專利名稱：Photo-detection device and image display device的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光檢測裝置及圖像顯示裝置，例如涉及利用受光元件測定外界的照度 的裝置。
背景技術：
利用照度計，例如調(diào)節(jié)液晶畫面的背光源的亮度或者自動點亮路燈等，測定外界 的亮度而控制對象。在這樣的照度計上，采用將接受的光的強度(光強度)變換為與之對應的電流的 受光元件。但是，由于用作受光元件的材料的硅(Si)對紅外光具有靈敏度的峰值，為了使傳 感器得到針對例如可見光、紫外光等規(guī)定波長區(qū)域的光的靈敏度，組合兩個受光元件而得 到所希望的光譜特性，該兩個受光元件的光譜特性不同，即在該波長區(qū)域有差分，而在其它 區(qū)域截斷輸出。如此，通過適當?shù)亟M合光譜特性不同的受光元件，能夠檢測出可見光中的光而實 現(xiàn)接近肉眼的光譜特性，或者探測紫外光。作為這樣組合兩個受光元件而得到所希望的光譜特性的技術，有以下專利文獻1 的“半導體光檢測裝置”。專利文獻1 日本特開平1-207640號公報該技術中，在P型襯底上形成兩個不同深度的N型層來形成兩個不同光譜特性的 光電二極管，通過取得兩者的電流差分來探測紫外區(qū)域的光。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在傳統(tǒng)技術中，在改善SN比而提高靈敏度時，需要增大受光元件的電流，為 此需要增大受光元件本身。如果受光元件增大，則存在形成該受光元件的IC芯片也大型化，難以進行傳感器 的小型化的問題。因此，本發(fā)明的目的在于提供小型且靈敏度良好的光檢測裝置等。本發(fā)明為了達成上述目的，在第1方面的發(fā)明中，提供一種光檢測裝置，其特征在 于具備根據(jù)入射的光發(fā)生電荷的受光元件；將所述發(fā)生的電荷蓄積在所述受光元件的蓄 積單元；以及輸出與蓄積在所述蓄積單元的所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量的輸 出單元。在第2方面的發(fā)明中，根據(jù)第1方面提供的光檢測裝置，其特征在于具備對入射 到所述受光元件的所述希望波長的入射光以外的光進行遮光的遮光單元，所述輸出單元輸 出蓄積在所述蓄積單元的電荷量作為與所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量。在第3方面的發(fā)明中，根據(jù)第1方面或第2方面提供的光檢測裝置，其特征在于 所述蓄積單元使所述受光元件的規(guī)定電極成為電氣開路端，從而使所述電荷蓄積。
在第4方面的發(fā)明中，根據(jù)第3方面提供的光檢測裝置，其特征在于所述受光元 件的所述規(guī)定電極經(jīng)由規(guī)定開關連接到恒壓源，該恒壓源用于將蓄積在這些受光元件中的 電荷復位，所述蓄積單元通過截止所述開關，使所述規(guī)定電極成為電氣開路端。在第5方面的發(fā)明中，根據(jù)第3方面提供的光檢測裝置，其特征在于具備復位單 元，通過將所述受光元件的所述規(guī)定電極連接到規(guī)定恒壓源，該復位單元將蓄積在所述受 光元件的電荷復位。在第6方面的發(fā)明中，根據(jù)第1方面提供的光檢測裝置，其特征在于所述受光元 件利用第一受光元件和第二受光元件構(gòu)成，其中第一受光元件設有對入射的所述所希望波 長的入射光以外的光進行遮光的第一遮光單元，該第二受光元件設有對入射的光進行遮光 的第二遮光單元，所述蓄積單元使所述發(fā)生的電荷蓄積于所述第一受光元件和所述第二 受光元件，所述輸出單元具備取得蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷量 的差分的差分取得單元，并將該差分作為與所述所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量 加以輸出。在第7方面的發(fā)明中，根據(jù)第6方面提供的光檢測裝置，其特征在于所述第一受 光元件和所述第二受光元件中受光和蓄電的特性相同。在第8方面的發(fā)明中，根據(jù)第1方面提供的光檢測裝置，其特征在于所述受光元 件利用第一受光元件和具有不同于所述第一受光元件的光譜特性的第二受光元件構(gòu)成，所 述蓄積單元使所述發(fā)生的電荷蓄積到所述第一受光元件和所述第二受光元件，所述輸出單 元具備取得蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷量的差分的差分取得單 元，并將該差分作為與所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量加以輸出。在第9方面的發(fā)明中，提供一種光檢測裝置，其特征在于具備根據(jù)接受的光發(fā)生 電荷的第一受光元件；根據(jù)接受的光發(fā)生電荷且具有不同于所述第一受光元件的光譜特性 的第二受光元件；使所述發(fā)生的電荷蓄積于所述第一受光元件和所述第二受光元件的蓄積 單元；取得蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷的差分的差分取得單元； 以及輸出所述取得的差分的差分輸出單元。在第10方面的發(fā)明中，根據(jù)第6方面至第9方面的任一方面提供的光檢測裝置， 其特征在于所述蓄積單元使所述第一受光元件和所述第二受光元件的規(guī)定電極成為電氣 開路端。在第11方面的發(fā)明中，根據(jù)第10方面提供的光檢測裝置，其特征在于所述第一 受光元件和所述第二受光元件的所述規(guī)定電極經(jīng)由規(guī)定開關連接到恒壓源，該恒壓源用于 復位蓄積在這些受光元件的電荷，通過使所述開關截止，所述蓄積單元使所述規(guī)定電極成 為電氣開路端。在第12方面的發(fā)明中，根據(jù)第10方面或第11方面提供的光檢測裝置，其特征在 于所述差分取得單元根據(jù)所述第一受光元件和所述第二受光元件的、所述規(guī)定電極間的 電壓差，取得所述蓄積的電荷的差分。在第13方面的發(fā)明中，根據(jù)第10方面提供的光檢測裝置，其特征在于具備復位 單元，該復位單元通過將所述第一受光元件和所述第二受光元件的所述規(guī)定電極連接至規(guī) 定恒壓源，復位蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷。在第14方面的發(fā)明中，根據(jù)第6方面至第13方面的任一方面提供的光檢測裝置，其特征在于具備驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元以所述差分輸出單元輸出差分的定時驅(qū)動所述差 分取得單元。在第15方面的發(fā)明中，根據(jù)第6方面至第14方面的任一方面提供的光檢測裝置， 其特征在于具備緩沖單元，該緩沖單元根據(jù)光源發(fā)射的光強度的變動緩沖發(fā)生在所述差 分輸出單元輸出的差分的變動。在第16方面的發(fā)明中，根據(jù)第1方面至第15方面的任一方面提供的光檢測裝置， 其特征在于具備變更單元，該變更單元按照光的強度變更所述蓄積單元蓄積電荷的時間。在第17方面的發(fā)明中，提供一種圖像顯示裝置，其特征在于具備第1方面至第 16方面的任一方面所述的光檢測裝置；顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述光檢測裝置的 輸出來判斷外界亮度的亮度判斷單元；以及根據(jù)所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的 亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。(發(fā)明效果)依據(jù)本發(fā)明，能夠提供小型且靈敏度良好的光檢測裝置等。


圖1是表示一例形成有光電二極管的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示意地表示光電二極管的光譜特性的圖。圖3是用于說明光檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是用于說明光電二極管的輸出的飽和的示意圖。圖5是表示變形例的光檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示變形例的光檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表示變形例的光檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示另一實施方式的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是表示另一實施方式的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖11是表示變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是表示數(shù)字化電路和數(shù)字輸出光檢測電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖13是表示與數(shù)字化電路相關的時序圖。圖14是表示另一實施方式的數(shù)字化電路和數(shù)字輸出光檢測電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖15是表示另一實施方式的與數(shù)字化電路相關的時序圖。圖16是表示一例形成有光電二極管的半導體裝置的圖。圖17是示意地表示利用了光電二極管的差分的光譜特性的圖。圖18是用于說明光電二極管的輸出的飽和的示意圖。圖19是用于說明屏蔽電磁波噪聲的例子的圖。附圖標記說明1光電二極管；2光電二極管；3P型襯底；4N型層；5N型層；6半導體裝置；7N型層； 10光檢測裝置；12照度判定部；13放大器；14放大器；15差分電路；16復位電路；17開關； 18開關；19直流電源；21比較器；22直流電源；31定時器時鐘；32開關；33開關；41積分 電路；51P型層；57多晶硅層；71計數(shù)器電路；72時鐘；73差分運算部；75數(shù)字輸出光檢測電路；77數(shù)字化電路；78數(shù)字化電路；101光學濾波器；102遮光層。
