JP3254928B2 - レーダ用位置検出センサおよびこれを用いたレーダ - Google Patents
レーダ用位置検出センサおよびこれを用いたレーダInfo
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、非回頭ながら標的の
方角が得られるようにしたレーダ用位置検出センサおよ
びこれを用いたレーダに関する。
方角が得られるようにしたレーダ用位置検出センサおよ
びこれを用いたレーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーダとしては、例えば図２０に
示すようなものがある。 その構成を説明すると、発光
ダイオード（ＬＥＤ）１１が信号処理装置１０からの指
令を受けて発光し、可視光または赤外光パルスを発す
る。一般に発光ダイオードからの光ビームの広がりが大
きいので、レンズ群１２を用いて光ビームを絞って細く
する。絞られた光ビームが回転ミラー１６によって反射
され、標的１３に向かう。回転ミラー１６の角度は信号
処理装置１０によって調整され、ミラーを回転すること
で光ビームを走査させている。
示すようなものがある。 その構成を説明すると、発光
ダイオード（ＬＥＤ）１１が信号処理装置１０からの指
令を受けて発光し、可視光または赤外光パルスを発す
る。一般に発光ダイオードからの光ビームの広がりが大
きいので、レンズ群１２を用いて光ビームを絞って細く
する。絞られた光ビームが回転ミラー１６によって反射
され、標的１３に向かう。回転ミラー１６の角度は信号
処理装置１０によって調整され、ミラーを回転すること
で光ビームを走査させている。
【０００３】標的１３に当たったとき光ビームが反射さ
れ、集光レンズ１４を経て受光素子１５に到達する。信
号処理装置１０は、発光から受光までの時間差を測定す
ることで標的１３までの距離を算出する。またミラーの
角度から標的１３の方角を算出する。発光手段として発
光ダイオード以外にレーザを用いることもできる。
れ、集光レンズ１４を経て受光素子１５に到達する。信
号処理装置１０は、発光から受光までの時間差を測定す
ることで標的１３までの距離を算出する。またミラーの
角度から標的１３の方角を算出する。発光手段として発
光ダイオード以外にレーザを用いることもできる。
【０００４】またその他のレーダとして、図２１は超音
波を用いたものを示す。スピーカ１１０によって発した
超音波が標的１３によって反射され、マイクロフォン１
４０に到達する。信号処理装置１００では超音波が発射
されてから受信されるまでの時間を測定することによっ
て標的１３までの距離を算出することができる。またこ
の場合も超音波ビームを細くし、スピーカを回転するこ
とによってビームを走査することができ、標的１３の方
角を算出することができる。
波を用いたものを示す。スピーカ１１０によって発した
超音波が標的１３によって反射され、マイクロフォン１
４０に到達する。信号処理装置１００では超音波が発射
されてから受信されるまでの時間を測定することによっ
て標的１３までの距離を算出することができる。またこ
の場合も超音波ビームを細くし、スピーカを回転するこ
とによってビームを走査することができ、標的１３の方
角を算出することができる。
【０００５】しかしながら、このようなレーダにあって
は、標的１３の方角を得るにおいて、細くしたビーム
と、それを走査するための回転機構が必要である。この
結果、コストの上昇と、回転機構の磨耗による信頼性の
低下といった問題があった。さらに回転機構の回転速度
が遅いために、走査が遅く、標的を見つけるまでの検出
時間が長いという問題をも有している。
は、標的１３の方角を得るにおいて、細くしたビーム
と、それを走査するための回転機構が必要である。この
結果、コストの上昇と、回転機構の磨耗による信頼性の
低下といった問題があった。さらに回転機構の回転速度
が遅いために、走査が遅く、標的を見つけるまでの検出
時間が長いという問題をも有している。
【０００６】その対策として、電流で受光位置を検出す
る位置検出センサ（ＰＳＤ）を用いるレーダが提案され
ている。図６は、従来のＰＳＤの構成を示す断面図であ
る。Ｎ＋基板７１上にＮ−エピタキシャル層７２が形成
されている。さらにＮ−エピタキシャル層７２上に低濃
度Ｐ形拡散層７３が形成され、また両端には高濃度のＰ
＋形コンタクト領域７４を介してＰ形拡散層が２つの出
力端子Ａ、Ｂに接続されている。Ｐ形拡散層はＰｉＮフ
ォトダイオードのアノードとして働くと同時に抵抗とし
ての働きをする。
る位置検出センサ（ＰＳＤ）を用いるレーダが提案され
ている。図６は、従来のＰＳＤの構成を示す断面図であ
る。Ｎ＋基板７１上にＮ−エピタキシャル層７２が形成
されている。さらにＮ−エピタキシャル層７２上に低濃
度Ｐ形拡散層７３が形成され、また両端には高濃度のＰ
＋形コンタクト領域７４を介してＰ形拡散層が２つの出
力端子Ａ、Ｂに接続されている。Ｐ形拡散層はＰｉＮフ
ォトダイオードのアノードとして働くと同時に抵抗とし
ての働きをする。
【０００７】図６に示すように、まず光の当たったとこ
ろには光電流Ｉが流れる。ＩはＰ形拡散層を通って２つ
の出力端子から流れ出る。ここで、Ｉが流れている箇所
の左右それぞれのＰ形拡散層の抵抗をＲ２、Ｒ１とし、
端子Ａ，Ｂから流れ出る電流をＩ２、Ｉ１とする。Ｒ２
は［（Ｌ／２）＋ｘ］、Ｒ１は［（Ｌ／２）−ｘ］に比
例し、またＩ１はＲ１、Ｉ２はＲ２に反比例する。その
結果、Ｉ１が［（Ｌ／２）−ｘ］、Ｉ２が［（Ｌ／２）
＋ｘ］に反比例する。したがって、この電流値Ｉ１、Ｉ
２と光電流の発生位置ｘとの相関から、光電流の発生位
置を知ることができる。
ろには光電流Ｉが流れる。ＩはＰ形拡散層を通って２つ
の出力端子から流れ出る。ここで、Ｉが流れている箇所
の左右それぞれのＰ形拡散層の抵抗をＲ２、Ｒ１とし、
端子Ａ，Ｂから流れ出る電流をＩ２、Ｉ１とする。Ｒ２
は［（Ｌ／２）＋ｘ］、Ｒ１は［（Ｌ／２）−ｘ］に比
例し、またＩ１はＲ１、Ｉ２はＲ２に反比例する。その
結果、Ｉ１が［（Ｌ／２）−ｘ］、Ｉ２が［（Ｌ／２）
＋ｘ］に反比例する。したがって、この電流値Ｉ１、Ｉ
２と光電流の発生位置ｘとの相関から、光電流の発生位
置を知ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＳＤ
の応答時間はＰ形拡散層の抵抗と各層間のＰｉＮフォト
ダイオードの静電容量によって決まる。上記従来のＰＳ
Ｄでは、Ｐ形拡散層７３を抵抗とＰｉＮフォトダイオー
ドのアノードの両方に使用しているために設計の自由度
が小さく、例えばＰ形拡散層の抵抗を小さくして応答速
度を速くするにはそれの厚みｔを大きくし、また不純物
濃度を高くする必要がある。
の応答時間はＰ形拡散層の抵抗と各層間のＰｉＮフォト
ダイオードの静電容量によって決まる。上記従来のＰＳ
Ｄでは、Ｐ形拡散層７３を抵抗とＰｉＮフォトダイオー
ドのアノードの両方に使用しているために設計の自由度
が小さく、例えばＰ形拡散層の抵抗を小さくして応答速
度を速くするにはそれの厚みｔを大きくし、また不純物
濃度を高くする必要がある。
【０００９】しかし不純物濃度を上げると光吸収率が大
きくなり、また厚みｔを大きくすると光が通過しにくく
なる。その結果光電流Ｉが減少し感度が低下してしま
う。すなわち、感度と応答速度が互いに反比例の関係に
なっている。さらに上記従来のＰＳＤでは、全チップが
ＰｉＮダイオードを構成しているので、その接合容量が
大きいため、光が照射されてから外部に信号電流が流れ
るまでの時間が長く、応答速度が遅い。その結果、従来
のＰＳＤをレーダの受光位置検出センサとして用いると
きにはレーダの検出速度の低下が避けられない。
きくなり、また厚みｔを大きくすると光が通過しにくく
なる。その結果光電流Ｉが減少し感度が低下してしま
う。すなわち、感度と応答速度が互いに反比例の関係に
なっている。さらに上記従来のＰＳＤでは、全チップが
ＰｉＮダイオードを構成しているので、その接合容量が
大きいため、光が照射されてから外部に信号電流が流れ
るまでの時間が長く、応答速度が遅い。その結果、従来
のＰＳＤをレーダの受光位置検出センサとして用いると
きにはレーダの検出速度の低下が避けられない。
【００１０】したがって発明は、上記の問題点に鑑み、
低コスト、高信頼性で、かつ高速度検出できる位置検出
センサと、これを用いたレーダを提供することを目的と
する。
低コスト、高信頼性で、かつ高速度検出できる位置検出
センサと、これを用いたレーダを提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
検出速度向上のため、ＰＳＤとしてチップ全面をフォト
ダイオードとせず、複数のフォトダイオードをアレイ状
に配置し、また独立の抵抗領域を設けて設計の自由度を
増やし抵抗値を十分小さくできるようにした。
検出速度向上のため、ＰＳＤとしてチップ全面をフォト
ダイオードとせず、複数のフォトダイオードをアレイ状
に配置し、また独立の抵抗領域を設けて設計の自由度を
増やし抵抗値を十分小さくできるようにした。
【００１２】すなわち、請求項１記載のレーダ用位置検
出センサは、受光位置検出センサとして、複数のフォト
ダイオードがアレイ状に配置されており、各フォトダイ
オードの出力にバッファ回路が設けられ、該バッファ回
路の出力がフォトダイオードの出力端子となる拡散層の
抵抗を無視できる大きい抵抗値を有する抵抗に接続さ
れ、該抵抗の他端が隣接しているバッファ回路の出力に
接続されており、バッファ回路は、フォトダイオードに
接続された電圧変換用の抵抗とＦＥＴとを備え、フォト
ダイオードの出力を電圧変換用の抵抗で変換した電圧を
ＦＥＴのゲートに印加するよう構成されているものとし
た。
出センサは、受光位置検出センサとして、複数のフォト
ダイオードがアレイ状に配置されており、各フォトダイ
オードの出力にバッファ回路が設けられ、該バッファ回
路の出力がフォトダイオードの出力端子となる拡散層の
抵抗を無視できる大きい抵抗値を有する抵抗に接続さ
れ、該抵抗の他端が隣接しているバッファ回路の出力に
接続されており、バッファ回路は、フォトダイオードに
接続された電圧変換用の抵抗とＦＥＴとを備え、フォト
ダイオードの出力を電圧変換用の抵抗で変換した電圧を
ＦＥＴのゲートに印加するよう構成されているものとし
た。
【００１３】また、請求項２記載のレーダは、可視光ま
たは赤外光のビームを送出する送出手段と、送出された
ビームが標的で反射された反射波を受信する受信手段と
を有し、前記ビームの送出から反射波を受信するまでの
時間から前記標的までの距離を測定するレーダにおい
て、送出されるビームが所定の広がりを有し、かつ受信
手段は上記のレーダ用位置検出センサを備え、該レーダ
用位置検出センサの両端から抵抗を介して検出信号を出
力し、該出力された検出信号の大きさで標的の方角を得
るものとした。
たは赤外光のビームを送出する送出手段と、送出された
ビームが標的で反射された反射波を受信する受信手段と
を有し、前記ビームの送出から反射波を受信するまでの
時間から前記標的までの距離を測定するレーダにおい
て、送出されるビームが所定の広がりを有し、かつ受信
手段は上記のレーダ用位置検出センサを備え、該レーダ
用位置検出センサの両端から抵抗を介して検出信号を出
力し、該出力された検出信号の大きさで標的の方角を得
るものとした。
【００１４】
【作用】請求項１の発明では、各フォトダイオードの出
力に該フォトダイオードの出力端子となる拡散層の抵抗
を無視できるぐらい抵抗値の大きい抵抗が接続されてい
るので、拡散層の設計自由度が増す。これにより応答性
の高い位置検出センサを構成することができる。
力に該フォトダイオードの出力端子となる拡散層の抵抗
を無視できるぐらい抵抗値の大きい抵抗が接続されてい
るので、拡散層の設計自由度が増す。これにより応答性
の高い位置検出センサを構成することができる。
【００１５】そして、各フォトダイオードと上記抵抗値
の大きい抵抗の間に電圧変換用の抵抗とＦＥＴとを備え
るバッファ回路を設け、フォトダイオードの出力を変換
した電圧をＦＥＴのゲートに印加するようにしたので、
位置検出センサ全体の静電容量が小さくなり応答性が向
上するとともに、出力が大きくなり検出が容易になる。
の大きい抵抗の間に電圧変換用の抵抗とＦＥＴとを備え
るバッファ回路を設け、フォトダイオードの出力を変換
した電圧をＦＥＴのゲートに印加するようにしたので、
位置検出センサ全体の静電容量が小さくなり応答性が向
上するとともに、出力が大きくなり検出が容易になる。
【００１６】請求項２の発明は、可視光または赤外光の
ビームを送出する送出し、その反射波を上記の位置検出
センサで受けるので、ビームを走査しなくても標的の方
角を高速で、検出することができる。
ビームを送出する送出し、その反射波を上記の位置検出
センサで受けるので、ビームを走査しなくても標的の方
角を高速で、検出することができる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例を詳細に説明する。
実施例の前にまず、参考例について説明する。図１は、
第１の参考例を示す。 信号処理装置１に制御される発
光ダイオード（ＬＥＤ）２は、信号処理装置１からの指
令により発光し、可視光または赤外光などの光パルスを
発する。ここでは、発出された光ビームを絞らずに、必
要ならば所定の広がりになるようにビームを広げるなど
の調整を行なう。標的３に当たって反射してきた光が集
光レンズ４を経てフォトダイオードアレイ５に到達す
