出。而且，将从通过第二最大值检测电路240检测的最大值(最大电压输出Vmax2)到比该最大值小预定值(移位电压输出Vshift2)的值的范围设定为A/D转换范围，从第二S/H电路230(第二积分电路210)的每一个输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以，与比上述最大值小预定值(移位电压输出Vshift2)的值相比还小的电压输出被转换成“0”。因此，可以在除去背景光成分的状态下，A/D转换来自另一方的光感应部分13mn的电流输出。其结果，可以用较少的计算量精度极佳地检测入射的光的二次元位置。
而且，在本实施方式的光检测装置1中，具有：第一电平移位电路170，其中，由第一S/H电路130(第一积分电路110)的每一个依次输出的电压输出Hout减去，通过由第一最大值检测电路140检测的最大值(最大电压输出Vmax1)减去预定值(移位电压输出Vshift1)而求得的电压输出(Vmax1-Vshift1)，而得到电压输出VADIN1，所述第一电平移位电路170将此电压输出VADIN1向第一A/D转换电路180输出；以及自第二电平移位电路270，其中，由第二S/H电路230(第二积分电路210)的每一个依次输出的电压输出Hout减去，通过由第二最大值检测电路240检测的最大值(最大电压输出Vmax2)减去预定值(移位电压输出Vshift2)而求得的电压输出(Vmax2-Vshift2)，而得电压输出VADIN2，所述第二电平移位电路270向第二A/D转换电路280输出此电压输出VADIN2。因此，可简单且可靠地设定上述A/D转换范围。
而且，因为对应各光感应部分12mn、13mn群配设有第一积分电路110以及第二积分电路210，所以能够由各光感应部分12mn、13mn群以相同定时(timing)储存电荷，能够将这些电荷量转换成电压输出。
其结果，能够高精度且高速地获得在第一方向的亮度分布与在第二方向的亮度分布。此外，针对上述第一以及第二积分电路110、210、第一以及第二定时控制电路120、220、第一以及第二S/H电路130、230、第一以及第二最大值检测电路140、240、第一以及第二移位寄存器150、250、第一以及第二开关元件160、260、第一以及第二A/D转换电路180、280等的动作是揭示于由本申请人所提出的日本专利特开2001-36128号公报等。
例如，设光感应区域10的像素11mn为7.8μm间距(pitch)、第一方向256信道(channel)以及第二方向256信道，当φ50μm的点光入射到此光感应区域10的情况下，点光入射的光感应部分群为7信道左右，点光未入射的光感应部分群为249信道左右。对于点光未入射的像素，有光强度比点光还低的来自萤光灯或者太阳等的光当作背景光入射的情况，对点光的入射位置的检测精度造成不良影响。但是，在光检测装置1中，如上所述因为能够除去背景光成分，所以能够提高点光的入射位置的检测精度。
特别是，光检测装置1在运算点光的重心位置的情况下有效。这是因为当运算点光的重心位置时，仅需来自各像素的输出(从第一以及第二S/H电路130、230(第一以及第二积分电路110、210)的每一个输出的电压输出)的最大值附近的数据。
接着，根据图21以及图22，针对第一信号处理电路以及第二信号处理电路的变形例的构成来说明。图21是显示第一信号处理电路的变形例的简要构成图，图22是显示第二信号处理电路的变形例的简要构成图，图21所示的第一信号处理电路320具有第一反转电路，这点与上述第一信号处理电路20不同。而且，图22所示的第二信号处理电路330具有第二反转电路，这点与上述第二信号处理电路30不同。
第一信号处理电路320如图21所示具有：第一积分电路110、第一定时控制电路120、第一S/H电路130、第一最大值检测电路140、第一移位寄存器150、第一开关元件160、第一电平移位电路170、第一A/D转换电路180、以及第一反转电路190。
第一反转电路190是配设于各第一S/H电路130的后段，反转从各第一S/H电路130输出的电压输出并输出，输入到第一最大值检测电路140以及第一开关元件160。因此，第一最大值检测电路140当作检测从各第一S/H电路130输出的电压输出的最小值的最小值检测电路而发挥功能。而且，在第一A/D转换电路180中，从通过第一最大值检测电路140检测的最大值(Vmax1)到比该最大值(Vmax1)小预定值(Vshift1)的值的范围，即从第一S/H电路130(第一积分电路110)输出的电压输出的最小值到比该最小值大预定值(Vshift1)的值的范围被设定为A/D转换范围。
第二信号处理电路330如图22所示具有：第二积分电路210、第二定时控制电路220、第二S/H电路230、第二最大值检测电路240、第二移位寄存器250、第二开关元件260、第二电平移位电路270、第二A/D转换电路280、第二反转电路290。
第二反转电路290是配设于各第二S/H电路230的后段，反转从各第二S/H电路230输出的电压输出并输出，输入到第二最大值检测电路240以及第二开关元件260。因此，第二最大值检测电路240当作检测由各第二S/H电路130输出的电压输出的最小值的最小值检测电路而发挥功能。而且，在第二A/D转换电路280中，从通过第二最大值检测电路240检测的最大值(Vmax2)到比该最大值(Vmax2)小预定值(Vshift2)的值的范围，即强从各第二S/H电路230(第二积分电路210)输出的电压输出的最小值到比该最小值大预定值(Vshift2)的值的范围设定为A/D转换范围。
