光检测装置制造方法及图纸

光检测装置(1)具备：光电二极管(PDm，n)、光电二极管用开关 (SWm，n)、积分电路(12m)、以及噪声除去电路(13m)。积分电路(12m) 将从光电二极管(PDm，n)经过光电二极管用开关(SWm，n)而输入的电 荷蓄积于电容器(Cfk)中，输出该蓄积电荷量相对应的电压值。噪声 除去电路(13m)具备：放大器(A3)、5个开关(SW31～SW35)、4个电 容器(C31～C34)以及(电源V3)。获取在开关(SW31)最初从闭合状 态转变为断开状态的时刻从积分电路(12m)输出的电压值，在该时刻 之后，输出与从积分电路(12m)输出的电压值和先前获取的电压值的 差相对应的电压值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及输出与入射光强度相对应的电压值的光检测装置。
技术介绍
作为光检测装置的一种，具备产生与入射光强度相对应的量的电 荷的光电二极管、蓄积在该光电二极管产生的电荷并输出与该蓄积电 荷量对应于的电压值的积分电路、以及用于从积分电路的电压值除去失调(offset)误差以及切换噪声(以下将两者合并称为失调误差等) 的CDS (Correlated Double Sampling相关双采样)电路。图9中显示了具备CDS电路的一般的光检测装置的构成。该图所 示的光检测装置3具备光电二极管PDX、光电二极管用开关SWX、积 分电路32、以及CDS电路33。 CDS电路33包括第1电压保持电路 34,、第2电压保持电路342、以及差动变换电路35。差动变换电路35 由放大器以及4个电阻器构成。此外，作为差动变换电路，例如也能 够使用非专利文献1所记载的电路。对图9所示的光检测装置3的工作进行说明。以下所说明的工作 在图中未显示的控制部的控制下进行。图10是说明光检测装置3的工 作的时序图。在该图中显示了 (a)积分电路32所包括的复位用开关 SW7的开闭、(b)与光电二极管PDx—起设置的光电二极管用开关SWX 的开闭、(c)第1保持电路34i所包括的开关SWs,的开闭、(d)第2 保持电路342所包括的开关SW82的开闭、(e)来自积分电路32的输出 电压值、(f)来自第l保持电路34i的输出电压值、以及(g)来自第2 保持电路342的输出电压值。图10所示的各时刻的前后关系为131《32<133<134<135<136<137。 在从时刻132到时刻t35的期间，由于复位用开关SW7断开，因而积分 电路32成为能够蓄积电荷的状态，但是，由于光电二极管用开关SWx 断开，因而电荷不从光电二极管PDx输入，在积分电路32的电容器Cf中不蓄积电荷。但是，来自积分电路32的输出电压值，在复位用开关SW7从闭合状态转变为断开状态的时刻t32之后单调地变化，不久后 在时刻t33前的某个时刻通过失调误差等而达到大致一定的电压值(即， 失调电压值)。在第2保持电路342中，如果在时刻t33闭合的开关SWs2在时刻t34 断开，则与时刻t34的积分电路32的输出电压值相对应的电压值由第2 保持电路342保持，在时刻134之后，从第2保持电路342输出该保持的 电压值。该输出的电压值表示从积分电路32输出的失调电压值。如果从时刻t35起，将光电二极管用开关SWx闭合一定期间，则在 光电二极管PDx产生并蓄积于该光电二极管PDx的结电容部的电荷经 过光电二极管用开关SWx而向积分电路32输入，并蓄积于积分电路 32的电容器Cf中。因此，从积分电路32输出的电压值成为由与蓄积 于电容器Cf中的电荷的量相对应的信号电压值和失调电压值叠加而成 的电压值。在第1保持电路34,中，如果在时刻t36闭合的开关SW81在时刻t37 断开，则与时刻t37的积分电路32的输出电压值相对应的电压值由第1 保持电路34,保持，在时刻t37之后，从第1保持电路34i输出该保持的 电压值。该电压值表示叠加了从积分电路32输出的失调电压值的信号 电压值。从第1保持电路3^以及第2保持电路342输出的电压值被输入至 差动变换电路35。在差动变换电路35中，将与这两个电压值的差相对 应的电压值作为差动信号而输出。所输出的电压值表示除去了失调误 差等的信号电压值。非专利文献1: TEXAS INSTRUMENTS公司，ADS8482数字资料， 图8。
