生产光电传感器：光电传感器

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光电传感器
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光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应及光生伏特效应。光电器件有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。分析了光电器件的性能、特性曲线。
[1]
中文名
光电传感器
外文名
photoelectric sensor/micro sensor
学    科
物理
组    成
光源、光学通路和光电元件
目    的
被测量的变化转换成光信号的变化
原    理
光电效应
目录
1
传感器概述
2
原理
3
分类
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安全类型
?
特长
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应用
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特性
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市场领域
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新技术和应用
4
发展方向
光电传感器传感器概述
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光电传感器一般由处理通路和处理元件2 部分组成。其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3 类：（1 ）在光线作用下能使电子溢出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等；（2 ）在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等；（3 ）在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，如光电池等。
[2]
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（可见及紫外镭射光）转变成为电信号的器件。
光电传感器
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
光电传感器原理
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光电传感器
由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式，漫反射式，遮光式(光束阻档)三大类。所谓透射式是指被测物体放在光路中，恒光源发出的光能量穿过被测物，部份被吸收后，透射光投射到光电元件上；所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上，再从被测物体表面反射后投射到光电元件上；所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份，使投射到光电元件上的光通量改变，改变的程度与被测物体在光路位置有关。
光电传感器
光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，发射极电流Ie=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。工作原理光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。
[3]
分类和工作方式⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。⑵对射型光电传感器，若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用，称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到;一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。⑷扩散反射型光电开关扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。没有信号输出的原因首先要考虑的是接线或配置的问题。对于对射型光电传感器必须由投光部和受光部组合使用，两端都需要供电；而回归反射型必须由传感器探头和回归反射板组合使用；同时，用户必须给传感器提供稳定电源，如果是直流供电，必须确认正负极，如若正负极连接错误则会导致输出信号没有。上述的原因分析是对光电传感器本身的考虑，我们还需要考虑的是检测物体的位置问题，如果检测物体不在检测区域，这样的检测是徒劳的。检测物体必须在传感器可以检测的区域内，也就是光电可以感知的范围内。其次，要考虑传感器光轴有没有对准问题，对射型的投光部和受光部光轴必须对准，对应的回归反射型的探头部分和反光板光轴必须对准。同样还要考虑的是检测物体是否符合标准检测物体或者最小检测物体的标准，检测物体不能小于最小检测物体的标准，从而避免导致对射型、反射型不能很好检测透明物体，像反射型对检测物体的颜色有要求，颜色越深，检测距离就越近。如果以上情况都可以很明确地做出排除后，我们需要做的事就是检测环境的干扰因素。如光照强度不能超出额定范围；如果现场环境有粉尘，就需要我们定期清理光电传感器探头表面；或者是多个传感器紧密安装，互相产生干扰；还有一种影响比较大的是电气干扰，如果周围有大功率设备，产生干扰时必须要有相应的抗干扰措施。如果做过上述的逐一排查，这些因素都可以明确地排除还是没有信号输出的话，建议退回厂家检测判断。
[3]
结构分析光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。光敏二极管是现在最常见的传感器。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。角反射板是结构牢固的发射装置，它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，仍从这根反射线返回。
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类型⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。⑵对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。⑷扩散反射型光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到信号，输出一个开关信号。
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光电传感器分类
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语音
标准类型
光电传感器
1）漫反射型：一般型或能量型 (-8)，聚焦式 (-8-H)，带背景抑制功能型 (-8-H)，带背景分析功能型 (-8-HW)2）反射板型：一般型 (-6)，带偏振滤波功能型 (-54, -55)，带透明体检测功能型 (-54-G)，带前景抑制功能型 (-54-V)3）对射型4）槽型5）光纤传感器：塑料光纤型，玻璃光纤型6）色标传感器，颜色传感器，荧光传感器7）光通讯8）激光测距：三角反射原理型，相位差原理型，时间差原理型9）光栅10）防爆/隔爆型
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光电传感器安全类型
1）安全对射光电2）安全光栅3）安全光幕4）安全控制器门控类型
雷达传感器
1）雷达传感器：区域检测型2）主动式传感器：单光束型，多光束型，区域检测型3）被动式传感器：区域检测型4）电梯光幕5）通用光电：槽形，对射型等
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光电传感器特长