具體實施例方式(1)實施方式的概要[關于光檢測裝置的實施方式]光檢測裝置10(圖3)使光譜特性不同的光電二極管1、2的陰極端子、或者以設置 光學濾波器的光電二極管1和設置遮光層的光電二極管2處于開路端狀態(tài)，在一定時間的 期間由蓄積在它們的電荷的差分檢測出所希望波長區(qū)域的光強度。光電二極管1、2采用蓄積電荷的方式，因此即便光電流較小，也能進行蓄積而得 到檢測所需要的電荷，能夠?qū)崿F(xiàn)形成光電二極管1、2的半導體裝置的小型化/高探測能力 化。此外，可根據(jù)光強度改變電荷的蓄積時間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)較寬的動態(tài)范圍，或者在 差分檢測時間歇驅(qū)動差分檢測所需要的元素而能夠抑制電力消耗量，或者將輸出平均化而 能夠降低閃爍的影響。[關于光檢測半導體裝置的實施方式]使檢測對象的光透射到光電二極管1、2(圖8(a))的受光面，并通過設置具有導電 性的屏蔽部，來抑制因從外部進入的電磁波而在光電二極管1、2中感應的電荷。此外，通過將光的透射率依賴于波長的兩種濾波器(圖10(a))分別設置在光電 二極管1、2的受光面，能夠在它們的光譜特性上設置差分。屏蔽部或濾波器能夠由例如多晶硅或規(guī)定導電型的半導體的薄膜構(gòu)成，并且通過 將它們的制造工藝結(jié)合到半導體制造工藝，能夠容易地制造。[關于數(shù)字輸出光檢測電路的實施方式]使光電二極管1、2蓄積的電荷的量與時鐘對應而生成與電荷的量對應的計數(shù)值， 由此將蓄積的電荷的量變換為數(shù)字值。這有對蓄積的電荷變化至規(guī)定量的時鐘脈沖數(shù)進行計數(shù)的方式(圖12)；對規(guī)定 基準脈沖的期間內(nèi)光電二極管1、2重復電荷的蓄積/復位的次數(shù)進行計數(shù)的方式(圖14)。再者，對數(shù)字化的光電二極管1、2的輸出進行運算，能夠以數(shù)字值的方式輸出其差分。在該方式中，通過計數(shù)器或時鐘等的簡單的結(jié)構(gòu)，能夠得到數(shù)字值，無需使用A/D 轉(zhuǎn)換器等的復雜邏輯。(2)實施方式的詳細本實施方式大致分為[光檢測裝置]、[光檢測半導體裝置]及[數(shù)字輸出光檢測 電路]，以下按照順序?qū)λ鼈冞M行說明。此外，以下采用光電二極管作為受光元件進行說明，但是也可以使用例如光電晶 體管等其它的元件。[關于光檢測裝置的實施方式]傳統(tǒng)的光檢測裝置取得光電二極管發(fā)生的電流的差分而測定光強度，但為了改善 SN比，并得到充分的靈敏度，需要增大受光元件的電流，為此需要增大受光元件的面積。因此，要提高靈敏度，則半導體裝置及形成該半導體裝置的IC芯片的尺寸變大，存在傳感器難以小型化的問題。因此，在本實施方式中，采用這樣的方式即，一定時間蓄積光電二極管中發(fā)生的 電荷，用放大器放大蓄積的電荷而取得差分的方式。圖1是表示一例本實施方式中采用的形成光電二極管的半導體裝置的圖。半導體裝置6為例如在材料中形成硅的單結(jié)晶的裝置，由形成為P型的P型襯底 3和N型的區(qū)域即N型層4、5構(gòu)成。N型層4、5從P型襯底3的表面形成到規(guī)定深度，而N型層4形成到比N型層5深 的位置。再者，由N型層4和P型襯底3構(gòu)成光電二極管1，由N型層5和P型襯底3構(gòu)成 光電二極管2。當光入射到半導體裝置6的受光面(表面)時，通過光的能量，在PN結(jié)部生 成電子和空穴，能以電壓或電流的方式得到其輸出。光從受光面入射后到達PN結(jié)部之前透射N型層，但N型層的光透射率依賴于光的 波長和N型層的厚度，因此光電二極管1、2顯示不同的光譜特性。在此，光譜特性是指光電二極管的輸出與入射的光波長的對應關系(依賴關系)， 也稱為光譜靈敏度或光譜靈敏度特性等。如此，光電二極管1用作第一受光元件，通過接受的光而發(fā)生電荷，光電二極管2 用作第二受光元件，通過接受的光而發(fā)生電荷且具有與第一受光元件不同的光譜特性。圖2是示意地表示光電二極管1 (PDl)和光電二極管2 (PD2)的光譜特性的圖。此 外，圖2是用于說明概念的示意圖，所以并沒有嚴緊地繪出?？v軸表示光電二極管發(fā)生的輸出(電流、電壓等)，橫軸表示入射的光的波長。此 外，入射的光的光強度一定。在本例中，光電二極管2的光譜靈敏度特性的峰值波長比光電二極管1更加靠近 短波長一側(cè)，使光電二極管2的峰值波長的靈敏度大于光電二極管1，紅外區(qū)域(波長大致 長于700[nm]的區(qū)域)中的靈敏度成為與光電二極管1相同。因此，若取兩者的差分，則紅外區(qū)域中的輸出被截斷，能夠得到可見光區(qū)域的靈敏度。光電二極管1、2的光譜特性可根據(jù)N型層的厚度等而個別地進行調(diào)節(jié)，因此適當 地形成光電二極管1、2的光譜特性而取得它們的輸出的差分，由此能夠得到所希望的光譜 特性。圖3是用于說明本實施方式的光檢測裝置10的結(jié)構(gòu)的圖。光檢測裝置10例如用作測定外界的照度的照度計，用于調(diào)節(jié)便攜電話的液晶顯 示畫面中背光源的亮度。光電二極管1、2是光譜特性分別不同的光電二極管，構(gòu)成為輸出的差分接近于肉 眼的光譜特性。光電二極管1的陽極端子接地，陰極端子與放大器13連接并且經(jīng)由開關17連接 到直流電源19。開關17由晶體管等的開關元件構(gòu)成，根據(jù)來自復位電路16的復位信號對光電二 極管1和直流電源19的連接進行導通/截止。放大器13由運算放大器等的放大電路構(gòu)成，探測光電二極管1的陰極端子的電壓并加以放大，輸出至差分電路15。放大器13例如成為使輸入阻抗無限大而不會從光電二極管1流入電流，能夠不影 響光電二極管1中產(chǎn)生的電壓的情況下對其進行放大。直流電源19例如由恒壓電路構(gòu)成，當開關17導通時，使光電二極管1的陰極端子 成為基準電壓。另一方面，當開關17截止時，陰極端子成為電氣開路端狀態(tài)(浮置狀態(tài))而在光 電二極管1中蓄積對應于光強度的電荷。這時，光電二極管1通過直流電源19來反向偏置，因此陰極端子的電壓因光電二 極管1產(chǎn)生的電子而降低。如此，能以蓄積在光電二極管1的電荷的量為電壓進行探測。而且，該降低的速度 與電子生成的速度即光強度成反比例。再次，當開關17導通時，蓄積在光電二極管1的電荷復位到初始狀態(tài)，陰極端子 的電壓成為基準電壓。開關18、光電二極管2、放大器14的結(jié)構(gòu)分別與開關17、光電二極管1、放大器14 相同。復位電路16以規(guī)定間隔對開關17、18發(fā)送復位信號，使開關17、18同時導通/截止。再者，通過使開關17、18導通，復位電路16使光電二極管1、2的陰極端子的電壓 復位至基準電壓(即，將蓄積在光電二極管1、2的電荷復位到初始值)，且通過截止來使光 電二極管1、2蓄積電荷。如此，通過使第一受光元件和第二受光元件的端子成為開路端狀態(tài)，復位電路16 和開關17、18用作蓄積該受光元件發(fā)生的電荷的蓄積單元，并且通過將第一受光元件和第 二受光元件的規(guī)定電極(這時陰極端子)連接至規(guī)定恒壓源(直流電源19)，復位電路16 和開關17、18用作對蓄積在該受光元件的電荷進行復位的復位單元。差分電路15接受從放大器13和放大器14輸出的電壓，生成它們的差分，并將該 差分輸出至照度判定部12。如此，差分電路15用作取得蓄積在第一受光元件(光電二極管1)和第二受光元 件(光電二極管2)的電荷的差分的差分取得單元，并且作用將該取得后的差分(向照度判 定部12)輸出的差分輸出單元。此外，差分電路15根據(jù)第一受光元件(光電二極管1)和第二受光元件(光電二 極管2)的、規(guī)定電極間(陰極端子間)的電壓差，取得這些受光元件蓄積的電荷的差分。照度判定部12與復位電路16的復位信號同步地采樣取得從差分電路15輸出的 電壓的差分(例如剛要復位之前)，并根據(jù)該差分判定照度。照度判定部12存儲例如差分與照度的對應，由此能夠判定外界的照度。照度判定部12利用光檢測裝置10 (在此，從光檢測裝置10除去照度判定部12 后的結(jié)構(gòu))的輸出，作為判斷外界的亮度的亮度判斷單元起作用。此外，雖然未做圖示，但是照度判定部12例如與調(diào)節(jié)液晶顯示裝置的背光源的亮 度的亮度調(diào)節(jié)部連接，該亮度調(diào)節(jié)部成為根據(jù)照度判定部12的判定結(jié)果調(diào)節(jié)液晶顯示裝 置的背光源的亮度。