技术实现思路
在上述的光检测装置3中，由于差动变换电路35包括4个电阻器， 因而产生热噪声变大的问题。如果热噪声变大，则信号电压值的S/N 降低。如果减小电阻器的电阻值，那么抑制了热噪声，但在该情况下， 有必要增加差动变换电路35所包括的放大器的驱动能力。如果增大放6大器的驱动能力，则放大器的电力消耗增加，结果产生作为光检测装 置3的电力消耗增加的问题。本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能 够抑制电力消耗的增加以及热噪声的产生的光检测装置。本专利技术所涉及的光检测装置的特征在于，具备(1)光电二极管， 产生与入射光强度相对应的量的电荷；(2)光电二极管用开关， 一端 连接于光电二极管；(3)积分电路，与光电二极管用幵关的另一端相 连接，蓄积在光电二极管产生并经过光电二极管用开关而输入的电荷， 输出与所蓄积的电荷的量相对应的电压值；(4)噪声除去电路，包括 具有第1和第2输入端子以及第1和第2输出端子的放大器，第1、第 2、第3、以及第4开关，第l、第2、第3、以及第4电容器，其中， 第1和第2开关的一端连接于积分电路的输出端子，第1开关的另一 端连接于第1电容器的一端，第2开关的另一端连接于第2电容器的 一端，第1电容器的另一端连接于放大器的第1输入端子，第2电容 器的另一端连接于放大器的第2输入端子，第3开关和第3电容器并 列地设在放大器的第1输入端子和放大器的第1输出端子之间，第4 开关和第4电容器并列地设在放大器的第2输入端子和放大器的第2 输出端子之间，通过切换第1 第4开关的开闭状态，从而输出与在规 定的时刻从积分电路输出的电压值和在规定的时刻之后从积分电路输 出的电压值的差分相对应的信号值。在该光检测装置中，如果与光电二极管一起设置的光电二极管用 开关闭合，则在该光电二极管产生的电荷经过光电二极管用开关而向 积分电路输入并被蓄积，从积分电路输出与该蓄积的电荷的量相对应 的电压值。在与光电二极管一起设置的光电二极管用开关闭合之前， 从积分电路输出因失调误差等而引起的失调电压值。在规定的时刻向 噪声除去电路输入失调电压值，在规定时刻之后向噪声除去电路输入 由信号电压值和失调电压值叠加而成的值。于是，噪声除去电路作为 CDS电路而起作用，从由信号电压值和失调电压值叠加而成的值除去 失调电压值，并向放大器的第1和第2输出端子输出通过该除去而得 到的信号电压值，以作为差动信号。所以，该光检测装置的输出成为 S/N比优异的输出。噪声除去电路不需要电阻器。因此，能够切实地抑7制热噪声的产生。另外，由于不需要电阻器，因而不必增大放大器的 驱动能力。所以，能够抑制电力消耗的增加。另外，在本专利技术所涉及的光检测装置中，优选噪声除去电路还包括电压源、以及一端连接于电压源且另一端连接于第2开关的另一端 的电压施加用开关。在此情况下，能够扩大噪声除去电路所包括的放 大器的输出范围。另外，优选本专利技术所涉^1的光检测装置还具备AD转换电路，该 AD转换电路对从噪声除去电路所包括的放大器的第1和第2输出端子 输出的差动电压值进行AD转换。在此情况下，能够将从噪声除去电 路所包括的放大器的第1和第2输出端子输出的差动电压值变换成数 字值，并输出该数字值。另外，优选本专利技术所涉及的光检测装置还具备控制部，该控制部 控制光电二极管用开关、积分电路、噪声除去电路、以及AD转换电 路的各自的工作。