JP2010261838A

JP2010261838A - 光センサの出力比例調整方法

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Publication number: JP2010261838A
Application number: JP2009113465A
Authority: JP
Inventors: Wen-Long Chou; 周文隆; Ni-Ting Chu; 朱倪廷
Original assignee: Tyntek Corp
Current assignee: Tyntek Corp
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】スペクトラム、光応答度及び受光面積比に応じることにより同一比例または所要比例を有するライトカレント出力を設計し、パワー増幅回路の設計或いは使用便利の効果を有する新規な出力比例調整方法を提供する。
【解決手段】光センサの出力比例調整方法であって、光センサの応答スペクトルを検出する工程、応答スペクトルが異なる波長における光応答度を解析する工程、光センサの受光面積比を前記応答スペクトルに基づいて設計する工程、該設計方式は、『応答スペクトル』、『光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる』、及び『受光面積とライトカレント出力値とは正比関係である』の三点によって設計され、及び、一つ前の工程の設計によって同一比例（例えば、１：１：１）或いは所要比例（即ち、１：１：１を除くあらゆる比値）のライトカレント出力を得る工程、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、光センサの出力比例調整方法に係り、特に、スペクトラム、光応答度及び受光面積比に応じることで同一比例（１：１：１）または所要比例（１：１：１を除くあらゆる比例）を有するライトカレント出力を設計する調整方法を指すものである。

従来の光センサの設計は、比較的に簡単で、主に、ＲＧＢ三原色の面積比を１：１：１に設定すればよい（例えば、従来の光センサ上のＲＧＢの三つの素子は、それぞれ、円形体の１２０度を占めるため、面積は同じである）、面積比が１：１：１の場合、発明者が所持する従来の製品から、そのライトカレント（ｌｉｇｈｔｃｕｒｒｅｎｔ；μＡ）比は、１８：２３：１６であることが分かった。

従来の設計方式は簡単であるが、ライトカレント比は１８：２３：１６であるため、パワー増幅回路の設計或いは逆に使用が複雑になる欠点があり、さらに、使用されているＩＣを複数有しなければ要求に符合できないコスト高いとの欠点もある。

そのため、上記欠点が改善できる出力比例調整方法をどのように設計すればよいか、本発明者が解決しようとする課題である。

本発明の目的は、スペクトラム、光応答度及び受光面積比に応じることにより同一比例または所要比例を有するライトカレント出力を設計し、パワー増幅回路の設計或いは使用便利の効果を有し、さらに、使用されているＩＣを一個のみであればよい、コストが低下された効果もある光センサに適用する新規な出力比例調整方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明が提供する光センサの出力比例調整方法は、前記光センサの応答スペクトルを検出する工程、前記応答スペクトルが異なる波長における光応答度を解析する工程、前記光センサの受光面積比を前記応答スペクトルに基づいて設計する工程、ここで、前記光応答度と前記受光面積との乗がライトカレント出力値とは、一定の比例関係となり、前記受光面積と前記ライトカレント出力値とは、さらに正比関係であり、及び、一つ前の工程の設計によって同一比例（或いは所要比例）のライトカレント出力を得る工程、を含む。

本発明の特徴及び技術内容を深く且つ具体的な理解できるため、以下に本発明に関わる詳しい説明及び添付図面を参照するが、それらの添付図面が参考及び説明のみに使われ、本発明の主張範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。

本発明の第二実施例のフローチャートである。本発明の第二実施例における感光ダイオードの応答スペクトルを示すグラフである。本発明の第二実施例における異なる波長の光応答度を示すグラフである。本発明の第二実施例において応答スペクトルに応じて設計された受光面積比を示すグラフである。本発明の第二実施例において得られた同一比例のライトカレント出力を示す図表である。本発明の第三実施例における感光ダイオードの応答スペクトルを示すグラフである。本発明の第三実施例における異なる波長の光応答度を示すグラフである。本発明の第三実施例において応答スペクトルに応じて設計された受光面積比を示すグラフである。本発明の第三実施例において得られた同一比例のライトカレント出力を示す図表である。

本発明が提供する光センサの出力比例調整方法は、第一、第二及び第三実施例を含み、第一実施例は、ＲＧＢ三原色を検出するセンサ（図示せず）であり、図１及び図２〜図５は、第二実施例を示し、図６〜図９は、第三実施例を示し、第二及び第三実施例は、いずれも、異なる波長（nm）を検出するセンサであって、主に、特別な調整方法で同一比例のライトカレント出力（μＡ）を得ている。勿論、特別な調整方法でさらに変化させ、われらの要求に応じて異なる比例（言い換えれば、所要比例）のライトカレント出力を得られる（本発明の第二及び第三実施例により達成する）。

まず、本発明に係る光センサの出力比例調整方法の第一実施例を説明し、該光センサは、ＲＧＢ三原色を検出するセンサであり、該調整方法は、以下のステップを含む。
（１）元のＲＧＢの面積比が１：１：1と設定されるステップ。該光センサは、シリコン（Ｓｉ）材質の感光ダイオード（第一種材質の感光ダイオード）である。
（２）元のＲＧＢの面積比が１：１：1である場合、元のＲＧＢのライトカレント比がＸ：Ｙ：Ｚであると得られたステップ。
（３）調整しようとする新たなＲＧＢのライトカレント比が１：１：１であると得られたステップ。及び
（４）新たなＲＧＢのライトカレント比の比値が１：１：１である場合、新たなＲＧＢの面積比が１：Ｘ／Ｙ：Ｘ／Ｚであると得られたステップ。

元のＲＧＢの面積比が１：１：1とする場合、元のＲＧＢのライトカレント比が１６：２３：１８であり、新たなＲＧＢのライトカレント比が１：１：１である場合、新たなＲＧＢの面積比が１：１６／２３：１６／１８であり、さらに換算してから、該新たなＲＧＢの面積比（新たなＲＧＢのライトカレント比が１：１：１である場合）が０．３８６９：０．２６９１：０．３４３９である。言い換えれば、新たなＲＧＢの面積比が０．３８６９：０．２６９１：０．３４３９とすれば、新たなＲＧＢのライトカレント比が１：１：１である。

図１〜図５は、光センサの出力比例調整方法についての本発明第二実施例を示し、該光センサは、異なる波長を検出するセンサであり、該調整方法は、以下のステップを含む。
（１）光センサの応答スペクトルを検出するステップ（図２に示すように）、該光センサは、シリコン（Ｓｉ）材質の感光ダイオード（第一種材質の感光ダイオード）であり、図中の横軸は波長である。
（２）応答スペクトルが異なる波長における光応答度を解析するステップ（図３に示すように）、解析された光応答度は、波長４００(nm)の場合、光応答度が６％、波長４５０(nm)の場合、光応答度が１１％、…、波長９５０(nm)の場合、光応答度が９９％、波長１０００(nm)の場合、光応答度が９８％、波長１０５０(nm)の場合、光応答度が６３％、波長１１００(nm)(nm)の場合、光応答度が１７％である。言い換えれば、波長が４００〜９５０(nm)の場合、光応答度が徐々に引き上げられ、波長が９５０(nm)以上、１１００(nm)以下の場合、光応答度が急速に低下される。
（３）光センサの受光面積比を設計するステップ。該設計方式は、一、図２に示す応答スペクトル、二、光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる、三、受光面積とライトカレント出力値とは正比関係である、この三点によって設計される。前記の三点によって、所要の受光面積比を設計できる（図３に示すように）。設計された受光面積比は、波長４００(nm)の場合、受光面積比が２９．８％、波長４５０(nm)の場合、受光面積比が１６．１％、波長５００(nm)の場合、受光面積比が１０．１％、…、波長１０００(nm)の場合、受光面積比が１．８％、波長１０５０(nm)の場合、受光面積比が２．８％、波長１１００(nm)の場合、受光面積比が１０．５％である。言い換えれば、受光面積比の図形（図４を参照する）が光応答度の図形（図３を参照する）とは、逆である。
（４）、前記第３のステップの設計によって同一比例のライトカレント出力（例えば、ＲＧＢのライトカレント比が１：１：１）を得るステップ。波長、光応答度及び受光面積比などの三つの数値がともに知られているため、『光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる』ことによって、ライトカレント出がいずれも同じであると算出される。例えば、波長が４００(nm)、光応答度が６％、且つ受光面積比が２９．８３％である場合には、ライトカレント出(μＡ)が約０．０１７９であり、また、波長が１１００（nm）、光応答度が１７％、且つ受光面積比が２０．５０％である場合には、ライトカレント出(μＡ)が約０．０１７９である。前述の『光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる』は、基本式だけであり、その完成式は、その他の常数である変数を加える必要があるが、ここで繰り返して説明しない。

図６〜図９は、光センサの出力比例調整方法についての本発明第三実施例を示し、該光センサは、異なる波長を検出するセンサであり、該調整方法は、以下のステップを含む。
（１）光センサの応答スペクトルを検出するステップ（図６に示すように、図中の横軸は波長であり）、該光センサは、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰまたはＩｎＧａＮ材質のの感光ダイオード（第二種材質の感光ダイオード）であり、且つ、該第二種材質の感光ダイオード（さらに上記の第一種材質の感光ダイオードをも含み）は、紫外線や、赤外線、増強型青色発光、または紫外線＋増強型青色発光（ＵＶＥｎｈａｎｃｅ／ＩＲＥｎｈａｎｃｅ／ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ／ＵＶ＋ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ）のタイプである。
（２）応答スペクトルが異なる波長における光応答度を解析するステップ（図７に示すように）、解析された光応答度は、波長３５０(nm)の場合、光応答度が３０％、波長９５０(nm)の場合、光応答度が９９％、波長１０００(nm)の場合、光応答度が９７％、波長１０５０(nm)の場合、光応答度が６９％、波長１１００(nm)の場合、光応答度が３０％である。言い換えれば、波長が３５０〜９５０(nm)の場合、光応答度が徐々に引き上げられ、波長が９５０(nm)以上、１１００(nm)以下の場合、光応答度が急速に低下される。
（３）光センサの受光面積比を設計するステップ。該設計方式は、一、図６に示す応答スペクトル、二、光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる、三、受光面積とライトカレント出力値とは正比関係である、この三点によって設計される。前記の三点によって、所要の受光面積比を設計できる（図８に示すように）。設計された受光面積比は、波長３５０(nm)の場合、受光面積比が１１．９％、…、波長１０００(nm)の場合、受光面積比が３．７％、波長１０５０(nm)の場合、受光面積比が５．１％、波長１１００(nm)の場合、受光面積比が１１．８％である。言い換えれば、受光面積比の図形（図８を参照する）が光応答度の図形（図７を参照する）とは、逆である。
（４）、同一比例のライトカレント出力（図９に示すように）を得るステップ。波長、光応答度及び受光面積比などの三つの数値がともに知られているため、『光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる』ことによって、ライトカレント出がいずれも同じであると算出される。例えば、波長が３５０(nm)、光応答度が３０％、且つ受光面積比が１１．８５％である場合には、ライトカレント出(μＡ)が約０．０３５６であり、また、波長が１１００(nm)、光応答度が３０％、且つ受光面積比が１１．７８％である場合には、ライトカレント出(μＡ)が約０．０３５６である。前述の『光応答度と受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となる』は、基本式だけであり、その完成式は、その他の常数である変数を加える必要があるが、ここでも繰り返して説明しない。

此れによって、本発明による第二及び第三実施例は、ライトカレント比が１：１：1と設計し易くなるので、パワー増幅回路の設計或いは使用便利の効果を有し、さらに、使用されているＩＣを一個のみであればよい、コストが低下された効果もある。

勿論、本発明は、必要に応じてわれらの所要のライトカレント比、すなわち、１：１：１を除くあらゆる比例を設計することもでき（本発明の第二及び第三実施例により達成する）、該ライトカレント比がＡ：Ｂ：Ｃであれば、Ａ、Ｂ、Ｃの三つの数値の中は、一部が同一または一部が不同（例えば、１：２：１）、或いは、完全に不同（例えば、１：２：３、または３：４：５など、いずれも良い）である。

しかし、前記に開示された構成は、単に本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特徴を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家が本発明の分野の中で、適当に変換や修飾などを実施できるが、それらの実施のことが本発明の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。

Claims

光センサの応答スペクトルを検出する工程と、
前記応答スペクトルが異なる波長における光応答度を解析する工程と、
前記光センサの受光面積比を前記応答スペクトルに基づいて設計する工程であって、前記光応答度と前記受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となり、前記受光面積と前記ライトカレント出力値とはさらに正比関係である、工程と、
前記一つ前の工程の設計によって同一比例のライトカレント出力を得る工程と、を含む光センサの出力比例調整方法。
前記同一比例のライトカレント出力を得る工程において、ＲＧＢのライトカレント出力比が１：１：１であることを特徴とする請求項１に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、シリコン（Ｓｉ）材質の感光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、紫外線、赤外線、増強型青色発光、または紫外線＋増強型青色発光（ＵＶＥｎｈａｎｃｅ／ＩＲＥｎｈａｎｃｅ／ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ／ＵＶ＋ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ）のうちの一つタイプの感光ダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰまたはＩｎＧａＮ材質のうちの一つの感光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、紫外線、赤外線、増強型青色発光、または紫外線＋増強型青色発光（（ＵＶＥｎｈａｎｃｅ／ＩＲＥｎｈａｎｃｅ／ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ／ＵＶ＋ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ）のうちの一つタイプの感光ダイオードであることを特徴とする請求項５に記載の光センサの出力比例調整方法。
光センサの応答スペクトルを検出する工程と、
前記応答スペクトルが異なる波長における光応答度を解析する工程と、
前記光センサの受光面積比を前記応答スペクトルに基づいて設計する工程であって、前記光応答度と前記受光面積との乗がライトカレント出力値とは一定の比例関係となり、前記受光面積と前記ライトカレント出力値とは、さらに正比関係である、工程と、
前記一つ前の工程の設計によって所要比例のライトカレント出力を得る工程、を含む光センサの出力比例調整方法。
前記所要比例のライトカレント出力を得る工程において、ＲＧＢのライトカレント出力比がＡ：Ｂ：Ｃであり、且つ、Ａ：Ｂ：Ｃは、１：１：１を除くあらゆる比値であることを特徴とする請求項７に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、シリコン（Ｓｉ）材質の感光ダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、紫外線、赤外線、増強型青色発光、または紫外線＋増強型青色発光（ＵＶＥｎｈａｎｃｅ／ＩＲＥｎｈａｎｃｅ／ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ／ＵＶ＋ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ）のうちの一つタイプの感光ダイオードであることを特徴とする請求項９に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰまたはＩｎＧａＮ材質のうちの一つの感光ダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の光センサの出力比例調整方法。
前記光センサは、紫外線、赤外線、増強型青色発光、または紫外線＋増強型青色発光（ＵＶＥｎｈａｎｃｅ／ＩＲＥｎｈａｎｃｅ／ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ／ＵＶ＋ＢｌｕｅＥｎｈａｎｃｅ）のうちの一つタイプの感光ダイオードであることを特徴とする請求項１１に記載の光センサの出力比例調整方法。