JPS6365341A - 差動形２分割フオトダイオ−ド及びこれを用いたカ−ブプリズム式液体屈折率計 - Google Patents
差動形２分割フオトダイオ−ド及びこれを用いたカ−ブプリズム式液体屈折率計Info
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- JPS6365341A JPS6365341A JP20997986A JP20997986A JPS6365341A JP S6365341 A JPS6365341 A JP S6365341A JP 20997986 A JP20997986 A JP 20997986A JP 20997986 A JP20997986 A JP 20997986A JP S6365341 A JPS6365341 A JP S6365341A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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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〕
本発明は受光面上の明暗ゾーンを検出するフォトダイオ
ードの分割構造及びこれを利用したカーブプリズム式液
体屈折率針に関するものである。
ードの分割構造及びこれを利用したカーブプリズム式液
体屈折率針に関するものである。
一般にカーブプリズム式の液体屈折率計は、基本的には
第２図に示すように構成されており、発光素子としての
発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）１から射出した
光が、屈折率ｎ１の液体２中を通ってカーブプリズム３
のカーブしたプリズム面３ａに到達し、そこで該カーブ
プリズム３の屈折率ｎ、と液体２の屈折率ｎ１との差に
より、入射角θで上記カーブプリズム３のプリズム面３
ａに入射するとした場合、光はスネルの法則に基づいて
屈折角θ’ （ｓｉｎθ／ｓｉｎθ’ ＝ｎｚ／ｎ＋
）で屈折し、さらにカーブプリズム３内を透過して、後
述するように構成された分割構造を有するフォトダイオ
ード４の受光面４ａに入射する。かくして、フォトダイ
オード４の受光面４ａ上では、ＬＥＤ １からの光が入
射する明るい部分５ａと、ＬＥＤ １からの光が入射し
ない暗い部分５ｂとが生じ、その明暗境界線５ｃは上記
プリズム面３ａに対して接線方向に入射する光により形
成され且つカーブプリズム３のプリズム面３ａの長手方
向に平行に延びることになる。
第２図に示すように構成されており、発光素子としての
発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）１から射出した
光が、屈折率ｎ１の液体２中を通ってカーブプリズム３
のカーブしたプリズム面３ａに到達し、そこで該カーブ
プリズム３の屈折率ｎ、と液体２の屈折率ｎ１との差に
より、入射角θで上記カーブプリズム３のプリズム面３
ａに入射するとした場合、光はスネルの法則に基づいて
屈折角θ’ （ｓｉｎθ／ｓｉｎθ’ ＝ｎｚ／ｎ＋
）で屈折し、さらにカーブプリズム３内を透過して、後
述するように構成された分割構造を有するフォトダイオ
ード４の受光面４ａに入射する。かくして、フォトダイ
オード４の受光面４ａ上では、ＬＥＤ １からの光が入
射する明るい部分５ａと、ＬＥＤ １からの光が入射し
ない暗い部分５ｂとが生じ、その明暗境界線５ｃは上記
プリズム面３ａに対して接線方向に入射する光により形
成され且つカーブプリズム３のプリズム面３ａの長手方
向に平行に延びることになる。
ここで、フォトダイオード４は、第３図に示すように、
その受光面４ａがカーブプリズム３のプリズム面３ａの
長手方向に沿って、即ち入射光の明暗境界線５ｃに平行
に、中央で４ａ＋（Ａゾーン）及び４ａｚ（Ｂゾーン）
の二つの領域に分割された、受光面積比が１：１の差動
形２分割フォトダイオードを使用している。
その受光面４ａがカーブプリズム３のプリズム面３ａの
長手方向に沿って、即ち入射光の明暗境界線５ｃに平行
に、中央で４ａ＋（Ａゾーン）及び４ａｚ（Ｂゾーン）
の二つの領域に分割された、受光面積比が１：１の差動
形２分割フォトダイオードを使用している。
このような構成のカーブプリズム式液体屈折率針によれ
ば、液体２の屈折率ｎ、の値に従って、プリズム面３ａ
に対して接線方向に入射する光の屈折角θ。が決定され
ることから、フォトダイオード４の受光面４ａ上におけ
る明暗境界線５ｃが第３図において上下方向に移動し、