例如，在相对于多组光电二极管和光电二极管用开 关设置1组积分电路和噪声除去电路的情况下，通过控制部进行控制， 能够使多个光电二极管依次连接于积分电路，从噪声除去电路依次输 出除去了失调误差等的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光检测装置，其特征在于，具备：　光电二极管，产生与入射光强度相对应的量的电荷；　光电二极管用开关，一端连接于所述光电二极管；　积分电路，与所述光电二极管用开关的另一端相连接，蓄积在所述光电二极管产生并经过所述光电二极管用开关而输入的电荷，输出与所蓄积的电荷的量相对应的电压值；以及　噪声除去电路，包括：具有第１和第２输入端子以及第１和第２输出端子的放大器，第１、第２、第３、以及第４开关，第１、第２、第３、以及第４电容器，其中，所述第１和第２开关的一端连接于所述积分电路的输出端子，所述第１开关的另一端连接于所述第１电容器的一端，所述第２开关的另一端连接于所述第２电容器的一端，所述第１电容器的另一端连接于所述放大器的第１输入端子，所述第２电容器的另一端连接于所述放大器的第２输入端子，所述第３开关和所述第３电容器并列地设在所述放大器的第１输入端子和所述放大器的第１输出端子之间，所述第４开关和所述第４电容器被并列地设在所述放大器的第２输入端子和所述放大器的第２输出端子之间，通过切换所述第１～第４开关的开闭状态，从而输出与在规定的时刻从所述积分电路输出的电压值和在所述规定的时刻之后从所述积分电路输出的电压值的差分相对应的信号值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.6 JP 241797/20061. 一种光检测装置，其特征在于，具备光电二极管，产生与入射光强度相对应的量的电荷；光电二极管用开关，一端连接于所述光电二极管；积分电路，与所述光电二极管用开关的另一端相连接，蓄积在所述光电二极管产生并经过所述光电二极管用开关而输入的电荷，输出与所蓄积的电荷的量相对应的电压值；以及噪声除去电路，包括具有第1和第2输入端子以及第1和第2输出端子的放大器，第1、第2、第3、以及第4开关，第1、第2、第3、以及第4电容器，其中，所述第1和第2开关的一端连接于所述积分电路的输出端子，所述第1开关的另一端连接于所述第1电容器的一端，所述第2开关的另一端连接于所述第2电容器的一端，所述第1电容器的另一端连接于所述放大器的第1输入端子，所述第2电容器的另一端连接于所述放大器的第2输入端子，所述第3开关和所述第3电容器并列地设在所述放大器的第1输入端子和所述放大器的第1输出端子之间，所述第4开关和所述第4电容器被并列地设在所述放大器的第2输入端子和所述放大器的第2输出端子之间，通过切换所述第1～第4开关的开闭状态，从而输出与在规定的时刻从所述积分电路输出的电压值和在所述规定的时刻之后从所述积分电路输出的电压值的差分相对应的信号值。2. 如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于， 所述噪声除去电路还包括电压源、以及一端连接于所述电压源且另一端连接于所述第2电容器的一端的电压施加用开关。3. 如权利要求1或2所述的光检测装置，其特征在于， 还具备AD转换电路，所述AD转换电路对从所述噪声除去电路所包括的所述放大器的所述第1和第2输出端子输出的差动电压值进 行AD转换并将其输出。4. 如权利要求3所述的光检测装置，其特征在于，还具备控制部，所述控制部控制所述光电二极管用开关、所述积分电路、所述噪声除去电路、以及所述AD转换电路的各自的工作。5. —种光检测装置，其特征在于，具备-光电二极管，产生与入射光强...

【专利技术属性】
技术研发人员：沟口真规，铃木保博，水野诚一郎，山本洋夫，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP