JPH0221291A - 光検出装置 - Google Patents
光検出装置Info
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- JPH0221291A JPH0221291A JP63170970A JP17097088A JPH0221291A JP H0221291 A JPH0221291 A JP H0221291A JP 63170970 A JP63170970 A JP 63170970A JP 17097088 A JP17097088 A JP 17097088A JP H0221291 A JPH0221291 A JP H0221291A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、移動物体を検知する光検出装置に関するもの
である。
である。
従来よりこの種の光検出装置としては、例えば移動物体
として人間を対象とするものでは、自動化技術（１９８
６年、１８巻、１２号、ｐＨｌ〜Ｐ１１６゜増田昇他お
よび１９８６年、１８巻、６号、Ｐ５９〜Ｐ６５゜田中
敏晴他）には、多面体ミラーによる空間フィルタと、赤
外域の波長を検知する焦電赤外センサとを組合せた焦電
型人間検知センサや多面体ミラーの代りにフレネルレン
ズを組み合わせたものが紹介されている。
として人間を対象とするものでは、自動化技術（１９８
６年、１８巻、１２号、ｐＨｌ〜Ｐ１１６゜増田昇他お
よび１９８６年、１８巻、６号、Ｐ５９〜Ｐ６５゜田中
敏晴他）には、多面体ミラーによる空間フィルタと、赤
外域の波長を検知する焦電赤外センサとを組合せた焦電
型人間検知センサや多面体ミラーの代りにフレネルレン
ズを組み合わせたものが紹介されている。
この種の焦電型人間検知センサは、人体がある容積を有
し、移動する物体であることに着目し、超音波やマイク
ロウェーブを室内に放射しておき、入室する人体からの
反射波を受信し、送偏波と反射波との周波数差を検出し
て移動物体であることを検知するドツプラ原理利用の侵
入者検出器である。これは元来無人の空間に侵入してく
る人体を検出するもので、人が多数在室している場合、
何人在室しているかの計測用には適尚ではないが、無人
か有人かの識別は環境にもよるが、可能としている。
し、移動する物体であることに着目し、超音波やマイク
ロウェーブを室内に放射しておき、入室する人体からの
反射波を受信し、送偏波と反射波との周波数差を検出し
て移動物体であることを検知するドツプラ原理利用の侵
入者検出器である。これは元来無人の空間に侵入してく
る人体を検出するもので、人が多数在室している場合、
何人在室しているかの計測用には適尚ではないが、無人
か有人かの識別は環境にもよるが、可能としている。
しかしながら、上述した従来の焦電型人間検知センナは
、空間フィルタの形状を任意の形に加工するには制約が
あった。また、焦電赤外センナは、通常では形状が小さ
く、位置合わせ精度を必要とするので、光学系を単純化
することは困難であった。
、空間フィルタの形状を任意の形に加工するには制約が
あった。また、焦電赤外センナは、通常では形状が小さ
く、位置合わせ精度を必要とするので、光学系を単純化
することは困難であった。
したがって本発明は、前述した従来の事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、大面積化（高精度化）、
空間フィルタ形状の設計自由度の向上、光学系の単純化
および低価格化を実現可能とした光検出装置を提供する
ことにある。
れたものであり、その目的は、大面積化（高精度化）、
空間フィルタ形状の設計自由度の向上、光学系の単純化
および低価格化を実現可能とした光検出装置を提供する
ことにある。
本発明による光検出装置は、アモルファスシリコン光電
変換素子上に空間フィルタを形成する電極膜を設けて構
成したものである。
変換素子上に空間フィルタを形成する電極膜を設けて構
成したものである。
本発明においては、アモルファスシリコン光１１を変換
素子から出力を取り出す電極膜を兼ねた空間フィルタが
個々の移動物体に対応する形状に形成できるので、アモ
ルファスシリコン光電変換素子の大面積化と合わせて移
動物体の検出対象が拡大される。
素子から出力を取り出す電極膜を兼ねた空間フィルタが
個々の移動物体に対応する形状に形成できるので、アモ
ルファスシリコン光電変換素子の大面積化と合わせて移
動物体の検出対象が拡大される。
第１図は本発明による光検出装置の一実施例全示す要部
断面図である。同図において、１は透光性ガラス基板、
２はガラス基板１上に透明導電膜により形成された共通
電極、３は共通電極２上に積層形成されたＰｉＮ形アモ
ルファス／リコン層、４はアモルファスシリコン層３上
に共通電極２と対向してアルミニウム膜により形成され
た空間フィルタ機能を兼ね備えたくし形構造の対向電極