如上所述，在本变形例中，因为设置从通过第一最大值检测电路140检测的最大值(Vmax1)到比该最大值(Vmax1)小预定值(Vshift1)的值的范围，即从各第一S/H电路130(第一积分电路110)输出的电压输出的最小值到比该最小值大预定值(Vshift1)的值的范围为A/D转换范围，从第一S/H电路130(第一积分电路110)的每一个输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以与比上述最小值大预定值(Vshift1)的值相比还大的电压输出被转换成“0”。因此，即使在光感应区域10上入射有比应注目的点还亮的背景光的情况下，也能够在除去比应注目的点还亮的背景光成分的状态下A/D转换来自一方的光感应部分12mn的电流输出。而且，因为设置从通过第二最大值检测电路240检测的最大值(Vmax2)到比该最大值(Vmax2)小预定值(Vshift2)的值的范围，即从各第二S/H电路230(第二积分电路210)输出的电压输出的最小值到比该最小值大预定值(Vshift2)的值的范围为A/D转换范围，从第二积分电路的每一个输出的电压输出在上述A/D转换范围中被转换成数字值，所以，与比上述最小值大预定值(Vshift2)的值相比还大的电压输出被转换成“0”。因此，可以在除去比应注目的点还亮的背景光成分的状态下，A/D转换来自另一方的光感应部分13mn的电流输出。其结果，可以精度极佳地检测入射的光的二次元位置。
此外，上述变形例的光检测装置可使用于反射率不同的位置的位置检测，例如附在白色的被摄体的黑点的位置检测等。
其次，根据图23说明使用上述实施方式的光检测装置1于反射光的位置检测系统的例子。
在图23中显示位置检测系统PS1。位置检测系统PS1具备：具有显示部410以及光检测部420的游戏框体400，与模仿枪的控制器型发光装置430。向显示部410输出作为游戏的内容的卡通图像等。位置检测系统PS1例如构成为：使用者UR利用作为模仿枪的操作输入装置的控制器型发光装置430，朝着显示于显示部410的图像固定瞄准进行射击的游戏装置。
控制器型发光装置430作为发光元件具备LED等，当通过使用者UR而面对游戏框体400的显示部410时，朝着显示部410(被显示的图像)射出点光SL1。从控制器型发光装置430射出照射于显示部410的点光SL1由该显示部410反射，该反射光SL2入射到光检测部420。光检测部420检测点光的反射光SL2的入射位置(二次元位置)。因此，能够得到控制器型发光装置430所朝的方向。
光检测部420是使用上述光检测装置1的，具有图24所示的构成。光检测部420具有IC芯片421，在此IC芯片421上形成有光感应区域10、第一积分电路110、第一S/H电路130、第一最大值检测电路140、第一移位寄存器150、第一开关元件160、第一电平移位电路170、第一A/D转换电路180、第二积分电路210、第二S/H电路230、第二最大值检测电路240、第二移位寄存器250、第二开关元件260、第二电平移位电路270、第二A/D转换电路280以及定时控制电路422。定时控制电路422包含第一定时控制电路120以及第二定时控制电路220。而且，在此IC芯片421上还形成有用于向该IC芯片421输入输出信号等的电极垫(pad)423。光检测部420运算处理由控制器型发光装置430照射的点光的反射光SL2的光感应区域10中的在第一方向以及第二方向的亮度分布而输出。
其次，根据图25说明使用上述实施方式的光检测装置1于直接光的位置检测系统的例子。
在图25中显示位置检测系统PS2。位置检测系统PS2是组装于激光打印机的，从半导体激光器504以预定的指向性发散而输出的激光束通过准直光学系512而转换成平行的激光束，经由圆柱透镜513而集光于旋转多面镜(多边形扫描仪：polygon scanner)514上。由旋转多面镜(偏向装置)514偏向而反射的激光束通过透镜515进行移动速度补正，经由圆柱透镜516集光于感光鼓517上。在激光束的主扫描线(中心基准线)上配置有光传感器PD以监测激光束。此传感器PD是上述光检测装置1，运算处理从半导体激光器504照射的激光束的直接光的光感应区域10中的在第一方向以及第二方向的亮度分布而输出。
传感器PD的输出被输入到定时控制电路523。图像信号是作为输入信号而被输入在定时控制电路523，使半导体激光器504的发光对应图像信号而控制。此外，定时控制电路523还控制感光鼓517的旋转速度。
对于本实施方式的光检测装置1来说，除了在上述反射光或者直接光的位置检测系统以外也能够使用于反射率不同的位置的位置检测系统。例如可使用于在日本专利特开2001-134034号公报或者日本专利特开2002-221840号公报中所揭示的色彩配准(color registration)的检测装置中的图案(pattern)检测器(受光传感器)。
本发明并非限定于上述实施方式。例如取代使用移位寄存器，以均匀的电阻线连接各光感应部分12mn、13mn(第二导电型半导体区域41、42)，使伴随着光的入射而产生的电荷流入电阻线的位置与和该电阻线的每一条的端部的距离成反比而进行电阻分割，从电阻线的端部取出，根据来自该端部的电流输出以求出光的入射位置也可以。
而且，在前述实施方式中虽然以多个光感应部分构成一个像素，但以一个光感应部分构成一个像素也可以。例如，如图26所示，光感应区域10包含横跨第一方向互相电连接的多个第一光感应部分12mn与横跨第二方向互相电连接的多个第二光感应部分13mn，多个第一光感应部分12mn与多个第二光感应部分13mn在二次元混合存在的状态下在同一面内排列也可以。在此情况下，第一光感应部分12mn与第二光感应部分13mn是排列成方格花纹状，第一光感应部分12mn与第二光感应部分13mn是在第一方向以及第二方向中交互排列。此外，取代排列成方格花纹状，而排列成如图8所示的蜂窝状也可以。
而且，设置输入第一以及第二电平移位电路120、270的每一个的移位电压输出Vshift1、Vshift2为相同值也可以，而且不同值也可以。
【产业上的可利用性】
本发明的光检测装置可利用于反射光或者直接光的入射位置检测系统。
Claims (6)
1.一种光检测装置，其为具有二次元排列有像素的光感应区域的光检测装置，其特征在于：
将根据分别入射的光的强度输出相应电流的多个光感应部分邻接设置在同一面内，构成一个像素，
使横跨排列于所述二次元排列中的第一方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的一方的光感应部分彼此电连接，
使横跨排列于所述二次元排列中的第二方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的另一方的光感应部分彼此电连接，其中包括：
第一积分电路，设置成与在排列于所述第一方向的所述多个像素间电连接的一方的光感应部分群相对应，将来自对应的一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；
第一最大值检测电路，检测所述第一积分电路各自输出的电压输出的最大值；
第一A/D转换电路，将从通过所述第一最大值检测电路检测的所述最大值到比所述最大值小预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第一积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值；
第二积分电路，设置成与在排列于所述第二方向的所述多个像素间电连接的另一方的光感应部分群相对应，将来自对应的另一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；
第二最大值检测电路，检测所述第二积分电路各自输出的电压输出的最大值；和
第二A/D转换电路，将从通过所述第二最大值检测电路检测的所述最大值到比所述最大值小预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第二积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值。
2.如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于，还具有：
第一电平移位电路，将通过所述第一最大值检测电路检测出的所述最大值减去所述预定值而求得的电压输出，从所述第一积分电路各自输出的电压输出中减去，并向所述第一A/D转换电路输出；和
第二电平移位电路，将通过所述第二最大值检测电路检测出的所述最大值减去所述预定值而求得的电压输出，从所述第二积分电路各自输出的电压输出中减去，并向所述第二A/D转换电路输出。
3.一种光检测装置，其为具有二次元排列有像素的光感应区域的光检测装置，其特征在于：
将根据分别入射的光的强度输出相应电流的多个光感应部分邻接设置在同一面内，构成一个像素，
使横跨排列于所述二次元排列中的第一方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的一方的光感应部分彼此电连接，
使横跨排列于所述二次元排列中的第二方向的多个像素的、构成该各个像素的多个光感应部分中的另一方的光感应部分彼此电连接，其中包括：
第一积分电路，设置成与在排列于所述第一方向的所述多个像素间电连接的一方的光感应部分群相对应，将来自对应的一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；
第一最小值检测电路，检测从所述第一积分电路各自输出的电压输出的最小值；
第一A/D转换电路，将通过所述第一最小值检测电路检测的所述最小值到比所述最小值大预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第一积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值；
第二积分电路，设置成与在排列于所述第二方向的所述多个像素间电连接的另一方的光感应部分群相对应，将来自对应的另一方的光感应部分群的电流输出转换成电压输出，并输出电压输出；
第二最小值检测电路，检测从所述第二积分电路各自输出的电压输出的最小值；以及
第二A/D转换电路，将通过所述第二最小值检测电路检测的所述最小值到比所述最小值大预定值的值的范围设为A/D转换范围，在所述A/D转换范围中将从所述第二积分电路各自输出的电压输出转换成数字值，并输出所述数字值。
4.如权利要求1或者权利要求3所述的光检测装置，其特征在于：
所述光检测装置与向对象物照射光的光源一起使用，运算处理与从所述光源照射的光有关的信息。
5.如权利要求4所述的光检测装置，其特征在于：
与所述光有关的信息是指，从所述光源照射的所述光的反射光在所述二次元排列中的第一方向和第二方向的亮度分布。
6.如权利要求4所述的光检测装置，其特征在于：
与所述光有关的信息是指，从所述光源照射的所述光的直接光在所述二次元排列中的第一方向和第二方向的亮度分布。
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