る。フォトダイオードアレイ５の出力は走査用スイッチ
アレイ６を介して信号処理装置１に接続されている。ス
イッチアレイ６の走査は信号処理装置１によって制御さ
れている。
実施例の前にまず、参考例について説明する。図１は、
第１の参考例を示す。 信号処理装置１に制御される発
光ダイオード（ＬＥＤ）２は、信号処理装置１からの指
令により発光し、可視光または赤外光などの光パルスを
発する。ここでは、発出された光ビームを絞らずに、必
要ならば所定の広がりになるようにビームを広げるなど
の調整を行なう。標的３に当たって反射してきた光が集
光レンズ４を経てフォトダイオードアレイ５に到達す
る。フォトダイオードアレイ５の出力は走査用スイッチ
アレイ６を介して信号処理装置１に接続されている。ス
イッチアレイ６の走査は信号処理装置１によって制御さ
れている。
【００１８】図２は、フォトダイオードアレイ５の構成
を示す断面図である。まずＮ＋基板５１上に低濃度Ｎ−
エピタキシャル層５２が形成されている。エピタキシャ
ル層５２を貫通して基板に届くように、エピタキシャル
層５２よりも高濃度のＮ形分離領域５３が複数に形成さ
れている。また分離領域５３以外のエピタキシャル層５
２上にフォトダイオードのアノード電極となるＰ＋形拡
散層５４が複数に形成されている。Ｎ形分離領域５３上
には例えばＡｌからなる遮光層５５が形成され、Ｐ＋形
拡散層５４のみ受光できるようにしてある。Ｐ＋形拡散
層５４は走査用スイッチアレイ６を介して信号処理装置
１に接続されている。Ｎ＋基板５１には電源Ｖｃｃが供
給されている。
を示す断面図である。まずＮ＋基板５１上に低濃度Ｎ−
エピタキシャル層５２が形成されている。エピタキシャ
ル層５２を貫通して基板に届くように、エピタキシャル
層５２よりも高濃度のＮ形分離領域５３が複数に形成さ
れている。また分離領域５３以外のエピタキシャル層５
２上にフォトダイオードのアノード電極となるＰ＋形拡
散層５４が複数に形成されている。Ｎ形分離領域５３上
には例えばＡｌからなる遮光層５５が形成され、Ｐ＋形
拡散層５４のみ受光できるようにしてある。Ｐ＋形拡散
層５４は走査用スイッチアレイ６を介して信号処理装置
１に接続されている。Ｎ＋基板５１には電源Ｖｃｃが供
給されている。
【００１９】図２に示したフォトダイオードアレイ５の
等価回路を図３に示す。すなわち形成された個々のダイ
オードは、共通の電源Ｖｃｃに接続され受光されたとき
の応答電流をそれぞれのアノードに接続されているスイ
ッチを通って信号処理装置１に入力する。スイッチは、
例えばＭＯＳＦＥＴやＰ形ＭＯＳＦＥＴとＮ形ＭＯＳＦ
ＥＴが並列接続したアナログスイッチなどをアレイ状に
したものである。またここでは、簡単のため、Ｎ形分離
領域がＮ−エピタキシャル層を貫通し、Ｎ＋基板に到達
するように説明したがこれは本質的なものではなく、Ｐ
＋形拡散層が複数に分離されて形成されていてもよい。
等価回路を図３に示す。すなわち形成された個々のダイ
オードは、共通の電源Ｖｃｃに接続され受光されたとき
の応答電流をそれぞれのアノードに接続されているスイ
ッチを通って信号処理装置１に入力する。スイッチは、
例えばＭＯＳＦＥＴやＰ形ＭＯＳＦＥＴとＮ形ＭＯＳＦ
ＥＴが並列接続したアナログスイッチなどをアレイ状に
したものである。またここでは、簡単のため、Ｎ形分離
領域がＮ−エピタキシャル層を貫通し、Ｎ＋基板に到達
するように説明したがこれは本質的なものではなく、Ｐ
＋形拡散層が複数に分離されて形成されていてもよい。
【００２０】図１において、発光ダイオード（ＬＥＤ）
２から発し広がりを持った光ビームの照射領域内に例え
ば標的３があれば、発したビームの一部がそれによって
反射され、レンズ４を経てフォトダイオードアレイ５に
到達する。ここでレンズ４はフォトダイオードアレイ５
の各セルにはそれぞれ異なる方向からの反射光しか届か
ないような働きをする。例えば図示のように、ａ反射光
はθ方向、ｂ反射光はθ１方向というように各セルに届
く。
２から発し広がりを持った光ビームの照射領域内に例え
ば標的３があれば、発したビームの一部がそれによって
反射され、レンズ４を経てフォトダイオードアレイ５に
到達する。ここでレンズ４はフォトダイオードアレイ５
の各セルにはそれぞれ異なる方向からの反射光しか届か
ないような働きをする。例えば図示のように、ａ反射光
はθ方向、ｂ反射光はθ１方向というように各セルに届
く。
【００２１】レンズによって一方向となった反射光がフ
ォトダイオードのどこに到達したかをスイッチアレイ６
を走査することによって調べることができる。そして反
射光を受光したフォトダイオードの位置から標的の方角
θを算出することができる。標的３の距離はビームを発
してから受光するまでの時間差を測ることによって算出
される。
ォトダイオードのどこに到達したかをスイッチアレイ６
を走査することによって調べることができる。そして反
射光を受光したフォトダイオードの位置から標的の方角
θを算出することができる。標的３の距離はビームを発
してから受光するまでの時間差を測ることによって算出
される。
【００２２】方角θの検出を具体的に説明すると、例え
ば図３のように標的３による反射光が当たったフォトダ
イオードセルｂには光電流Ｉが流れ、信号処理装置１で
は、スイッチの走査によって、光電流Ｉが流れているセ
ルの位置が検出される。そして図１で示すように光電流
Ｉが流れているセルと光軸の距離をｘ、フォトダイオー
ドアレイとレンズの距離をｙとすると、次式 θ＝ｔａｎ−１（ｘ／ｙ） （１） を用いて標的の方角θを算出する。距離の算出は光パル
スの往復時間により行なう。
ば図３のように標的３による反射光が当たったフォトダ
イオードセルｂには光電流Ｉが流れ、信号処理装置１で
は、スイッチの走査によって、光電流Ｉが流れているセ
ルの位置が検出される。そして図１で示すように光電流
Ｉが流れているセルと光軸の距離をｘ、フォトダイオー
ドアレイとレンズの距離をｙとすると、次式 θ＝ｔａｎ−１（ｘ／ｙ） （１） を用いて標的の方角θを算出する。距離の算出は光パル
スの往復時間により行なう。
【００２３】以上のように、本参考例は、光ビームを広
げ、受信角度を異ならせたフォトダイオードを複数に配
置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出するよ
うにしたため、回転ミラーがなくても標的の方角を検出
できる。その結果コストを下げることができ、また磨耗
がないので、信頼性が向上し、検出時間を短縮できるな
どの効果が得られる。
げ、受信角度を異ならせたフォトダイオードを複数に配
置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出するよ
うにしたため、回転ミラーがなくても標的の方角を検出