であり、この対向電極４は、第２図に平面図で示すよう
に互いに対称とする第１のくし形電極４Ａと第２のくし
形電極４Ｂとが各棒状電極を互いに等ピッチで組合せて
構成されている。また、各電極４Ａ、４Ｂの端部には電
極端子４ｍ、４ｂが形成され、さらに共通電極２の端部
にも電極端子２ａが形成さｔている。
断面図である。同図において、１は透光性ガラス基板、
２はガラス基板１上に透明導電膜により形成された共通
電極、３は共通電極２上に積層形成されたＰｉＮ形アモ
ルファス／リコン層、４はアモルファスシリコン層３上
に共通電極２と対向してアルミニウム膜により形成され
た空間フィルタ機能を兼ね備えたくし形構造の対向電極
であり、この対向電極４は、第２図に平面図で示すよう
に互いに対称とする第１のくし形電極４Ａと第２のくし
形電極４Ｂとが各棒状電極を互いに等ピッチで組合せて
構成されている。また、各電極４Ａ、４Ｂの端部には電
極端子４ｍ、４ｂが形成され、さらに共通電極２の端部
にも電極端子２ａが形成さｔている。
このような構成によると、ＰｉＮ形アモルファスシリコ
ン層３が共通電極２と対向する対向電極４とで挾持され
た光起電力型の光電変換素子５が構成されるとともに対
向電極４が第１のくし形電極４Ａと第２のくし形電極４
Ｂとで空間フィルタを構成しているので、光電変換素子
５への外部光６の投射により、アモルファスシリコン層
３では横方向の絶縁性が萬く、縦方向に大部分の電流が
流れる。このため、電極端子４ａ、４ｂから取出される
信号は、くし形電極４Ａ、４Ｂ上に投射される光成分の
ものであり、スリット全配置した場合とほぼ岡等の効果
が得られることになる。
ン層３が共通電極２と対向する対向電極４とで挾持され
た光起電力型の光電変換素子５が構成されるとともに対
向電極４が第１のくし形電極４Ａと第２のくし形電極４
Ｂとで空間フィルタを構成しているので、光電変換素子
５への外部光６の投射により、アモルファスシリコン層
３では横方向の絶縁性が萬く、縦方向に大部分の電流が
流れる。このため、電極端子４ａ、４ｂから取出される
信号は、くし形電極４Ａ、４Ｂ上に投射される光成分の
ものであり、スリット全配置した場合とほぼ岡等の効果
が得られることになる。
また、このような構成によると、アモルファスシリコン
は導電率が通常Ｐ層で１０ 〜１０−７＜ ５ｃ１ｎ−
’ ）ｓ、ｒｘ、ｉ層テ１０−９〜１Ｏ−１０（Ｓｃｒ
ｎ−’）程度、Ｎ層で１０（ＳＣｒｎ）程度と低く、ま
た、形成されるアモルファスシリコン層３の膜厚ハＰｉ
Ｎ層を加算しても約１μｍ以下であり、横方向に数μｍ
以上の間隔をとってあれば、横方向にはほとんど絶縁に
近い状態となる。したがって横方向に分離することが不
要となり、対向電極４のパターン形状を変更するのみで
任意の形状に空間フィルタが形成できる。
は導電率が通常Ｐ層で１０ 〜１０−７＜ ５ｃ１ｎ−
’ ）ｓ、ｒｘ、ｉ層テ１０−９〜１Ｏ−１０（Ｓｃｒ
ｎ−’）程度、Ｎ層で１０（ＳＣｒｎ）程度と低く、ま
た、形成されるアモルファスシリコン層３の膜厚ハＰｉ
Ｎ層を加算しても約１μｍ以下であり、横方向に数μｍ
以上の間隔をとってあれば、横方向にはほとんど絶縁に
近い状態となる。したがって横方向に分離することが不
要となり、対向電極４のパターン形状を変更するのみで
任意の形状に空間フィルタが形成できる。
第３図は前述した第１図の光電変換素子５の信号処理回
路を示したものである。同図において、１１は差動増幅
器、１２゛は直流（ＤＣ）カットフィルタ、１３はバン
ドパスフィルタ、１４ハＩｉｌｌｉ１ｍ電圧ｖＩＩを入
力とする第１のウィンドウコンパレータ、１５は閾値電
圧Ｖ、を入力とする第２のウィンドウコンパレータ、１
６はオア論理回路である。
路を示したものである。同図において、１１は差動増幅
器、１２゛は直流（ＤＣ）カットフィルタ、１３はバン
ドパスフィルタ、１４ハＩｉｌｌｉ１ｍ電圧ｖＩＩを入
力とする第１のウィンドウコンパレータ、１５は閾値電
圧Ｖ、を入力とする第２のウィンドウコンパレータ、１
６はオア論理回路である。
このような構成において、前述したくし形電極４Ａ、４
Ｂの出力は、その電極端子４ｍ、４ｂから差動増幅器１
１に入力され、その差をと９、増幅する。ここで、光電
変換素子５上に投影される像が２ｘ（電極幅Ｗ１＋電極
電極Ｗｚ）分移動すると、１周期の明暗変化を起し、光
電変換素子５で電気信号に変換されｂｏなお、この電気
信号の周波数は検知する移動物体の速度により決定され
る。この電気信号はＤＣカットフィルタ１２に入力され
、バンドパスフィルタ１３は検知すべき移動物体の信号
周波数を通過させる。ウィンドウコンパレータ１４，１
５はこの信号変化が閾値電圧Ｖ、 、 Ｖ。
Ｂの出力は、その電極端子４ｍ、４ｂから差動増幅器１
１に入力され、その差をと９、増幅する。ここで、光電
変換素子５上に投影される像が２ｘ（電極幅Ｗ１＋電極
電極Ｗｚ）分移動すると、１周期の明暗変化を起し、光
電変換素子５で電気信号に変換されｂｏなお、この電気
信号の周波数は検知する移動物体の速度により決定され
る。この電気信号はＤＣカットフィルタ１２に入力され
、バンドパスフィルタ１３は検知すべき移動物体の信号
周波数を通過させる。ウィンドウコンパレータ１４，１
５はこの信号変化が閾値電圧Ｖ、 、 Ｖ。
を越えたときにオア論理回路１６へ信号が出力される。
この場合、信号変化は移動物体の動きにより正負の両方
が出力されるので、第１のウィンドウコンパレータ１４
および第２のウィンドウコンパレータ１５にそれぞれ閾
値′電圧Ｖ３．ｖＬが設定される。
が出力されるので、第１のウィンドウコンパレータ１４
および第２のウィンドウコンパレータ１５にそれぞれ閾
値′電圧Ｖ３．ｖＬが設定される。
第４図は第１図に示す光゛電変換素子５に移動物体２１
の像を投影させる光学系を示したものであり、このよう
に構成される光電変換素子５は特に小さなスポットに外
部光６を集める必要もないので、同図（＆）に示すよう
に１枚の凸レンズ２２もしくは同図（ｂ）に示すように
透光穴２３息を有する遮蔽板２３を用いても良い。
の像を投影させる光学系を示したものであり、このよう
に構成される光電変換素子５は特に小さなスポットに外
部光６を集める必要もないので、同図（＆）に示すよう
に１枚の凸レンズ２２もしくは同図（ｂ）に示すように
透光穴２３息を有する遮蔽板２３を用いても良い。
第５図は前述した空間フィルタを構成する対向電極４の
他の実施例を示す要部平面図である。同図においては、
第１のくし形電極４Ａおよび第２のくし形電極４Ｂの出
力差動外を取るのに寄与しない電極部に遮光膜７をそれ
ぞれ設けることにより、信号出力の直流分を減じ、差動
利得を大きく取ることができる。または当該電極部パタ
ーン下の共通電極を取り去っても良い。
他の実施例を示す要部平面図である。同図においては、
第１のくし形電極４Ａおよび第２のくし形電極４Ｂの出
力差動外を取るのに寄与しない電極部に遮光膜７をそれ
ぞれ設けることにより、信号出力の直流分を減じ、差動
利得を大きく取ることができる。または当該電極部パタ
ーン下の共通電極を取り去っても良い。
このような構成によれば、アモルファスシリコン光電変
換素子５は大面積化に適しており、歩留り低下の影響を
受けずに大面積化（高感度化）が容易となる。これによ
って信号自体が大きく取れるので、信号処理回路が高級
な回路部品全必要とせず、低コストで構成できる。また
、光学系も単純となる。また、アモルファスシリコン層
３に空間フィルタを構成するくし形電極４Ａ、４Ｂは、
半導体集積回路の製作に用いるフォトリングラフィなど
の技術がそのまま利用できるので、数μｍ〜数十μｍの
加工棺度を得るのは容易であり、形状も自由に設定でき
る。これによって検出移動物体２１の対象が拡大され、
個々の移動物体２１に対応する形状が選べることになる
。また、検出不可能な各種の検出移動物体２１の動きも
アモルファスシリコン光電変換素子５の大面積化と合わ
せてデザインルールを微細化せずに検出できるようにな
る。
換素子５は大面積化に適しており、歩留り低下の影響を
受けずに大面積化（高感度化）が容易となる。これによ
って信号自体が大きく取れるので、信号処理回路が高級
な回路部品全必要とせず、低コストで構成できる。また
、光学系も単純となる。また、アモルファスシリコン層
３に空間フィルタを構成するくし形電極４Ａ、４Ｂは、
半導体集積回路の製作に用いるフォトリングラフィなど
の技術がそのまま利用できるので、数μｍ〜数十μｍの
加工棺度を得るのは容易であり、形状も自由に設定でき
る。これによって検出移動物体２１の対象が拡大され、
個々の移動物体２１に対応する形状が選べることになる
。また、検出不可能な各種の検出移動物体２１の動きも
アモルファスシリコン光電変換素子５の大面積化と合わ
せてデザインルールを微細化せずに検出できるようにな
る。
なお、前述した実施例においては、アモルファスシリコ
ン光電変換素子として光起電力型を用いた場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
導電率型金用いても同様の効果が得られることは言うま
でもない。
ン光電変換素子として光起電力型を用いた場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
導電率型金用いても同様の効果が得られることは言うま
でもない。
以上説明し九ように本発明による光検出装置は、アモル
ファスシリコン光電変換素子上に空間フィルタを構成す
る電極膜を設けて構成したことにより、大面積化、すな
わち高感度化および移動物体に対応する空間フィルタが
容易に得られるので、検出対象が拡大され、従来検出不
可能であった移動物体の検出が簡単な構成でしかも低コ
ストで実現できるという極めて優れた効果が得られる。
ファスシリコン光電変換素子上に空間フィルタを構成す
