JP5906943B2 - 光センサ - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1〜図4に基づいて、本実施形態に係る光センサを説明する。以下においては、互いに直交の関係にある2方向を、仰角方向、方位角方向と示す。そして、図2では、受光素子11a〜11dの形成領域を明りょうとするために、遮光膜15下の受光素子11a〜11dの外形輪郭線を破線で示し、開口部16下の受光素子11a〜11dにドットのハッチングを入れている。
次に、本発明の第2実施形態を、図6〜図12に基づいて説明する。第2実施形態に係る光センサ100は、第1実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第1実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与している。
11a〜11d・・・受光素子
30・・・パルス生成部
50・・・PWM信号生成部
70・・・算出部
100・・・光センサ
Claims (11)
- 複数の受光素子(11a〜11d)、及び、複数の前記受光素子それぞれに入射する光の入射角度を規定する規定部(13)を有し、複数の前記受光素子の出力信号に基づいた複数の検出信号(V1〜V3)を出力する検出信号出力部(10)と、
前記検出信号に基づいて、前記受光素子に蓄積された電荷をリセットするリセットパルス信号を生成するパルス生成部(30)と、
前記検出信号と前記リセットパルス信号とに基づいて、PWM信号を生成するPWM信号生成部(50)と、
前記PWM信号のデューティ比(D)に基づいて光の入射角度を算出する算出部(70)と、を有し、
前記パルス生成部は、複数の前記検出信号の内、最も時間変化の大きい第1検出信号(V1)に基づいて、前記リセットパルス信号を生成し、
前記PWM信号生成部は、前記リセットパルス信号に含まれるパルスが自身に入力された際における、前記第1検出信号を除く検出信号(V2,V3)の電圧を閾値電圧とし、この閾値電圧と前記第1検出信号との差分に基づいて、前記PWM信号を生成することを特徴とする光センサ。 - 前記検出信号出力部は、複数の前記受光素子の出力信号を加算する加算部(18a〜18c)を有し、
前記検出信号の少なくとも1つは、前記加算部の出力信号であることを特徴とする請求項1に記載の光センサ。 - 前記検出信号出力部は、2行2列に配置された4つの前記受光素子を有し、
前記規定部は、4つの前記受光素子に対応して、前記受光素子の上方に位置する遮光膜(15)に形成された1つの開口部(16)を有し、
4つの前記受光素子それぞれは平面矩形状を成し、隣り合う領域の間隔が等しく一定となっており、
前記加算部として、
4つの前記受光素子の出力信号を加算して、前記第1検出信号を出力する第1加算部(18a)と、
第1行第1列目に位置する受光素子(11a)若しくは第2行第2列目に位置する受光素子(11d)の出力信号、及び、第1行第2列目に位置する受光素子(11b)の出力信号を加算して、第2検出信号を出力する第2加算部(18b)と、
第1行第1列目に位置する受光素子若しくは第2行第2列目に位置する受光素子の出力信号、及び、第2行第1列目に位置する受光素子(11c)の出力信号を加算して、第3検出信号を出力する第3加算部(18c)と、を有することを特徴とする請求項2に記載の光センサ。 - 前記受光素子の平面形状は正方形であり、
前記隣り合う領域の平面形状は、中心から4つの端部までの長さが相等しい十字形であることを特徴とする請求項3に記載の光センサ。 - 前記検出信号出力部は、1行2列に配置された2つの前記受光素子(11a,11b)と、1つの前記受光素子(11c)と、を有し、
前記規定部は、1行2列に配置された2つの前記受光素子に対応して、前記受光素子の上方に位置する遮光膜に形成された第1開口部(16a)と、1つの前記受光素子に対応して、前記遮光膜に形成された第2開口部(16b)と、を有し、
1行2列に配置された2つの前記受光素子それぞれは平面矩形状を成し、隣り合う領域の間隔が等しく一定となり、
1行2列に配置された2つの前記受光素子それぞれは、前記第1開口部によって、行方向に沿う光の入射角度が規定され、
1つの前記受光素子は、前記第2開口部によって、列方向に沿う光の入射角度が規定されており、
前記加算部として、1行2列に配置された2つの前記受光素子の出力信号を加算して、前記第1検出信号を出力する第1加算部(18a)を有し、
前記第1検出信号を除く検出信号として、1行2列に配置された2つの前記受光素子の一方の出力信号、及び、1つの前記受光素子の出力信号を有することを特徴とする請求項2に記載の光センサ。 - 前記受光素子の平面形状は正方形であり、
前記隣り合う領域の平面形状は、矩形であることを特徴とする請求項5に記載の光センサ。 - 前記検出信号出力部は、前記受光素子として、第1受光素子と、少なくとも1つの第2受光素子と、を有し、
前記第1受光素子の出力信号が、前記第1検出信号であり、
前記第2受光素子の出力信号が、前記第1検出信号を除く検出信号であることを特徴とする請求項1に記載の光センサ。 - 前記検出信号出力部は、前記受光素子に対応して、前記受光素子の上方に位置する遮光膜に形成された開口部を有し、
前記開口部は、前記第1受光素子に対応する第1開口部と、前記第2受光素子に対応する第2開口部と、を有し、
前記第1受光素子の受光面積は、前記第2受光素子の受光面積よりも広く、
前記受光素子と前記遮光膜とが並ぶ方向に沿って、前記第1受光素子の受光面に投影される第1開口部の投影面積は、前記第2受光素子の受光面に投影される第2開口部の投影面積よりも広くなっていることを特徴とする請求項7に記載の光センサ。 - 前記リセットパルス信号は、電圧レベルの異なる第1信号と第2信号とから成り、
前記パルス生成部は、前記第1検出信号の電圧レベルが閾値以下の場合に第1信号、前記第1検出信号の電圧レベルが閾値より大きい場合に第2信号を出力する性質を有し、
前記受光素子は、電源とグランドとの間に逆接続されたフォトダイオードであり、
前記検出信号出力部は、前記受光素子のカソード電極と電源との間に設けられたスイッチ部(17a〜17d)を有し、
前記スイッチ部は、前記第1信号が入力された際に駆動状態となり、前記電源と前記受光素子とが電気的に接続されることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項に記載の光センサ。 - 前記PWM信号生成部は、
前記閾値電圧を保持する保持部(51)と、
該保持部から出力される前記閾値電圧が第1入力端子に入力され、前記第1検出信号が第2入力端子に入力されるコンパレータ(52)と、を有することを特徴とする請求項1〜9いずれか1項に記載の光センサ。 - 前記リセットパルス信号は、電圧レベルの異なる第1信号と第2信号とから成り、
前記保持部は、前記コンパレータの第1入力端子に一端が接続され、他端が前記検出信号出力部に接続されたトランジスタ(51a)と、前記第1入力端子と前記トランジスタとの間に一端が接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサ(51b)と、を有し、
前記トランジスタは、前記第1信号が入力された際に駆動状態となることを特徴とする請求項10に記載の光センサ。
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