(57)【要約】  本発明は、予め定めた波長λ０に感度最大値を有している予め定めたスペクトル感度分布（１４）により放射を検出するための放射検出器に関し、その際放射検出器は有利にはＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含んでおりかつ特別有利には少なくとも１つの半導体チップ（１）および少なくとも１つの、半導体チップ（１）に配属されている光学フィルタを有しており、半導体チップは少なくとも１つのＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含んでおりかつ光学フィルタは、感度最大値の波長λ０より大きい波長を有する放射を吸収する。
2007507864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた波長λ０に感度最大値を有している予め定めたスペクトル感度分布（１４）に従って放射を検出するための放射検出器であって、放射検出器が少なくとも１つの半導体チップ（１）および少なくとも１つの、半導体チップ（１）に配属されている光学フィルタを有している形式のものにおいて、
−  半導体チップは少なくとも１つのＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含んでおり、
−  光学フィルタは、感度最大値の波長λ０より大きい波長を有する放射を吸収する
ことを特徴とする放射放出器。
【請求項２】
予め定めたスペクトル感度分布（１４）は人間の目である
請求項１記載の放射放出器。
【請求項３】
人間の目のスペクトル感度分布（１４）に従って放射を検出するための、少なくとも１つの半導体チップ（１）を有している放射放出器において、
半導体チップ（１）は少なくとも１つのＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含んでいる
ことを特徴とする放射放出器。
【請求項４】
放射検出器が少なくとも１つの、半導体チップ（１）に配属されている光学フィルタを有しておりかつ該光学フィルタは人間の目の感度最大値の波長λ０′より大きい波長を有する放射を吸収する
請求項１記載の放射放出器。
【請求項５】
半導体チップはＬＥＤチップである
請求項１から４までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項６】
半導体チップ（１）の感度はλ１において少なくとも１つの極大値（１３）を有しており、ここで該波長は５０ｎｍより大きくは、有利には１５ｎｍより大きくは、波長λ０もしくは波長λ０′とは相異していない
請求項１から５までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項７】
検出器は、半導体チップ（１）を少なくとも部分的に取り囲んでいるカバー部（４）を有している
請求項１から６までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項８】
カバー部（４）は樹脂、有利には反応性樹脂を含んでいる
請求項７記載の放射放出器。
【請求項９】
光学フィルタは少なくとも部分的にカバー部（４）内、カバー部外および／またはカバー部上に配置されておりおよび／またはカバー部材料それ自体がフィルタを形成する
請求項７または８記載の放射検出器。
【請求項１０】
光学フィルタは多数のフィルタ粒子（５）を含んでいる
請求項１から９までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項１１】
半導体チップ（１）はフィルタ層（３）を有している
請求項１から１０までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項１２】
フィルタ層（３）はλ０もしくはλ０′より短い波長を吸収する
請求項１１記載の放射検出器。
【請求項１３】
放射検出器は検出器感度（１２）を有しており、その際任意の波長において該検出器感度（１２）の相応の値および予め定めた感度（１４）の差は４０％より小さい、有利には２５％より小さい
請求項１から１２までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項１４】
ＩＩＩ−Ｖ半導体材料は、ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＰ、ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮまたはＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＡｓ、ただしそれぞれ０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である
請求項１から１３までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項１５】
ＬＥＤチップ（１）の放出波長は赤のスペクトル領域にある
請求項５から１４までのいずれか１項記載の放射放出器。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放射放出器の、周囲光センサとしての使用。