る電極膜を設けて構成したことにより、大面積化、すな
わち高感度化および移動物体に対応する空間フィルタが
容易に得られるので、検出対象が拡大され、従来検出不
可能であった移動物体の検出が簡単な構成でしかも低コ
ストで実現できるという極めて優れた効果が得られる。
第１図は本発明による光検出装置の一実施例金子す要部
断面図、第２図は第１図の対向電極を示す平面図、第３
図は信号処理回路を示すブロック図、第４図（ａ） 、
（ｂ）は光学系ｆ：説明する要部断面図、第５図は対
向電極の他の実施例を示す平面図である。 １＠・・・透光性ガラス基板、２・・・・共通電極、２
ａ ・−・・電極端子、３・・・・ＰＩＮ形アモルファ
スＺリコン層、４・・・・対向電極、４Ａ・・・・第１
のくし形電極、４Ｂ・・・・第２のくし形電極、５−會
・φ光電変換素子、６・・・・外部光、７・・・・遮光
膜、１１・・・・差動増幅器、１２＠−・・直流（ＤＣ
）カットフィルタ、１３−・・−バンドパスフィルタ、
１４＊ｅ＊−第１のウィンドウコンパレータ、１５１１
・・・＠２のウィンドウコンパレータ、１６・・・・オ
ア論理回路、２１・・・・移動物体、２２・・・・凸レ
ンズ、２３・・・・遮蔽板、２３ａ・・透光穴。 第 図
断面図、第２図は第１図の対向電極を示す平面図、第３
図は信号処理回路を示すブロック図、第４図（ａ） 、
（ｂ）は光学系ｆ：説明する要部断面図、第５図は対
向電極の他の実施例を示す平面図である。 １＠・・・透光性ガラス基板、２・・・・共通電極、２
ａ ・−・・電極端子、３・・・・ＰＩＮ形アモルファ
スＺリコン層、４・・・・対向電極、４Ａ・・・・第１
のくし形電極、４Ｂ・・・・第２のくし形電極、５−會
・φ光電変換素子、６・・・・外部光、７・・・・遮光
膜、１１・・・・差動増幅器、１２＠−・・直流（ＤＣ
）カットフィルタ、１３−・・−バンドパスフィルタ、
１４＊ｅ＊−第１のウィンドウコンパレータ、１５１１
・・・＠２のウィンドウコンパレータ、１６・・・・オ
ア論理回路、２１・・・・移動物体、２２・・・・凸レ
ンズ、２３・・・・遮蔽板、２３ａ・・透光穴。 第 図
Claims (5)
- （１）アモルファスシリコン光電変換素子上に空間フィ
ルタを構成する電極膜を設けたことを特徴とする光検出
装置。 - （２）請求項１記載の光検出装置において、電極膜の出
力変化を検知して物体移動を検知する構成としたことを
特徴とする光検出装置。 - （３）請求項１記載の光検出装置において、前記電極膜
は１組以上のくし形電極膜を組合せて構成したことを特
徴とする光検出装置。 - （４）請求項１記載の光検出装置において、前記電極膜
は２組のくし形電極膜を組合せて構成し、かつ該くし形
電極膜の出力差動分を得るのに寄与しない電極膜部に遮
光膜を設けたことを特徴とする光検出装置。 - （５）請求項１記載の光検出装置において、共通電極を
くし形電極膜の出力差動分を得るのに寄与する部分にの
み設けたことを特徴とする光検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170970A JPH0221291A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170970A JPH0221291A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 光検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221291A true JPH0221291A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15914741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63170970A Pending JPH0221291A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221291A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0460489A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 駐車場監視システム |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63170970A patent/JPH0221291A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0460489A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 駐車場監視システム |
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