できる。その結果コストを下げることができ、また磨耗
がないので、信頼性が向上し、検出時間を短縮できるな
どの効果が得られる。
【００２４】図４は、第２の参考例を示す。これは、第
１の参考例の発光ダイオード２とフォトダイオードアレ
イ５の代わりに超音波スピーカ２Ａとマイクロフォンの
アレイ５Ａを用いたものである。その他の構成は同様で
ある。超音波スピーカ２Ａは信号処理装置１Ａの指令に
よって超音波を発し、標的３に当たって反射された超音
波を小型マイクロフォンのアレイ５Ａで受信する。各小
型マイクロフォンの指向性が異なる方向を向くようにそ
れぞれの形が設計されている。
１の参考例の発光ダイオード２とフォトダイオードアレ
イ５の代わりに超音波スピーカ２Ａとマイクロフォンの
アレイ５Ａを用いたものである。その他の構成は同様で
ある。超音波スピーカ２Ａは信号処理装置１Ａの指令に
よって超音波を発し、標的３に当たって反射された超音
波を小型マイクロフォンのアレイ５Ａで受信する。各小
型マイクロフォンの指向性が異なる方向を向くようにそ
れぞれの形が設計されている。
【００２５】この参考例では、５個の形の異なった小形
マイクロフォンが用いられ、各小形マイクロフォンの受
信方向を点線に示すようにする。各マイクロフォンの出
力が走査用スイッチアレイ６を介して信号処理装置１Ａ
に接続されている。信号処理装置１Ａは、スイッチアレ
イ６を走査することで、アレイのどこのマイクロフォン
に反射波が届いているのかを検出し、第１の参考例と同
様に式（１）を用いることで標的３の方角を算出する。
また小形マイクロフォンの指向性を変えるのに形ではな
く、置き方を変えてもよい。
マイクロフォンが用いられ、各小形マイクロフォンの受
信方向を点線に示すようにする。各マイクロフォンの出
力が走査用スイッチアレイ６を介して信号処理装置１Ａ
に接続されている。信号処理装置１Ａは、スイッチアレ
イ６を走査することで、アレイのどこのマイクロフォン
に反射波が届いているのかを検出し、第１の参考例と同
様に式（１）を用いることで標的３の方角を算出する。
また小形マイクロフォンの指向性を変えるのに形ではな
く、置き方を変えてもよい。
【００２６】この参考例は以上のように構成され、超音
波ビームを絞らず、指向性の異なるマイクロフォンを複
数に配置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出
するようにしたため、スピーカ２Ａを回転などの移動を
させなくても標的の方角を算出でき、第１の参考例と同
様の効果を得ることができる。
波ビームを絞らず、指向性の異なるマイクロフォンを複
数に配置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出
するようにしたため、スピーカ２Ａを回転などの移動を
させなくても標的の方角を算出でき、第１の参考例と同
様の効果を得ることができる。
【００２７】上記の参考例を踏まえて、以下、本発明の
実施例について説明する。図５は、本発明の第１の実施
例の構成を示す。この実施例は、第１の参考例における
フォトダイオードアレイ５と走査用のスイッチアレイ６
の代わりに位置検出センサ（ＰＳＤ）７及び方角の検出
内容を変えた信号処理装置１Ｂを用いたものである。Ｐ
ＳＤの原理は前述のとおりである。 ＰＳＤは、その２
つの出力端子のそれぞれの出力電流をＩ１、Ｉ２とする
と、式（２）
実施例について説明する。図５は、本発明の第１の実施
例の構成を示す。この実施例は、第１の参考例における
フォトダイオードアレイ５と走査用のスイッチアレイ６
の代わりに位置検出センサ（ＰＳＤ）７及び方角の検出
内容を変えた信号処理装置１Ｂを用いたものである。Ｐ
ＳＤの原理は前述のとおりである。 ＰＳＤは、その２
つの出力端子のそれぞれの出力電流をＩ１、Ｉ２とする
と、式（２）
【数１】を用いることで反射光が当たった位置を算出で
きる。但し、ｘはＰＳＤの中点から反射光が当たった位
置までの距離、ＬはＰＳＤの大きさである。
きる。但し、ｘはＰＳＤの中点から反射光が当たった位
置までの距離、ＬはＰＳＤの大きさである。
【００２８】図７は、本実施例のＰＳＤの回路図、図８
はその構成図である。図８の（ａ）は平面パターン図
で、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ−Ｚにおける断面図であ
る。構成を説明すると、図７において、フォトダイオー
ドアレイ８は、図１に示した第１の参考例と同様に複数
のフォトダイオードセルで構成されるが、各セルの出力
が隣接しているほかのフォトダイオードセルの出力と抵
抗Ｒを介して接続されている。
はその構成図である。図８の（ａ）は平面パターン図
で、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ−Ｚにおける断面図であ
る。構成を説明すると、図７において、フォトダイオー
ドアレイ８は、図１に示した第１の参考例と同様に複数
のフォトダイオードセルで構成されるが、各セルの出力
が隣接しているほかのフォトダイオードセルの出力と抵
抗Ｒを介して接続されている。
【００２９】各フォトダイオードセルは図８に示すよう
に上面から順に高濃度Ｐ＋拡散層８３、Ｎ−エピタキシ
ャル層８２、Ｎ＋基板８１によって構成され、Ｎ形分離
領域８５を介して互いに分離されている。高濃度Ｐ＋拡
散層８３の濃度を十分濃くすることでその抵抗成分を無
視できるようにしてある。またＰ＋拡散層８３の厚みｔ
を十分薄くすることで光が十分通過できるようになって
いる。分離されている各Ｐ＋拡散層８３はさらに導線８
７で拡散抵抗８４に接続されている。
に上面から順に高濃度Ｐ＋拡散層８３、Ｎ−エピタキシ
ャル層８２、Ｎ＋基板８１によって構成され、Ｎ形分離
領域８５を介して互いに分離されている。高濃度Ｐ＋拡
散層８３の濃度を十分濃くすることでその抵抗成分を無
視できるようにしてある。またＰ＋拡散層８３の厚みｔ
を十分薄くすることで光が十分通過できるようになって
いる。分離されている各Ｐ＋拡散層８３はさらに導線８
７で拡散抵抗８４に接続されている。
【００３０】ここで拡散抵抗８４の抵抗率はＰ＋拡散層
８３のそれよりも十分高く設定される。拡散抵抗の抵抗
値はその幅、長さ、厚み及び不純物濃度によって決定さ
れ、拡散抵抗が形成されている領域で光を吸収させなく
てもよいので、拡散抵抗の厚みや不純物濃度を自由に選
ぶことができる。その結果抵抗値を十分小さく設定する
ことができ、応答速度を上げることができる。また高濃
度Ｐ＋拡散層８３真下のみにＰｉＮフォトダイオードが
形成され、静電容量を持つが、分離領域では静電容量を
持たない。その結果、分離領域８５の面積分に相当する
静電容量が小さくなり、さらに応答速度が向上する。ま
た（ｂ）に示すように光が当たらなくてもよい分離領域
８５と拡散抵抗８４のところには、Ａｌなどからなる遮
光層８６を設けてある。
８３のそれよりも十分高く設定される。拡散抵抗の抵抗
値はその幅、長さ、厚み及び不純物濃度によって決定さ
れ、拡散抵抗が形成されている領域で光を吸収させなく
てもよいので、拡散抵抗の厚みや不純物濃度を自由に選
ぶことができる。その結果抵抗値を十分小さく設定する
ことができ、応答速度を上げることができる。また高濃
度Ｐ＋拡散層８３真下のみにＰｉＮフォトダイオードが
形成され、静電容量を持つが、分離領域では静電容量を
持たない。その結果、分離領域８５の面積分に相当する
静電容量が小さくなり、さらに応答速度が向上する。ま
た（ｂ）に示すように光が当たらなくてもよい分離領域
８５と拡散抵抗８４のところには、Ａｌなどからなる遮
光層８６を設けてある。
【００３１】上記の構成を用いて位置を検出するには、
従来のＰＳＤと同様に端子Ａ、Ｂから流れ出る電流を測
定し、式（２）を用いて受光の位置を算出すればよい。
但し従来のＰＳＤと違い、この場合の位置Ｘは離散的な
値をとる。すなわち同一フォトダイオードセルに当たっ
た光は全て同じ出力を出し、同じ位置として算出され
る。従って位置の精度を上げるには、各フォトダイオー
ドセルを微細化すればよい。
従来のＰＳＤと同様に端子Ａ、Ｂから流れ出る電流を測
定し、式（２）を用いて受光の位置を算出すればよい。
但し従来のＰＳＤと違い、この場合の位置Ｘは離散的な
値をとる。すなわち同一フォトダイオードセルに当たっ
た光は全て同じ出力を出し、同じ位置として算出され
る。従って位置の精度を上げるには、各フォトダイオー
ドセルを微細化すればよい。
【００３２】この実施例は、以上のように構成され、ス
イッチアレイを用いる第１の参考例に比べると構成が簡
単で、また走査制御をしなくてもよいので、信号処理装
置１Ｂの構成が簡単になる。そしてＩ１、Ｉ２を同時に
検出できるので、スイッチ走査方式にかかる処理時間は
セル数に比例して増えるのに対し、ＰＳＤ方式の処理時
間が一定であるため、セル数の多いときにはスイッチア
レイを用いた走査方式より速く検出することができる。
イッチアレイを用いる第１の参考例に比べると構成が簡
単で、また走査制御をしなくてもよいので、信号処理装
置１Ｂの構成が簡単になる。そしてＩ１、Ｉ２を同時に
検出できるので、スイッチ走査方式にかかる処理時間は
セル数に比例して増えるのに対し、ＰＳＤ方式の処理時
間が一定であるため、セル数の多いときにはスイッチア
レイを用いた走査方式より速く検出することができる。
【００３３】また従来のＰＳＤと比べ、受光位置検出用
の抵抗とＰｉＮフォトダイオードのアノードの両方を別
々に設けたため、設計の自由度が大きく、拡散抵抗８４
の抵抗値を十分に下げることができ、そして多数の小単
位となるＰｉＮダイオードはその接合容量が小さいた
め、光が照射されてから外部に信号電流を出すまでの時
間が短く、応答速度が向上する。
の抵抗とＰｉＮフォトダイオードのアノードの両方を別
々に設けたため、設計の自由度が大きく、拡散抵抗８４
の抵抗値を十分に下げることができ、そして多数の小単
位となるＰｉＮダイオードはその接合容量が小さいた
め、光が照射されてから外部に信号電流を出すまでの時
間が短く、応答速度が向上する。
【００３４】図９は、本発明の第２の実施例の構成図で
ある。これは、第１の実施例における図８で示した拡散
抵抗８４の代わりに多結晶シリコン抵抗８４Ａを用いた
ものである。そのほかの構成は第１の実施例と同様であ
る。図９の（ａ）は平面パターン、（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｙ−Ｚにおける断面図である。
ある。これは、第１の実施例における図８で示した拡散
抵抗８４の代わりに多結晶シリコン抵抗８４Ａを用いた
ものである。そのほかの構成は第１の実施例と同様であ
る。図９の（ａ）は平面パターン、（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｙ−Ｚにおける断面図である。
【００３５】多結晶シリコン抵抗８４Ａは、Ｎ＋基板８
１上から生成されるのでなく、酸化膜８８を介して蒸着
して形成されている。各抵抗８４Ａが導線８７Ａを介し
て隣接の抵抗と接続されるとともにＰ＋拡散層８３に接
続される。抵抗８４Ａの導電形はｐ形でもｎ形でも構わ
ない。また抵抗として先の図８の拡散抵抗８４と同様に
導線８７Ａを用いず連続した一本の多結晶シリコンの帯
に複数のコンタクトを介して各フォトダイオードセルと
接続してもよい。本実施例は以上のように構成され、多
結晶抵抗を用いることで、抵抗における静電容量が減少
し、さらに応答速度を上げることができる。それによっ
てこれを用いるレーダは一層性能の向上が図れる。
１上から生成されるのでなく、酸化膜８８を介して蒸着
して形成されている。各抵抗８４Ａが導線８７Ａを介し
て隣接の抵抗と接続されるとともにＰ＋拡散層８３に接
続される。抵抗８４Ａの導電形はｐ形でもｎ形でも構わ
ない。また抵抗として先の図８の拡散抵抗８４と同様に
導線８７Ａを用いず連続した一本の多結晶シリコンの帯
に複数のコンタクトを介して各フォトダイオードセルと
接続してもよい。本実施例は以上のように構成され、多
結晶抵抗を用いることで、抵抗における静電容量が減少
し、さらに応答速度を上げることができる。それによっ
てこれを用いるレーダは一層性能の向上が図れる。
【００３６】図１０は、本発明の第３の実施例を示す。
この実施例は、第１または第２の実施例で示したＰＳＤ
８ａ、８ｂを用いて、スイッチによってそれぞれのＰＳ
Ｄの出力が外部端子Ａ、Ｂに接続できるようになってい
る。従来のＰＳＤや上記実施例で示したＰＳＤでは、離
れた位置に同時に２つの光が当たると、出力が両位置の
中間となり、誤動作となってしまう。
この実施例は、第１または第２の実施例で示したＰＳＤ
８ａ、８ｂを用いて、スイッチによってそれぞれのＰＳ
Ｄの出力が外部端子Ａ、Ｂに接続できるようになってい
る。従来のＰＳＤや上記実施例で示したＰＳＤでは、離
れた位置に同時に２つの光が当たると、出力が両位置の
中間となり、誤動作となってしまう。
【００３７】本実施例では、受光位置を検出するとき
に、先ずＳ１、Ｓ２、Ｓ３を導通状態にし、Ｓ４、Ｓ５
を開放状態にし、２つのフォトダイオード８ａ、８ｂが
１つの大きなＰＳＤとして働く。その出力が両端近くを
指す場合には、誤動作の可能性が低いので、そのまま出
力する。出力が中心近い位置を指すとき、離れた両端に
たまたま２つの光が同じに入った可能性があるので、先
ずＳ１、Ｓ４を導通状態にし、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を開放
状態にする。
に、先ずＳ１、Ｓ２、Ｓ３を導通状態にし、Ｓ４、Ｓ５
を開放状態にし、２つのフォトダイオード８ａ、８ｂが
１つの大きなＰＳＤとして働く。その出力が両端近くを
指す場合には、誤動作の可能性が低いので、そのまま出
力する。出力が中心近い位置を指すとき、離れた両端に
たまたま２つの光が同じに入った可能性があるので、先
ずＳ１、Ｓ４を導通状態にし、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を開放
状態にする。
【００３８】その結果右側のＰＳＤ８ｂが切り離され、
左側のＰＳＤ８ａのみによって受光位置が検出される。
次にＳ２、Ｓ５を導通、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４を開放する
と、今度は右側のＰＳＤ８ｂのみによって受光位置が検
出される。このようにＰＳＤをスイッチで走査すること
で、２つ以上の離れたフォトダイオードの同時受光によ
る誤動作を検出することができ、誤った方角値の出力が
防止される。
左側のＰＳＤ８ａのみによって受光位置が検出される。
次にＳ２、Ｓ５を導通、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４を開放する
と、今度は右側のＰＳＤ８ｂのみによって受光位置が検
出される。このようにＰＳＤをスイッチで走査すること
で、２つ以上の離れたフォトダイオードの同時受光によ
る誤動作を検出することができ、誤った方角値の出力が
防止される。
【００３９】次に、本発明の第４の実施例としてさらに
検出速度を向上したＰＳＤを説明する。図１１は、その
構成を示す回路図である。フォトダイオードアレイ８の
各セルの出力がブロッキングダイオード９を介して抵抗
Ｒの列に接続されている。ブロッキングダイオード９は
光電流Ｉが流れる方向に接続されている。ブロッキング
ダイオードは光を受ける必要がないので遮光されても構
わない。
検出速度を向上したＰＳＤを説明する。図１１は、その
構成を示す回路図である。フォトダイオードアレイ８の
各セルの出力がブロッキングダイオード９を介して抵抗
Ｒの列に接続されている。ブロッキングダイオード９は
光電流Ｉが流れる方向に接続されている。ブロッキング
ダイオードは光を受ける必要がないので遮光されても構
わない。
【００４０】フォトダイオードが受光すると光電流Ｉが
流れ、抵抗上の電位が変動し、このときブロッキングダ
イオード９が無ければ、その変動によって他のフォトダ
イオードセルに変位電流が流れる。これはブロッキング
ダイオードが無ければ全てのフォトダイオードセルの接
合静電容量が並列接続されているので静電容量が大きく
なるためである。
流れ、抵抗上の電位が変動し、このときブロッキングダ
イオード９が無ければ、その変動によって他のフォトダ
イオードセルに変位電流が流れる。これはブロッキング
ダイオードが無ければ全てのフォトダイオードセルの接
合静電容量が並列接続されているので静電容量が大きく
なるためである。
【００４１】そこで、フォトダイオードアレイ８の各セ
ルにブロッキングダイオード９を挿入し、ブロッキング
ダイオード９は微小な光電流Ｉを順方向に流すだけの大
きさがあれば十分なので、そのＰＮ接合面積を十分に小
さくすることができる。それによって静電容量による変
位電流が流れにくくなる。これは図１２の等価回路図に
示すようにブロッキンギダイオード９の小さい静電容量
Ｃｊ１を各フォトダイオードセルの静電容量Ｃｊ２と直
列接続して全体の容量を小さくしたからである。
ルにブロッキングダイオード９を挿入し、ブロッキング
ダイオード９は微小な光電流Ｉを順方向に流すだけの大
きさがあれば十分なので、そのＰＮ接合面積を十分に小
さくすることができる。それによって静電容量による変
位電流が流れにくくなる。これは図１２の等価回路図に
示すようにブロッキンギダイオード９の小さい静電容量
Ｃｊ１を各フォトダイオードセルの静電容量Ｃｊ２と直
列接続して全体の容量を小さくしたからである。
【００４２】ブロッキングダイオード９は小さなダイオ
ードで十分なので例えば多結晶シリコンダイオードを用
いてもよい。またＶｃｃは正の電源でなく負の電源を用
いてもよく、この場合には図１３で示すようにダイオー
ドを全て逆に接続する。本実施例は、以上のように構成
され、ブロッキングダイオードの挿入によってＰＳＤ全
体の静電容量を小さくすることができ、その結果働いて
いないフォトダイオードセルが切り離され、ＰＳＤの検
出速度がさらに向上する。
ードで十分なので例えば多結晶シリコンダイオードを用
いてもよい。またＶｃｃは正の電源でなく負の電源を用
いてもよく、この場合には図１３で示すようにダイオー
ドを全て逆に接続する。本実施例は、以上のように構成
され、ブロッキングダイオードの挿入によってＰＳＤ全
体の静電容量を小さくすることができ、その結果働いて
いないフォトダイオードセルが切り離され、ＰＳＤの検
出速度がさらに向上する。
【００４３】図１４及び図１５は、本発明の第５の実施
例の構成を示す。図１５は図１４の交流等価回路図であ
る。この実施例は第４の実施例のブロッキング９の代わ
りにバッファ９Ａを用いたものである。その他の構成は
第４の実施例と同様である。バッファ９Ａの構成として
光電流Ｉを電圧変換用の抵抗Ｒｓで受けて電圧に変換
し、変換された電圧をソースフォロワ形式のＭＯＳＦＥ
Ｔ９Ｃのゲートに印加する。その結果Ｉに比例した電流
ＡｌがＭＯＳＦＥＴ９Ｃのソースから流れ出て、端子
Ａ、Ｂからは電流ＡＩ２及びＡＩ１が流れ出る。このと
きバッファ９Ａの持つ高インピダンスでＡＩ１またはＡ
Ｉ２による変位電流が各フォトダイオードセルに流れ込
むことができなくなる。
例の構成を示す。図１５は図１４の交流等価回路図であ
る。この実施例は第４の実施例のブロッキング９の代わ
りにバッファ９Ａを用いたものである。その他の構成は
第４の実施例と同様である。バッファ９Ａの構成として
光電流Ｉを電圧変換用の抵抗Ｒｓで受けて電圧に変換
し、変換された電圧をソースフォロワ形式のＭＯＳＦＥ
Ｔ９Ｃのゲートに印加する。その結果Ｉに比例した電流
ＡｌがＭＯＳＦＥＴ９Ｃのソースから流れ出て、端子
Ａ、Ｂからは電流ＡＩ２及びＡＩ１が流れ出る。このと
きバッファ９Ａの持つ高インピダンスでＡＩ１またはＡ
Ｉ２による変位電流が各フォトダイオードセルに流れ込
むことができなくなる。
【００４４】またバッファ９Ａ自身の出力静電容量ＣＡ
は、その値が小さいので、バッファ９Ａへ変位電流の流
入もしにくい。この結果、ＰＳＤの応答性が向上され
る。さらにバッファを設けることによって電流が増幅さ
れて大きくなるので検出が容易になるという効果も得ら
れる。
は、その値が小さいので、バッファ９Ａへ変位電流の流