フォトダイオード４はその受光量にほぼ比例する電流を
出力するので、この電流を測定すればＡゾーンとＢゾー
ンとの出力比により、明暗境界線５ｃの位置が得られる
ことになる。従って、この明暗境界線５Ｃの位置に基づ
いて屈折角θ。が求められ、式 ％式％ により液体２の屈折率ｎ、が算出されるのである。
ば、液体２の屈折率ｎ、の値に従って、プリズム面３ａ
に対して接線方向に入射する光の屈折角θ。が決定され
ることから、フォトダイオード４の受光面４ａ上におけ
る明暗境界線５ｃが第３図において上下方向に移動し、
フォトダイオード４はその受光量にほぼ比例する電流を
出力するので、この電流を測定すればＡゾーンとＢゾー
ンとの出力比により、明暗境界線５ｃの位置が得られる
ことになる。従って、この明暗境界線５Ｃの位置に基づ
いて屈折角θ。が求められ、式 ％式％ により液体２の屈折率ｎ、が算出されるのである。
その際、上記のように２分割フォトダイオードを使用す
ることによって、カーブプリズム３の汚れやＬＥＤＩの
発光パワーの変化等による入射光量の変化が、フォトダ
イオード４の受光面４ａの二つの分割領域４ａ＋及び４
ａ２の受光量の比から求められ、これに基づいて測定値
が較正され得るようになっている。
ることによって、カーブプリズム３の汚れやＬＥＤＩの
発光パワーの変化等による入射光量の変化が、フォトダ
イオード４の受光面４ａの二つの分割領域４ａ＋及び４
ａ２の受光量の比から求められ、これに基づいて測定値
が較正され得るようになっている。
しかしながら、このように構成されたカーブプリズム式
液体屈折率針においては、個々の屈折率計固有のＬＥＤ
、カーブプリズム、フォトダイオードの光学的位置関係
のバラツキがあり、従って明暗境界線５Ｃの位置は一定
の幅をもつことになりまた上記差動形２分割フォトダイ
オードの測定レンジは、その受光面特に受光面４ａｚの
幅により制限される。かくして、受光面積比が１：１で
ある差動形２分割フォトダイオードを使用する場合には
、その最適な取付は位置が個々の屈折率計によって異な
るので、フォトダイオードの取付は位置の調整が個別に
必要となり且つこの位置調整は自動化が困難であって、
多大な労力と時間を要するために、生産性の点でも問題
があった。
液体屈折率針においては、個々の屈折率計固有のＬＥＤ
、カーブプリズム、フォトダイオードの光学的位置関係
のバラツキがあり、従って明暗境界線５Ｃの位置は一定
の幅をもつことになりまた上記差動形２分割フォトダイ
オードの測定レンジは、その受光面特に受光面４ａｚの
幅により制限される。かくして、受光面積比が１：１で
ある差動形２分割フォトダイオードを使用する場合には
、その最適な取付は位置が個々の屈折率計によって異な
るので、フォトダイオードの取付は位置の調整が個別に
必要となり且つこの位置調整は自動化が困難であって、
多大な労力と時間を要するために、生産性の点でも問題
があった。
本発明は、以上の点に鑑み、取付は位置の調整が不要で
あるフォトダイオード及びこのフォトダイオードを使用
したカーブプリズム式液体屈折率計を提供することを目
的としている。
あるフォトダイオード及びこのフォトダイオードを使用
したカーブプリズム式液体屈折率計を提供することを目
的としている。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記目的は、
本発明によれば、１チップ上に、受光面積を異ならせた
一組の受光面を形成したことを特徴とする差動形２分割
フォトダイオードにより達成される。
本発明によれば、１チップ上に、受光面積を異ならせた
一組の受光面を形成したことを特徴とする差動形２分割
フォトダイオードにより達成される。
この発明によれば、所望の測定に際して、差動形２分割
フォトダイオードのチップ上に形成された受光面のうち
、幅の広い受光面により明暗境界線の測定を行い且つ幅
の狭い受光面により入射光量による較正を行うことによ
り、差動形２分割フォトダイオードの厳密な位置調整を
必要とせずに正確な明暗境界線の位置検出が可能となる
。
フォトダイオードのチップ上に形成された受光面のうち
、幅の広い受光面により明暗境界線の測定を行い且つ幅
の狭い受光面により入射光量による較正を行うことによ
り、差動形２分割フォトダイオードの厳密な位置調整を
必要とせずに正確な明暗境界線の位置検出が可能となる
。
さらに上記目的は、明暗境界線を検出する受光素子とし
て、１チップ上に受光面積を異ならせた一組の受光面を
形成した構造の差動形２分割フォトダイオードを使用し
