JP2827397B2 - 半導体光位置検出装置 - Google Patents

半導体光位置検出装置

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JP2827397B2 JP3750790A JP3750790A JP2827397B2 JP 2827397 B2 JP2827397 B2 JP 2827397B2 JP 3750790 A JP3750790 A JP 3750790A JP 3750790 A JP3750790 A JP 3750790A JP 2827397 B2 JP2827397 B2 JP 2827397B2
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    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、光位置検出素子に投射されたスポット状
の光位置を検出する半導体光位置検出装置に関する。
(従来の技術) 従来の光位置検出装置としては、例えば第6図に示す
ようなものがある(「半導体位置検出器とその応用」電
子材料,1980年2月号,p119)。
第6図中、1は光位置検出素子であり、高比抵抗のn
形Si基板2の表面部に、p形層3が形成されてpn接合に
よる光検出面が構成されている。光検出面は平面的には
方形状に形成されている。p形層3には、間隔長lだけ
離隔した2位置に、その対向した2辺に沿って、第1の
光電流I1及び第2の光電流I2をそれぞれ取出すための電
極4、5が形成されている。
一方、Si基板2の裏面には、コンタクト層となる図示
省略のn+層が全面に形成され、その全面または一部に電
極6が形成されている。電極6には、正電圧+VCCが加
えられ、光検出面のpn接合は、この正電圧+VCCにより
逆バイアスされるようになっている。
光位置検出素子1には、その各電極4、5から取出さ
れる第1、第2の光電流I1、I2を処理するため、さらに
次のような各機器からなる信号処理回路が接続されてい
る。
即ち、61、62はそれぞれ電流電圧変換回路、63は加算
回路、64は減算回路、65は反転回路であり、これらの各
機器は、全てオペアンプを主体として構成されている。
66は汎用の割算器、67はDC/DCコンバータであり、DC/DC
コンバータ67により、割算器66等を駆動するための+V
CC電圧及び−VEE電圧が得られる。
そして、光位置検出素子1の電極4、5の間における
x(0xl)の位置に、スポット状の光が投射され
たとすると、各電極4、5から取出される第1の光電流
I1と、第2の光電流I2とは、光の投射位置xに応じて相
対的に変化し、それぞれ次式で表される。
I1=I0・(l−x)/l ……(1) I2=I0・x/l ……(2) ここでI0は、光の照射により発生する全光電流で(I1
+I2)に等しい。
上記の第1、第2の光電流I1、I2は、電流電圧変換回
路61、62で、それぞれRf・I1及びRf・I2の電圧に変換さ
れる。加算回路63では、両電圧Rf・I1及びRf・I2が加算
され、これが反転回路65で反転されて和電圧Rf・(I1
I2)が作られる。一方、減算回路64では、両電圧Rf・I1
及びRf・I2の差がとられて差電圧Rf・(I2−I1)が作ら
れる。割算器66では、差電圧Rf・(I2−I1)が、和電圧
Rf・(I1+I2)で割算されて、次式のような出力が得ら
れる。
(Vref/2)・(I2−I1)/(I1+I2) =〔(x/l)−1/2〕・Vref ……(3) ここでVrefは一定の基準電圧である。
このようにして割算器66から光の照射量に依存しない
位置信号が得られ、光の投射位置xが検出される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の光位置検出装置にあっては、信
号処理回路に、和差演算のためオペアンプからなる電流
電圧変換回路61、62、加算回路63、減算回路64及び反転
回路65を必要とし、さらに汎用の割算器66並びに+VCC