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在此液晶顯示裝置用作顯示圖像的圖像顯示單元，亮度調(diào)節(jié)部作用根據(jù)照度判定 部12判斷的亮度調(diào)節(jié)圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。對如上構(gòu)成的光檢測裝置10的動作進行說明。首先，對光電二極管1的動作進行說明。當復位電路16使開關17導通時，通過直流電源19，光電二極管1的陰極端子成為 基準電壓，使蓄積在光電二極管1的電荷復位到初始值。接著，當復位電路16使開關17截止時，光電二極管1從直流電源19切斷，此外放 大器13的輸入阻抗為無限大，因此成為陰極端子從電路電氣切斷的開路端狀態(tài)。這時，光電二極管1如圖中的虛線框所示，PN結(jié)面像電容器一樣作用，蓄積因光而 產(chǎn)生的電荷。又，因直流電源19而反向偏置，因此通過蓄積在光電二極管1的電荷而陰極端子 的電壓以對應于光強度的速度降低。復位電路16重復開關17的導通/截止，因此光電二極管1的陰極端子的電壓重復 基準電壓(電荷復位)一電壓降低(電荷蓄積)一基準電壓(電荷復位)一...的狀態(tài)。 該情況示于圖13(a)。光電二極管2也同樣地，與光電二極管1同步地重復基準電壓一電壓降低一基準 電壓一· · ·的狀態(tài)，但由于光電二極管1、2的光譜特性不同，所以電壓降低的速度不同。因此，在放大光電二極管1、2的輸出之后，由差分電路15取得其差分時，該差分成 為蓄積在光電二極管1、2的電荷的差，即對應于照度的值。因此，照度判定部12在復位之后經(jīng)過規(guī)定時間后(例如，剛要進行下一次的復位 之前)探測到差分電路15的輸出時，能夠檢測從復位到探測為止的期間蓄積在光電二極管 1、2的電荷的差分作為電壓差，由此能夠判定照度。如上所述，在光檢測裝置10中，不同光譜特性的兩個受光元件(光電二極管1、2) 的輸出連接至放大器的輸入，并且受光元件能夠成為浮置狀態(tài)。此外，光檢測裝置10成為這樣的方式利用直流電源19和復位電路16，成為以一 定周期復位受光元件的電荷的機構(gòu)，由此以一定周期對受光元件蓄積電荷，輸出由放大器 放大后的信號的差。并且，能夠通過得到不同光譜特性的兩個受光元件的電壓的輸出差來得到所希望 的光譜特性。此外，放大器的輸入電壓Vin由受光元件的總電容C和因光照度而發(fā)生的電荷Q 以Vin = Q/C的公式?jīng)Q定，所以能夠通過減小受光元件的電容來提高傳感器靈敏度。這意味著隨著傳感器的小型化提高傳感器的靈敏度，從傳感器的小型化觀點來看 成為有利的性質(zhì)。此外，光檢測裝置10例如測定室內(nèi)的照度，但這只是一個例子，通過適當?shù)匦纬?光電二極管1、2的光譜特性，例如可以用作紫外線傳感器。(變形例1)接受的光越強，光電二極管1、2就越急劇地將電荷蓄電。因此，當照度較大時，在 照度判定部12探測到差分電路15的輸出之前，光電二極管1、2的輸出會飽和，有時無法測 定正確的值。
因此，在本變形例中，在接受的光的強度越強時使復位間隔越短而縮短電荷的蓄 積期間，以防止光電二極管1、2的飽和。由此能夠擴大動態(tài)范圍。圖4(a)是用于說明復位時光電二極管2的輸出飽和的情況的示意圖。首先，將光電二極管1、2連接到直流電源19而使陰極端子的電壓成為基準電壓之 后，使開關17、18截止的情況下，陰極端子的電壓如圖所的那樣降低。此外，在這里通過光譜特性的不同，使光電二極管2的電壓比光電二極管1更快降 低。在圖4(a)中光強度較大，因此光電二極管2的輸出在到達復位時刻tl之前飽和。當照度判定部12在剛要復位之前探測到差分電路15的輸出時，在復位時刻tl，關 于光電二極管1，探測到對應于光強度的電壓即E1，但關于光電二極管2，由于輸出飽和，所 以無法得到對應于光強度的檢測值。因此，在本變形例中，如圖4(b)所示，在電壓的下降較大的一側(cè)的光電二極管(這 時光電二極管2)的電壓達到規(guī)定的比較用的基準電壓(以下，比較電壓)時進行復位。在圖4 (b)的例子中，在光電二極管2成為比較電壓的時刻t2進行復位，這時光電 二極管1的電壓成為E2。因此，光電二極管1、2都能輸出對應于光強度的電壓。圖5是表示進行以上那樣的動作的光檢測裝置IOa的結(jié)構(gòu)的圖。對于與圖3相同 的結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標記，并簡化或省略其說明。光檢測裝置IOa與光檢測裝置10的結(jié)構(gòu)相比，還具備直流電源22和比較器21。直流電源22是對比較器21提供比較電壓的恒壓源。在此，直流電源22構(gòu)成為輸 出固定的比較電壓，但也可以構(gòu)成為使比較電壓可變，并能選擇適合于光強度的比較電壓。比較器21比較放大器14放大后的光電二極管2的電壓與比較電壓的大小關系， 以數(shù)字信號輸出其比較結(jié)果，例如在放大器14的輸出大于比較電壓時輸出1，而在比較電 壓以下時輸出0。復位電路16監(jiān)視比較器21的輸出，當探測到放大器14的電壓降低至比較電壓時 (上例中探測到輸出從1切換到O時)，使開關17、18復位。從而，光檢測裝置IOa能夠在光電二極管1、2的輸出飽和之前將電荷復位。此外，照度判定部12存儲放大器13、14的電壓差、復位間隔、光強度的對應等，以 能從差分電路15的輸出判定照度。比較器21和直流電源22用作根據(jù)光強度變更蓄積單元蓄積電荷的時間的變更單兀。如此，在本變形例中，通過具備按照照度變更受光元件蓄積電荷的期間的(具體 而言，照度越大就越縮短蓄積期間的)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)高動態(tài)范圍(能夠測定照度的范圍的 寬)的照度傳感器。(變形例2)光檢測裝置10(圖3)的放大器13、14或差分電路15從未圖示的電源接受供電而 進行放大處理或差分處理。因此，在本變形例中，對放大器13、14或差分電路15不進行恒常驅(qū)動，而僅在照度 判定部12探測到光電二極管1、2的差分并加以判定時(即，僅在必要時)間歇驅(qū)動它們，從而節(jié)約耗電。圖6是表示本變形例的光檢測裝置IOb的結(jié)構(gòu)的圖。此外，對于與圖3相同的結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標記，并簡化或省略其說明。此外，為了簡化圖示，省略了光電二極管2、放大器14、開關18。光檢測裝置IOb與光檢測裝置10的結(jié)構(gòu)相比還具備定時器時鐘31和開關32、33。開關32和開關33由晶體管等的開關元件構(gòu)成，分別對差分電路15和放大器13 的供電進行導通/截止。此外，雖然未做圖示，但在放大器14中也設有同樣的開關。定時器時鐘31是以規(guī)定時間間隔將開關32、33導通/截止的時鐘，還將其時鐘輸 出至照度判定部12。定時器時鐘31可以這樣形成，例如可以將內(nèi)部時鐘用分頻電路發(fā)生低周期的時鐘等。照度判定部12與定時器時鐘31輸出的時鐘同步動作，在開關32、33成為導通的 定時探測差分電路15的輸出。復位電路16與定時器時鐘31同步動作，例如，在照度判定部12剛進行探測后將 光電二極管1、2的電荷復位。如此，定時器時鐘31、開關32、33及設于放大器14的開關(未圖示)，作為在差分 輸出單元輸出差分的定時驅(qū)動差分輸出單元的驅(qū)動單元起作用。如上所述，在光檢測裝置IOb中，僅在照度判定部12探測/判斷光電二極管1、2 的輸出的差分時，使放大器13、14、差分電路15間歇動作，因此與光檢測裝置10相比能夠減 少耗電量。(變形例3)本變形例用于減少光源的閃爍造成的影響。在熒光燈等的光源中，有以50[Hz]或60[Hz]等的周期反復點亮/熄滅(閃變)。 該現(xiàn)象稱為閃爍。當用光檢測裝置10(圖3)測定存在閃爍的光源的光強度時，根據(jù)照度判定部12 探測到差分的瞬間處于點亮/熄滅的哪個位置，照度的測定值有所不同。例如，便攜電話等，往往用于由熒光燈照明的室內(nèi)，因此需要即便存在閃爍也能適 當?shù)販y定光強度。因此，在本變形例中，通過對光電二極管1、2的差分進行時間平均化來緩沖閃爍 的影響。圖7是表示實施閃爍對策的光檢測裝置IOc的結(jié)構(gòu)的圖。此外，對于與圖3相同的結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標記，并簡化或省略說明。此外，為了簡化圖示，省略光電二極管2、放大器14、開關18。與光檢測裝置10的結(jié)構(gòu)相比，光檢測裝置IOc構(gòu)成為在差分電路15和照度判定 部12之間具備積分電路41，成為用積分電路41對差分電路15的輸出進行積分。積分電路41按時間對差分電路15的輸出進行積分，其結(jié)果將得到的積分值輸出。 積分值為多次的檢測值的累積值，因此通過平均化來緩沖差分的變動。如此，在因閃爍等而光源發(fā)射的光強度發(fā)生變動時，積分電路41作為緩沖差分電 路15的差分中產(chǎn)生的變動的緩沖單元起作用。