①检测距离长如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等） 无法远距离检测。②对检测物体的限制少由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体进行检测。③响应时间短光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。④分辨率高能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。⑤可实现非接触的检测可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。⑥可实现颜色判别通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。⑦便于调整在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。
[3]
光电传感器应用
用光电元件作敏感元件的光电传感器，其种类繁多，用途广泛。按光电传感器的输出量性质可分为两类：（1 ）把被测量转换成连续变化的光电流而制成的光电测量仪器，可用来测量光的强度以及物体的温度、透光能力、位移及表面状态等物理量。例如：测量光强的照度计，光电高温计，光电比色计和浊度计，预防火灾的光电报警器，构成检查被加工零件的直径、长度、椭圆度及表面粗糙度等自动检测装置和仪器，其敏感元件均用光电元件。半导体光电元件不仅在民用工业领域中得到广泛的应用，在军事上更有它重要的地位。例如用硫化铅光敏电阻可做成红外夜视仪、红外线照相仪及红外线导航系统等；（2 ）把被测量转换成继续变化的光电流。利用光电元件在受光照或无光照射时" 有" 或"无"电信号输出的特性制成的各种光电自动装置。光电元件用作开关式光电转换元件。例如电子计算机的光电输入器，开关式温度调节装置及转速测量数字式光电测速仪等。
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一、烟尘浊度监测仪防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。二、条形码扫描笔当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截止状态。当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光线，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。整个条形码被扫描过之后，光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，完成对条形码信息的识别。三、产品计数器产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光电传感器的光路，使光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电传感器电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目，该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。四、光电式烟雾报警器没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接收信号。没有输出，有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。五、测量转速在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，转动时，反射光与不反射光交替出现，光电传感器相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信号，再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号，最后由电子数字显示器输出电机的转速。六、光电池在光电检测和自动控制方面的应用光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。应用案例光电传感器应用于激光武器由于光电传感器对红外辐射，或可见光，或对二者都特别灵敏，因而就更加容易成为激光攻击的目标。此外，电子系统及传感器本身还极易受到激光产生的热噪声和电磁噪声的干扰而无法正常工作。战场上的激光武器攻击光电传感器的方式主要有以下几种：用适当能量的激光束将传感器“致盲”，使其无法探测或继续跟踪已经探测到的目标。或者，如果传感器正在导引武器飞向目标，则致盲将使其失去目标。综上所述，由于传感器在战场上发挥的作用越来越重要，同时又很容易遭受激光攻击，它们已成为低能激光武器的首选目标。光电传感器应用于自动抄表系统随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及现代通讯技术的发展，可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转。采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。如：在旋转的光亮的铝盘上局部涂黑，再配以反射式光电发射接收对管，则当铝盘旋转时，在局部涂黑处便产生脉冲，并可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数，并经光电耦合隔离电路，送至CPU的T0端口进行计数处理。采用光电耦合隔离器可有效地防止干扰信号进入微机。再结合其它传输方式便可以形成自动抄表系统。光电传感器应用于监控烟尘污染光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化，通过把光强度的变化转换成电信号的变化实现控制功能。由于光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用，而我们可以利用光电传感器的特性来检测烟尘的情况，因而光电传感器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。卫生级防冲洗型光电传感器防冲洗型传感器，能够提供极高的可靠性和舒适性，并将运行成本降至最低。配合IO-link接口以及能够大幅延长使用寿命的proTect+密封理念，这两款新型传感器适用于苛刻的应用环境，堪称食品和饮料行业的理想解决方案。
[4]
光电传感器特性
1）暂态响应范围宽，谐波测量能力强暂态特性的优劣是判断一种互感器能否在电力系统中获得应用的一个重要参数，特别是与继电保护动作时间的配合。传统电磁式互感器由于存在铁芯，对高频信号的响应特性较差，不能正确反映一次侧的暂态过程。而光电互感器传测量的频率范围主要由电子线路部分决定，没有铁芯饱和的问题，因此能够准确反映一次侧的暂态过程。一般可设计到0.1 Hz到1 MHz，特殊的可设计到200 MHz的带通。光电传感器的结构可以测量高压电力线路上的谐波。而电磁感应互感器是难以达到的。2）数字接口，通信能力强由于光电传感器下传的就是光数字信号，与通信网络容易接口，且传输过程中没有测量误差。同时随着微机化的保护控制设备的广泛采用，光电互感器可以直接向二次设备提供数字量，这样就能省去原来保护装置中的变换器和A/D采样部分，使二次设备得到大大的简化，推动保护新原理的研究。3）体积小，重量轻、易升级，满足变电站小型化与紧凑型的要求，由于光电传感器是靠传感头和电子线路进行信号的获取和处理，体积小，重量一般在 1000 kg以下，便于集成在AIS或GIS中，这样将大大减少变电站的占地面积，满足变电站小型化和紧凑化的要求。同时光电互感器通过少量光缆与二次设备连接，可使电缆沟和电缆大为减。
[4]
光电传感器市场领域
光电传感器的主要应用领域：车载娱乐/导航/DVD系统背光控制，以便在所有的环境光条件下都可以显示出理想的背光亮度；后座娱乐用显示器背光控制；仪表组背光控制(速度计/转速计)；自动后视镜亮度控制(通常要求两个传感器，一个是前向的，一个是后向的)；自动前大灯和雨水感应控制(专用，根据需求进行变化)；后视相机控制(专用，根据需求进行变化)。在提供更舒适的显示质量方面已经成为最有效的解决方案之一，它具有与人眼相似的特性，这对于汽车应用而言至关重要，因为这些应用要求在所有环境光条件下都能达到完全的背光效果。例如，在白天，用户需要最大的亮度来实现最佳的可见度，但是这种亮度在对于夜间条件而言则是过亮的，因此带有良好光谱响应 (良好的IR衰减)的光传感器、适当的动态范围和整体的良好输出信号调节可以很容易地自动完成这些应用。终端用户可以设置几个阈值水平(如低、中、亮光)，或能够随意地动态地改变传感器的背光亮度。这也适用于汽车后视镜亮度控制，当镜子变暗和/或变亮时需要智能的亮度管理，可以通过环境光传感器来完成。对于便携式应用，如果用户不改变系统设置(通常是亮度控制)，那么一个显示器总是消耗同样多的能量。在室外等特别亮的区域，用户倾向于提高显示器的亮度，这就会增加系统的功耗。而当条件变化时，如进入建筑物，大多数用户都不会去改变设置，因此系统功耗仍然保持很高。但是，通过使用一个光传感器，系统能够自动检测条件变化并调节设置，以保证显示器处于最佳的亮度，进而降低总功耗。在一般的消费类应用中，这也能够延长电池寿命。对于移动电话、笔计本电脑、PAD和数码相机，通过采用环境光传感器反馈，可以自动进行亮度控制，从而延长了电池寿命。并不是一个新的构想。在数十年前就已经利用光电二极管和光敏电阻来实现这一构想。所谓新构想，是指对环境光感应的同时还能消减无用的红外线和紫外线光，而且在支持汽车规格AECQ-1000严格要求的同时还可以实现小封装，尤其是能够保证在-40度至+105度(2级)温度范围内的操作，以满足其余的规格要求。如何保持工作质量标准并满足AECQ-1000的2级工作要求，这是当今在所有光设计解决方案中所面临的挑战。采用一个光传感器或LED发射器或接收器时，任何的光学解决方案都会面临着暴露在恒定高温下(>+85度)而出现的封装变色问题(会变暗或变成淡黄)。同样值得一提的是，到目前为止，所有环境光传感器的应用都限于车舱内，在发动机舱或户外环境中还没有出现光传感器应用。事实上，即使出现了这样的应用，光封装也不是针对这样的苛刻条件(+125或+150度的条件)而设计，因此，在当前的光学封装技术下，它们很可能还不能够承受这样的条件。半导体相似传感器和封装开发的最新进展使得终端用户在光传感器上具有了更广泛的选择。小封装、低功耗、高集成和简单易用性是设计者更多地采用光传感器的原因，其应用范围涉及消费类电子、工业应用以及汽车领域。
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光电传感器新技术和应用
1、用于目标跟踪和坐标定位256光电管阵列四象限CMOS光电传感器将传统的象限传感器与当前迅速发展的CMOS图象传感器相结合，提出了使用有源传感阵列感光的256单元光电管阵列四象限CMOS光电传感器。该传感器的感光单元采用了CMOS图象传感器中使用的有源像素传感器(Active Pixel Sensor，APS)设计，在感光单元内部由光电信号预处理电路直接将传感产生的光电信号转化为幅度较大的电信号输出，避免了对微弱信号的处理，降低了噪声的影响。传感器应用阵列采集光信号，可以直接确定目标光源的坐标位置并实现一步到位的快速调整。传感器使用标准CMOS工艺制造，将传感阵列与信号处理电路集成在同一芯片上，可以实现传感器的SOC集成和智能化(Smart Sensor)设计。广泛应用于激光的瞄准、制导、跟踪，搜索装置，精密测量，如激光微定位、位移监控、精密机床的光电控制等领域。是一种用于目标跟踪和坐标定位的新型集成阵列四象限CMOS光电传感器。2、光敏象限阵列与磁敏线阵列兼容CMOS数模混合传感器集成电路基于硅光电传感的象限传感器广泛应用于激光的跟踪制导、位移监控、精密机床等控制等领域。基于硅的半导体磁敏传感器广泛应用于测量磁场强度的各种磁场计、读出磁介质上信息的各类磁头以及非磁信号的探测器等。3、应用光电二极管阵列的SPR生物传感器微弱信号检测以提升表面等离子共振生物医学传感器的检测能力为目标，用高性能光电二极管阵列为光电转换器件，论证并实现一种可高效抑制噪声的检测方法，利用光电二极管阵列器件可输出参考噪声信号的特性，通过相干消噪结合小波软阈值消噪，使SPR传感器输出信噪比从40dB左右提高到52dB以上。用SPR传感器检测人体免疫球蛋白(IgG)分子特异性结合的实验表明，该方法显著提高了SPR传感器的分辨率，使之可精确检测样液中IgG含量10~(-3)mg/mL量级的微弱变化，精度和分辨率提升一个数量级以上。4、光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用一个基于覆盖理论和卡尔曼滤波算法的光电检测传感器阵列，该阵列具有采集和处理阵列覆盖区域中所感知对象信息的功能，即检测和描述感知对象的存在、运动及其运动轨迹等情况。国内外光电传感器的研究现状由于光电传感器的应用涉及的领域非常广泛，其研究和开发在世界上引起了高度重视，各国更是竞相研究开发并引起激烈的竞争。从最初的应用于军事逐渐发展到民事，而且与我们的生活息息相关，应该说现代化的生活离不开光电传感器的参与，如传真机、复印机、扫描仪、打印机、车库开门器、液晶显示器、色度计、分光计、汽车和医疗诊断仪器等等不胜枚举。美国是研究光电传感器起步最早、水平最高的国家之一，在军事和民用领域的应用发展得十分迅速。在军事应用方面，研究和开发主要包括：水下探测、航空监测、核辐射检测等。美国也是最早将光电传感器用于民用领域的国家。如运用光电传感器监测电力系统的电流、温度等重要参数，检测肉类和食品的细菌和病毒等。美国拥有世界最健全的光电传感器产品线，超过种产品包括自含式或放大器分离型，限位开关外型或小型传感器，精密检测或长距离检测传感器，检测距离长达305m。并且拥有行业内最齐全的标准光纤和定制光纤产品。大部分产品防护等级达到NEMA6P和IP67。日本和西欧各国也高度重视并投入大量经费开展光电传感器的研究与开发。20世纪90年代，研究开发出多种具有一流水平的民用光电传感器，日本的电器以价格适中质量好而响誉全球。西欧各国的大型企业和也积极参与了光电传感器的研发和市场竞争。我国对光电传感器研究的起步时间与国际相差不远。已有上百个单位在这一领域开展工作，主要是在光电温度传感器、压力计、流量计、液位计、电流计等领域进行了大量的研究，取得了上百项科研成果，有的达到世界先进水平。但与发达国家相比，我国的研究水平还有不小的差距，主要表现在商品化和产业化方面，大多数品种仍处于实验研制阶段，还无法投入批量生产和工程化应用。
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光电传感器发展方向
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语音
生产的发展方向（1）使光电传感器从理论研究向生产一条龙的产业化模式快速发展，走自主创新和国际合作相结合的跨越式发展道路，使我国成为世界传感器的生产大国；（2）光电传感器产品结构全面、协调、持续发展。产品品种要向高技术、高附加值倾斜，尤其要填补“空白”品种；（3）生产格局向专业化发展。即生产传感器门类少而精，且专门生产某一应用领域需要的某一类传感器系列产品，以获得较高的市场占有率，各传感器企业的专业化合作生产；（4）光电传感器大生产技术向自动化发展。光电传感器的门类、品种繁多，所用的敏感材料各异，决定了传感器制造技术的多样性和复杂性。纵观当前光电传感器工艺线的概况，多数工艺已实现单机自动化，但距离生产过程全自动化尚存在诸多困难，有待今后广泛采用CAD、CAM及先进的自动化装备和工业机器人予以突破；（5）企业的重点技术改造应加强从依赖引进技术向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转移；（6）企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向跨越发展；（7）企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。
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研究的发展方向光电传感及其相关技术的迅速发展，满足了各类控制装置及系统的更高要求，使得各领域的自动化程度越来越高，同时光电传感器的重要性不断提高。目前，光电传感器研究的主要方向是：（1）多用途。即一种光电传感器不仅能针对一种物理量，而且能够对多种物理量进行同时测量；（2）新型传感材料、传感技术等的开发；（3）在恶劣条件下（高温、高压等）低成本传感器（连接、安装等）的开发和应用；（4）光电传感器与其它微技术结合的微光学技术的发展。
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前景预测传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。
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光电传感器的智能化发展智能光电传感器是当今国际科技界研究的热点、尚无统一的、确切的定义。目前国内外学者普遍认为，智能光电传感器是由传统的光电传感器和微处理器( 或微计算机) 相结合而构成的，它充分利用计算机的计算和存储能力，对传感器的数据进行处理，并能对它的内部行为进行调节，使采集的数据最佳。智能光电传感器的功能有: 自补偿能力，自校准功能，自诊断功能，数值处理功能，双向通信功能，信息存储和记忆功能，数字量输出功能。随着科学技术的发展，智能传感器的功能将逐步增强，它将利用人工神经网、人工智能、信息处理技术(如传感器信息融合技术、模糊理论等)，使传感器具有更高级的智能具有分析、判断、自适应、自学习的功能、可以完成图像识别、特征检测、多维检测等复杂任务。