電圧及び−VEE電圧を発生するDC/DCコンバータ67を必要
とするため、機器及び部品数が多くなって装置のコンパ
クト化を図ることができず、高価格になるとともに、信
頼性の低下を招くという問題があった。
そこで、この発明は、汎用の割算器を用いずに、信号
処理用の回路・手段を光位置検出素子とともに1チップ
内の集積することができて、高精度で信頼性が向上する
とともに、低価格の半導体光位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明は上記課題を解決するために、一導電形の半
導体領域上に反対導電形層を形成し、該反対導電形層の
離隔した2位置に、当該2位置間における光の投射位置
に応じて相対的に変化する第1の光電流及び第2の光電
流を取出す電極が設けられた光位置検出素子と、前記第
1の光電流に対応した第1の電流及び前記第2の光電流
に対応した第2の電流を生じさせる一対の電流変換手段
と、前記第1の電流及び第2の電流をそれぞれ対数変換
し電圧として出力する一対の対数変換手段と、前記半導
体領域上に2行2列に近接して配列された4個の接合形
FETにおける対角位置の2個づつのソース、ドレイン及
びゲートを共通接続した2組の接合形FET対を用いて構
成され、前記一対の対数変換手段の次段にそれぞれ接続
された一対のソースフォロアと、差動対回路及びその能
動負荷からなり、前記一対のソースフォロアを介して入
力した前記一対の対数変換手段の各出力電圧を前記光位
置検出素子の2位置間における光の投射位置に対応した
位置信号電流に変換する信号変換手段と、を有すること
を要旨とする。
(作用) 光位置検出素子において一対の電極の配置位置間にお
ける光の投射位置に応じて相対的に変換する第1、第2
の光電流I1、I2が取出される。電流交換手段で、この第
1の光電流I1に対応した第1の電流及び第2の光電流I2
に対応した第2の電流が生じ、対数変換手段で、この第
1の電流及び第2の電流がそれぞれ対数変換されて電圧
として出力される。対数変換手段の各出力電圧は、一対
のソースフォロアをそれぞれ介して信号変換手段におけ
る差動対回路部に入力され、当該各出力電圧に所要の信
号変換処理が施されて(I2−I1)/(I1+I2)の演算要
素を含む位置信号電流が得られる。この位置信号電流か
ら光の投射位置が検出される。このような信号処理にお
いて、ソースフォロアは、半導体領域上に2行2列に近
接して配列された4個の接合形FETにおける対角位置の
2個づつのソース、ドレイン及びゲートを共通接続した
2組の接合形FET対を用いて構成されているので、その
2組の接合形FET対は、ピンチオフ電圧等の特性のペア
性が向上し、信号変換手段における差動対回路にオフセ
ット誤差の発生が防止されるとともに、その差動対回路
の動作が対数変換手段に干渉して誤差発生の要因となる
ことが防止されて、精度のよい光位置検出が行われる。
このように、汎用の割算器を用いることなく、所要の演
算処理を行うことができるので、その信号処理用の回路
・手段を光位置検出素子とともに1チップ内に集積する
ことが可能となり、装置のコンパクト化を図ることがで
きる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。。
第1図ないし第4図は、この発明の一実施例を示す図
である。
なお、第1図において前記第6図における部材及び部
位等と、同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以
って示し重複した説明を省略する。
まず半導体光位置検出装置の構成を説明すると、第1
図中、7、8は、それぞれnpnトランジスタであり、こ
の2個のトランジスタ7、8により第1の電流変換手段
としての第1のカレントミラー回路が構成されている。
第1のカレントミラー回路におけるトランジスタ7は、
ベース、コレクタ間が接続されるとともに、コレクタは
光位置検出素子1における電極4に接続されている。ト
ランジスタ7が入力トランジスタとして機能し、他のト
ランジスタ8が出力トランジスタとして機能する。