照度判定部12成為與復位電路16的復位信號聯(lián)合動作，在積分電路41開始積分 后，在復位電路16只復位了規(guī)定次數(shù)的時刻探測其積分值。此外，當照度判定部12進行了探測時，進行將積分電路41的積分值設為0等的初 始化。如此，在本實施方式中，即便因閃爍而差分電路15的輸出不均勻，通過在積分電 路41中相加多次的測定值來平均化輸出的變動，能夠得到抑制了閃爍的影響的檢測值。此外，在本變形例中，為了抑制閃爍的影響而采用了積分，但是只要能使用一些方 法緩沖閃爍造成的檢測值的不均勻即可。通過以上說明的本實施方式及變形例能夠得到如下效果。(1)能夠?qū)怆姸O管1、2蓄積因接受的光而發(fā)生的電荷。(2)通過取得不同光譜特性的兩個光電二極管1、2發(fā)生的電荷的差分，能夠得到 所希望的光譜特性。(3)可根據(jù)電壓探測光電二極管1、2發(fā)生的電荷的量。(4)由于用蓄積在光電二極管1、2的電荷來測定光強度，無需較大的光電流，能夠 將光電二極管1、2小型化。(5)由于通過減小光電二極管1、2的電容，能夠得到較大的靈敏度，因此能夠減 小光電二極管1、2的面積，并能實現(xiàn)低成本的傳感器。(6)根據(jù)外光的強弱，能夠改變蓄積在光電二極管1、2的電荷的復位間隔，能夠?qū)?現(xiàn)較寬的動態(tài)范圍。(7)通過僅在需要時驅(qū)動放大器13、14或差分電路15，能夠節(jié)約耗電。(8)通過利用積分電路41緩沖閃爍的影響，能夠減少閃爍的影響。(9)能夠如下作成小型的照度傳感器，即，在具有不同光譜特性的兩個受光元件、 連接了該受光元件的輸出的放大器、和在將受光元件設為浮置狀態(tài)后以一定周期復位受光 元件的電荷的機構(gòu)的IC(集成電路)中，將電荷以一定周期蓄積到受光元件，輸出由放大器 放大的信號的差值。[關于光檢測半導體裝置的實施方式]在光檢測裝置10中，能夠使用圖1所示的結(jié)構(gòu)的半導體裝置6，但也可以使用與此 不同的結(jié)構(gòu)的半導體裝置。以下，對可適用于光檢測裝置10的其它方式的半導體裝置進行說明。(光檢測半導體裝置的第一實施方式)光檢測裝置10對光電二極管1、2蓄積電荷而測定照度。因此，與以往取得電流的 差分的情況相比，來自外部的電磁波的影響有可能影響測定結(jié)果。因此，在本實施方式中，在光電二極管上配置具有光透射性的薄膜電極，將光電二 極管從來自外部的電磁波噪聲(例如，商用電波或從電氣設備發(fā)射的電磁波噪聲)屏蔽。圖8(a)是表示本實施方式的半導體裝置6a的結(jié)構(gòu)的圖。半導體裝置6a為光檢測半導體裝置，與半導體裝置6同樣地在P型襯底3形成有 不同厚度的N型層4、5。在此，光電二極管1用作由第一導電型(在此P型)的半導體構(gòu)成的半導體襯底 (P型襯底3)和從該半導體襯底的表面僅以規(guī)定深度形成的第二導電型(在此為N型)的半導體的第一導電層(N型層4)構(gòu)成的第一受光元件，光電二極管2用作由半導體襯底(P 型襯底3)和在從該半導體襯底的表面以深于規(guī)定深度的深度形成的第二導電型的半導體 的第二導電層(N型層5)構(gòu)成的第二受光元件。在N型層4、5的上表面形成有薄膜狀的P型層51、51、...。P型層51對于檢測對象的光具有透射性，且具有導電性，因此使照度測定用的光 透射，而屏蔽從外部接進入至受光面的電磁波。P型層51能夠在制造半導體裝置6a時利用普通的半導體制造工藝形成，因此能夠 以低成本形成。如此，在第一導電層(N型層4)和第二導電層(N型層5)的表面，形成有透射光并 具有導電性的電磁波屏蔽層(P型層51)。此外，P型層51在接地的情況下能夠更加有效地發(fā)揮屏蔽部功能。與N型層4、5連接的鋁布線52、52經(jīng)由N型的濃度較濃的N+層55連接至N型層 4、5。在P型層51設有布線用的貫通孔，鋁布線52形成在該貫通孔。此外，P型襯底3在P型的濃度較濃的P+層56中與鋁布線54連接而接地。在受光面中沒有形成光電二極管的區(qū)域形成有遮光用鋁53、53、...，截斷光的入射。圖8(b)是表示光電二極管I(PDl)和光電二極管2(PD2)的光譜特性的概要的示意圖。N型層4較深的光電二極管1的紅外線一側(cè)的靈敏度優(yōu)于光電二極管2。圖9(a)是表示本實施方式的變形例的半導體裝置6b的結(jié)構(gòu)的圖。半導體裝置6b由薄膜狀的多晶硅層57、57、...形成。多晶硅層57也能使檢測對 象的光透射并屏蔽電磁波。此外，能夠利用一般的半導體制造工藝容易形成。其它結(jié)構(gòu)與半導體裝置6a相同，光譜特性也如圖9(b)所示的那樣，與半導體裝置 6a相同。如上所述，在本實施方式及變形例中，在受光元件上配置具有透射性的薄膜電極 (例如，1000 [ A ]左右的多晶硅)，能夠屏蔽來自外部的電磁波噪聲。(光檢測半導體裝置的第二實施方式)在本實施方式中，使N型層的深度相同，通過在受光面設置具有光譜特性的濾波 器，使光電二極管1、2在光譜特性上產(chǎn)生差異。圖10(a)是表示本實施方式的半導體裝置6c的結(jié)構(gòu)的圖。光電二極管2的N型層7以與N型層4相同的深度形成。因此，N型層的深度造 成的光譜特性在光電二極管1和光電二極管2中相同。另一方面，在N型層4的上表面形成有多晶硅層61，在N型層7的上表面形成有厚 度比多晶硅層61厚的多晶硅層62。其它結(jié)構(gòu)與半導體裝置6相同。如此，在半導體裝置6c中，在第一導電層(N型層4)的表面形成有光的透射度依 賴于光波長的濾波層(多晶硅層61)，在第二導電層(N型層7)的表面形成有具有與該濾波 層不同的依賴性的濾波層(多晶硅層62)。如圖10(b)所示，多晶硅具有越厚就越衰減(截斷)藍色 紫外線的區(qū)域的光。即，形成隨著光波長而透射率有所不同的濾波器。因此，與多晶硅層61相比，多晶硅層62在藍色 紫外線區(qū)域的光的透射率較低， 由此，光電二極管1和光電二極管2顯示不同的光譜特性。這樣，通過在受光元件上配置不同膜厚的多晶硅，能夠產(chǎn)生不同的光譜特性。圖10(c)是表示光電二極管1、2的光譜特性的示意圖，與光電二極管1相比，光電 二極管2的靈敏度在光波長較短一側(cè)較低。此外，在本實施方式中，將多晶硅的薄膜用作濾波器，但例如，也可將P型層的薄 膜用作濾波器。圖11(a)是表示本實施方式的變形例的半導體裝置6d的結(jié)構(gòu)圖。在該例子中，在 光電二極管1的受光面不形成多晶硅層，而在光電二極管2的受光面設置多晶硅層63。在這種情況下，光電二極管2接受的光中，在藍色 紫外線區(qū)域中光衰減，因此如 圖11(b)所示，示出與半導體裝置6c相同的特性。以上，在半導體裝置6c、6d中，使N型層4、7的深度相同，但也可以將它的深度不 同。通過調(diào)節(jié)濾波器和N型層的兩個厚度，能夠?qū)崿F(xiàn)更加多種多樣的光譜特性。此外，多晶硅層具有導電性，并且還具有屏蔽電磁波的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)光電二極管 的光譜特性和電磁波屏蔽這兩方。以上說明的本實施方式及變形例，能夠得到如下效果。(1)通過具有導電性的薄膜，能夠衰減或截斷入射到受光面的電磁波。(2)根據(jù)光波長，將不同透射率的濾波器設置在受光面，能夠使光電二極管具有光 譜特性。(3)通過使濾波器具有導電性，也同樣地進行電磁波的屏蔽。[關于數(shù)字輸出光檢測電路的實施方式]光電二極管1、2的輸出為模擬值，另一方面，利用便攜電話等的數(shù)字設備利用光 電二極管1、2檢測的光強度。因此，需要將光電二極管1、2的檢測值變換為數(shù)字信號，可是，在將光電二極管的輸出變換為數(shù)字信號時，以往用A/D轉(zhuǎn)換器能夠變換為 數(shù)字信號。作為這樣的技術，例如，有在日本特開平11-304584號公報中公開的“光傳感器 電路”。該技術中，準備多個用于檢測光電二極管的輸出的基準電壓，選擇與A/D轉(zhuǎn)換器 的輸入范圍對應的基準電壓。但是，通過使用A/D轉(zhuǎn)換器，邏輯的規(guī)模變大，電路規(guī)模也隨之變大，因此IC芯片 的尺寸變大而存在不僅違背了小型化的要求，而且制造成本也變高的問題。因此在本實施方式中，光電二極管1、2利用進行電荷的蓄積的特性，提供不需要 電路規(guī)模較大的A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出光檢測電路。(數(shù)字輸出光檢測電路的第一實施方式)在本實施方式中，通過以基準脈沖的次數(shù)測定光電二極管1、2的電壓下降的時 間，將光強度數(shù)字化。
圖12(a)是表示將光電二極管1的輸出數(shù)字化的數(shù)字化電路77的結(jié)構(gòu)的圖。數(shù)字化電路77采用與圖5所示的光檢測裝置IOa同樣的構(gòu)成要素構(gòu)成。對于與 圖5相同的構(gòu)成要素采用相同的附圖標記，并省略/簡化說明。比較器21對由放大器13放大的光電二極管1的電壓與比較電壓的大小關系進行 比較，將其比較結(jié)果以數(shù)字信號輸出，即，當放大器13的輸出大于比較電壓時輸出1，當在 比較電壓以下的情況下輸出0。復位電路16對比較器21的輸出進行監(jiān)視，當探測到放大器13的電壓降低至比較 電壓時(在上例中探測輸出由1切換到0)，使開關17導通而將光電二極管1的電荷復位。光電二極管1的電壓(由放大器13放大后的，以下同樣)從基準電壓達到比較電 壓的時間，在光強度越大時就越短，因此復位電路16進行復位的間隔縮短。時鐘72發(fā)生一定間隔的脈沖信號即時鐘脈沖，將它輸入至計數(shù)器電路71。時鐘脈沖的脈寬以能夠測定光電二極管1的電壓從基準電壓達到比較電壓的時 間的方式，設定為充分小于該時間。時鐘72作為發(fā)生時鐘信號的時鐘信號發(fā)生單元起作用。計數(shù)器電路71從比較器21接受顯示比較結(jié)果的數(shù)字信號的輸入，并且，從時鐘72 接受時鐘脈沖的輸入。然后，利用它們，對光電二極管1的電壓從基準電壓降低至比較電壓為止的時間 的時鐘脈沖的脈沖數(shù)進行計數(shù)，并輸出其計數(shù)值。在光電二極管1的輸出成為比較電壓為止的時間，對光強度成反比例，因此光強 度越大，計數(shù)值就越小，得到對應于光強度的計數(shù)值。如此，計數(shù)器電路71通過使蓄積到光電二極管1的電荷的量與時鐘72發(fā)生的時 鐘信號對應，作為生成與該蓄積的電荷的量對應的計數(shù)值的計數(shù)值生成單元起作用，并且 也作為輸出該生成的計數(shù)值的計數(shù)值輸出單元起作用。此外，計數(shù)器電路71生成蓄積的電荷從初始值變化至規(guī)定值為止發(fā)生的時鐘信 號的數(shù)作為計數(shù)值。圖13示出關于數(shù)字化電路77的時序圖。光電二極管1的輸出(圖13(a))因復位電路16的復位信號(圖13(c))而復位 至基準電壓，其后達到比較電壓為止，光強度越大就越快降低。比較器21輸出的比較結(jié)果(圖13(b))在光電二極管1的電壓從基準電壓達到比 較電壓時輸出0，從而復位電路16輸出復位信號(圖13(c))。計數(shù)器電路71在比較器21的比較結(jié)果為1的期間，測定時鐘72發(fā)生的時鐘脈沖 (圖13(d)的時鐘脈沖測定期間)，輸出該測定值。這樣，在數(shù)字化電路77中，光強度越大時測定的時鐘脈沖就越小，因此得到與光 強度對應的脈沖數(shù)。圖12(b)是用于說明本實施方式的數(shù)字輸出光檢測電路75的結(jié)構(gòu)的圖。數(shù)字輸出光檢測電路75具備將光電二極管1的輸出數(shù)字化的數(shù)字化電路77和將 光電二極管2的輸出數(shù)字化的數(shù)字化電路78。數(shù)字化電路78的結(jié)構(gòu)與數(shù)字化電路77相 同。差分運算部73從數(shù)字化電路77、78接受變換為數(shù)字值的光電二極管1、2的輸出，用數(shù)字處理來對它們的差分進行運算，輸出運算后的差分作為數(shù)字值。如此，差分運算部73取得與第一受光元件(光電二極管1)蓄積的電荷的量對應 的第一計數(shù)值和與具有不同于第一受光元件的光譜特性的第二受光元件(光電二極管2) 蓄積的電荷的量對應的第二計數(shù)值，作為計數(shù)值取得單元起作用，并且也作為對該取得的 第一計數(shù)值與第二計數(shù)值的差分進行數(shù)字運算的差分運算單元起作用，而且，也作為用數(shù) 字值輸出該運算后的差分的差分輸出單元起作用。這樣，在數(shù)字輸出光檢測電路75中，即便不使用A/D轉(zhuǎn)換器等的運算邏輯，也能通 過利用計數(shù)器電路71、時鐘72等的簡單結(jié)構(gòu)，將光電二極管1、2的差分數(shù)字化。(數(shù)字輸出光檢測電路的第二實施方式)在本實施方式中，在基準脈沖的期間內(nèi)，測定光電二極管1、2復位的次數(shù)來將光
強度數(shù)字化。這以每一次的蓄積量為單位，通過測定基準脈沖的期間內(nèi)蓄積的電荷的量，使蓄 積的電荷的量與發(fā)生的時鐘信號對應。圖14(a)是表示將光電二極管1的輸出數(shù)字化的數(shù)字化電路77a的結(jié)構(gòu)的圖。本實施方式的數(shù)字化電路77a的結(jié)構(gòu)與第一實施方式所示的數(shù)字化電路77相同， 在對應的構(gòu)成要素采用相同的附圖標記，并省略/簡化其說明。比較器21和復位電路16的結(jié)構(gòu)與圖12(a)相同。時鐘72a發(fā)生一定間隔的脈沖信號即基準脈沖，并將它輸入至計數(shù)器電路71?；鶞拭}沖的脈寬設定為充分長于復位電路16復位光電二極管1的時間，以能測定 光電二極管1的電壓從基準電壓達到比較電壓而復位的次數(shù)。此外，將基準脈寬設為比閃爍的周期(熒光燈為200 [ms]左右)長，能夠減輕閃爍 導致的測定誤差。計數(shù)器電路71a從比較器21接受表示比較結(jié)果的數(shù)字信號的輸入，并且，從時鐘 72a接受基準脈沖的輸入。再者，利用它們，在基準脈沖之間，測定光電二極管1的電壓從基準電壓降低至比 較電壓而通過復位電路16復位的次數(shù)，S卩，測定在基準脈沖內(nèi)光電二極管1的輸出達到比 較電壓的次數(shù)，并將其次數(shù)輸出。在一定時間內(nèi)光電二極管1的輸出達到比較電壓的次數(shù)與光強度成比例，因此該 次數(shù)表示光強度。此外，在第一實施方式的數(shù)字化電路77中，輸出的次數(shù)在光強度越大時就越小， 而在本實施方式的數(shù)字化電路77a中，光強度越大時輸出的次數(shù)也越大，因此適合于使用 傳感器的人們的感覺。如此，數(shù)字化電路77a具備每次在光電二極管1蓄積的電荷的量達到規(guī)定量時，將 蓄積的電荷復位至初始值的復位單元(復位電路16、開關17等)，計數(shù)器電路71a用作在 時鐘信號測定的規(guī)定時間的期間，生成該復位單元復位的次數(shù)作為計數(shù)值的計數(shù)值生成單元。圖15示出與第二實施方式的數(shù)字化電路77a的時序圖。光電二極管1的輸出(圖15(a))通過復位電路16的復位信號(圖15(c))復位 至基準電壓，其后在達到比較電壓為止，光強度越大就越快降低。
比較器21輸出的比較結(jié)果(圖15(b))在光電二極管1的電壓從基準電壓達到比 較電壓時輸出0，由此復位電路16輸出復位信號(圖15(c))。計數(shù)器電路71a在時鐘72a發(fā)生的基準脈沖成為1的期間(圖15 (d)的光電二極 管成為比較電壓的次數(shù)的測定期間)，測定光電二極管1的電壓達到比較電壓的次數(shù)，即， 復位電路16復位光電二極管1的次數(shù)并加以輸出。這樣，在數(shù)字化電路77a中，光強度越大，光電二極管1的復位次數(shù)就越增加，因此 得到與光強度對應的脈沖數(shù)。圖14(b)是用于說明本實施方式的數(shù)字輸出光檢測電路75a的結(jié)構(gòu)的圖。數(shù)字輸出光檢測電路75a具備將光電二極管1的輸出數(shù)字化的數(shù)字化電路77a和 將光電二極管2的輸出數(shù)字化的數(shù)字化電路78a。數(shù)字化電路78a的結(jié)構(gòu)與數(shù)字化電路77a 相同。差分運算部73從數(shù)字化電路77a、78a接受變換為數(shù)字值的光電二極管1、2的輸 出，用數(shù)字處理來對它們的差分進行運算，以數(shù)字值的方式將運算后的差分輸出。如此，在數(shù)字輸出光檢測電路75a中，即便不使用A/D轉(zhuǎn)換器等的運算邏輯，通過 利用了計數(shù)器電路71a、時鐘72a等的簡單結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒐怆姸O管1、2的差分數(shù)字化。此外，本實施方式的數(shù)字化電路77a，其特征在于構(gòu)成具備以下部分的數(shù)字輸出光 檢測電路根據(jù)接受的光而發(fā)生電荷的受光元件；在受光元件蓄積了規(guī)定量的電荷時，將 受光元件蓄積的電荷復位至初始值的復位單元；以及輸出復位單元在規(guī)定時間的期間復位 受光元件的次數(shù)的次數(shù)輸出單元。通過以上說明的本實施方式，能夠得到如下的效果。(1)能夠?qū)⑿罘e在光電二極管1、2的電荷的量與時鐘對應。由此，生成與電荷的量 對應的計數(shù)值，能夠?qū)⒃诠怆姸O管1、2蓄積的電荷的量數(shù)字化。(2)由于利用計數(shù)器電路71、時鐘72等的簡單元件進行數(shù)字化，所以無需使用A/ D轉(zhuǎn)換器等的大規(guī)模邏輯。(3)由于無需使用A/D轉(zhuǎn)換器等，能夠?qū)⑺鼈僆C芯片小型化。(4)以時鐘脈沖測定受光元件達到基準電壓為止的時間，能夠?qū)⒚}沖數(shù)以數(shù)字值 方式輸出。(5)測定用基準脈沖制作的一定時間內(nèi)受光元件達到基準電壓的次數(shù)，能以數(shù)字 值方式輸出。以上，對各種實施方式或變形例進行了說明，但由此能夠提供下一個構(gòu)成。(A)關于光檢測裝置的實施方式提供以下的構(gòu)成。在與光檢測裝置相關的實施方式中，可得到以下的構(gòu)成。(第一構(gòu)成)一種光檢測裝置，其特征在于具備根據(jù)接受的光而發(fā)生電荷的第一 受光元件；根據(jù)接受的光而發(fā)生電荷并具有不同于所述第一受光元件的光譜特性的第二受 光元件；對所述第一受光元件和所述第二受光元件蓄積所述發(fā)生的電荷的蓄積單元；取得 蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷的差分的差分取得單元；以及輸出所 述取得的差分的差分輸出單元。(第二構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于所述蓄積單元通過將所述 第一受光元件和所述第二受光元件的規(guī)定電極設為電氣開路端，使所述電荷蓄積。
(第三構(gòu)成)第二構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于所述第一受光元件和所述 第二受光元件的所述規(guī)定電極經(jīng)由規(guī)定開關連接至恒壓源，該恒壓源用于復位蓄積在這些 受光元件的電荷，所述蓄積單元通過使所述開關截止，將所述規(guī)定電極設為電氣開路端。(第四構(gòu)成)第二構(gòu)成或第三構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于所述差分取得 單元通過所述第一受光元件和所述第二受光元件的、所述規(guī)定電極間的電壓差，取得所述 蓄積后的電荷的差分。(第五構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于具備復位單元，該復位單 元通過將所述第一受光元件和所述第二受光元件的所述規(guī)定電極連接至規(guī)定恒壓源，將蓄 積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷復位。(第六構(gòu)成)第一構(gòu)成至第五構(gòu)成中的任一構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于 具備根據(jù)光的強度變更所述蓄積單元蓄積電荷的時間的變更單元。(第七構(gòu)成)第一構(gòu)成至第六構(gòu)成中的任一構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于 具備以所述差分輸出單元輸出差分的定時驅(qū)動所述差分取得單元的驅(qū)動單元。(第八構(gòu)成)第一構(gòu)成至第七構(gòu)成中的任一構(gòu)成所述的光檢測裝置，其特征在于 具備緩沖單元，該緩沖單元根據(jù)光源發(fā)射的光強度的變動緩沖所述差分輸出單元輸出的差 分中產(chǎn)生的變動。(第九構(gòu)成)一種圖像顯示裝置，其特征在于具備第一構(gòu)成至第八構(gòu)成中的任一 構(gòu)成所述的光檢測裝置；顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述光檢測裝置的輸出判斷外界 的亮度的亮度判斷單元；以及根據(jù)所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào) 節(jié)單元。(B)與光檢測半導體裝置相關的第一實施方式，提供以下構(gòu)成。(第一構(gòu)成)一種光檢測半導體裝置，利用蓄積在第一受光元件的電荷和具有與 所述第一受光元件不同的光譜特性的第二受光元件中蓄積的電荷的差分探測光強度，其特 征在于所述第一受光元件由半導體襯底和第二導電型的半導體的第一導電層構(gòu)成，該半 導體襯底由第一導電型的半導體構(gòu)成，該第一導電層由從所述半導體襯底的表面形成至規(guī) 定深度，所述第二受光元件由所述半導體襯底和從所述半導體襯底的表面形成至比所述規(guī) 定深度更深的深度的第二導電型的半導體的第二導電層構(gòu)成，在所述第一導電層和所述第 二導電層的表面，形成有透射光并具有導電性的電磁波屏蔽層。(第二構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置，其特征在于所述電磁波屏蔽層 由第一導電型的半導體構(gòu)成。(第三構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置，其特征在于所述電磁波屏蔽層 由多晶硅構(gòu)成。(第四構(gòu)成)一種光檢測裝置，其特征在于具備蓄積單元，與第一構(gòu)成、第二構(gòu) 成或第三構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置連接，并對該光檢測半導體裝置的第一受光元件和 第二受光元件分別蓄積這些受光元件發(fā)生的電荷；取得所述蓄積的電荷的差分的差分取得 單元；以及輸出所述取得的差分的差分輸出單元。(第五構(gòu)成)一種圖像顯示裝置，其特征在于具備第四構(gòu)成所述的光檢測裝置； 顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述光檢測裝置的輸出判斷外界的亮度的亮度判斷單元； 以及按照所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。
(C)與光檢測半導體裝置相關的第二實施方式，提供以下構(gòu)成。(第一構(gòu)成)一種光檢測半導體裝置，利用蓄積在第一受光元件的電荷和蓄積在 第二受光元件的電荷的差分探測光強度，其特征在于所述第一受光元件由半導體襯底和 第二導電型的半導體的第一導電層構(gòu)成，該半導體襯底由第一導電型的半導體構(gòu)成，該第 一導電層從所述半導體襯底的表面形成至規(guī)定深度，所述第二受光元件由所述半導體襯底 和從所述半導體襯底的表面形成至規(guī)定深度的第二導電型的半導體的第二導電層構(gòu)成，在 所述第一導電層的表面形成有光的透射度依賴于光波長的濾波層，在所述第二導電層的表 面形成或未形成具有不同于所述濾波層的依賴性的濾波層。(第二構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置，其特征在于所述濾波層具有導 電性。(第三構(gòu)成)第一構(gòu)成或第二構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置，其特征在于所述濾 波層由第一導電型的半導體構(gòu)成。(第四構(gòu)成)第一構(gòu)成或第二構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置，其特征在于所述濾 波層由多晶硅構(gòu)成。(第五構(gòu)成)一種光檢測裝置，其特征在于具備蓄積單元，與第一構(gòu)成至第四構(gòu) 成中的任一構(gòu)成所述的光檢測半導體裝置連接，對該光檢測半導體裝置的第一受光元件和 所述第二受光元件蓄積發(fā)生的電荷；取得所述蓄積的電荷的差分的差分取得單元；以及輸 出所述取得的差分的差分輸出單元。(第六構(gòu)成)一種圖像顯示裝置，其特征在于具備第五構(gòu)成所述的光檢測裝置； 顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述光檢測裝置的輸出判斷外界的亮度的亮度判斷單元； 以及按照所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。(D)與數(shù)字輸出光檢測電路相關的實施方式，提供以下構(gòu)成。(第一構(gòu)成)一種數(shù)字輸出光檢測電路，其特征在于具備根據(jù)接受的光發(fā)生電荷 的受光元件；蓄積所述受光元件中發(fā)生的電荷的蓄積單元；發(fā)生時鐘信號的時鐘信號發(fā)生 單元；通過使所述蓄積的電荷的量與所述發(fā)生的時鐘信號對應來生成與所述蓄積的電荷的 量對應的計數(shù)值的計數(shù)值生成單元；以及輸出所述生成的計數(shù)值的計數(shù)值輸出單元。(第二構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的數(shù)字輸出光檢測電路，其特征在于所述計數(shù)值生成 單元生成所述蓄積的電荷從初始值變化至規(guī)定值之前發(fā)生的時鐘信號的數(shù)作為計數(shù)值。(第三構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的數(shù)字輸出光檢測電路，其特征在于具備每次蓄積的 電荷的量達到規(guī)定量時將蓄積的電荷復位至初始值的復位單元，所述計數(shù)值生成單元生成 由所述時鐘信號測定的規(guī)定時間的期間所述復位單元復位的次數(shù)作為計數(shù)值。(第四構(gòu)成)一種光檢測裝置，其特征在于具備計數(shù)值取得單元，利用第一構(gòu)成、 第二構(gòu)成或第三構(gòu)成的任一構(gòu)成所述的數(shù)字輸出光檢測電路，取得與第一受光元件蓄積的 電荷的量對應的第一計數(shù)值和與具有不同于所述第一受光元件的光譜特性的第二受光元 件蓄積的電荷的量對應的第二計數(shù)值；對所述取得的第一計數(shù)值和第二計數(shù)值的差分進行 數(shù)字運算的差分運算單元；以及以數(shù)字值輸出所述運算的差分的差分輸出單元。(第五構(gòu)成)一種圖像顯示裝置，其特征在于具備第四構(gòu)成所述的光檢測裝置； 顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述數(shù)字輸出光檢測電路的輸出判斷外界的亮度的亮度 判斷單元；以及按照所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。
[與光檢測裝置相關的第二實施方式]本實施方式的光檢測裝置10(圖3)，將相同的光電二極管1、2的陰極端子設為開 路端狀態(tài)，在一定時間的期間檢測蓄積在它們中的電荷。這時，在光電二極管1之上配置有將紅外線及紫外線遮光的光學濾波器，以使可 見光線到達光電二極管1。另一方面，通過在光電二極管2之上配置將紅外線、紫外線及可見光線遮光的遮 光層，以使光到達光電二極管2，在沒有光入射時檢測出光電二極管2中發(fā)生的電荷。再者，當沒有光入射時光電二極管2中感應的電荷是暗電荷，即以電流方式探測 該電荷時以暗電流方式探測暗電荷。又，在本實施方式中，將光電二極管1、2的陰極端子設為開路端狀態(tài)，從一定時間 的期間蓄積在它們中的電荷的差分除去暗電荷噪聲分量而檢測出所希望的光強度。圖16是表示一例本實施方式中使用的形成有光電二極管的半導體裝置的圖。半導體裝置6e采用與圖1所示的半導體裝置6同樣的結(jié)構(gòu)，例如，在材料中形成 硅的單結(jié)晶，由形成為P型的P型襯底3和N型區(qū)域即N型層4、5構(gòu)成。N型層4、5從P型襯底3的表面形成至規(guī)定深度，N型層4、N型層5以相同的深度 形成。然后，由N型層4和P型襯底3構(gòu)成光電二極管1，由N型層5和P型襯底3構(gòu)成 光電二極管2。由于光電二極管1、2的構(gòu)成相同，所以具有相同的光譜特性。在光電二極管1之上配置有將紅外線及紫外線遮光的光學濾波器101，在光電二 極管2之上配置有將紅外線、紫外線及可見光線遮光的遮光層102。入射到光電二極管1的光經(jīng)光學濾波器101濾波，使除去了紅外線和紫外線的可 見光到達光電二極管1的受光面。另一方面，入射到光電二極管2的光(紅外線、紫外線及可見光)被遮光層102遮 光，無法到達光電二極管2的受光面。如此，在半導體裝置6e中，設置光不入射的光電二極管2的原因是除去光電二極 管1中產(chǎn)生的暗電荷噪聲。即，光電二極管1和光電二極管2包括N型層的深度在內(nèi)其結(jié)構(gòu)相同，因此產(chǎn)生相 同的暗電荷。因此，在光電二極管1檢測到光時，光電二極管1中作為噪聲而發(fā)生的暗電荷與在 光電二極管2發(fā)生的暗電荷相同，通過從光電二極管1發(fā)生的電荷減去光電二極管2的暗 電荷，能夠得到因入射光而在光電二極管1發(fā)生的電荷。圖17是示意地表示利用了光電二極管1、2的差分的光譜特性的圖。此外，圖17 是用于說明概念的示意圖，所以不一定嚴格地描繪。縱軸表示光電二極管發(fā)生的輸出(電流、電壓等)，橫軸表示入射光的波長。此外， 入射光的光強度恒定。通過光學濾波器101，光電二極管1上入射可見光，發(fā)生可見光造成的電荷和暗電 荷，但是通過從這里減去光電二極管2中發(fā)生的暗電荷，得到入射的可見光產(chǎn)生的電荷。測定該電荷形成的電壓，則如圖17所示，得到可見光區(qū)域的約400 [nm] 700[nm]
