(57)【要約】【課題】製造コストが低減された色温度センサ、電子機器を提供する。【解決手段】色温度センサ３０は、第１フォトダイオードＰＤ０および第２フォトダイオードＰＤ１と、第１フォトダイオードＰＤ０および第２フォトダイオードＰＤ１の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６とを備える。第１フォトダイオードＰＤ０と第２フォトダイオードＰＤ１とは、受光部のアノードとカソードの間のＰＮ接合深さが互いに異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、
前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備え、
前記第１フォトダイオードと前記第２フォトダイオードとは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なる、色温度センサ。
【請求項２】
前記第１フォトダイオードの出力信号から得られた第１の値と前記第２フォトダイオードの出力信号から得られた第２の値との比を示す第３の値を算出し、前記第３の値に対応する色温度を出力する色温度演算部をさらに備える、請求項１に記載の色温度センサ。
【請求項３】
前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードが共通して形成される半導体基板と、
前記半導体基板の前記第１フォトダイオードの受光面および前記第２フォトダイオードの受光面に配置され赤外光を遮断する赤外線カットフィルタとをさらに備える、請求項２に記載の色温度センサ。
【請求項４】
前記半導体基板上に形成され、カラーフィルタを透過させない光を受ける第３フォトダイオードおよび第４フォトダイオードと、
前記半導体基板の前記第３フォトダイオードの受光面および前記第４フォトダイオードの受光面に配置され光を遮断するブラックフィルタとをさらに備え、
前記第１フォトダイオードと前記第３フォトダイオードとは同じ特性を有し、
前記第２フォトダイオードと前記第４フォトダイオードとは同じ特性を有し、
前記赤外線カットフィルタは、前記半導体基板の前記第３フォトダイオードの受光面および前記第４フォトダイオードの受光面にさらに配置され、
前記色温度演算部は、
前記第１フォトダイオードの出力信号から前記第３フォトダイオードの出力信号を減算して前記第１の値を算出し、
前記第２フォトダイオードの出力信号から前記第４フォトダイオードの出力信号を減算して前記第２の値を算出する、請求項３に記載の色温度センサ。
【請求項５】
前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードは、カラーフィルタを透過させない光を受けるように構成される、請求項１に記載の色温度センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の色温度センサと、
前記色温度センサの出力に応じて表示が調整される表示部とを備える電子機器。
【請求項７】
周囲環境の色温度で補正を行なう電子機器の製造方法であって、
前記電子機器は、
カラーフィルタを透過させない光を受ける第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、
前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記第１フォトダイオードの出力信号から得られた第１の値と前記第２フォトダイオードの出力信号から得られた第２の値との比を示す第３の値を算出し、前記第３の値に対応する色温度を出力する色温度演算部と、
前記色温度演算部が出力した色温度に応じて表示が変化する表示部とを備え、
前記第１フォトダイオードと前記第２フォトダイオードとは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なり、
前記製造方法は、
第１の光を前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードに照射し、前記第１の値に対する第１補正係数および前記第２の値に対する第２補正係数を算出するステップと、
第２の光を前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードに照射し、前記第３の値に対する第３補正係数を算出するステップとを備える、電子機器の製造方法。
【請求項８】
前記第１補正係数および前記第２補正係数を算出するステップは、前記第１補正係数および前記第２補正係数を前記色温度演算部に不揮発的に記憶させ、
前記第３補正係数を算出するステップは、前記第３補正係数を前記色温度演算部に不揮発的に記憶させる、請求項７に記載の電子機器の製造方法。
【請求項９】
前記第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードは、カラーフィルタを透過させない光を受けるように構成される、請求項７に記載の電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、色温度センサ、電子機器および電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周囲環境の色温度を検出するためにデジタルカラーセンサが使用されている。デジタルカラーセンサを用いて測定された色温度（ＣＣＴ：Correlated  Color  Temperature）は、たとえば、電子機器の表示の明るさを補正するために使用される。特開２０１６−１１５７４６号公報（特許文献１）は、デジタルカラーセンサの一例である光検出装置を開示する。
【０００３】
図１３は、従来のデジタルカラーセンサの構成を示すブロック図である。図１３に示す光検出装置５０１は、赤色の受光部５０２Ｒ、緑色の受光部５０２Ｇおよび青色の受光部５０２Ｂと、これらの受光部５０２Ｒ，５０２Ｇ，５０２Ｂを覆う赤外線カットフィルタ５０３と、演算部５０４とを含む。
【０００４】
受光部５０２Ｒ、受光部５０２Ｇおよび受光部５０２Ｂは、それぞれ、フォトダイオード５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂを有している。フォトダイオード５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂは、それぞれ、演算部５０４に電気的に接続されている。フォトダイオード５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂと演算部５０４との間には、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ：アナログ・デジタル・コンバータ）５０６Ｒ，５０６Ｇ，５０６Ｂが介挿されている。各フォトダイオード５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂのｐｎ接合部に光が入射すると、光起電力効果によって電流が発生し、その電流がそれぞれＡ／Ｄコンバータ５０６Ｒ，５０６Ｇ，５０６Ｂにおいてアナログ信号からデジタル信号に変換され、演算部５０４に入力される。演算部５０４では、入力信号に基づいて演算処理が実行される。
【０００５】
演算部５０４は、たとえばＬＳＩ（Large  Scale  Integration）等の集積回路からなり、トランジスタ、キャパシタ、レジスタ等の各種回路素子を含んでいる。演算部５０４は、光検出装置５０１の表面に形成された複数の外部電極５０７に電気的に接続されている。複数の外部電極５０７を介して、演算部５０４からの信号出力、演算部５０４やフォトダイオード５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂへの電源入力等が行なわれる。
【０００６】
赤色の受光部５０２Ｒには赤色フィルタの単層膜が設けられ、緑色の受光部５０２Ｇには緑色フィルタの単層膜が設けられ、青色の受光部５０２Ｂには青色フィルタの単層膜が設けられている。これらの赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタは、たとえば、顔料をベースとしたカラーレジスト、ナノインプリント技術を用いて形成した透過型レジスト、ゼラチン膜等で構成することができる。
【０００７】
図１４は、従来のデジタルカラーセンサで検出される光の分光感度特性を模式的に示す図である。Ｂ（青色）、Ｇ（緑色）、及びＲ（赤色）の３色は可視光である。横軸は光の波長を示し、縦軸は透過率の比を示す。ここで透過率は相対的に表示したものであって、Ｇ（緑色）のたとえば放射照度がピークになるときの波長を基準にし、そのときの値を１００％として各波長での放射照度の大きさをプロットしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１１５７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、従来、環境光の温度を算出するためには、３種類以上の波長選択性のある受光素子を用い、それらの受光素子の出力に基づいて色温度を算出していた。そのためには、３種類分の受光素子およびＡ／Ｄコンバータと、波長選択のための赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等の光学フィルタとが必要となり、コストアップの要因となっている。
【００１０】
本開示は、このような課題を解決するために、製造コストが低減された色温度センサ、電子機器および電子機器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、色温度センサに関する。色温度センサは、第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備える。第１フォトダイオードと第２フォトダイオードとは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なる。
【００１２】
好ましくは、色温度センサは、第１フォトダイオードの出力信号から得られた第１の値と第２フォトダイオードの出力信号から得られた第２の値との比を示す第３の値を算出し、第３の値に対応する色温度を出力する色温度演算部をさらに備える。
【００１３】
より好ましくは、色温度センサは、第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードが共通して形成される半導体基板と、半導体基板の第１フォトダイオードの受光面および第２フォトダイオードの受光面に配置され赤外光を遮断する赤外線カットフィルタとをさらに備える。
【００１４】
さらに好ましくは、色温度センサは、半導体基板上に形成され、カラーフィルタを透過させない光を受ける第３フォトダイオードおよび第４フォトダイオードと、半導体基板の第３フォトダイオードの受光面および第４フォトダイオードの受光面に配置され光を遮断するブラックフィルタとをさらに備える。第１フォトダイオードと第３フォトダイオードとは同じ特性を有し、第２フォトダイオードと第４フォトダイオードとは同じ特性を有する。赤外線カットフィルタは、半導体基板の第３フォトダイオードの受光面および第４フォトダイオードの受光面にさらに配置される。色温度演算部は、第１フォトダイオードの出力信号から第３フォトダイオードの出力信号を減算して第１の値を算出し、第２フォトダイオードの出力信号から第４フォトダイオードの出力信号を減算して第２の値を算出する。
【００１５】
好ましくは、第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードは、カラーフィルタを透過させない光を受けるように構成される。
【００１６】
本開示は、他の局面では、上記いずれかに記載の色温度センサと、色温度センサの出力に応じて表示が調整される表示部とを備える電子機器に関する。
【００１７】
本開示は、さらに他の局面では、周囲環境の色温度で補正を行なう電子機器の製造方法に関する。電子機器は、カラーフィルタを透過させない光を受ける第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードと、第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、第１フォトダイオードの出力信号から得られた第１の値と第２フォトダイオードの出力信号から得られた第２の値との比を示す第３の値を算出し、第３の値に対応する色温度を出力する色温度演算部と、色温度演算部が出力した色温度に応じて表示が変化する表示部とを備える。第１フォトダイオードと第２フォトダイオードとは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なる。電子機器の製造方法は、第１の光を第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードに照射し、第１の値に対する第１補正係数および第２の値に対する第２補正係数を算出するステップと、第２の光を第１フォトダイオードおよび第２フォトダイオードに照射し、第３の値に対する第３補正係数を算出するステップとを備える。
【００１８】
好ましくは、第１補正係数および第２補正係数を算出するステップは、第１補正係数および第２補正係数を色温度演算部に不揮発的に記憶させる。また、第３補正係数を算出するステップは、第３補正係数を色温度演算部に不揮発的に記憶させる。
【００１９】
好ましくは、第１フォトダイオードおよび前記第２フォトダイオードは、カラーフィルタを透過させない光を受けるように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
本開示の色温度センサ、電子機器および電子機器の製造方法によれば、少ない数のフォトダイオードで安価に温度を算出することができるので、電子機器の製造コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１の電子機器および色温度センサの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の断面の模式図である。
【図３】フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の受光感度を模式的に示す図である。
【図４】色温度と比ＤＲとの対応関係を示す図である。
【図５】表示コントローラ２０で実行される色温度の算出処理を示すフローチャートである。
【図６】補正に関する補正係数を説明するための図である。
【図７】補正処理の内容を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２の電子機器および色温度センサの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示したフォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂの断面の模式図である。
【図１０】フォトダイオードの平面配置の第１例を示す図である。
【図１１】フォトダイオードの平面配置の第２例を示す図である。
【図１２】図８における表示コントローラ１２０の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来のデジタルカラーセンサの構成を示すブロック図である。
【図１４】従来のデジタルカラーセンサで検出される光の分光感度特性を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の電子機器および色温度センサの構成を示すブロック図である。図１に示す電子機器１００は、光検出装置１と、表示コントローラ２０と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣｂと、表示部４０とを備える。
【００２４】
光検出装置１は、フォトダイオードＰＤ０と、フォトダイオードＰＤ１と、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１を覆う赤外線カットフィルタ３と、Ａ／Ｄ変換部６と、演算部４と、パワーオンリセット回路２と、発振回路５とを含む。Ａ／Ｄ変換部６は、Ａ／ＤコンバータＡ０と、Ａ／ＤコンバータＡ１とを含む。
【００２５】
フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１は、それぞれ、演算部４に電気的に接続されている。フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１と演算部４との間には、Ａ／ＤコンバータＡ０，Ａ１が介挿されている。各フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１のｐｎ接合部に光が入射すると、光起電力効果によって電流が発生し、その電流がそれぞれＡ／ＤコンバータＡ０，Ａ１においてアナログ信号からデジタル信号に変換され、演算部４に入力される。演算部４では、入力信号に基づいて演算処理が実行される。
【００２６】
演算部４は、Ａ／ＤコンバータＡ０，Ａ１の制御回路、Ｉ２Ｃインターフェース回路を含む。演算部４としては、たとえばトランジスタ、キャパシタ、レジスタ等の各種回路素子が集積されたＬＳＩ（Large  Scale  Integration）等の集積回路が用いられる。演算部４は、光検出装置１の表面に形成された端子Ｐ１〜Ｐ５に電気的に接続されている。
【００２７】
端子Ｐ１，Ｐ２は、光検出装置１に外部から電源電圧および接地電圧をそれぞれ供給する電源端子および接地端子である。端子Ｐ１には、バイパスコンデンサとしてキャパシタＣｂが接続される。端子Ｐ３，Ｐ４は、光検出装置１と外部の制御装置との間でデータを送受信するためのＩ２Ｃ制御バスのシリアルデータ信号ＳＤＡおよびシリアルクロック信号ＳＣＬの端子である。端子Ｐ５は、光検出装置１のテスト時に使用されるテスト端子であり、通常使用時には接地電圧に固定される。これらの端子Ｐ１〜Ｐ５を介して、演算部４からの信号出力、演算部４やフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１への電源入力等が行なわれる。
【００２８】
パワーオンリセット回路２は、光検出装置１の電源投入時または電源電圧降下時に演算部４にリセット信号を出力する。発振回路５は、演算部４およびＡ／ＤコンバータＡ０，Ａ１で用いられるクロック信号の基となる信号を生成する。
【００２９】
端子Ｐ３，Ｐ４は、表示コントローラ２０と接続され、各々プルアップ抵抗Ｒ１，Ｒ２で電源電圧に結合されている。
【００３０】
表示コントローラ２０は、Ｉ２Ｃインターフェース回路２１と、メモリ２２（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory））と、色温度演算部２３等を含んで構成される。色温度演算部２３としてＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を使用することができる。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、表示コントローラ２０の処理手順が記されたプログラムである。表示コントローラ２０は、これらのプログラムに従って、表示部４０の制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３１】
色温度演算部２３は、Ｉ２Ｃ制御バスを介して光検出装置１からフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の光検出データＤ０，Ｄ１を受信し、受信した光検出データＤ０，Ｄ１から周囲環境の色温度ＣＣＴを算出し、算出した色温度ＣＣＴに基づいて表示部４０の明るさ等を制御する。
【００３２】
光検出装置１と表示コントローラ２０は、実施の形態１における色温度センサ３０を構成する。
【００３３】
図１に示す光検出装置１は、図１３に示す光検出装置５０１と比較すると、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１は、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等のカラーフィルタを透過させない光を受ける点が大きく異なる。
【００３４】
図２は図１に示したフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の断面の模式図である。フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１はｐ型半導体基板１６の表面１６ｓから裏面１６ｂに向かって順に配置される第１ｐ型領域１４、第１ｎ型領域１５、ｐ型半導体基板１６によって形成されたｐｎｐ構造を有している。第１ｎ型領域１５がｐ型半導体基板１６の表面１６ｓ側に形成され、第１ｎ型領域１５の内方領域に第１ｐ型領域１４が形成されている。これにより半導体基板の表面１６ｓから裏面１６ｂに向かってＰＮ接合部の深さが異なる二種類のフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１を構成することができる。
【００３５】
フォトダイオードＰＤ０は、第１ｐ型領域１４と第１ｎ型領域１５とのｐｎ接合部を含み、ＰＮ接合部の深さは、たとえばｐ型半導体基板１６の表面１６ｓから１．０μｍ〜１．８μｍである。フォトダイオードＰＤ１は、ｐ型半導体基板１６と第１ｎ型領域１５とのｐｎ接合部を含み、その深さは、フォトダイオードＰＤ０のｐｎ接合部よりも深く、たとえばｐ型半導体基板１６の表面１６ｓから３．２μｍ〜５．９μｍである。
【００３６】
光検出装置１が互いに深さの異なるフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１を有する利点は次の通りである。すなわち、ｐ型半導体基板１６に対しては、光の波長が長いほど透過深さが深くなる傾向にあり、検出すべき光成分の可視光の波長域において、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１は検出感度が異なる。
【００３７】
フォトダイオードＰＤ０のアノード端子は、第１ｐ型領域１４であり、カソード端子は、第１ｎ型領域１５である。フォトダイオードＰＤ０の第１ｐ型領域１４には、接地電圧が端子Ｐ２から供給される。
【００３８】
フォトダイオードＰＤ１のアノード端子は、ｐ型半導体基板１６であり、カソード端子は、第１ｎ型領域１５である。なお。ｐ型半導体基板１６には、接地電圧が端子Ｐ２から供給される。
【００３９】
なお、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の形成領域の表面部には層間絶縁膜を介在させて赤外線を除去する赤外線カットフィルタ３が形成されている。赤外線カットフィルタ３は、６００ｎｍ〜７００ｎｍ以上の波長の光を減衰させるものである。
【００４０】
図３は、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の受光感度を模式的に示す図である。横軸は光の波長を示し、縦軸は受光感度を示す。図３には、フォトダイオードＰＤ０の光検出データＤ０と、フォトダイオードＰＤ１の光検出データＤ１とが重ねて示されている。図３に示すように、波長が４００ｎｍから６５０ｎｍの範囲において、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の受光感度は異なっており、受光感度の比であるＤＲ＝Ｄ１／Ｄ０も変化する。本願発明者は、この比ＤＲを色温度に対応付けることができることを見出した。
【００４１】
従来は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色に対応する検出データを変換して色温度ＣＣＴを得ることが一般的であったが、Ｄ１／Ｄ０から色温度ＣＣＴを得ればもっと簡素な色温度検出システムを構成することができる。
【００４２】
以下に、比ＤＲから色温度ＣＣＴを得る方法について説明する。図４は、色温度と比ＤＲとの対応関係を示す図である。横軸は、色温度（Ｋ）を示し、縦軸は比ＤＲ＝Ｄ１／Ｄ０を示す。図４から、比ＤＲが０．２５〜０．６の範囲を色温度に一意に対応させることができることがわかる。しきい値Ｃｔｈを境に大きく変化量が異なるため、対応関係を２本の直線に近似する。
【００４３】
比ＤＲがしきい値Ｃｔｈよりも大きい範囲では、係数Ｃ１，Ｃ２を用いて、次式（１）のように色温度ＣＣＴを得ることができる。
ＣＣＴ＝Ｃ１＊ＤＲ＋Ｃ２  …（１）
比ＤＲがしきい値Ｃｔｈ以下の範囲では、係数Ｃ３，Ｃ４を用いて、次式（２）のように色温度ＣＣＴを得ることができる。
ＣＣＴ＝Ｃ３＊ＤＲ＋Ｃ４  …（２）
図５は、表示コントローラ２０で実行される色温度の算出処理を示すフローチャートである。図１、図５を参照して、ステップＳ１において、色温度演算部２３は、光検出装置１が検出したフォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の光検出データＤ０，Ｄ１を制御バスからシリアル通信で取得する。
【００４４】
そして、ステップＳ２において、色温度演算部２３は、光検出データＤ０，Ｄ１の比ＤＲ（＝Ｄ１／Ｄ０）を演算する。そしてステップＳ３において、色温度演算部２３は、比ＤＲがしきい値Ｃｔｈより大きいか否かを判断する。
【００４５】
ステップＳ３において、ＤＲ＞Ｃｔｈが成立する場合（Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ４において、色温度演算部２３は、上記の式（１）に基づいて色温度ＣＣＴを演算する。一方、ステップＳ３において、ＤＲ＞Ｃｔｈが成立しない場合（Ｓ３でＮＯ）、ステップＳ５において、色温度演算部２３は、上記の式（２）に基づいて色温度ＣＣＴを演算する。
【００４６】
ステップＳ４またはＳ５において色温度ＣＣＴが算出されると、ステップＳ６において制御は色温度演算部２３のメインルーチンに戻り、得られた色温度は、表示部４０の明るさ制御などに使用される。
【００４７】
なお、図１の構成では、表示コントローラ２０の内部の色温度演算部２３において、フォトダイオードＰＤ０，ＰＤ１の検出光を色温度に変換する演算を実行する例を示したが、この演算を光検出装置１の内部の演算部４で実行し、色温度ＣＣＴを制御バスから外部の表示装置などに出力するようにしても良い。
【００４８】
このように、実施の形態１では、２種類のフォトダイオードの出力の比ＤＲから色温度ＣＣＴの演算を行なう。比ＤＲと色温度ＣＣＴには相関関係がある。図４、図５では、比ＤＲから色温度ＣＣＴを得る演算について、しきい値Ｃｔｈによって二種類の近似式を切替える例を示したが、さらに多くの近似式を切替えてもよい。また、近似式は、簡素な一次近似でも可能であるが、二次、三次と次数を上げても良い。
【００４９】
また、フォトダイオードの特性のばらつき、および赤外線カットフィルタのばらつきに起因する精度悪化の対策として、以下に示す補正を併せて行なっても良い。
【００５０】
図６は、補正に関する補正係数を説明するための図である。図７は、補正処理の内容を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、表示コントローラ２０の色温度演算部２３で実行される。
【００５１】
図１、図７を参照して、ステップＳ１１において、電子機器１００の製造段階において、電子機器１００を補正モードに設定する。そして、ステップＳ１２において、ＬＥＤ光源などの基準光源を用いて、光検出装置１に対して緑色光または白色光を照射する。
【００５２】
続いて、ステップＳ１３において、光検出装置が検出した光検出データＤ０，Ｄ１に補正係数を掛けた値Ｄ０’，Ｄ１’（下式（３）、（４））が基準光源に対応する値に近づくように、補正係数Ｔ０，Ｔ１を設定する。これにより、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２のピークばらつきが補正される。
Ｄ０’＝Ｔ０＊Ｄ０  …（３）
Ｄ１’＝Ｔ１＊Ｄ１  …（４）
ステップＳ１３において、補正係数Ｔ０，Ｔ１が決定されたら、メモリ２２に補正係数Ｔ０，Ｔ１が不揮発的に記憶され、続いてステップＳ１４において、ＬＥＤ光源などの基準光源を用いて、光検出装置１に対して赤色光（たとえば、波長６５０ｎｍ付近）を照射する。
【００５３】
続いて、ステップＳ１５において、補正後の光検出データＤ０’，Ｄ１’の比に補正係数Ｔ２を掛けた値を補正後の比ＤＲ’とし、この比ＤＲ’が基準光源に対応する値に近づくように、補正係数Ｔ２を設定する。これにより、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の半値波長のばらつきが補正される。
【００５４】
ステップＳ１５において、補正係数Ｔ２が決定されたら、メモリ２２に補正係数Ｔ２が不揮発的に記憶され、続いてステップＳ１６において補正モードから抜け、ステップＳ１７において補正処理が終了する。
【００５５】
なお、この補正係数Ｔ０，Ｔ１の決定および記憶を図１の光検出装置１の演算部４で実行し、補正係数Ｔ２の決定および記憶を表示コントローラ２０の色温度演算部２３で実行しても良い。また、色温度の演算を光検出装置１の内部の演算部４で実行し、色温度を制御バスから外部の表示装置などに出力する場合には、補正係数Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２の演算を演算部４ですべて行なうようにしても良い。
【００５６】
再び図１〜図７を参照して、実施の形態１の他の局面について説明する。実施の形態１は、周囲環境の色温度で補正を行なう電子機器１００の製造方法に関する。
【００５７】
図１に示すように、電子機器１００は、カラーフィルタを透過させない光を受ける第１フォトダイオードＰＤ０および第２フォトダイオードＰＤ１と、第１フォトダイオードＰＤ０および第２フォトダイオードＰＤ１の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６と、第１フォトダイオードＰＤ０の出力信号から得られた第１の値Ｄ０と第２フォトダイオードＰＤ１の出力信号から得られた第２の値Ｄ１との比を示す第３の値ＤＲを算出し、第３の値ＤＲに対応する色温度ＣＣＴを出力する色温度演算部２３と、色温度演算部２３が出力した色温度に応じて表示が変化する表示部４０とを備える。
【００５８】
図２に示すように、第１フォトダイオードＰＤ０と第２フォトダイオードＰＤ１とは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なる。
【００５９】
図７に示すように、電子機器１００の製造方法は、第１の光（緑色光または白色光）を第１フォトダイオードＰＤ０および第２フォトダイオードＰＤ１に照射し、第１の値Ｄ０に対する第１補正係数Ｔ０および第２の値Ｄ１に対する第２補正係数Ｔ１を算出するステップ（Ｓ１２，Ｓ１３）と、第２の光（赤色光）を第１フォトダイオードＰＤ０および第２フォトダイオードＰＤ１に照射し、第３の値ＤＲに対する第３補正係数Ｔ２を算出するステップ（Ｓ１４，Ｓ１５）とを備える。
【００６０】
好ましくは、第１補正係数Ｔ０および第２補正係数Ｔ１を算出するステップ（Ｓ１３）は、第１補正係数Ｔ０および第２補正係数Ｔ１を色温度演算部２３に不揮発的に記憶させる。また、第３補正係数Ｔ２を算出するステップ（Ｓ１５）は、第３補正係数Ｔ２を色温度演算部２３に不揮発的に記憶させる。
【００６１】
以上説明した実施の形態１の構成によれば、従来よりも少ない数の受光素子でカラーフィルタを用いずに色温度を得ることができるので、色温度で補正を行なう電子機器を安価に製造することができる。
【００６２】
［実施の形態２］
実施の形態２では、赤外線除去率を向上させるため、さらに、ブラックフィルタを備える例を説明する。ブラックフィルタは、可視光を透過させず近赤外光のみを透過させるフィルタであり、近赤外フィルタとも呼ばれる。
【００６３】
図８は、実施の形態２の電子機器および色温度センサの構成を示すブロック図である。図８に示す電子機器２００は、光検出装置１０１と、表示コントローラ１２０と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣｂと、表示部４０とを備える。
【００６４】
光検出装置１０１と表示コントローラ１２０は、実施の形態２における色温度センサ１３０を構成する。
【００６５】
色温度センサ３０は、カラーフィルタを透過させない光を受ける第１フォトダイオードＰＤ０ａおよび第２フォトダイオードＰＤ１ａと、カラーフィルタを透過させない光を受ける第３フォトダイオードＰＤ０ｂおよび第４フォトダイオードＰＤ１ｂと、ｐ型半導体基板１６の第３フォトダイオードＰＤ０ｂの受光面および第４フォトダイオードＰＤ１ｂの受光面に配置され可視光を遮断するブラックフィルタ１１０，１１１と、Ａ／Ｄ変換部１０６とを備える。
【００６６】
Ａ／Ｄ変換部１０６は、第１フォトダイオードＰＤ０ａ、第２フォトダイオードＰＤ１ａ、第３フォトダイオードＰＤ０ｂおよび第４フォトダイオードＰＤ１ｂの出力信号をデジタル信号に変換する。
【００６７】
図９は図８に示したフォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂの断面の模式図である。
【００６８】
図９に示されるように、色温度センサ１３０は、フォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂが共通して形成されるｐ型半導体基板１６と、ｐ型半導体基板１６のフォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂの受光面に配置され赤外光を遮断する赤外線カットフィルタ３とをさらに備える。
【００６９】
フォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂはｐ型半導体基板１６の表面１６ｓから裏面１６ｂに向かって順に配置される第１ｐ型領域１４、第１ｎ型領域１５、ｐ型半導体基板１６によって形成されたｐｎｐ構造を有している。第１ｎ型領域１５がｐ型半導体基板１６の表面１６ｓ側に形成され、第１ｎ型領域１５の内方領域に第１ｐ型領域１４が形成されている。これにより半導体基板の表面１６ｓから裏面１６ｂに向かってｐｎ接合部の深さが異なる二種類のフォトダイオードを構成することができる。
【００７０】
第１フォトダイオードＰＤ０ａと第２フォトダイオードＰＤ１ａとは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なる。第３フォトダイオードＰＤ０ｂと第４フォトダイオードＰＤ１ｂとは、受光部のアノードとカソードの間のｐｎ接合深さが互いに異なる。フォトダイオードＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂは、フォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂよりも受光面のｐｎ接合部の深さが深い。
【００７１】
第１フォトダイオードＰＤ０ａと第３フォトダイオードＰＤ０ｂとは同じ特性を有し、第２フォトダイオードＰＤ１ａと第４フォトダイオードＰＤ１ｂとは同じ特性を有する。
【００７２】
図１０は、フォトダイオードの平面配置の第１例を示す図である。図１０に示す配置は、２行×６列にフォトダイオードが配置されている。図１０の配置例では、フォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂが４素子ずつ配置され、フォトダイオードＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂが２素子ずつ配置されている。
【００７３】
図１１は、フォトダイオードの平面配置の第２例を示す図である。図１１に示す配置は、４行×４列にフォトダイオードが配置されている。図１１の配置例では、フォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ０ｂが４素子ずつ配置され、フォトダイオードＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂが４素子ずつ配置されている。
【００７４】
図１０、図１１のいずれに示した配置でも、中央を中心として点対称になるようにフォトダイオードが配置されている。このように配置することによって、偏った光が当たった場合であっても、平均化すれば、ＰＤ０ａ，ＰＤ１ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ｂの受光強度には同じような影響が与えられるため、誤った色温度が算出されることを防ぐことができる。
【００７５】
図１２は、図８における表示コントローラ１２０の構成を示すブロック図である。図１２を参照して、表示コントローラ１２０は、Ｉ２Ｃインターフェース回路２１と、色温度演算部１２３と、メモリ２２とを含む。
【００７６】
Ｉ２Ｃインターフェース回路２１は、光検出装置１０１から送信されるシリアルクロック信号ＳＣＬおよびシリアルデータ信号ＳＤＡを受け、フォトダイオードＰＤ０ａ，ＰＤ１ａ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ｂの検出信号にそれぞれ対応するデータＤ０ａ，Ｄ１ａ，Ｄ０ｂ，Ｄ１ｂを出力する。
【００７７】
色温度演算部１２３は、減算部１２２ａ，１２２ｂと、図１で説明した色温度演算部２３とを含む。減算部１２２ａは、第１フォトダイオードＰＤ０ａの光検出データＤ０ａから第３フォトダイオードＰＤ０ｂの光検出データＤ０ｂを減算して第１の値Ｄ０を算出する。減算部１２２ｂは、第２フォトダイオードＰＤ１ａの光検出データＤ１ａから第４フォトダイオードＰＤ１ｂの光検出データＤ１ｂを減算して第２の値Ｄ１を算出する。
【００７８】
ブラックフィルタは、可視光を透過させないので、第３フォトダイオードＰＤ０ｂの光検出データＤ０ｂは、赤外線カットフィルタで除去しきれなかった赤外線の成分のみを検出する。したがって、第１フォトダイオードＰＤ０ａの光検出データＤ０ａから第３フォトダイオードＰＤ０ｂの光検出データＤ０ｂを減算すると、赤外線成分がより一層除去された検出信号を得ることができる。
【００７９】
同様に、第４フォトダイオードＰＤ１ｂの光検出データＤ１ｂは、赤外線カットフィルタで除去しきれなかった赤外線の成分のみを検出する。したがって、第２フォトダイオードＰＤ１ａの光検出データＤ１ａから第４フォトダイオードＰＤ１ｂの光検出データＤ１ｂを減算すると、赤外線成分がより一層除去された検出信号を得ることができる。
【００８０】
色温度演算部２３は、実施の形態１と同様な方法で、第１の値Ｄ０および第２の値Ｄ１としきい値Ｃｔｈとに基づいて、色温度ＣＣＴを出力する。実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、図５のフローチャートで示した色温度演算の処理と、図７のフローチャートで示した補正処理が実行される。
【００８１】
すなわち、実施の形態２の色温度センサ１３０は、色温度演算部２３を備える。色温度演算部２３は、第１フォトダイオードＰＤ０ａの出力信号から得られた第１の値Ｄ０と第２フォトダイオードＰＤ１ａの出力信号から得られた第２の値Ｄ１との比を示す第３の値ＤＲを算出し、第３の値ＤＲに対応する色温度ＣＣＴを出力する。
【００８２】
実施の形態２の色温度センサ１３０によれば、実施の形態１よりも赤外線の影響を受けにくい色温度センサおよび電子機器を安価に実現することが可能となる。
【００８３】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１，１０１，５０１  光検出装置、２  パワーオンリセット回路、３，５０３  赤外線カットフィルタ、４，５０４  演算部、５  発振回路、６，１０６  変換部、１４  第１ｐ型領域、１５  第１ｎ型領域、１６  ｐ型半導体基板、２０，１２０  表示コントローラ、２１  Ｉ２Ｃインターフェース回路、２２  メモリ、２３，１２３  色温度演算部、３０，１３０  色温度センサ、４０  表示部、１００，２００  電子機器、１１０，１１１  ブラックフィルタ、１２２ａ，１２２ｂ  減算部、５０２Ｂ，５０２Ｇ，５０２Ｒ  受光部、５０５Ｂ，５０５Ｇ，５０５Ｒ，ＰＤ０ｂ，ＰＤ０ａ，ＰＤ０，ＰＤ１，ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂ，ＰＤ２  フォトダイオード、５０６Ｂ，５０６Ｇ，５０６Ｒ，Ａ０，Ａ１  Ａ／Ｄコンバータ、５０７  外部電極、Ｃｂ  キャパシタ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  端子、ＰＤ０，ＰＤ０ａ  第１フォトダイオード、ＰＤ０ｂ  第３フォトダイオード、ＰＤ１，ＰＤ１ａ  第２フォトダイオード、ＰＤ１ｂ  第４フォトダイオード、Ｒ１，Ｒ２  抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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