て明暗境界線の検出を行うようにしたカーブプリズム式
液体屈折率計により達成される。
て、１チップ上に受光面積を異ならせた一組の受光面を
形成した構造の差動形２分割フォトダイオードを使用し
て明暗境界線の検出を行うようにしたカーブプリズム式
液体屈折率計により達成される。
この発明によれば、個々の屈折率計固有の光学的位置関
係のバラツキに対して、差動形２分割フォトダイオード
を最適な取付は位置に個別に調整する必要がな（、カー
ブプリズム式液体屈折率計に取り付けられた差動形２分
割フォトダイオードのチップ上に形成されている受光面
のうち、幅の広い受光面により明暗境界線の測定を行い
、また幅の狭い受光面により入射光量による較正を行う
ことにより、差動形２分割フォトダイオードの出力に関
して直線性の良好な部分が広くなるので、検出すべき液
体の屈折率の正確な測定が可能となる。
係のバラツキに対して、差動形２分割フォトダイオード
を最適な取付は位置に個別に調整する必要がな（、カー
ブプリズム式液体屈折率計に取り付けられた差動形２分
割フォトダイオードのチップ上に形成されている受光面
のうち、幅の広い受光面により明暗境界線の測定を行い
、また幅の狭い受光面により入射光量による較正を行う
ことにより、差動形２分割フォトダイオードの出力に関
して直線性の良好な部分が広くなるので、検出すべき液
体の屈折率の正確な測定が可能となる。
以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。
説明する。
第１図は本発明による差動形２分割フォトダイオードの
一実施例を示す概略平面図であって、この差動形２分割
フォトダイオード１０には、−組の受光面積の異なる受
光面１１．１２が各々検出すべき明暗境界線に平行に並
んで１チップ上に形成されている。本実施例では、受光
面１１は広い幅αを有し、受光面１２は受光面１１より
狭い幅βを有している。
一実施例を示す概略平面図であって、この差動形２分割
フォトダイオード１０には、−組の受光面積の異なる受
光面１１．１２が各々検出すべき明暗境界線に平行に並
んで１チップ上に形成されている。本実施例では、受光
面１１は広い幅αを有し、受光面１２は受光面１１より
狭い幅βを有している。
上記受光面ＩＬ １２の間には、分割線１３が形成され
ており、受光面１１がＡゾーンを、また受光面１２がＢ
ゾーンをそれぞれ構成している。尚、差動形２分割フォ
トダイオード１０の周縁部には各受光面１１及び１２に
接続された電極１１ａ、 １２ａ及び給電用の電極１４
ａ、 １４ｂが設けられている。
ており、受光面１１がＡゾーンを、また受光面１２がＢ
ゾーンをそれぞれ構成している。尚、差動形２分割フォ
トダイオード１０の周縁部には各受光面１１及び１２に
接続された電極１１ａ、 １２ａ及び給電用の電極１４
ａ、 １４ｂが設けられている。
本発明による差動形２分割フォトダイオードの実施例は
以上のように構成されており、例えばある測定に関して
、その基準となる明暗境界線がａ、ｌである場合には、
差動形２分割フォトダイオード１０の受光面１１．１２
を使用して測定を行うことになり、その場合、差動形２
分割フォトダイオード１０の受光面１１．１２の電極１
１ａ、 １２ａからの出力電流を測定することにより、
受光面１１についての出力電流が明暗境界線の位置を表
わし、さらに受光面１２についての出力電流が入射光量
の絶対量を表わすことから、受光面１１．１２について
の出力電流の比に基づいて、明暗境界線の較正された位
置が求められることになる。かくして差動形２分割フォ
トダイオード１０をカーブプリズム式液体屈折率計の受
光素子として使用した場合には、測定すべき液体の屈折
率ｎｌが一義的に得られる。
以上のように構成されており、例えばある測定に関して
、その基準となる明暗境界線がａ、ｌである場合には、
差動形２分割フォトダイオード１０の受光面１１．１２
を使用して測定を行うことになり、その場合、差動形２
分割フォトダイオード１０の受光面１１．１２の電極１
１ａ、 １２ａからの出力電流を測定することにより、
受光面１１についての出力電流が明暗境界線の位置を表
わし、さらに受光面１２についての出力電流が入射光量
の絶対量を表わすことから、受光面１１．１２について
の出力電流の比に基づいて、明暗境界線の較正された位
置が求められることになる。かくして差動形２分割フォ
トダイオード１０をカーブプリズム式液体屈折率計の受
光素子として使用した場合には、測定すべき液体の屈折
率ｎｌが一義的に得られる。
また、基準となる明暗境界線がｂ−ｂ’である場合にも