21的靈敏度。如此，在光電二極管1中，得到透射光學濾波器101的光形成的輸出，因此在例如 將光學濾波器101構(gòu)成為透射紫外線而對其它光進行遮光時，半導體裝置6e能夠使用紫外 線傳感器，當透射紅外線并對其它光進行遮光時，能夠用于紅外線傳感器。S卩，通過將光學濾波器101構(gòu)成為透射成為觀測對象的波長的光，能夠用于檢測 所希望波長帶域的光的傳感器。采用半導體裝置6e的光檢測裝置10的結(jié)構(gòu)與圖3相同。在圖3的光電二極管1的受光面配置光學濾波器101，在光電二極管2的受光面配 置遮光層102，這樣就得到使用了半導體裝置6e的光檢測裝置10。利用半導體裝置6e的光檢測裝置10的動作與圖3相同，所以省略說明。以上，對半導體裝置6e和光檢測裝置10的構(gòu)成進行了說明，但在半導體裝置6e 中，光學濾波器101作為對入射的所希望波長的入射光以外的光進行遮光的第一遮光單元 起作用，遮光層102作為對入射的光(全部)遮光的第二遮光單元起作用。因此，在半導體裝置6e中，光電二極管1和光學濾波器101作為設有對入射的所 述所希望波長的入射光以外的光進行遮光的第一遮光單元的第一受光元件起作用，光電二 極管2和遮光層102作為設有對入射的光進行遮光的第二遮光單元的第二受光元件起作 用。此外，使用了半導體裝置6e的光檢測裝置10中，通過開關17、18使光電二極管1 和光電二極管2蓄電，因此光檢測裝置10具備蓄積第一受光元件和第二受光元件中發(fā)生的 電荷。再者，使用了半導體裝置6e的光檢測裝置10中，為了入射光在差分電路15中輸 出在光電二極管1、2中蓄電的電荷量的差分，光檢測裝置10具備取得蓄積在第一受光元件 和第二受光元件的電荷量的差分的差分取得單元，并具備將該差分作為與所希望波長的入 射光對應的電荷的電荷量加以輸出的輸出單元。而且，由于光電二極管1和光電二極管2的結(jié)構(gòu)相同，第一受光元件和第二受光元 件在受光和蓄電的特性上相同。如此，利用了半導體裝置6e的光檢測裝置10的蓄積單元，通過將第一受光元件 (光電二極管1)和第二受光元件(光電二極管2)的規(guī)定電極(陰極端子)設為電氣開路 端，使電荷蓄積。然后，第一變光元件和第二受光元件的規(guī)定電極經(jīng)由規(guī)定開關(開關17、18)連 接到用于復位蓄積在這些受光元件的電荷的恒壓源(直流電源19)，蓄積單元通過將該開 關截止，將規(guī)定電極設為電氣開路端。而且，差分取得單元(差分電路15)通過第一受光元件(光電二極管1)和第二受 光元件(光電二極管2)的、規(guī)定電極間(陰極端子間)的電壓差來取得蓄積的電荷的差 分，光檢測裝置10具備復位單元，通過使開關17、18導通，將第一受光元件(光電二極管1) 和第二受光元件(光電二極管2)的規(guī)定電極(陰極端子)連接到規(guī)定恒壓源(直流電源 19)，從而該復位單元對蓄積在第一受光元件和所述第二受光元件的電荷進行復位?？梢赃M一步考慮以下方面。S卩，在半導體裝置6e中，光電二極管2用于除去光電二極管1中發(fā)生的暗電荷噪聲，并提高光電二極管1的檢測精度，因此可見光的檢測是光電二極管1進行的。因此，雖然比使用光電二極管2時精度較差，但也可以構(gòu)成為不用光電二極管2， 而利用光電二極管1和光學濾波器101檢測可見光。在這種情況下，通過光檢測裝置10，檢測在光電二極管1中蓄電的電荷量(由于沒 有光電二極管2，從差分電路15輸出光電二極管1中蓄電的電荷產(chǎn)生的電壓)，將該電荷量 本身作為檢測值。這時，能夠這樣構(gòu)成光檢測裝置，其中包括將除去了光電二極管2的半導體裝置 6e適用于光檢測裝置10，具備根據(jù)入射的光發(fā)生電荷的受光元件(光電二極管1)；使發(fā)生 的電荷蓄積到受光元件的蓄積單元；以及輸出與蓄積在蓄積單元的所希望波長的入射光對 應的電荷的電荷量的輸出單元。并且，具備入射至受光元件的對所希望波長的入射光以外的光進行遮光的遮光單 元(光學濾波器101)，輸出單元構(gòu)成為將蓄積到蓄積單元的電荷量作為與所希望波長的入 射光對應的電荷的電荷量加以輸出。此外，關于蓄積單元(開關17)通過將受光元件(光電二極管1)的規(guī)定電極(陰 極端子)設為電氣開路端，使電荷蓄積的特點，或者受光元件的規(guī)定電極經(jīng)由規(guī)定開關(開 關17)連接到用于對這些受光元件中蓄積的電荷進行復位的恒壓源(直流電源19)，從而蓄 積單元通過將該開關截止來將規(guī)定電極設為電氣開路端的特點，以及具備通過將受光元件 的規(guī)定電極連接到規(guī)定恒壓源來對蓄積在受光元件的電荷進行復位的復位單元的特點，與 使用半導體裝置6e的光檢測裝置10相同。圖4的各圖是用于說明半導體裝置6e的光電二極管1、2飽和時的圖。光電二極管1在接受的光越強時電荷越是急劇地蓄電。因此，在照度較大時，有時 會在照度判定部12探測差分電路15的輸出之前，光電二極管1的輸出飽和，無法測定正確 的值。圖4(a)是用于說明復位時光電二極管1的輸出飽和時的示意圖。首先，將光電二極管1、2連接到直流電源19(圖2)，使陰極端子的電壓成為基準電 壓后，使開關17、18截止，這樣陰極端子的電壓如圖所示那樣降低。光電二極管1上入射透射光學濾波器101的光，而光電二極管2上因遮光層102 而不會放射光，因此光電二極管1的電壓比光電二極管2更快下降。在圖18(a)中由于光強度較大，光電二極管1的輸出在到達復位時刻tl之前飽 和。照度判定部12設為剛要復位之前探測差分電路15的輸出時，在復位時刻tl，關于 光電二極管2，探測到與暗電荷對應的電壓即E1，但關于光電二極管1，由于輸出飽和，無法 得到對應于光強度的檢測值。因此，如圖18(b)所示，當光電二極管1的電壓達到規(guī)定的比較電壓時進行復位。在圖18(b)的例子中，在光電二極管1成為比較電壓的時刻t2進行復位，這時光 電二極管2的電壓成為E2。因此，光電二極管1能夠輸出對應于光強度的電壓。為了執(zhí)行這樣的動作，對圖5所示的光檢測裝置IOa組裝半導體裝置6e即可。但是，在圖5中，構(gòu)成為將光電二極管2的電壓與直流電源22的比較電壓進行比較，但在半導體裝置6e的情況下，光電二極管1的電壓與比較電壓進行比較，因此在圖5中 將光電二極管1和光電二極管2調(diào)換。組裝了半導體裝置6e的光檢測裝置IOa的動作，如之前用圖5進行了說明的那樣。如此，能夠構(gòu)成為具備根據(jù)光的強度變更蓄積單元蓄積電荷的時間的變更單元。此外，通過將半導體裝置6e用于圖6所示的光檢測裝置10b，能夠構(gòu)成為僅在照度 判定部12探測光電二極管1、2的差分并加以判定時，間歇地驅(qū)動它們而節(jié)約耗電。這時的光檢測裝置IOb的動作如之前用圖6進行說明的那樣。如此，能夠構(gòu)成為具備以差分輸出單元輸出差分的定時驅(qū)動差分取得單元(差分 電路15)的驅(qū)動單元(定時器時鐘31)。而且，通過在半導體裝置6e適用圖7所示的光檢測裝置10c，能夠減小光源的閃爍 造成的影響。這時的光檢測裝置IOc的動作如之前用圖7進行說明的那樣。如此，也可以構(gòu)成為具備緩沖單元(積分電路41)，該緩沖單元根據(jù)光源發(fā)射的光 強度的變動緩沖差分輸出單元(差分電路15)輸出的差分中產(chǎn)生的變動。進而，如圖19所示，也可以構(gòu)成為在光電二極管上配置具有光透射性的薄膜電 極，從來自外部的電磁波噪聲屏蔽光電二極管。圖19是表示本實施方式的半導體裝置6f的結(jié)構(gòu)的圖，對應于圖8。對于與圖8相同的構(gòu)成要素采用相同的附圖標記，并簡化或省略其說明。半導體裝置6f為光檢測半導體裝置，與半導體裝置6e同樣地在P型襯底3形成 有N型層4、5。在此，光電二極管1用作第一受光元件，由第一導電型(在此為P型)的半導體構(gòu) 成的半導體襯底(P型襯底3)和從該半導體襯底的表面形成至規(guī)定深度的第二導電型(在 此為N型)的半導體的第一導電層(N型層4)構(gòu)成，光電二極管2用作第二受光元件，由半 導體襯底(P型襯底3)和從該半導體襯底的表面形成至規(guī)定深度的第二導電型的半導體的 第二導電層(N型層5)構(gòu)成。在N型層4、5的上表面形成有薄膜狀的P型層51、51、...。P型層51使檢測對象的光透射，并且屏蔽電磁波。如此，在第一導電層(N型層4)和第二導電層(N型層5)的表面，形成有透射光并 具有導電性的電磁波屏蔽層(P型層51)。再者，P型層51通過接地能夠更加有效地發(fā)揮其屏蔽功能。與N型層4、5連接的鋁布線52、52經(jīng)由N型的濃度較濃的N+層55連接至N型層 4、5。在P型層51設有布線用的貫通孔，鋁布線52形成在該貫通孔。此外，P型襯底3在P型的濃度較濃的P+層56中與鋁布線54連接而接地。在受光面沒有形成光電二極管的區(qū)域，以及在光電二極管2之上形成有遮光用鋁 53、53、...，截斷光的入射。如此，在本例中，遮光用鋁53用作遮光層102。在光電二極管1之上，配置有光學濾波器101，以得到所希望的光譜特性。