入もしにくい。この結果、ＰＳＤの応答性が向上され
る。さらにバッファを設けることによって電流が増幅さ
れて大きくなるので検出が容易になるという効果も得ら
れる。
【００４５】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。上記ＰＳＤは、抵抗を用いて受光位置を検出する
実施例を示したが、信号源が電圧源とみなせる場合には
使いにくい。例えば図４に示した第２の参考例をスイッ
チの走査でなく、ＰＳＤ方式にしたい場合、圧電式の小
形マイクロフォンを用いると信号源の内部インピーダン
スが高いので電流を取り出すことが難しく、抵抗を使っ
ての位置検出は不可能である。
する。上記ＰＳＤは、抵抗を用いて受光位置を検出する
実施例を示したが、信号源が電圧源とみなせる場合には
使いにくい。例えば図４に示した第２の参考例をスイッ
チの走査でなく、ＰＳＤ方式にしたい場合、圧電式の小
形マイクロフォンを用いると信号源の内部インピーダン
スが高いので電流を取り出すことが難しく、抵抗を使っ
ての位置検出は不可能である。
【００４６】従って本実施例は信号源が電圧源のときに
もＰＳＤを用いることができるようにしたものである。
図１６に示すように、マイクロフォンアレイ５Ａの各小
形マイクロフォンの出力は左右それぞれの増幅器８Ｇを
介して左右の隣接している小形マイクロフォンの出力に
加えられている。増幅器の列の終端が外部端子Ａ及びＢ
となっている。ここでマイクロフォンアレイ５Ａの中心
０から距離ｘだけ離れた小形マイクロフォンのみが受信
しており、その出力電圧をＶとする。すると、Ａに現わ
れる電圧をＶ２、Ｂに現われる電圧をＶ１とする。この
ときΔを小形マイクロフォン配列のピッチとすると、ｌ
ｏｇ（Ｖ２／Ｖ）が
もＰＳＤを用いることができるようにしたものである。
図１６に示すように、マイクロフォンアレイ５Ａの各小
形マイクロフォンの出力は左右それぞれの増幅器８Ｇを
介して左右の隣接している小形マイクロフォンの出力に
加えられている。増幅器の列の終端が外部端子Ａ及びＢ
となっている。ここでマイクロフォンアレイ５Ａの中心
０から距離ｘだけ離れた小形マイクロフォンのみが受信
しており、その出力電圧をＶとする。すると、Ａに現わ
れる電圧をＶ２、Ｂに現われる電圧をＶ１とする。この
ときΔを小形マイクロフォン配列のピッチとすると、ｌ
ｏｇ（Ｖ２／Ｖ）が
【数２】に比例し、ｌｏｇ（Ｖ１／Ｖ）が
【数３】に比例する。
【００４７】従って、ｌｏｇ（Ｖ２／Ｖ１）は２ｘに比
例する。すなわちＶ１、Ｖ２を測定すれば位置ｘを算出
できる。このとき８Ｇの増幅率Ｇが１以外ならなんでも
よい。１より大きくても、小さくても構わない。すなわ
ち増幅器の代わりに減衰器を用いても構わない。以上の
ように、本実施例は、増幅器または減衰器の列を用いる
ことで信号源の内部にインピーダンスが大きくても電流
源と同じく使用することができ、受信位置の高速検出が
できるという効果が得られる。
例する。すなわちＶ１、Ｖ２を測定すれば位置ｘを算出
できる。このとき８Ｇの増幅率Ｇが１以外ならなんでも
よい。１より大きくても、小さくても構わない。すなわ
ち増幅器の代わりに減衰器を用いても構わない。以上の
ように、本実施例は、増幅器または減衰器の列を用いる
ことで信号源の内部にインピーダンスが大きくても電流
源と同じく使用することができ、受信位置の高速検出が
できるという効果が得られる。
【００４８】図１７は、本発明の第７の実施例を示す。
この実施例は図１１に示した第４の実施例のＰＳＤにさ
らにスイッチアレイ６を設けたものである。複数の標的
などによる誤動作の可能性が高い場合に走査スイッチを
走査することで各抵抗とダイオードセルを結ぶ点での電
位を測定できる。標的の位置で電位がピークになるため
に電位のピークの数を調べることで標的の数が分かる。
例えば図１７の場合には２つの標的があることが分か
る。これによって複数の標的によるＰＳＤの誤動作を防
止することができる。
この実施例は図１１に示した第４の実施例のＰＳＤにさ
らにスイッチアレイ６を設けたものである。複数の標的
などによる誤動作の可能性が高い場合に走査スイッチを
走査することで各抵抗とダイオードセルを結ぶ点での電
位を測定できる。標的の位置で電位がピークになるため
に電位のピークの数を調べることで標的の数が分かる。
例えば図１７の場合には２つの標的があることが分か
る。これによって複数の標的によるＰＳＤの誤動作を防
止することができる。
【００４９】なお、上記の実施例では、ＰＳＤに固定抵
抗を用いたが、これに限らず例えば図１８に示すように
抵抗の代わりにＭＯＳＦＥＴやＴＦＴなどのトランジス
タＤを用いてもよい。この場合ＭＯＳＦＥＴやＴＦＴが
線形領域で動作する範囲内でゲート電圧を変えれば感度
及び応答時間を調整することができる。
抗を用いたが、これに限らず例えば図１８に示すように
抵抗の代わりにＭＯＳＦＥＴやＴＦＴなどのトランジス
タＤを用いてもよい。この場合ＭＯＳＦＥＴやＴＦＴが
線形領域で動作する範囲内でゲート電圧を変えれば感度
及び応答時間を調整することができる。
【００５０】上記一次元上の方角を検出する実施例を示
したが、二次元についても同様にできる。例えば前記第
１の参考例の場合、図１９に示すような二次元フォトダ
イオードアレイを二次元のスイッチアレイで走査し、受
光したフォトダイオートを検出することができる。また
は二次元のＰＳＤを用いてもよい。二次元ＰＳＤを用い
た場合にも本発明の高速化手法を適用できる。
したが、二次元についても同様にできる。例えば前記第
１の参考例の場合、図１９に示すような二次元フォトダ
イオードアレイを二次元のスイッチアレイで走査し、受
光したフォトダイオートを検出することができる。また
は二次元のＰＳＤを用いてもよい。二次元ＰＳＤを用い
た場合にも本発明の高速化手法を適用できる。
【００５１】そして光のほかにミリ波やマイクロ波など
の電磁波を用いることができる。変調した連続波を使っ
て反射波の位相ずれを測定する方式のレーダあるいはド
ップラー方式で被検出物体との相対速度を測定するレー
ダについても本発明が同様に適用できる。また本発明の
レーダを車両用の衝突警報、車両距離警報、定速走行装
置や衝突防止装置に適用できる。これらに用いた場合例
えば同じ車線の車両だけに対象を絞ることで誤警報を防
止するなどより細かい制御をすることができる。
の電磁波を用いることができる。変調した連続波を使っ
て反射波の位相ずれを測定する方式のレーダあるいはド
ップラー方式で被検出物体との相対速度を測定するレー
ダについても本発明が同様に適用できる。また本発明の
レーダを車両用の衝突警報、車両距離警報、定速走行装
置や衝突防止装置に適用できる。これらに用いた場合例
えば同じ車線の車両だけに対象を絞ることで誤警報を防