、上記と同様に差動形２分割フォトダイオード１０の受
光面１１．１２を使用して測定を行うことになり、その
場合、受光面１１．１２についての出力電流の比に基づ
いて、明暗境界線の較正された位置が求められる。従っ
て、広い範囲に亘って明暗境界線の位置検出が可能であ
り、かくして差動形２分割フォトダイオード１０をカー
ブプリズム式液体屈折率計の受光素子として使用した場
合には、差動形２分割フォトダイオード１０の取付は位
置の調整を行うことなく、測定すべき液体の屈折率ｎ。
、上記と同様に差動形２分割フォトダイオード１０の受
光面１１．１２を使用して測定を行うことになり、その
場合、受光面１１．１２についての出力電流の比に基づ
いて、明暗境界線の較正された位置が求められる。従っ
て、広い範囲に亘って明暗境界線の位置検出が可能であ
り、かくして差動形２分割フォトダイオード１０をカー
ブプリズム式液体屈折率計の受光素子として使用した場
合には、差動形２分割フォトダイオード１０の取付は位
置の調整を行うことなく、測定すべき液体の屈折率ｎ。
が一義的に得られる。
尚、受光面１２の幅βは、入射される光の幅と測定すべ
き明暗境界線のシフト幅Ｘとを考慮して選定されるが、
一般的には受光面１２が入射光の幅から外れないように
なるべく小さく選定することが望ましい。
き明暗境界線のシフト幅Ｘとを考慮して選定されるが、
一般的には受光面１２が入射光の幅から外れないように
なるべく小さく選定することが望ましい。
以上述べたように本発明によれば、１チップ上に受光面
積を異ならせた一組の受光面を形成して差動形２分割フ
ォトダイオードを構成したから、所望の測定に際して、
差動形２分割フォトダイオードのチップ上に形成された
受光面のうち、幅の広い受光面により明暗境界線の測定
を行い且つ幅の狭い受光面により入射光量による較正を
行うことになる。従って、明暗境界線の広い移動範囲に
ついて、差動形２分割フォトダイオードの厳密な位置調
整を必要とせずに、正確な明暗境界線の位置検出が可能
となる。
積を異ならせた一組の受光面を形成して差動形２分割フ
ォトダイオードを構成したから、所望の測定に際して、
差動形２分割フォトダイオードのチップ上に形成された
受光面のうち、幅の広い受光面により明暗境界線の測定
を行い且つ幅の狭い受光面により入射光量による較正を
行うことになる。従って、明暗境界線の広い移動範囲に
ついて、差動形２分割フォトダイオードの厳密な位置調
整を必要とせずに、正確な明暗境界線の位置検出が可能
となる。
さらに本発明によれば、カーブプリズム式液体屈折率計
の明暗境界線を検出する受光素子として１チップ上に、
受光面積を異ならせた一組の受光面を形成した構造の差
動形２分割フォトダイオードを使用して明暗境界線の検
出を行うようにしているから、個々の屈折率計固有の光
学的位置関係のバラツキやフォトダイオードのチップと
そのパッケージとの間の位置関係のバラツキに対して、
差動形２分割フォトダイオードを最適な取付は位置にな
るように個別に調整する必要がなく、カーブプリズム式
液体屈折率針に取り付けられた差動形２分割フォトダイ
オードのチップ上に形成された受光面のうち、幅の広い
受光面により明暗境界線の測定を行い且つ幅の狭い受光
面により入射光量による較正を行うことにより、差動形
２分割フォトダイオードの出力に関して直線性の良好な
部分が広くなるので、検出すべき液体の屈折率の正確な
測定が広い範囲に亘って可能となる。
の明暗境界線を検出する受光素子として１チップ上に、
受光面積を異ならせた一組の受光面を形成した構造の差
動形２分割フォトダイオードを使用して明暗境界線の検
出を行うようにしているから、個々の屈折率計固有の光
学的位置関係のバラツキやフォトダイオードのチップと
そのパッケージとの間の位置関係のバラツキに対して、
差動形２分割フォトダイオードを最適な取付は位置にな
るように個別に調整する必要がなく、カーブプリズム式
液体屈折率針に取り付けられた差動形２分割フォトダイ
オードのチップ上に形成された受光面のうち、幅の広い
受光面により明暗境界線の測定を行い且つ幅の狭い受光
面により入射光量による較正を行うことにより、差動形
２分割フォトダイオードの出力に関して直線性の良好な
部分が広くなるので、検出すべき液体の屈折率の正確な
測定が広い範囲に亘って可能となる。
従って、カーブプリズム式液体屈折率計において、その
受光素子として差動形２分割フォトダイオードを取り付
ける際に、この作業を機械により自動化することが可能
となり、従来これに要した多大な労力及び時間が大幅に
低減され得る。
受光素子として差動形２分割フォトダイオードを取り付
ける際に、この作業を機械により自動化することが可能
となり、従来これに要した多大な労力及び時間が大幅に
低減され得る。
第１図は、本発明による差動形２分割フォトダイオード
の一実施例を示す概略平面図である。 第２図は従来の差動形２分割フォトダイオードを使用し
たカーブプリズム式液体屈折率計の概略側面図、第３図
は第２図の液体屈折率計で使用されている差動形２分割
フォトダイオードを示す概略平面図である。 １−・−・・ＬＥＤｉ２・−液体；３−・・−カーブプ
リズム；４．１０・−・差動形２分割フォトダイオード
ｉｌｌ、１２−・−・受光面ｉ １３−分割線； ｌｌ
ａ、 １２ａ、 １４ａ、 １４ｂ−電極。
の一実施例を示す概略平面図である。 第２図は従来の差動形２分割フォトダイオードを使用し
たカーブプリズム式液体屈折率計の概略側面図、第３図
は第２図の液体屈折率計で使用されている差動形２分割
フォトダイオードを示す概略平面図である。 １−・−・・ＬＥＤｉ２・−液体；３−・・−カーブプ
リズム；４．１０・−・差動形２分割フォトダイオード
ｉｌｌ、１２−・−・受光面ｉ １３−分割線； ｌｌ
ａ、 １２ａ、 １４ａ、 １４ｂ−電極。
Claims (2)
- （１）１チップ上に、受光面積を異ならせた一組の受光
面を形成したことを特徴とする、差動形２分割フォトダ
イオード。 - （２）明暗境界線を検出する受光素子として、１チップ
上に受光面積を異ならせた一組の受光面を形成した構造
の差動形２分割フォトダイオードを使用して、明暗境界
線の検出を行うようにしたことを特徴とする、カーブプ
リズム式液体屈折率計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20997986A JPS6365341A (ja) | 1986-09-06 | 1986-09-06 | 差動形２分割フオトダイオ−ド及びこれを用いたカ−ブプリズム式液体屈折率計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20997986A JPS6365341A (ja) | 1986-09-06 | 1986-09-06 | 差動形２分割フオトダイオ−ド及びこれを用いたカ−ブプリズム式液体屈折率計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365341A true JPS6365341A (ja) | 1988-03-23 |
Family
ID=16581847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20997986A Pending JPS6365341A (ja) | 1986-09-06 | 1986-09-06 | 差動形２分割フオトダイオ−ド及びこれを用いたカ−ブプリズム式液体屈折率計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6365341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004198214A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Denso Corp | 雨滴および光検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125041A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-19 | Showa Denko Kk | 偏光型示差屈折計 |
-
1986
- 1986-09-06 JP JP20997986A patent/JPS6365341A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125041A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-19 | Showa Denko Kk | 偏光型示差屈折計 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004198214A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Denso Corp | 雨滴および光検出装置 |
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