利用如以上那樣構(gòu)成的半導體裝置6e或光檢測裝置10等，能夠構(gòu)成為調(diào)節(jié)便攜 電話的液晶畫面等。這時，用光檢測裝置10測量外界的可見光的亮度，例如，當外界較亮時使畫面的 亮度較低，當外界較暗時使畫面的亮度較高。由此，能夠提供一種圖像顯示裝置，其中包括顯示圖像的圖像顯示單元；利用光 檢測裝置的輸出判斷外界的亮度的亮度判斷單元；以及根據(jù)判斷的亮度調(diào)節(jié)圖像顯示單元 的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。此外，如上所述，對于半導體裝置6e適用以下的數(shù)字輸出光檢測電路，能夠構(gòu)成 光檢測裝置。(第一構(gòu)成)一種數(shù)字輸出光檢測電路，其特征在于具備根據(jù)接受的光發(fā)生電荷 的受光元件(具備光學濾波器101的光電二極管1和具備遮光層102的光電二極管2中的 至少一個)；蓄積所述受光元件中發(fā)生的電荷的蓄積單元；發(fā)生時鐘信號的時鐘信號發(fā)生 單元；通過使所述蓄積的電荷的量與所述發(fā)生的時鐘信號對應來生成與所述蓄積的電荷的 量對應的計數(shù)值的計數(shù)值生成單元；以及輸出所述生成的計數(shù)值的計數(shù)值輸出單元。(第二構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的數(shù)字輸出光檢測電路，其特征在于所述計數(shù)值生成 單元生成所述蓄積的電荷從初始值變化至規(guī)定值之前發(fā)生的時鐘信號的數(shù)作為計數(shù)值。(第三構(gòu)成)第一構(gòu)成所述的數(shù)字輸出光檢測電路，其特征在于具備復位單元， 該復位單元每次蓄積的電荷的量達到規(guī)定量時，將蓄積的電荷復位到初始值，所述計數(shù)值 生成單元在由所述時鐘信號測定的規(guī)定時間的期間，生成所述復位單元復位的次數(shù)作為計 數(shù)值。(第四構(gòu)成)一種光檢測裝置，其特征在于具備計數(shù)值取得單元，利用第一構(gòu)成、 第二構(gòu)成或第三構(gòu)成的任一構(gòu)成所述的數(shù)字輸出光檢測電路，取得與第一受光元件蓄積的 電荷的量對應的第一計數(shù)值和與具有不同于所述第一受光元件的光譜特性的第二受光元 件蓄積的電荷的量對應的第二計數(shù)值；對所述取得的第一計數(shù)值和第二計數(shù)值的差分進行 數(shù)字運算的差分運算單元；以及以數(shù)字值輸出所述運算的差分的差分輸出單元。(第五構(gòu)成)一種圖像顯示裝置，其特征在于具備第四構(gòu)成所述的光檢測裝置； 顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述數(shù)字輸出光檢測電路的輸出判斷外界的亮度的亮度判 斷單元；以及按照所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。通過以上說明的與光檢測裝置相關的第二實施方式，能夠得到如下效果。(1)通過對光電二極管1設置使觀測對象的光即可見光透射并對其它光進行遮光 的光學濾波器101，由光電二極管1蓄積對應于可見光的電荷，并能以電壓方式得到由此而 來的輸出。(2)通過形成與光電二極管1相同結(jié)構(gòu)的光電二極管2，并對入射光電二極管2的 光進行全部遮光，能夠發(fā)生與在光電二極管1發(fā)生的暗電荷相同的暗電荷。(3)通過取得光電二極管1和光電二極管2的電壓的差分，消除在光電二極管1產(chǎn) 生的暗電荷的影響，能夠得到所希望的光譜特性。(4)由于光電二極管1和光電二極管2為相同結(jié)構(gòu)，容易制造，且能夠減少制造成 本。(5)通過適當?shù)匦纬晒鈱W濾波器101的光譜特性，能夠構(gòu)成以各種光為對象的光檢測裝置，例如，可用作紫外線傳感器。
權(quán)利要求
一種光檢測裝置，其特征在于具備根據(jù)入射的光發(fā)生電荷的受光元件；將所述發(fā)生的電荷蓄積在所述受光元件的蓄積單元；以及輸出與蓄積在所述蓄積單元的所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量的輸出單元。
2.如權(quán)利要求1所述的光檢測裝置，其特征在于具備對入射到所述受光元件的所述希望波長的入射光以外的光進行遮光的遮光單元， 所述輸出單元輸出蓄積在所述蓄積單元的電荷量作為與所述所希望波長的入射光對 應的電荷的電荷量。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的光檢測裝置，其特征在于所述蓄積單元使所述 受光元件的規(guī)定電極成為電氣開路端，從而使所述電荷蓄積。
4.如權(quán)利要求3所述的光檢測裝置，其特征在于所述受光元件的所述規(guī)定電極經(jīng)由 規(guī)定開關連接到恒壓源，該恒壓源用于將蓄積在這些受光元件中的電荷復位，所述蓄積單 元通過截止所述開關，使所述規(guī)定電極成為電氣開路端。
5.如權(quán)利要求3所述的光檢測裝置，其特征在于具備復位單元，通過將所述受光元件 的所述規(guī)定電極連接到規(guī)定恒壓源，該復位單元將蓄積在所述受光元件的電荷復位。
6.如權(quán)利要求1所述的光檢測裝置，其特征在于所述受光元件利用第一受光元件和第二受光元件構(gòu)成，其中第一受光元件設有對入射 的所述所希望波長的入射光以外的光進行遮光的第一遮光單元，該第二受光元件設有對入 射的光進行遮光的第二遮光單元，所述蓄積單元使所述發(fā)生的電荷蓄積于所述第一受光元件和所述第二受光元件， 所述輸出單元具備取得蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷量的差 分的差分取得單元，并將該差分作為與所述所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量加以 輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的光檢測裝置，其特征在于所述第一受光元件和所述第二受光 元件中受光和蓄電的特性相同。
8.如權(quán)利要求1所述的光檢測裝置，其特征在于所述受光元件利用第一受光元件和具有不同于所述第一受光元件的光譜特性的第二 受光元件構(gòu)成，所述蓄積單元使所述發(fā)生的電荷蓄積到所述第一受光元件和所述第二受光元件， 所述輸出單元具備取得蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷量的差 分的差分取得單元，并將該差分作為與所希望波長的入射光對應的電荷的電荷量加以輸出ο
9.一種光檢測裝置，其特征在于具備 根據(jù)接受的光發(fā)生電荷的第一受光元件；根據(jù)接受的光發(fā)生電荷且具有不同于所述第一受光元件的光譜特性的第二受光元件；使所述發(fā)生的電荷蓄積于所述第一受光元件和所述第二受光元件的蓄積單元； 取得蓄積在所述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷的差分的差分取得單元；以及輸出所述取得的差分的差分輸出單元。
10.如權(quán)利要求6至權(quán)利要求9中任一項所述的光檢測裝置，其特征在于所述蓄積單 元使所述第一受光元件和所述第二受光元件的規(guī)定電極成為電氣開路端。
11.如權(quán)利要求10所述的光檢測裝置，其特征在于所述第一受光元件和所述第二受 光元件的所述規(guī)定電極經(jīng)由規(guī)定開關連接到恒壓源，該恒壓源用于復位蓄積在這些受光元 件的電荷，通過使所述開關截止，所述蓄積單元使所述規(guī)定電極成為電氣開路端。
12.如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的光檢測裝置，其特征在于所述差分取得單元 根據(jù)所述第一受光元件和所述第二受光元件的、所述規(guī)定電極間的電壓差，取得所述蓄積 的電荷的差分。
13.如權(quán)利要求10所述的光檢測裝置，其特征在于具備復位單元，該復位單元通過將 所述第一受光元件和所述第二受光元件的所述規(guī)定電極連接至規(guī)定恒壓源，復位蓄積在所 述第一受光元件和所述第二受光元件的電荷。
14.如權(quán)利要求6至權(quán)利要求13中任一項所述的光檢測裝置，其特征在于具備驅(qū)動 單元，該驅(qū)動單元以所述差分輸出單元輸出差分的定時驅(qū)動所述差分取得單元。
15.如權(quán)利要求6至權(quán)利要求14中任一項所述的光檢測裝置，其特征在于具備緩沖 單元，該緩沖單元根據(jù)光源發(fā)射的光強度的變動緩沖發(fā)生在所述差分輸出單元輸出的差分 的變動。
16.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求15中任一項所述的光檢測裝置，其特征在于具備變更 單元，該變更單元按照光的強度變更所述蓄積單元蓄積電荷的時間。
17.一種圖像顯示裝置，其特征在于具備權(quán)利要求1至權(quán)利要求16中的任一項所述的光檢測裝置；顯示圖像的圖像顯示單元；利用所述光檢測裝置的輸出來判斷外界亮度的亮度判斷單元；以及根據(jù)所述判斷的亮度調(diào)節(jié)所述圖像顯示單元的亮度的亮度調(diào)節(jié)單元。
全文摘要
文檔編號H01L31/10GK101952981SQ20088012356
公開日2011年1月19日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者Nakata Taro, Omi Toshihiko 申請人:Seiko Instr Inc