出力トランジスタ8のコレクタには、第1の光電流I1
とほぼ等しい第1の電流I11が生じる。第1の光電流I1
と、第1の電流I11とは、npnトランジスタ7、8のエミ
ッタ接地電流増幅率をhFEとすると、 I11=I1・hFE/(hFE+2) ……(4) の関係にある。
上記とほぼ同様の構成により、光位置検出素子1にお
ける他の電極5に対し、2個のnpnトランジスタ9、11
を用いて第2の電流変換手段としての第2のカレントミ
ラー回路が構成されている。第2のカレントミラー回路
では、トランジスタ9が入力トランジスタとして機能
し、他のトランジスタ11が出力トランジスタとして機能
する。
出力トランジスタのコレクタには、第2の光電流I2
ほぼ等しい第2の電流I22が生じる。第2の光電流I
2と、第2の電流I22とは、npnトランジスタ9、11のエ
ミッタ接地電流増幅率をhFEとすると、 I22=I2・hFE/(hFE+2) ……(5) の関係にある。
第1、第2のカレントミラー回路における出力トラン
ジスタ8、11の各コレクタには、npnトランジスタ12、1
3のエミッタがそれぞれ接続されている。npnトランジス
タ12、13はベース、コレクタ間が接続され、その接続点
に基準電圧Vrが共通に加えられている。この各npnトラ
ンジスタ12、13により、そのベース、エミッタ間のダイ
オード特性が利用されて、第1、第2の電流I11、I22
それぞれ対数変換する一対の対数変換手段が構成されて
いる。各トランジスタ12、13のエミッタに第1、第2の
電流I11、I22が対数変換されてそれぞれ電圧値VA、VB
して出力される。
対数変換用のトランジスタ12、13のエミッタは、それ
ぞれpチャネルJFET(接合形FET)及び定電流源14と1
6、15と17で構成された各ソースフォロアを介して、2
個のnpnトランジスタ18、19からなる差動対回路の各入
力端子に接続されている。
ソースフォロア14と16、15と17は、差動対回路を構成
するトランジスタ18、19のベース電流が、対数変換用の
トランジスタ12、13に流れて誤差発生の要因となるのを
防止するために配設されている。このため入、出力間に
等しい電圧シフトが生じるように、定電流源16、17の電
流値は、差動対回路を構成するトランジスタ18、19のベ
ース電流に比べて十分大きな値がとられている。また、
後述するように、一対のソースフォロアを構成する各JF
ET14、15自身についても、半導体領域上に2行2列に近
接して配列された4個のJFETにおける対角位置の2個づ
つのソース、ドレイン及びゲートを共通接続した各JFET
対を用いて構成され、両JFET14、15間における飽和ドレ
イン電流IDSS、ピンチオフ電圧VP等の特性のペア性向上
が図られている。さらに、各定電流源16、17について
も、上記とほぼ同様のいわゆるたすき掛け構成からなる
各JFET対を用いて構成され、特性のペア性向上が図られ
ている。
23、24はnpnトランジスタであり、この両トランジス
タでカレントミラー回路が構成されており、トランジス
タ24はベース、コレクタ間が接続されて入力トランジス
タとして機能し、他のトランジスタ23は出力トランジス
タとして機能する。入力トランジスタ24のベース・コレ
クタの接続点には、抵抗RBを介してバイアス電圧(V
S(19)+VBE)が加えられている。出力トランジスタ23
のコレクタは、前記差動対回路の共通エミッタ点に接続
されている。この出力トランジスタ23のコレクタには次
式で与えられる電流が流れる。
Iref=VS(19)/RB ……(6) そしてこの電流が、定電流Irefとして、差動対回路1
8、19に設定されている。
21、22はpnpトランジスタであり、この2個のトラン
ジスタ21、22により、差動対回路18、19の能動負荷とし
てのカレントミラー回路が構成されている。カレントミ
ラー回路の入力端子25には差動対回路におけるトランジ
スタ18のコレクタが接続され、出力端子26には差動対回
路におけるトランジスタ19のコレクタが接続されてい
る。また、カレントミラー回路の出力端子26は、オペア
ンプで構成された電流電圧変換回路27の反転入力端子
(−)に接続されている。
差動対回路18、19により、一対のソースフォロアを介
して入力した第1の電流I11及び第2の電流I22を対数変
換した電圧VA、VBが差動増幅されて第1の差動出力電流
IA及び第2の差動出力電流IBが生じる。そして能動負荷
であるカレントミラー回路の入力側に第1の差動出力電
流IAが流れ、出力側にもこれと同値の電流が流れる。し
たがってカレントミラー回路の出力端子26からは、次段
の電流電圧変換回路27に対して第1の差動出力電流IA
ら第2の差動出力電流IBを差引いた電流が出力される。
後述するようにこの出力を用いて光の投射位置が検出さ
れる。
而して、差動対回路18、19及びその能動負荷としての
カレントミラー回路21、22により、一対のソースフォロ
アを介して入力した第1の電流I11及び第2の電流I22
対数変換した電圧VA、VBを光位置検出素子1の2位置間
における光の投射位置に対応した位置信号電流に変換す
る信号変換手段が構成されている。
電流電圧変換回路27における非反転入力端子(+)に
は、VS(19)/2の正電圧が加えられている。電流電圧変
換回路27により、上述の位置信号電流が、電圧に変換さ
れて出力される。
次いで、いわゆるたすき掛け構成としたソースフォロ
アを構成する各JFET対、対数変換手段を構成する各npn
トランジスタ12、13及び信号変換手段を構成するnpnト
ランジスタ18、19、pnpトランジスタ21、22のレイアウ
ト図を第2図及び第3図を用いて説明する。第3図は、
第2図中のJFET対14a、14b、15a、15bの部分を詳細に示
す拡大図である。
まず、ソースフォロア用のJFET対を構成する各JFET14
a、14b、15a、15bから説明する。JFET14aは、p+分離拡
散領域33で取り囲まれたn-エピタキシャル層のアイラン
ド32c中に形成されたp形拡散層からなるソース領域4
1、ドレイン領域42及びこの両領域41、42間にボロン
(B)のイオン注入で形成されたp形チャネル領域43
と、これらの素子領域を取り囲むように形成されたリン
グ状のn+拡散領域45によるゲート電極とで構成されてい
る。
他のJFET14b、15a、15bについても、上記と同様に構
成され、これら4個のJFET14a、14b、15a、15bが半導体
領域上に2行2列に近接して配列されている。そして、
対角位置の2個づつのJFET14aと14b、15aと15bのソー
ス、ドレイン及びゲートがAl配線28により共通接続され
て、ソースフォロア用JFET14、15となる各JFET対14aと1
4b、15aと15bが形成されている。このように、いわゆる
たすき掛け構成のJFET対とすることにより、両JFET14、
15間における飽和ドレイン電流IDSS、ピンチオフ電圧VP
等の特性のペア性向上が図られている。
定電流源16、17については、上記のJFET14a〜15bとほ
ぼ同一素子構造でW/L比が若干小さい4個のJFET16a、16
b、17a、17bを使用し、これらのJFETを、上記とほぼ同
様のいわゆるたすき掛け構成とした各JFET対16aと16b、
17aと17bを用いて構成されている。上述のようにW/L比
を若干小さくすることにより、デバイスパラメータ(I
DSS、VP等)がばらついても、JFET14、15の実効的な動
作点(k=VGS/VP)はばらつかず、安定した動作が得ら
れる。
対数変換手段を構成する一対のnpnトランジスタ12、1
3、差動対回路を構成する一対のnpnトランジスタ18、19
及びその能動負荷となるカレントミラーを構成する一対
のpnpトランジスタ21、22は、それぞれ隣接配置するこ
とにより特性のペア性が保たれている。
上記の対数変換手段、ソースフォロア並びに信号変換
手段等は、光位置検出素子1及び電流変換手段を構成す
る各カレントミラー回路等とともにバイポーラICにより
これを1チップ化することができる。
第4図は、この1チップ化したバイポーラICの例を部
分的に示すもので、光位置検出素子1、npnトランジス
タ7及びpチャネルJFET14aが組込まれた部分を示して
いる。同図中、31はp形Si基板(サブストレート)であ
り、p形Si基板31上には、n形の半導体領域としてのn
−エピタキシャル層32が形成されている。n−エピタキ
シャル層32の所要部位には、p形不純物が選択的に拡散
されてp+分離拡散領域33が形成され、n-エピタキシャル
層32が、このp+分離拡散領域33で分離されてアイランド
32a、32b、32cが形成されている。34はn+埋込層であ
り、このn+埋込層34によりトランジスタのコレクタ抵抗
の低減等が図られる。
まずアイランド32aに、光位置検出素子1が形成され
ている。アイランド32aには、所要間隔だけ離隔した2
位置にp形領域35、36が拡散形成され、この2個のp形
領域35、36の間にボロン(B)のイオン注入によりp形
高抵抗層3が形成されている。アイランド32aを構成す
るn-エピタキシャル層と、p形高抵抗層3とのpn接合に
より、光検出面が構成されている。37は、n+コンタクト
領域である。
アイランド32bには、npnトランジスタ7が形成されて
いる。アイランド32b中の、38はp形ベース拡散領域で
あり、39はn+エミッタ拡散領域である。
また、アイランド32cにpチャネルJFET14aが形成され
ている。アイランド32cには、所要間隔をおいて1対の
p形領域からなるソース領域41及びドレイン領域42が対
向して形成されている。ソース領域41及びドレイン領域
42の間には、ボロン(B)のイオン注入によりp形チャ
ネル領域43が形成され、さらにこのチャネル領域43の上
にn+ゲート領域44が形成されている。45はn+形領域で形
成されたゲート電極部である。
各アイランド32a〜32c内のp形領域35、36、38、41、
42は、p形不純物の拡散工程で同時に形成され、またn+
形領域37、39、45はn形不純物の拡散工程で同時に形成
される。
なお、第4図中には、npnトランジスタ7及びpチャ
ネルJFET14aの各1個のみを示したが、前記第1図中の
他のトランジスタ及びJFET等についても、エピタキシャ
ル層32で構成される図示省略の他のアイランドの部分に
作り込むことができ、装置全体の1チップ化が図られて
いる。
次に上述のように構成された半導体光位置検出装置の
作用を説明する。
光位置検出素子1の両電極4、5の間におけるxの位
置にスポット状の光が投射されると、各電極4、5か
ら、前記(1)、(2)式に示すように、その値が光の
投射位置に応じて相対的に変化する第1、第2の光電流
I1、I2が取出される。
第1の光電流I1は、第1のカレントミラー回路におけ
る入力トランジスタ7に流れ、その出力トランジスタ8
のコレクタに、前記(4)式で示した第1の電流I11
生じる。
一方、第2の光電流I2は、第2のカレントミラー回路
における入力トランジスタ9に流れ、その出力トランジ
スタ11のコレクタに、前記(5)式で示した第2の電流
I22が生じる。第1の電流I11及び第2の電流I22は対数
変換手段を構成している各トランジスタ12、13に流れ、
対数変換されてその各エミッタに電圧値VA、VBを発生さ
せる。これらの電圧値VA、VBは、それぞれ次式で与えら
れる。
VA=Vr−(kT/q)・ln(A1・I11/IS) ……(7) VB=Vr−(kT/q)・ln(A1・I22/IS) ……(8) ここで、k:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:電子の電荷 IS :トランジスタのベース・エミッタ接合の逆
方向飽和電流 A1 :HFE/(HFE+1) これらの変換電圧VA、VBは、ソースフォロアを介して
差動対回路18、19に入力され、トランジスタ18のコレク
タに第1の差動出力電流IAが生じ、他のトランジスタ19
のコレクタに第2の差動出力電流IBが生じる。
ここで、前述したように、ソースフォロアを構成する
各JFET14、15は、たすき掛け構成のJFET対で構成され
て、プロセスばらつきによりピンチオフ電圧VPが異なる
値にならないようになっている。これにより、各JFET1
4、15のソース・ゲート間電圧VGSは等しくなり、差動対
回路にオフセット誤差が生じないようになっている。
このようにして、誤差要因が除去されて得られた第
1、第2の差動出力電流IA、IBはそれぞれ次式で与えら
れる。
IA=Iref/〔1+exp〔(q/kT)・(VB−VA)〕〕 =Iref・I22/(I11+I22) ……(9) IB=Iref/〔1+exp〔(q/kT)・(VA−VB)〕〕 =Iref・I11/(I11+I22) ……(10) ここで、Irefは前記(6)式で与えられる値であり、
また、前記(4)、(5)式においてhFEの値は2に比
べて十分大きいのでI11I1、I22I2と近似することが
できる。
次いで、差動対回路の能動負荷であるカレントミラー
回路21、22により、第1、第2の差動出力電流IA、IB
次のように処理されて、その出力端子26から光位置検出
素子1の2位置間における光の投射位置に対応した位置
信号電流Ifが得られる。
If=IA−IB=Iref・(I2−I1)/(I1+I2) ……(11) 位置信号電流Ifは、電流電圧変換回路27の反転入力端
子(−)に入力して、電圧に変換され、当該電流電圧変
換回路27から、次のような出力V0U(19)が得られる。
V0U(19)=VS(19)/2+Rf・Iref・(I2−I1)/(I1+I2) ……(12) 上記榊式のV0U(19)に、第1、第2の光電流I1、I2
として、前記(1)、(2)式を代入し、また定電流Ir
efとして前記(6)式を代入すると、次式が得られる。
V0U(19)=〔1/2+(x/l−1/2)2・Rf/RB〕・VS(1
9) ……(13) ここでRB=2Rfに設定すれば、上記泱式は、次のよう
になる。
V0U(19)=VS(19)・x/l ……(14) VS(19)及びlの値は、適宜に設定される値なので、
電流電圧変換回路27の出力電圧V0U(19)を測定すれ
ば、光の投射位置xが検出される。
そしてこのような光の投射位置xの検出作用におい
て、光位置検出素子1及び信号処理回路を構成する各素
子が、1チップ内に組込まれて、微小な第1、第2の光
電流I1、I2の信号処理が同一チップ内で行われる。この
ためS/N比が向上するとともに、光位置検出素子1のリ
ーク電流補償も同一チップ内で行うことができて検出精
度が上り、さらには装置の信頼性が向上する。
次いで第5図には、この発明の他の実施例を示す。
この実施例は、光位置検出素子1の各電極4、5を、
定電圧バッファを介して、第1、第2のカレントミラー
回路における各入力トランジスタ7、9に接続したもの
である。51、52はpチャネルのJFET、53、54はオペアン
プであり、各オペアンプ53、54の非反転入力端子(+)
には、正電圧VPの定電圧源55、56がそれぞれ接続されて
いる。
光位置検出素子1における電極4は、JFET51のソース
に接続され、そのドレインが、第1のカレントミラー回
路の入力トランジスタ7に接続されている。オペアンプ
53の反転入力端子(−)は、JFET51のソースに接続さ
れ、オペアンプ53の出力端子はJFET51のゲートに接続さ
れている。JFET51のゲートが、オペアンプ53で駆動され
て、そのソース電位が定電圧VPに保持される。
光位置検出素子1における電極5側についても、JFET
52及びオペアンプ54が、上記と同様の態様で接続されて
いる。
前記の一実施例(第1図)の場合には、光位置検出素
子1から取出される第1、第2の光電流I1、I2の値が変
化すると、第1、第2のカレントミラー回路における各
入力トランジスタ7、9のエミッタ・ベータ電圧が変化
して、光位置検出素子1のバイアス電圧に変化が生じ
る。このため光の投射位置が光検出面の端の方になる
と、第1、第2の光電流I1、I2の差が大きくなるので、
光位置の検出に誤差が生じ易い。
しかし、第5図の実施例においては、第1、第2の光
電流I1、I2の値が変化しても、光位置検出素子1は、常
に一定の電圧(VS(19)−VP)でバイアスされるので、
上記のような誤差の発生が防止される。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、信号処理用
の回路・手段を、光位置検出素子から取出される第1、
第2の光電流にそれぞれ対応した第1、第2の電流を生
じさせる一対の電流変換手段と、この第1、第2の電流
をそれぞれ対象変換して電圧として出力する一対の対数
変換手段と、半導体領域上に2行2列に近接して配列さ
れた4個の接合形FETにおける対角位置の2個づつのソ
ース、ドレイン及びゲートを共通接続した2組の接合形
FET対を用いて構成され、前記一対の対数変換手段の次
段にそれぞれ接続された一対のソースフォロアと、差動
対回路及びその能動負荷からなり前記一対のソースフォ
ロアを介して入力した前記一対の対数変換手段の各出力
電圧を前記光位置検出素子の2位置間における光の投射
位置に対応した位置信号電流に変換する信号変換手段と
で構成したため、信号変換手段における差動対回路にオ
フセット誤差の発生が防止されるとともにその差動対回
路の動作が対数変換手段に干渉して誤差発生の要因とな
ることが防止されて精度のよい光位置検出を行うことが
できる。また、汎用の割算器が不要となって、信号処理
用の回路・手段を光位置検出素子とともに1チップ内に
集積することができ、コンパクトで装置の信頼性が向上
するとともに、低価格の半導体光位置検出装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はこの発明に係る半導体光位置検出
装置の一実施例を示すもので、第1図は全体構成を示す
回路図、第2図は接合形FET対等の所要素子のレイアウ
トを示す平面図、第3図は第2図中の接合形FET対の部
分を拡大して示す平面図、第4図はバイポーラICにより
1チップ化した例を部分的に示す縦断面図、第5図はこ
の発明の他の実施例を示す要部回路図、第6図は従来の
光位置検出装置を示す回路図である。 1:光位置検出素子、3:p形層、 4、5:電極、 7、8:第1の電流変換手段としての第1のカレントミラ
ー回路を構成するトランジスタ、 9、11:第2の電流変換手段としての第2のカレントミ
ラー回路を構成するトランジスタ、 12、13:対数変換手段を構成するトランジスタ、 14、15:ソースフォロアを構成するJFET(接合形FET)、 14aと14b、15と15b:JFET対、 18、19:差動対回路を構成するトランジスタ、 21、22:能動負荷としてのカレントミラー回路を構成す
るトランジスタ、 32:n形の半導体領域としてのn-エピタキシャル層、 41:ソース領域、42:ドレイン領域、 45:ゲート電極となるn+拡散領域。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電形の半導体領域上に反対導電形層を
    形成し、該反対導電形層の離隔した2位置に、当該2位
    置間における光の投射位置に応じて相対的に変化する第
    1の光電流及び第2の光電流を取出す電極が設けられた
    光位置検出素子と、 前記第1の光電流に対応した第1の電流及び前記第2の
    光電流に対応した第2の電流を生じさせる一対の電流変
    換手段と、 前記第1の電流及び第2の電流をそれぞれ対数変換し電
    圧として出力する一対の対数変換手段と、 前記半導体領域上に2行2列に近接して配列された4個
    の接合形FETにおける対角位置の2個づつのソース、ド
    レイン及びゲートを共通接続した2組の接合形FET対を
    用いて構成され、前記一対の対数変換手段の次段にそれ
    ぞれ接続された一対のソースフォロアと、 差動対回路及びその能動負荷からなり、前記一対のソー
    スフォロアを介して入力した前記一対の対数変換手段の
    各出力電圧を前記光位置検出素子の2位置間における光
    の投射位置に対応した位置信号電流に変換する信号変換
    手段と、 を有することを特徴とする半導体光位置検出装置。
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