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参考资料
1.

祝诗平．传感器与检测技术：北京大学出版社，中国林业出版社，2006年：236
2.

颜晓河，董玲娇，苏绍兴 ．光电传感器的发展及其应用 ：电子工业专用设备 ，2006
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任海萍. 光电传感器的应用与发展[J]. 科技风,2011,(01):278.
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生产光电传感器：光电传感器及其制造方法

H01L27/146;

权利要求说明书
说明书
幅图

（
54
）发明名称

光电传感器及其制造方法

（
57
）摘要

?
本发明提供一种光电传感器及其制造方
法，本发明光电传感器包括位于所述衬底上的像
素单元，像素单元由光电二极管和薄膜晶体管组
成，其中薄膜晶体管的漏极结构又用作光电二极
管的阴极结构，使得像素所占的面积减小，有利
于提高光电传感器的分辨率，并且光电二极管的
阳极结构与阴极结构采用横向设置，有效减小了
光电传感器的厚度，进而使得本发明光电传感器

生产光电传感器：光电传感器及其制造方法与流程

本发明涉及半导体器件领域，特别是涉及一种光电传感器及其制造方法。
背景技术：
光电传感器是数字成像技术的基础，广泛应用于数码相机、手机和医疗设备等领域。传统技术中用于数字成像技术的光电传感器主要包括基于单晶硅的cmos传感器、ccd传感器以及基于氢化非晶硅的光电传感器。其中，基于单晶硅的cmos传感器和ccd传感器具有良好的空间分辨率、灵敏度及响应速度，但是其成像面积较小，难以用于大面积成像，例如医疗领域的x光成像。而基于氢化非晶硅的光电传感器可以用于大面积成像，但是其空间分辨率低，灵敏度差，且响应速度慢。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快的光电传感器及其制造方法。
一种光电传感器，包括：
衬底；
第一栅极，所述第一栅极设于所述衬底之上；
第一栅介质层，所述第一栅介质层覆盖于所述第一栅极的外表面；
半导体有源区，所述半导体有源区设于所述第一栅介质层之上，所述半导体有源区包括沟道区及分别位于所述沟道区两侧的源区和漏区；
第二栅介质层，所述第二栅介质层覆盖于所述半导体有源区外表面；
第二栅极，所述第二栅极设于所述第二栅介质层之上，且所述第二栅极位于所述沟道区的上方；
导电层，所述导电层设于所述第二栅介质层之上，且所述导电层覆盖于所述第二栅极的外表面，所述导电层与所述第二栅极形成欧姆接触；
半导体感光层，所述半导体感光层设于所述导电层之上，所述半导体感光层与所述导电层形成欧姆接触；
势垒层，所述势垒层位于所述半导体感光层之上，所述势垒层与所述半导体感光层接触并形成载流子势垒；
第三栅极，所述第三栅极设于所述势垒层之上；
可选地，所述第三栅极与所述势垒层形成欧姆接触；
钝化层，所述钝化层设于所述第二栅介质层之上，所述钝化层覆盖于所述导电层的边缘部、所述半导体感光层的边缘部以及所述势垒层的边缘部，且所述第三栅极位于所述钝化层的上表面；
源极，所述源极依次贯穿通过所述钝化层及所述第二栅介质层，以与所述源区相接触；以及
漏极，所述漏极依次贯穿通过所述钝化层及所述第二栅介质层，以与所述漏区相接触。
在其中一个实施例中，所述势垒层的材料与所述第三栅极的材料相同，所述势垒层与所述半导体感光层形成肖特基势垒。
在其中一个实施例中，所述势垒层的材料为第一导电类型半导体，所述势垒层与所述半导体感光层形成pn结势垒。
在其中一个实施例中，所述势垒层的材料为绝缘材料，所述第三栅极、所述势垒层以及所述半导体感光层形成mis势垒。
在其中一个实施例中，所述源区与所述漏区的导电类型相同。
在其中一个实施例中，所述源区、所述漏区和/或所述沟道区的材料为多晶硅、非晶硅、非晶铟镓锌氧化物或有机半导体。
在其中一个实施例中，所述导电层的材料为金属或第二导电类型半导体。可选地，所述第一导电类型与所述第二导电类型互为相反的导电类型。
在其中一个实施例中，所述半导体感光层的导电类型为本征类型或轻掺杂类型，所述半导体感光层的材料为氢化非晶硅或有机物半导体。
在其中一个实施例中，所述第三栅极的材料为氧化铟锡。
在其中一个实施例中，所述衬底的材料为玻璃或陶瓷。
在其中一个实施例中，所述第一栅极和/或第二栅极的材料为金属、金属硅化物和多晶硅的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述第一栅介质层和/或所述第二栅介质层的材料为氮化硅和二氧化硅的一种或两种。
在其中一个实施例中，所述钝化层的材料为绝缘材料。
本发明的光电传感器包括衬底，设在衬底上方的第一栅极，覆盖于第一栅极表面的第一栅介质层，设在第一栅介质层上表面的沟道区、源区及漏区，覆盖于沟道区、源区及漏区表面的第二栅介质层，与源区相接触的源极，与漏区相接触的漏极，设在第二栅介质层上表面且位于沟道区上方的第二栅极，覆盖于第二栅极表面并与其形成欧姆接触的导电层，位于导电层上表面并与其形成欧姆接触的半导体感光层，位于半导体感光层上表面并与其形成载流子势垒的势垒层、位于势垒层之上的第三栅极以及设于所述第二栅介质层的上表面、覆盖于导电层的两端部及半导体感光层的端部的钝化层。
该光电传感器包括依次形成的并垂直堆叠的光电二极管和双栅薄膜晶体管(tft)。该光电二极管用于将光信号转化为电压信号，该双栅tft用于将电压信号通过其亚阈区电流读出。其中，该光电传感器中的第三栅极用于与外围电路的复位(reset)信号相连接。当reset信号由高电压变为低电压时，第三栅极、势垒层以及半导体感光层之间的载流子势垒反偏。该半导体感光层内部形成耗尽区，该耗尽区即是该光电二极管的感光部。由于感光部与底部的双栅tft在垂直方向上堆叠，进而该感光部能够铺满几乎整个像素，而不必专门留出空间来放置双栅tft。因此，该光电传感器相对于传统的光电器件具备更高的填充因子，进而具有更高的空间分辨率及更大的成像面积。
此外，该光电传感器相对于传统的光电器件，由于双栅tft位于光电二极管的下方，双栅tft的可选择性更强，具备更好地灵敏度和响应速度。尤其是，当双栅tft中半导体有源区的材料为迁移率更高、阻断状态下漏电流更低的多晶硅、非晶硅、非晶铟镓锌氧化物或有机半导体时，该双栅tft的灵敏度和响应速度都较好。
因此，该光电传感器能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快，该光电传感器的工作性能较好。
此外，还有必要提供一种光电传感器的制造方法。
一种光电传感器的制造方法，包括如下步骤：
在衬底的上表面形成第一栅极；
在所述第一栅极的外表面形成第一栅介质层；
在所述第一栅介质层的上表面形成半导体材料层；
在所述半导体材料层的外表面形成第二栅介质层；
在所述第二栅介质层的上表面形成第二栅极；
以所述第二栅极为掩膜，将所述半导体材料层进行离子注入掺杂处理，分别形成源区、漏区及沟道区，即得半导体有源区；
在所述第二栅极的外表面形成导电层，所述导电层与所述第二栅极形成欧姆接触；
在所述导电层的上表面形成半导体感光层，所述半导体感光层与所述导电层形成欧姆接触；
在所述第二栅介质层的上表面、所述导电层的两端部、所述半导体感光层外表面分别形成钝化层；
将所述钝化层进行刻蚀处理，并在所述半导体感光层的上表面形成势垒层和第三栅极，所述势垒层与所述半导体感光层接触并形成载流子势垒；
将所述钝化层及所述导电层分别进行刻蚀处理，所述源极依次贯穿通过所述钝化层及所述第二栅介质层，以接触所述源区的表面；所述漏极依次贯穿通过所述钝化层及所述第二栅介质层，以接触所述漏区的表面，即得所述光电传感器。
通过该方法制造的光电传感器，能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快。该制造方法可以提高光电传感器的工作性能，制造效率较高，适于产业化生产。
附图说明
图1为一实施方式的具有肖特基势垒的光电传感器的截面结构示意图；
图2是图1实施方式的光电传感器的等效电路图；
图3是图1实施方式的光电传感器的感光原理示意图；
图4是图1实施方式的光电传感器的操作时序示意图；
图5是一实施方式的具有pn结势垒的光电传感器的截面结构示意图；
图6是一实施方式的具有mis势垒的光电传感器的截面结构示意图。
附图标记说明如下：
10.光电传感器；100.衬底；110.第一栅极；120.第一栅介质层；130.半导体有源区，131.源区，132.漏区，133.沟道区；140.第二栅介质层；150.第二栅极；160.导电层；170.半导体感光层；180.势垒层；190.第三栅极；200.钝化层；211.源极；212.漏极。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明的光电传感器及其制造方法进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在一个实施方式中，该光电传感器10包括衬底110，设在衬底110上方的第一栅极110，覆盖于第一栅极110表面的第一栅介质层120，设在第一栅介质层120上表面的沟道区133、源区131及漏区132，覆盖于沟道区133、源区131及漏区132表面的第二栅介质层140，与源区131相接触的源极211，与漏区132相接触的漏极212，设在第二栅介质层140上表面且位于沟道区133上方的第二栅极150，覆盖于第二栅极150表面并与其形成欧姆接触的导电层160，位于导电层160上表面并与其形成欧姆接触的半导体感光层170，位于半导体感光层170上表面并与其形成载流子势垒的势垒层180、位于势垒层180之上的第三栅极190以及设于所述第二栅介质层140的上表面、覆盖于导电层160的两端部及半导体感光层170的端部的钝化层200。
其中，该导电层160、半导体感光层170、势垒层180以及第三栅极190组成光电二极管。该衬底100、第一栅极110、第一栅介质层120、半导体有源区130、第二栅介质层140以及第二栅极150组成双栅薄膜晶体管(tft)。该光电二极管和双栅薄膜晶体管(tft)在垂直方向上依次堆叠形成光电传感器10。该光电二极管利用半导体感光层170进行光吸收，并将光信号转化为电压信号。可选地，该光电二极管为肖特基二极管、pin二极管或mis结构。该双栅tft用于将电压信号通过其亚阈区电流读出。
该光电二极管的第三栅极190用于与外围电路的复位(reset)信号相连接。当reset信号由高电压变为低电压时，第三栅极190、势垒层180以及半导体感光层170之间的载流子势垒反偏。该半导体感光层170内部形成耗尽区，该耗尽区即是该光电二极管的感光部。由于感光部与底部的双栅tft在垂直方向上堆叠，进而该感光部能够铺满几乎整个像素，而不必专门留出空间来放置双栅tft。因此，该光电传感器10相对于传统的光电器件具备更高的填充因子，进而具有更高的空间分辨率及更大的成像面积。
在一个实施例中，该源区131与该漏区132的导电类型相同。
在一个实施例中，该源区131、该漏区132和/或该沟道区133的材料为多晶硅、非晶硅、非晶铟镓锌氧化物或有机半导体。
在一个实施例中，该导电层160的材料为金属或第二导电类型半导体。当该导电层160的材料为第二导电类型半导体时，该势垒层180的材料为第一导电类型半导体，第一导电类型与第二导电类型互为相异的导电类型。如该势垒层180的材料为p型半导体，则该导电层160的材料为n型半导体；该势垒层180的材料为n型半导体，则该导电层160的材料为p型半导体。
在一个实施例中，该半导体感光层170的导电类型为本征类型或轻掺杂类型，该半导体感光层170的材料为氢化非晶硅或有机物半导体。当该半导体感光层170的导电类型为轻掺杂类型时，以使该半导体感光层170具有高电阻率。
在一个实施例中，该第三栅极190的材料为氧化铟锡。
此外，还有必要提供该光电传感器10的制造方法。
1)在衬底100的上表面形成第一栅极110。
2)在该第一栅极110的外表面形成第一栅介质层120。
3)在该第一栅介质层120的上表面形成半导体材料层。
4)在该半导体材料层的外表面形成第二栅介质层140。
5)在该第二栅介质层140的上表面形成第二栅极150。
6)以该第二栅极150为掩膜，将该半导体材料层进行离子注入掺杂处理，分别形成源区131、漏区132及沟道区133，即得半导体有源区130。
7)在该第二栅极150的外表面形成导电层160，该导电层160与该第二栅极150形成欧姆接触。在该导电层160的上表面形成半导体感光层170，该半导体感光层170与该导电层160形成欧姆接触。
8)在该第二栅介质层140的上表面、该导电层160的两端部、该半导体感光层170外表面分别形成钝化层200。
9)将该钝化层200进行刻蚀处理，以在该半导体感光层170的上表面形成势垒层180和第三栅极190，该第三栅极190与该半导体感光层170接触并形成载流子势垒。可选地，该第三栅极190与所述势垒层180形成欧姆接触。
10)将该钝化层200及该导电层160分别进行刻蚀处理，该源极211依次贯穿通过该钝化层200及该第二栅介质层140，以接触该源区131的表面；该漏极212依次贯穿通过该钝化层200及该第二栅介质层140，以接触该漏区132的表面，即得该光电传感器10。
通过该方法制造的光电传感器10能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快。该制造方法可以提高光电传感器10的工作性能，制造效率较高，适于产业化生产。
如图1所示的实施方式中，该光电二极管为肖特基二极管，该势垒层180与第三栅极190的材料相同。实际上，该第三栅极190的功能包括势垒层180的功能。该第三栅极190的上部用于与外围电路的复位(reset)信号相连接，该第三栅极190的下部与半导体感光层170形成肖特基势垒。因此，该第三栅极190的可以用来替代该势垒层180。
具体地，该光电传感器10传感器包括衬底100，设在衬底100上方的第一栅极110，覆盖于第一栅极110表面的第一栅介质层120，设在第一栅介质层120上表面的沟道区133、源区131及漏区132，覆盖于沟道区133、源区131及漏区132表面的第二栅介质层140，与源区131相接触的源极211、与漏区132相接触的漏极212，设在第二栅介质层140上表面且位于沟道区133上方的第二栅极150，覆盖于第二栅极150表面并与其形成欧姆接触的导电层160，位于导电层160上表面并与其形成欧姆接触的半导体感光层170，位于半导体感光层170上表面并与其形成肖特基接触的第三栅极190以及设于该第二栅介质层140的上表面、并覆盖于导电层160的两端部及半导体感光层170的端部的钝化层200。
该衬底100为大面积的绝缘衬底100。可选地，该衬底100的材料为玻璃或陶瓷。
该第一栅极110设于该衬底100之上。可选地，该第一栅极110的方块电阻较小。为了便于后续半导体有源区130的制备，该第一栅极110的熔点需要大于等于500℃。进一步可选地，该第一栅极110的材料为金属、金属硅化物和多晶硅的一种或多种。具体地，该第一栅极110可以是钼、钛、钨等金属，可以是硅化镍、硅化钛等金属硅化物，也可以是重掺杂的多晶硅。
该第一栅介质层120覆盖于该第一栅极110的外表面。可选地，该第一栅介质层120的材料为氮化硅和二氧化硅的一种或两种。该氮化硅和二氧化硅都是常用的绝缘薄膜材料，且能够通过离子增强化学气相淀积(pecvd)形成绝缘薄膜。
该半导体有源区130设于该第一栅介质层120之上，该半导体有源区130包括沟道区133及分别位于该沟道区133两侧的源区131和漏区132。当第二栅极150的偏压适当时，该沟道区133的表面可以形成导电沟道，能够将位于沟道区133两侧的源区131和漏区132进行连接。为实现阻断状态下的低漏电流，沟道区133一般是非掺杂/轻掺杂的本征区/高电阻率区。为减少电流路径上的寄生电阻，源区131和漏区132一般是重掺杂的低电阻率区。该源区131和该漏区132的导电类型相同，如该源区131和该漏区132可以均为p型；或该源区131和漏区132也可以均为n型，这两种情况下均能实现第二栅极150对沟道电流的控制。
该源区131、沟道区133和漏区132构成双栅薄膜晶体管(tft)的半导体有源区130。该半导体有源区130的材料是半导体材料，如多晶硅、氢化非晶硅、非晶铟镓锌氧化物(igzo)或有机半导体材料。有机半导体材料的导电类型与无机半导体材料的导电类型类似，可以分为电子传输层、空穴传输层和本征层。该沟道区133还能够通过第一栅介质层120与第一栅极110形成电容耦合。
该第二栅介质层140覆盖于该半导体有源区130外表面。该第二栅介质层140即是双栅tft的栅介质层。可选地，该第二栅介质层140的材料为氮化硅和二氧化硅的一种或两种。该氮化硅和二氧化硅都是常用的绝缘薄膜材料，且能够通过离子增强化学气相淀积(pecvd)形成绝缘薄膜。
该第二栅极150设于该第二栅介质层140之上，且该第二栅极150位于该沟道区133的上方。可选地，该第二栅极150的方块电阻较小。此外，该第二栅极150需要作为源区131和漏区132的掩膜，该第一栅极110的熔点需要大于等于500℃。进一步可选地，该第二栅极150的材料为金属、金属硅化物和多晶硅的一种或多种。具体地，该第二栅极150可以是钼、钛、钨等金属，可以是硅化镍、硅化钛等金属硅化物，也可以是重掺杂的多晶硅。
该导电层160设于该第二栅介质层140之上，且该导电层160覆盖于该第二栅极150的外表面，该导电层160与该第二栅极150形成欧姆接触。通过采用欧姆接触，能够使电压顺利传导。可选地，该导电层160具有较小的方块电阻。进一步可选地，该导电层160的材料具有较低的电阻率，可以为金属、n型半导体、重掺杂无机半导体或电子/空穴输运有机化合物半导体。其中，重掺杂是指材料中的载流子浓度等于或接近其在材料中的饱和浓度。该导电层160覆盖于第二栅极150的外表面，能够保证光电压顺利传导到第二栅极150。
该半导体感光层170设于该导电层160之上，该半导体感光层170与该导电层160形成欧姆接触。该半导体感光层170位于导电层160之上。该半导体具有一定的厚度，可以为500nm，其能够吸收入射光并将其转化为电子-空穴对。通过采用欧姆接触，能够使电压顺利传导到第二栅极150。可选地，该半导体感光层170为非掺杂或n型轻掺杂，能够保证该半导体感光层170与第三栅极190形成的肖特基接触产生的耗尽区足够宽。其中，非掺杂的氢化非晶硅材料由于其内部的硅悬挂键的影响，电学性能上可等效于n型轻掺杂的。n型轻掺杂是指材料中的载流子以电子为主，并且n型杂质的浓度远小于其在材料中的饱和浓度。半导体感光层170也可用有机化合物半导体材料代替，以实现相对更低的制造成本。
该第三栅极190设于该半导体感光层170之上，该第三栅极190与该半导体感光层170形成肖特基接触。即该第三栅极190既是电极，也是势垒材料。该第三栅极190与该半导体感光层170通过肖特基接触使半导体感光层170具有一定的耗尽区，形成光电二极管的感光部分。该第三栅极190的材料为透明导电材料。可选地，该第三栅极190的材料为氧化铟锡。该第三栅极190连接至外围电路的复位(reset)信号。
光线从第三栅极190的上表面入射至半导体感光层170的耗尽区，产生的电子-空穴对被耗尽区电场分开，从而改变光电二极管的反向偏压。该导电层160、半导体感光层170以及该第二栅极150之间的接触均是欧姆接触，且导电层160的方块电阻相对较小，电压能够顺利传导，进而改变后的反向偏压经过导电层160传导至第二栅极150。
该钝化层200设于该第二栅介质层140之上，该钝化层200覆盖于该导电层160的两端部及该半导体感光层170的两端部，该钝化层200部分覆盖于该半导体感光层170的上表面，且该第三栅极190部分覆盖于该钝化层200的上表面。该钝化层200的材料可以为氮化硅、二氧化硅、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃和聚酰亚胺等绝缘材料。
在一个实施例中，该光电传感器10的表面覆盖有钝化层200，该钝化层200可以在半导体感光层170、源区131和漏区132的上表面形成窗口，分别用于引出第三栅极190、源极211和漏极212。其中，该源极211依次贯穿通过该钝化层200及该第二栅介质层140，以与该源区131相接触；该漏极212依次贯穿通过该钝化层200及该第二栅介质层140，以与漏区132相接触。该钝化层200用于防止环境中的可移动电荷、水汽等污染物进入光电传感器10内部。
该光电传感器10包括衬底100，设在衬底100上方的第一栅极110，覆盖于第一栅极110表面的第一栅介质层120，设在第一栅介质层120上表面的沟道区133、源区131及漏区132，覆盖于沟道区133、源区131及漏区132表面的第二栅介质层140，与源区131相接触的源极211，与漏区132相接触的漏极212，设在第二栅介质层140上表面且位于沟道区133上方的第二栅极150，覆盖于第二栅极150表面并与其形成欧姆接触的导电层160，位于导电层160上表面并与其形成欧姆接触的半导体感光层170，位于半导体感光层170上表面并与其形成肖特基接触的第三栅极190，设于该第二栅介质层140的上表面、覆盖于导电层160的两端部及半导体感光层170的端部的钝化层200。
该光电传感器10包括光电二极管和双栅薄膜晶体管(tft)，该氢化非晶硅光电二极管和双栅tft在垂直方向上堆叠。该光电传感器10能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快，该光电传感器10的工作性能较好。
该光电传感器10的制造方法，包括如下步骤：
1)在衬底100的上表面形成第一栅极110。
可选地，通过蒸发、溅射或电镀等工艺在衬底100上形成一层导电薄膜，然后通过光刻刻蚀形成第一栅极110。
具体地，通过溅射在衬底100上形成一层多晶硅导电薄膜，图形化之后可以通过淀积金属、退火、化学腐蚀金属的方法将全部或部分的多晶硅转化为金属硅化物。
2)在该第一栅极110的外表面形成第一栅介质层120。
可选地，通过低压化学气相淀积(lpcvd)或等离子增强化学气相淀积(pecvd)等工艺淀积一层绝缘层，形成第一栅介质层120。
3)在该第一栅介质层120的上表面形成半导体材料层。
可选地，通过lpcvd、pecvd或溅射的工艺在第一栅介质层120上淀积一层半导体材料，形成半导体材料层。再通过光刻刻蚀形成非掺杂的半导体有源区130。
4)在该半导体材料层的外表面形成第二栅介质层140。
可选地，通过lpcvd或pecvd等工艺在半导体材料层的表面淀积一层绝缘层，形成第二栅介质层140。
5)在该第二栅介质层140的上表面形成第二栅极150。
可选地，通过蒸发、溅射或电镀等工艺在第二栅介质层140的表面形成一层导电薄膜，然后通过光刻、刻蚀形成第二栅极150。
具体地，通过电镀在第二栅介质层140上形成一层多晶硅导电薄膜，图形化之后可以通过淀积金属、退火、化学腐蚀金属的方法将全部或部分的多晶硅转化为金属硅化物。
6)以该第二栅极150为掩膜，将该半导体材料层进行离子注入掺杂处理，分别形成源区131、漏区132及沟道区133，即得半导体有源区130。
可选地，将第二栅极150作为掩膜，进行p型或n型离子注入掺杂处理。
具体地，将硼离子注入到第二栅极150未遮挡的区域，形成掺杂源区131和掺杂漏区132，而硼离子无法注入到被第二栅极150遮挡的区域，进而该区域保持非掺杂的状态，形成沟道区133。注入到源区131以及漏区132硼离子再通过600摄氏度左右的高温进行退火处理，进而得到被激活的p型掺杂半导体有源区130。
7)在该第二栅极150的外表面形成导电层160，该导电层160与该第二栅极150形成欧姆接触。在该导电层160的上表面形成半导体感光层170，该半导体感光层170与该导电层160形成欧姆接触。
可选地，通过pecvd淀积一层导电薄膜和一层氢化非晶硅薄膜，然后通过光刻刻蚀形成半导体感光层170和位于其下方的导电层160。进一步可选地，该导电层160的材料为n型重掺杂的氢化非晶硅，能够与感光的轻掺杂/非掺杂氢化非晶硅在同一台设备中淀积。
8)在该第二栅介质层140的上表面、该导电层160的两端部、该半导体感光层170外表面分别形成钝化层200。
可选地，通过旋涂、pecvd或lpcvd的工艺淀积钝化层200，以使该光电传感器10的表面覆盖有钝化层200。
具体地，该钝化层200的材料为聚酰亚胺时，可以通过旋涂的方式淀积。该钝化层200的材料为氮化硅时，可以通过pecvd的方式淀积。
9)将该钝化层200进行刻蚀处理，以在该半导体感光层170的上表面形成第三栅极190，该第三栅极190与该半导体感光层170形成肖特基接触。
10)将该钝化层200及该导电层160分别进行刻蚀处理，该源极211依次贯穿通过该钝化层200及该第二栅介质层140，以接触该源区131的表面；该漏极212依次贯穿通过该钝化层200及该第二栅介质层140，以接触该漏区132的表面，即得该光电传感器10。
可选地，钝化层200淀积完成后，通过光刻刻蚀将半导体感光层170、源区131和漏区132的上表面暴露出来，通过溅射或蒸发等工艺形成透明的导电薄膜。再通过光刻刻蚀分别形成第三栅极190、源极211和漏极212。
通过该方法制造的光电传感器10，能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快。该制造方法可以提高光电传感器10的工作性能，制造效率较高，适于产业化生产。
如图2所示，该光电传感器10中光电二极管的第三栅极190与外围电路的复位(reset)信号相连接。当reset信号由高电压变为低电压时，第三栅极190与半导体感光层170之间的肖特基结反偏。该半导体感光层170内部形成耗尽区，该耗尽区即是该光电传感器10的感光部。由于感光部与底部的双栅tft在垂直方向上堆叠，进而该感光部能够铺满几乎整个像素，而不必专门留出空间来放置双栅tft。因此，该光电传感器10相对于传统的光电器件具备更高的填充因子，进而具有更高的空间分辨率及更大的成像面积。
当光线从第三栅极190的上方入射到耗尽区中时，产生的电子-空穴对被耗尽区中的内建电场分开，电子通过半导体感光层170和导电层160流向第二栅极150，空穴则流向第三栅极190。因此，第二栅极150与第三栅极190之间的电压相对无光照的情况降低。由于双栅tft的源极211始终与电源(vdd)相连，电位固定，第二栅极150的电压降低相当于双栅tft的栅-源电压(vgs)的绝对值升高。因此，漏极212的输出电流(ids)增加。以使该光电传感器10为高灵敏状态，连接到第一栅极110的寻址(select)信号用于控制双栅tft的工作点。
如图3所示，当select信号的电压水平适当时，双栅tft工作于亚阈区，此时漏极212的输出电流ids对vgs最为敏感。该光电传感器10相对于传统的光电器件，由于双栅tft位于光电二极管的下方，双栅tft的可选择性更强，具备更好地灵敏度和响应速度。尤其是，当双栅tft的材料为迁移率更高、阻断状态下漏电流更低的多晶硅或铟镓锌氧化物(igzo)时，该双栅tft的灵敏度和响应速度都较好。
如图4所示，该光电传感器10的工作过程如下：
1)reset信号由高电压转变为低电压，此时肖特基结由平衡态转变为反偏状态，半导体感光层170内部的耗尽区宽度增加。
2)光线开始照射光电传感器10的表面，透过第三栅极190入射到半导体感光层170中。该半导体感光层170内部形成耗尽区，在耗尽区中产生的电子-空穴对被肖特基结的内建电场分开。随着入射光的剂量不断增加，第二栅极150的电位不断下降。
3)光照结束后，存储于反偏的肖特基结上的电荷量基本保持不变，进而第二栅极150的电位不再变化。
4)第一栅极110的select信号由高电压变为低电压，使双栅tft的工作区由阻断区变为亚阈区，经第二栅极150调制的沟道电流ids作为数据由漏极212输出到外部电路中。
5)select信号恢复至高电压，电流输出结束。在此期间输出的电流经过积分器转化为电压，而该电压通过模拟信号-数字信号转换电路转化为数字信号输出。
6)reset信号恢复至高电压，肖特基结正偏直至耗尽区恢复到平衡态，该光电传感器10恢复到初始状态，准备进行下一个工作周期。
如图5所示的实施方式中，与图1所示的实施方式的具有肖特基势垒的光电传感器10区别是该光电二极管为pin二极管，该势垒层180的材料为p型半导体，该势垒层180与该半导体感光层170形成pn结势垒，该导电层160的材料为n型半导体。可选地，该势垒层180的材料为n型半导体时，该势垒层180与该半导体感光层170形成pn结势垒，该导电层160的材料为p型半导体。该光电传感器10的结构与图1所示的实施方式的具有肖特基势垒的光电传感器10区别在于半导体感光层170与该第三栅极190的之间设有势垒层180，该势垒层180与该半导体感光层170形成pn结势垒，其工作原理及工作过程与该具有肖特基势垒的光电传感器10均相同。
如图6所示的实施方式中，与图1所示的实施方式的具有肖特基势垒的光电传感器10区别是该光电二极管为mis结构，该势垒层180的材料为绝缘材料，该第三栅极190、该势垒层180以及所述半导体感光层170形成金属-绝缘体-半导体(mis)势垒。该光电传感器10的结构与图1所示的实施方式的具有肖特基势垒的光电传感器10区别在于半导体感光层170与该第三栅极190的之间设有势垒层180，该势垒层180与该半导体感光层170及第三栅极形成mis势垒。可选地，钝化层200可以用来替代该势垒层180，该钝化层200可以直接覆盖设于该半导体感光层170的上表面，该钝化层200与该第三栅极190及半导体感光层170形成mis势垒。该第三栅极190加负电压信号时，感光区发生耗尽，在其中产生的电子-空穴对被耗尽区中的电场所分离，产生光电压。光电压通过导电层160传导到第二栅极150。实际上，其工作原理及工作过程与该具有肖特基势垒的光电传感器10均相同。
本发明的光电传感器10包括衬底100，设在衬底100上方的第一栅极110，覆盖于第一栅极110表面的第一栅介质层120，设在第一栅介质层120上表面的沟道区133、源区131及漏区132，覆盖于沟道区133、源区131及漏区132表面的第二栅介质层140，与源区131相接触的源极211，与漏区132相接触的漏极212，设在第二栅介质层140上表面且位于沟道区133上方的第二栅极150，覆盖于第二栅极150表面并与其形成欧姆接触的导电层160，位于导电层160上表面并与其形成欧姆接触的半导体感光层170，位于半导体感光层170上表面并与其形成载流子势垒的势垒层180、位于势垒层180之上的第三栅极190以及设于所述第二栅介质层140的上表面、覆盖于导电层160的两端部及半导体感光层170的端部的钝化层200。
该光电传感器10包括依次形成并垂直堆叠的光电二极管和双栅薄膜晶体管(tft)。该光电二极管用于将光信号转化为电压信号，该双栅tft用于将电压信号通过其亚阈区电流读出。其中，该光电传感器中的第三栅极用于与外围电路的复位(reset)信号相连接。当reset信号由高电压变为低电压时，第三栅极190、势垒层180以及半导体感光层170之间的载流子势垒反偏。该半导体感光层170内部形成耗尽区，该耗尽区即是该光电二极管的感光部。由于感光部与底部的双栅tft在垂直方向上堆叠，进而该感光部能够铺满几乎整个像素，而不必专门留出空间来放置双栅tft。因此，本发明的光电传感器10相对于传统的光电器件具备更高的填充因子，进而具有更高的空间分辨率及更大的成像面积。
此外，该光电传感器10相对于传统的光电器件，由于双栅tft位于光电二极管的下方，双栅tft的可选择性更强，具备更好地灵敏度和响应速度。尤其是，当双栅tft中半导体有源区的材料为迁移率更高、阻断状态下漏电流更低的多晶硅、非晶硅、非晶铟镓锌氧化物或有机半导体时，该双栅tft的灵敏度和响应速度都较好。
因此，该光电传感器10能够用于大面积成像，并具有高空间分辨率，高灵敏度，且响应速度快，该光电传感器的工作性能较好。
该光电传感器10可以应用于数码相机、手机和医疗设备等领域，但也不限于上述技术领域。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

生产光电传感器：光电传感器的制造方法

光电传感器的制造方法
【专利摘要】一种使用在市场上出售的投光用LED容易地得到任意的光学特性的光电传感器。包括：具有发出光的投光用LED（1031）的投光部（103）；和将由投光用LED（1031）发出的光投光到检测区域的投光透镜（1041），投光部（103）具有小型透镜（1032），该小型透镜（1032）利用与投光用LED（1031）以及投光透镜（1041）的组合得到所希望的光学特性。
【专利说明】光电传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用市场上出售的投光用LED得到任意的光学特性的光电传感器。
【背景技术】
[0002]以往，通过用树脂封住小型的投光用LED，并将露出的电极和外部基板连接从而构成投光部的光电传感器被广泛使用(例如，参照专利文献1、2)。
[0003]在此，在制造光电传感器时，投光用LED的光学特性、可靠性以及价格是重要的选择点。并且，一般地，购入市场上卖的投光用LED，或者，开发针对符合光电传感器的形状/光学特性设计的投光用LED并制作光电传感器。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I日本特开2007-号公报
[0007]专利文献2日本特开2010-号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]在使用市场上出售的投光用LED的方法中，可以便宜地得到零件。但是，使用市场上出售的产品的话就没有光学特性的自由度，产品的光学特性需要用投光透镜来实现。因此，存在光学特性的设计自由度不足的问题。
[0010]另一方面，采用符合光电传感器地开发投光用LED的方法的话，能够基本满足产品的形状/光学特性。但是，投光用LED的生产批次数非常庞大，存在很耗费开发费以及LED成本的问题。另外，产品的光学特性与使用市场上出售的投光用LED的情况一样，是用投光用LED以及投光透镜实现的。
[0011]并且，作为上述两种方法的共同课题，投光用LED的光学特性充其量只有几种，为了用其与投光透镜的组合实现产品的光学特性，对于实现往往少量生产的特殊光学特性，就成为非常昂贵的产品。
[0012]又，在构成光电传感器的投光部时，往往需要用于将光聚光到适当的范围内的透镜结构。此时，也存在投光用LED的发光芯片的位置公差的影响，也会存在有时未必能得到任意的光学特性的问题。
[0013]本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于，提供一种能够使用市场上卖的投光用LED容易地得到任意的光学特性的光电传感器。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本发明涉及的光电传感器包括:具有发出光的发光部的投光部，和将由发光部发出的光投射到检测区域的投光透镜，投光部具有小型透镜，该小型透镜利用与发光部以及投光透镜的组合得到所希望的光学特性。[0016]发明效果
[0017]根据本发明，由于采用了上述结构，因此能够使用市场上出售的投光用LED容易地得到任意的光学特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的实施形态I涉及的光电传感器的概略结构图。
[0019]图2是示出本发明实施形态I中的投光部的侧视图。
[0020]图3是本发明的实施形态I中的投光用LED的结构图，Ca)是上表面图，(b)是侧视图。
[0021]图4是本发明的实施形态I中的小型透镜的结构图，Ca)是上表面图，(b)是侧视图。
[0022]图5是示出本发明的实施形态I中的投光用LED、小型透镜以及投光透镜的组合例的图。
【具体实施方式】
[0023]下面，参照附图对本发明的实施形态进行详细的说明。
[0024]实施形态I
[0025]图1是本发明的实施形态I涉及的光电传感器I的概略结构图。
[0026]光电传感器I如图1所示，由内部电源101、信号处理部102、投光部103、传感部104、受光部105以及阈值设定.显示`部106构成。另外，传感部104被配置在盒体107的规定位置上。又，内部电源101、信号处理部102、投光部103、受光部105以及阈值设定?显示部106被配置在收纳于盒体107内的印刷基板108上的规定位置。
[0027]内部电源101将由通过连接部109连接的电缆单元110供给的电力供给至信号处理部102。
[0028]信号处理部102通过由内部电源101供给的电力运转，控制光电传感器I内的各部。在此，利用信号处理部102，对于投光部103指示光的投光，另外，检测出由受光部105进行受光的光的受光量。并且，通过将该受光量与由阈值设定.显示部106设定了的阈值进行比较，判断在检测区域有无物体，根据该判断结果对阈值设定?显示部106指示显示窗口 111的显示切换。
[0029]投光部103根据来自信号处理部102的指示，发出光并向传感部104侧投光。该投光部103的详细结构在后面叙述。
[0030]传感部104在其与检测区域之间进行光的投受光。该传感部104由将来自投光部103的光投光到检测区域的投光透镜1041，和在检测区域存在物体的情况下对被该物体反射的光进行受光并聚光的受光透镜1042构成。
[0031]受光部105对由传感部104的受光透镜1042聚光的光进行受光。该受光部105例如由光电二极管构成。
[0032]阈值设定.显示部106设定相对于受光部105的受光量的阈值，且根据来自信号处理部102的指示切换设置在盒体107的显示窗口 111的显示，由此向外部通知在检测区域有无物体。[0033]另外，印刷基板108被定位于盒体107内的规定部位，以使得被配置在印刷基板108上的投光部103的光轴和被配置在盒体107的投光透镜1041的光轴重合。
[0034]接下来，参照图2?4，对如上述那样构成的投光部103的结构进行说明。
[0035]图2是本发明的实施形态I中的投光部103的结构图，图3是投光用LED1031的结构图，图4是小型透镜1032的结构图。
[0036]投光部103如图2所示，由投光用LED (发光部)1031以及小型透镜1032构成。
[0037]投光用LED1031根据来自信号处理部102的指示进行发光，是一般的市场上出售的LED。在图3中，作为一例示出了表面安装用PLCC LED。
[0038]小型透镜1032被设置在投光用LED1031和投光透镜1041之间，利用与投光用LED1031以及投光透镜1041的组合得到所希望的光学特性。另外，对于图4示出的小型透镜1032，为了相对于投光用LED1031容易组装，构成为箱型形状。
[0039]并且，投光部103的结构如图2所示，通过在配置于印刷基板108上的投光用LED1031的上表面贴附小型透镜1032进行固定。此时，测量投光用LED1031的发光芯片(参照图3)1033的中心位置，使小型透镜1032的中心轴相对于该发光芯片1033的中心重合地
进行组装。
[0040]在此，一般来说，由于市场上出售的投光用LED1031的发光芯片1033在一定公差内(±100 μ m)被联接，因此其光学特性存在偏差。对此，通过像本发明那样使投光用LED1031的发光芯片1033的中心和小型透镜1032的中心轴一致地进行组装，能够将光学特性的偏差做到非常小。
[0041]又，由于像上述那样，投光用LED1031的光学特性存在偏差，因此在用安装螺丝将现有的光电传感器固定于安装对象时，需要对光电传感器的光轴方向进行微调整。对此，通过使用像本发明这样具有光学特性的偏差减小了的投光部103的光电传感器1，在用安装螺丝将该光电传感器I固定于安装对象时，光电传感器I的光轴方向也被同时决定。因此，能够在非常短的时间内进行设置光电传感器I的操作。
[0042]又，作为将小型透镜1032贴附于投光用LED1031时的粘着剂，使用UV粘着剂。由此，短时间内的固定就成为可能，提高了操作性。又，也可以使用环氧树脂等粘着剂。
[0043]另外，在图3中示出了使用球面透镜作为小型透镜1032的情况。但是，作为小型透镜1032，不管是球面.非球面，只要能够改变投光用LED1031的光学特性即可。
[0044]接下来，参照图5，对像上述那样构成的投光部103 (投光用LED1031以及小型透镜1032)以及投光透镜1041的组合的一例进行说明。
[0045]在图5的(a)中示出了以下情况:作为投光用LED1031使用红色LED或红外LED，作为小型透镜1032使用球面透镜，作为投光透镜1041使用图5的(a)中示出的形状的透镜A，由此得到标准检测距离(D=50cm，100cm)那样的光学特性。
[0046]又，在图5的(b)中示出了以下情况:作为投光用LED1031使用红外LED，作为小型透镜1032使用球面透镜，作为投光透镜1041使用图5的(b)中示出的形状的透镜B，由此得到宽光芒的检测距离(D=IOcm)那样的光学特性。
[0047]又，在图5的(C)中示出了以下情况:作为投光用LED1031使用红外LED，作为小型透镜1032使用球面透镜，作为投光透镜1041使用图5的(c)中示出的形状的透镜C，由此得到宽光芒的检测距离(D=5cm)那样的光学特性。[0048]这样，通过改变投光用LED1031、小型透镜1032以及投光透镜1041的组合，能够得到产品所要求的多种光学特性。
[0049]如上所述，根据该实施形态1，由于采用了将利用与市场上出售的投光用LED1031以及投光透镜1041的组合得到所希望的光学特性的小型透镜1032贴附到投光用LED1031上并固定的结构，能够使用市场上出售的投光用LED1031容易地得到任意的光学特性。
[0050]另外，本申请发明在其发明的范围内，可以对实施形态的任意构成要素进行变形，或省略实施形态的任意构成要素。
[0051]符号说明
[0052]I 光电传感器
[0053]101内部电源
[0054]102信号处理部
[0055]103投光部
[0056]104传感部
[0057]105受光部
[0058]106阈值设定.显示部
[0059]107 盒体
[0060]108印刷基板
[0061]109连接部
[0062]110电缆单元
[0063]111 显示窗口
[0064]1031投光用LED (发光部)
[0065]1032小型透镜
[0066]1033发光芯片
[0067]1041投光透镜
[0068]1042受光透镜。
【权利要求】
1.一种光电传感器，包括:具有发出光的发光部的投光部；和将由所述发光部发出的光投光到检测区域的投光透镜，所述光电传感器的特征在于，  所述投光部具有小型透镜，所述小型透镜利用与所述发光部以及所述投光透镜的组合得到所希望的光学特性。
2.如权利要求1所记载的光电传感器，其特征在于，  所述小型透镜自身的中心轴与所述发光部的发光芯片的中心重合。
3.如权利要求1所记载的光电传感器，其特征在于，具有:  在规定位置设置有所述投光透镜的盒体；和  被收纳于所述盒体内、在规定位置设置有所述投光部的基板，  所述基板被定位成使得所述投光部的光轴和所述投光透镜的光轴重合。
4.如权利要求1至权利要求3中任意一项所记载的光电传感器，其特征在于，  所述小型透镜是球面透镜。
5.如权利要求1至权利要求3中任意一项所记载的光电传感器，其特征在于，  所述小型透镜是非球面透镜。
6.权利要求1至权利要求3中的任意一项所记载的光电传感器，其特征在于，  所述小型透镜通过UV树脂贴附并固定于所述发光部。
7.如权利要求1至权利要求3中的任意一项所记载的光电传感器，其特征在于，  所述小型透镜通过环氧树脂贴附并固定于所述发光部。
【文档编号】H01L27/146GKSQ
【公开日】2014年6月25日   申请日期:2013年12月18日   优先权日:2012年12月20日
【发明者】铃木慎一郎, 佐藤永幸, 田中实, 沟渕学   申请人:阿自倍尔株式会社