JPS59133477A - 光角度検出装置 - Google Patents
光角度検出装置Info
- Publication number
- JPS59133477A JPS59133477A JP58007929A JP792983A JPS59133477A JP S59133477 A JPS59133477 A JP S59133477A JP 58007929 A JP58007929 A JP 58007929A JP 792983 A JP792983 A JP 792983A JP S59133477 A JPS59133477 A JP S59133477A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- photodetector
- angle
- optical angle
- detection device
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
本発明は、光の入射方向を検出可能な１チップ光角度検
出装置に関する。
出装置に関する。
従来、太陽などの発光源の方向を検出する装置は、第１
図（ａ）と（ｂ）に示すように、複数の異なる傾斜面を
有する支持体５の前記傾斜面の各々に光検出部１〜４を
設置し、前記光検出部１〜４の各々に入射した光の検出
量の比を利用して前記光の入射方向を検出している。
図（ａ）と（ｂ）に示すように、複数の異なる傾斜面を
有する支持体５の前記傾斜面の各々に光検出部１〜４を
設置し、前記光検出部１〜４の各々に入射した光の検出
量の比を利用して前記光の入射方向を検出している。
従って、高精度な光の入射方向を検出するためには、前
記支持体５の前記傾斜面の各々の相対角度が高精度であ
る必要がある。さらに、複数個の光検出部を必要とする
欠点を有する。このため、高精度な光の入射方向検出が
可能で、小型、かつ廉価な光角度検出装置ｔを作成する
ことは、困難であった。
記支持体５の前記傾斜面の各々の相対角度が高精度であ
る必要がある。さらに、複数個の光検出部を必要とする
欠点を有する。このため、高精度な光の入射方向検出が
可能で、小型、かつ廉価な光角度検出装置ｔを作成する
ことは、困難であった。
本発明は、上記の欠点を除去するため、１つの半導体チ
ップに、基板主表面と異なる傾斜面を形成し、前記傾斜
面と前記基板主表面に光検出部を各々形成することによ
り、光角度検出の高精度化と光角度検出装置の小型化及
び廉価化を実現することを目的としている。
ップに、基板主表面と異なる傾斜面を形成し、前記傾斜
面と前記基板主表面に光検出部を各々形成することによ
り、光角度検出の高精度化と光角度検出装置の小型化及
び廉価化を実現することを目的としている。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第２図は、本発明の光角度検出装置の断面図である。６
は一導伝型半導体基鈑又は埋込み層、７Ｕ−導伝Ｗエピ
タキシャル層、８は前記半導体基板又は埋込み層６の電
極引き出し領域、９は、〈１００〉面を有する前記エピ
タキシャル層７を異方性エツチング工程を用いて形成し
ｆＣｖ型凹部、１０は逆導伝型の不純物拡散層、１１は
絶縁層、例えば酸化膜、１２は光反射防止膜、例えば窒
化膜、１３は配線、１５は、左側の前記Ｖ型凹部９の傾
斜面に光検出窓を有する光検出部、１６は、前記エピタ
キシャル層７の主表面に光検出窓を有する光検出部、１
７は、右側の前記■型凹部９の傾斜面に光検出窓を有す
る光検出部、１４は、前記光検出部１５〜１７に入射す
る光、２０は、前記Ｖ型凹部の略中央に位置している半
導体チップの境界である。ところで、前記半導体チップ
の境界は、半導体チップの境界２０′で示される位置で
もよい。
は一導伝型半導体基鈑又は埋込み層、７Ｕ−導伝Ｗエピ
タキシャル層、８は前記半導体基板又は埋込み層６の電
極引き出し領域、９は、〈１００〉面を有する前記エピ
タキシャル層７を異方性エツチング工程を用いて形成し
ｆＣｖ型凹部、１０は逆導伝型の不純物拡散層、１１は
絶縁層、例えば酸化膜、１２は光反射防止膜、例えば窒
化膜、１３は配線、１５は、左側の前記Ｖ型凹部９の傾
斜面に光検出窓を有する光検出部、１６は、前記エピタ
キシャル層７の主表面に光検出窓を有する光検出部、１
７は、右側の前記■型凹部９の傾斜面に光検出窓を有す
る光検出部、１４は、前記光検出部１５〜１７に入射す
る光、２０は、前記Ｖ型凹部の略中央に位置している半
導体チップの境界である。ところで、前記半導体チップ
の境界は、半導体チップの境界２０′で示される位置で
もよい。
前記光検出部の製造工程は、普通のパイボーラ工程に前
記異方性エツチング工程と前記光反射防止膜形成の工程
を追加したのみである。
記異方性エツチング工程と前記光反射防止膜形成の工程
を追加したのみである。
次に、動作原理について説明する。
前記光検出部１６に前後方向に垂直な而Ｓと前記光１４
のなす角を入射角θとする。但し、前記光１４が前記垂
直面Ｓの左側から入射する場合、θ〉ロ、右側から入射
する場合、θく０と定幀する。
のなす角を入射角θとする。但し、前記光１４が前記垂
直面Ｓの左側から入射する場合、θ〉ロ、右側から入射
する場合、θく０と定幀する。
前記入射角θがθ≧０の時、前記光検出部１５゜１６を
用いて前記光１４の入射角θを検出する。
用いて前記光１４の入射角θを検出する。
検出原理は、前記光検出部１５と１６の光検出面の傾斜
が約５５’異なることを利用し、入射角θに対する前記
光検出部１５の入射光１４ｔと前記光検出装置１６の入
射光１４″Ｉｔとの比Ｒ１が、次式の関係にあることを
利用する。
が約５５’異なることを利用し、入射角θに対する前記
光検出部１５の入射光１４ｔと前記光検出装置１６の入
射光１４″Ｉｔとの比Ｒ１が、次式の関係にあることを
利用する。
ここ′で％ ｓｔｓは前記光検出部１５の受光窓の面
積、８１ｇは前記光検出部１６の受光窓の面積、ηは入
射角θがθである時の光−電気変換効率である。
積、８１ｇは前記光検出部１６の受光窓の面積、ηは入
射角θがθである時の光−電気変換効率である。
同様に、前記入射角θがθ≦０の時、前記光検出部１７
．１６を用いて前記光１４の入射角θを検出する。入射
角θに対する前記光検出部１７の入射光１４量と前記光
検出部１６の入射光１４量との比ｆ（ｒが、次式の関係
にあることを利用する。
．１６を用いて前記光１４の入射角θを検出する。入射
角θに対する前記光検出部１７の入射光１４量と前記光
検出部１６の入射光１４量との比ｆ（ｒが、次式の関係
にあることを利用する。
ここで、Ｓ１７は前記光検出部１７の受光窓の面積であ
る。通常、前記受光窓の面積８１！１と８１７は、等し
い面積に設計されている。
る。通常、前記受光窓の面積８１！１と８１７は、等し
い面積に設計されている。
次に、第３図のブロック図を用いて、本発明の ５−
光角度検出装置を使った集積回路について説明する。
光１４が、光検出部１５〜１７に入射すると、各々の前
記光検出部１５〜１７に入射した光量に比例した電流Ｉ
ｔｓ〜工１７が差動増幅回路２１と可変増幅回路２２に
出力される。前記差動増幅回路２１により前記光検出部
１５．１７の前記電流ｒｔｓ 、 １１７の大小が比較
される。前記電流Ｉｔ、が前記電流ＩＩ？より大である
と判断されると、前記光検出部１６の前記電流１１１１
により、増幅度が制御される可変増幅回路２２の出力に
前記光検出部１６の前記電流工１６により規格化さｆ″
Ｌ穴前記光検出部１５の前記電流Ｉｔｍの信号電圧が出
力され、Ａ／Ｄ変換回路２３に印加される。ところで、
前記差動増幅回路２１により前記光検出部１７の前記電
流１１７が前記光検出部１５の前記電流Ｉｔｌ！より大
であると判断された場合は、可変増幅回路２２の出力に
前記光検出部１６の前記電流工１６により規格化された
前記光検出部１７の前記電流１１１の負の信号電圧が出
力され、Ａ／Ｄ変換回路 ６− ２５に印加される。前記符号を有する信号電圧は、Ａ
／ Ｄ変換回路２３により、例えば符号を含む８ビツト
のデジタル信号に変換され、角度変換回路２４に出力さ
れる。前記角度変換回路２４は、前記デジタル信号に応
じｒ−ＲＯＭ２５のデータを検索し、前記デジタル信号
に対応した符号を含む例えば、８ビツトのデジタル角度
信号を表示変換回路２６に出力する。前記ＲＯＭ２５の
データは、前記（１） 、 （２１式により計算された
ものである。前記表示変換回路２６は、前記デジタル角
度信号を表示信号に変換し、例えば液晶表示装置２７に
出力する。ここで、１５〜１７及び２１〜２６は、同一
チップ上に形成可能である。
記光検出部１５〜１７に入射した光量に比例した電流Ｉ
ｔｓ〜工１７が差動増幅回路２１と可変増幅回路２２に
出力される。前記差動増幅回路２１により前記光検出部
１５．１７の前記電流ｒｔｓ 、 １１７の大小が比較
される。前記電流Ｉｔ、が前記電流ＩＩ？より大である
と判断されると、前記光検出部１６の前記電流１１１１
により、増幅度が制御される可変増幅回路２２の出力に
前記光検出部１６の前記電流工１６により規格化さｆ″
Ｌ穴前記光検出部１５の前記電流Ｉｔｍの信号電圧が出
力され、Ａ／Ｄ変換回路２３に印加される。ところで、
前記差動増幅回路２１により前記光検出部１７の前記電
流１１７が前記光検出部１５の前記電流Ｉｔｌ！より大
であると判断された場合は、可変増幅回路２２の出力に
前記光検出部１６の前記電流工１６により規格化された
前記光検出部１７の前記電流１１１の負の信号電圧が出
力され、Ａ／Ｄ変換回路 ６− ２５に印加される。前記符号を有する信号電圧は、Ａ
／ Ｄ変換回路２３により、例えば符号を含む８ビツト
のデジタル信号に変換され、角度変換回路２４に出力さ
れる。前記角度変換回路２４は、前記デジタル信号に応
じｒ−ＲＯＭ２５のデータを検索し、前記デジタル信号
に対応した符号を含む例えば、８ビツトのデジタル角度
信号を表示変換回路２６に出力する。前記ＲＯＭ２５の
データは、前記（１） 、 （２１式により計算された
ものである。前記表示変換回路２６は、前記デジタル角
度信号を表示信号に変換し、例えば液晶表示装置２７に
出力する。ここで、１５〜１７及び２１〜２６は、同一
チップ上に形成可能である。
第４図（、）と（ｂ）は、本発明の光角度検出装置の正
面図である。前記光検出部１５．１７に直交する配置で
光検出部１８．１９を配置している。前記光検出部１５
，１６．１７によって得られる角度信号と前記光検出部
１６．１８．１９によって得られる角度信号を合成する
ことにより、光１４が前記光角度検出装置の前方のいか
なる方向から入射しても、前記光１４０入射方向を検出
できる。
面図である。前記光検出部１５．１７に直交する配置で
光検出部１８．１９を配置している。前記光検出部１５
，１６．１７によって得られる角度信号と前記光検出部
１６．１８．１９によって得られる角度信号を合成する
ことにより、光１４が前記光角度検出装置の前方のいか
なる方向から入射しても、前記光１４０入射方向を検出
できる。
以上のごとぐ、本発明によれば、異方性エツチング技術
を用いて、同一チップ上に結晶面の特性全利用した精確
な相対角Ｉｆヲ互いに有する傾斜面を形成【２、前記傾
斜面の各々に光検出部を配置しタタめ、高精度に光の入
射方向検出が可能であるとともに、前記光検出部の光−
電流変換信号を入射角情報に変換する回路も、同一チッ
プ上に搭載可能であるため、小型でかつ廉価である等の
効果を有する。
を用いて、同一チップ上に結晶面の特性全利用した精確
な相対角Ｉｆヲ互いに有する傾斜面を形成【２、前記傾
斜面の各々に光検出部を配置しタタめ、高精度に光の入
射方向検出が可能であるとともに、前記光検出部の光−
電流変換信号を入射角情報に変換する回路も、同一チッ
プ上に搭載可能であるため、小型でかつ廉価である等の
効果を有する。
第１［Ｊ（ａ）は従来の光角度検出器の正面図、第１図
（ｂ） ６−を従来の光角度検出器の側面図、第２図は
、本発明の光角度検出装置の断面図、第３図は、本発明
の光角度検出装置を使った集積回路の実施例のブロック
図、第４図（ａ）と（ｂ）は、本発明の光角度検出装置
の正面図である。 １〜４，１５〜１９ ・・・・・・光検出部５・・・
・・・支持体 ６・・・・・・半導体基鈑又は埋込み層７・・・・・・
エピタキシャル層 ８・・・・・・電極引き出し領域 ９・・・・・・Ｖ型凹部 １０・・・・・・不純物拡散層 １１・・・・・・絶縁層 １２・・・・・・光反射防止膜 １３・・・・・・配 線 １４・・団・光 ２０ 、２０’・・・・・・半導体チップの境界２１・
・・・・・差動増幅回路 ２２・・・・・・可費増幅回路 ２３・・・・・・Ａ／Ｄ変換回路 ２４・・・・・・角度変換回路 ２５・・・・・・ＲＯＭ ２６・・・・・・表示変換回路 ２７・・・・・・液晶表示装置 θ・・・・・・入射角 日・・・・・・垂直な面 ９ −
（ｂ） ６−を従来の光角度検出器の側面図、第２図は
、本発明の光角度検出装置の断面図、第３図は、本発明
の光角度検出装置を使った集積回路の実施例のブロック
図、第４図（ａ）と（ｂ）は、本発明の光角度検出装置
の正面図である。 １〜４，１５〜１９ ・・・・・・光検出部５・・・
・・・支持体 ６・・・・・・半導体基鈑又は埋込み層７・・・・・・
エピタキシャル層 ８・・・・・・電極引き出し領域 ９・・・・・・Ｖ型凹部 １０・・・・・・不純物拡散層 １１・・・・・・絶縁層 １２・・・・・・光反射防止膜 １３・・・・・・配 線 １４・・団・光 ２０ 、２０’・・・・・・半導体チップの境界２１・
・・・・・差動増幅回路 ２２・・・・・・可費増幅回路 ２３・・・・・・Ａ／Ｄ変換回路 ２４・・・・・・角度変換回路 ２５・・・・・・ＲＯＭ ２６・・・・・・表示変換回路 ２７・・・・・・液晶表示装置 θ・・・・・・入射角 日・・・・・・垂直な面 ９ −
Claims (4)
- （１）主表面が（１００，＞である半導体基板と、前記
主表面部分に設けた光検出部と、前記基板の表面部分に
異方性エツチング技術で形成し７ｔｖ型凹部と、前記Ｖ
型凹部の側面に設けた光検出部とからなる光角度検出装
置。 - （２）基板主表面部分にＶ型凹部が互いに平行の位置関
係で複数個存在し、前記Ｖ型凹部のいくつかは、゛前記
Ｖ型凹部の一方の側面にのみ第１の光検出部を有し、残
シの前記Ｖ型凹部のいくつかは、前記一方の側面に対向
する位置関係にある側面にのみ第２の光検出部を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光角度検
出装置。 - （３）ｖ型凹部に設けた光検出部群に直交する位置関係
で、さらに他のＶ型凹部と前記他の凹部に設けた光検出
部の群′！ｆ″有することを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の光角度検出装置。 - （４）ｖ型凹部の底面が隣接チップとの境界にあること
を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのい
ずれか記載の光角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007929A JPS59133477A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 光角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007929A JPS59133477A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 光角度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59133477A true JPS59133477A (ja) | 1984-07-31 |
| JPH0237995B2 JPH0237995B2 (ja) | 1990-08-28 |
Family
ID=11679209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58007929A Granted JPS59133477A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 光角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59133477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04151504A (ja) * | 1990-10-15 | 1992-05-25 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 相対角度検出装置 |
| KR20100087183A (ko) * | 2007-10-26 | 2010-08-03 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 광각 선택 광 검출기 장치 |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP58007929A patent/JPS59133477A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04151504A (ja) * | 1990-10-15 | 1992-05-25 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 相対角度検出装置 |
| KR20100087183A (ko) * | 2007-10-26 | 2010-08-03 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 광각 선택 광 검출기 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0237995B2 (ja) | 1990-08-28 |
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