止するなどより細かい制御をすることができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のレーダ
用位置検出センサによれば、複数のフォトダイオードを
アレイ状に配置し、各フォトダイオードの出力をバッフ
ァ回路を介して抵抗列に接続するようにし、フォトダイ
オードと受光位置を検出するための抵抗を別々に分けて
設けたため、光感度を向上させながら、受光から位置信
号が出力するまでの時間を短縮することができ、感度と
応答速度が両立して向上する。そしてとくにバッファ回
路は電圧変換用抵抗とＦＥＴとを備え、フォトダイオー
ドの出力を変換した電圧をＦＥＴのゲートに印加するよ
うにしたので、位置検出センサ全体の静電容量が小さく
なり応答性がより向上するとともに、出力が大きくなり
検出が容易になる。また、上記位置検出センサを用いた
レーダは、可視光または赤外光のビームを送出し、その
反射波を上記の位置検出センサで受けるので、ビームを
走査するための機構がなくても標的の方角を検出するこ
とができ、コスト低減、長期信頼性の向上、処理時間の
短縮という効果を得ることができる。
用位置検出センサによれば、複数のフォトダイオードを
アレイ状に配置し、各フォトダイオードの出力をバッフ
ァ回路を介して抵抗列に接続するようにし、フォトダイ
オードと受光位置を検出するための抵抗を別々に分けて
設けたため、光感度を向上させながら、受光から位置信
号が出力するまでの時間を短縮することができ、感度と
応答速度が両立して向上する。そしてとくにバッファ回
路は電圧変換用抵抗とＦＥＴとを備え、フォトダイオー
ドの出力を変換した電圧をＦＥＴのゲートに印加するよ
うにしたので、位置検出センサ全体の静電容量が小さく
なり応答性がより向上するとともに、出力が大きくなり
検出が容易になる。また、上記位置検出センサを用いた
レーダは、可視光または赤外光のビームを送出し、その
反射波を上記の位置検出センサで受けるので、ビームを
走査するための機構がなくても標的の方角を検出するこ
とができ、コスト低減、長期信頼性の向上、処理時間の
短縮という効果を得ることができる。
【図１】第１の参考例の構成を示す図である。
【図２】参考例に用いられる位置検出装置の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】位置検出装置の等価回路図である。
【図４】第２の参考例の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図６】従来のＰＳＤの構成を示す断面図である。
【図７】本実施例に用いられるＰＳＤの電気回路図であ
る。
る。
【図８】ＰＳＤの構成を示す断面図である。
【図９】第２の実施例を示す図である。
【図１０】第３の実施例を示す回路図である。
【図１１】第４の実施例を示す回路図である。
【図１２】第４の実施例の交流等価回路図である。
【図１３】変形例を示す図である。
【図１４】第５の実施例を示す回路図である。
【図１５】第５の実施例の交流等価回路図である。
【図１６】第６の実施例を示す回路図である。
【図１７】第７の実施例を示す図である。
【図１８】変形例を示す回路図である。
【図１９】二次元位置検出例を示す図である。
【図２０】従来例を示す図である。
【図２１】従来例を示す図である。
１、１Ａ、１Ｂ、１０、１００ 信号処理装置 ２、１１ 発光ダイオード ２Ａ スピーカ ３、、１２、１３ 標的 ４、１４ 集光レンズ ５ フォドダイオードアレイ ５Ａ マイクロフォン ６ スイッチアレイ ７ ＰＳＤ １５ フォドダイオード １６ ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｇ０１Ｓ 15/93 15/10 17/10 15/93 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ａ 17/10 Ｇ０１Ｓ 7/52 Ｄ 17/93 17/88 Ａ (72)発明者 広田 幸嗣 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−112523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−264678（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−163970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−140767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−68969（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−150045（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−124406（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−38010（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/10 - 31/173 H01L 27/14 - 27/148 G01S 7/00 - 17/88
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のフォトダイオードがアレイ状に配
置されており、各フォトダイオードの出力にバッファ回
路が設けられ、該バッファ回路の出力がフォトダイオー
ドの出力端子となる拡散層の抵抗を無視できる大きい抵
抗値を有する抵抗に接続され、該抵抗の他端が隣接して
いるバッファ回路の出力に接続されており、 前記バッファ回路は、フォトダイオードに接続された電
圧変換用の抵抗とＦＥＴとを備え、フォトダイオードの
出力を電圧変換用の抵抗で変換した電圧をＦＥＴのゲー
トに印加するよう構成 されていることを特徴とするレー
ダ用位置検出センサ。 - 【請求項２】 可視光または赤外光のビームを送出する
送出手段と、送出されたビームが標的で反射された反射
波を受信する受信手段とを有し、前記ビームの送出から
反射波を受信するまでの時間から前記標的までの距離を
測定するレーダにおいて、 前記送出されるビームが所定の広がりを有し、かつ受信
手段は請求項１記載のレーダ用位置検出センサを備え、
該レーダ用位置検出センサの両端から抵抗を介して検出
信号を出力し、該出力された検出信号の大きさで前記標
的の方角を得ることを特徴とするレーダ。
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