【請求項１７】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放射放出器の、機能の仕方、機能する期間、知覚および／または用途が予め定めたスペクトル感度分布に結び付いている装置に対する影響力を制御するための使用。
【請求項１８】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放射放出器の、照明装置の明るさを制御するための使用。
【請求項１９】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放射放出器の、ＬＣＤ画像スクリーンのバックライトの明るさを制御するための使用。
【請求項２０】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放射放出器の、表示装置の明るさを制御するための使用。
【請求項２１】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の放射放出器の、照明装置の投入接続または遮断時点を制御するための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１もしくは請求項３の上位概念に記載の放射検出器に関する。
【０００２】
予め定めた波長λ０に最大値を有している予め定めたスペクトル感度分布により放射を検出するために、例えば干渉フィルタまたはモノクロメータのような固有に整合されているフィルタ装置を有する放射検出器が使用されることが多い。この形式の検出器は予め定めたスペクトル感度分布に対する非常に良好な整合によって特徴付けられているが、取り扱いおよび製造は大抵比較的煩雑でありしかもコストがかかる。更に、これらは大きな所要スペースを要求することも多く、小さな空間での用途に対しては利用できないか利用されるにしても非常に制限されている。
【０００３】
予め定めたスペクトル感度分布が人間の目である場合、この感度で入射する放射を検出するためにシリコンホトダイオードが利用されることが多い。
【０００４】
ホトダイオードの感度はとりわけ、入射する放射の波長に依存している。遮断波長より大きい波長に対して、感度は少なくともほぼ零である。というのは、この波長領域において入射する放射に対してダイオードの機能材料−例えばＳｉ−のエネルギーギャップは入射する放射のエネルギーより大きく、従って電子−正孔対を生成するには十分でないからである。他方において感度は小さくなる波長の領域において低下する。というのは、波長が短くなると、生成される電子−正孔対は例えば表面再結合のために増加してもはや光電流とならないからである。中間領域においてダイオードの感度は最大値を有し、それはシリコンホトダイオードでは約８００ｎｍのところにある。
【０００５】
この形式のシリコンホトダイオードを、感度の最大値を約５５５ｎｍのところに有している人間の目の明所視標準比視感度（スペクトル感度分布）を有する検出器として使用する場合付加的な手間が必要になる。というのは、感度最大の波長は相互に著しく相異しており、それ故に２つのスペクトル感度分布の相互整合は比較的悪いからである。検出器感度の、人間の目の感度分布への整合は、複数の複素フィルタによって改善することができる。合成として結果的にそこから、人間の目の感度が生じる。
【０００６】
それ故に本発明の課題は、冒頭に述べた形式の放射検出器を、できるだけ簡単かつコスト面で有利に製造可能であると同時に予め定めたスペクトル感度分布、殊に人間の目のスペクトル感度分布に対する申し分ない整合性を有しているように改良することである。
【０００７】
申し分ない整合性に対して、本発明の枠内においては、検出器感度が予め定めた感度に大体において相応していることで十分であると見なすことができる。感度の完全な一致は必ずしも必要でない。むしろ、予め定めた感度にできるだけ僅かなコストでできるだけ申し分なく整合できるようにするかが大切である。
【０００８】
この課題は、請求項１もしくは請求項３の特徴部分に記載の構成を有する放射検出器によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項の対象である。
【０００９】
予め定めた波長λ０に感度最大値を有している予め定めたスペクトル感度分布に従って放射を検出するための放射検出器は、本発明によれば、ＩＩＩ−Ｖ半導体材料を含んでいる少なくとも１つの半導体チップを有している。
【００１０】
有利には本発明における半導体チップは、放射放出器として従来のＬＥＤに使用されるようになっているＬＥＤチップである。これにより、放射検出器をコスト面で有利に製造することができる。というには、放射検出器として機能するように設定されているＬＥＤチップを放射検出器の半導体チップとして使用することができかつ放射検出器に合うように調整されている半導体チップを製造するためのコストを回避することができるからである。
【００１１】
ＩＩＩ−Ｖ半導体材料は有利には、半導体チップ、殊にＬＥＤチップの機能材料を有しておりおよび／または半導体チップの感度が予め定めたスペクトル感度分布の領域において零とは異なっているように選択されている。その際チップの感度は、半導体チップに入射する放射から機能材料における電子−正孔対の生成によって生じる光電流の強度によって決められる。光電流の電流強度は入射する放射パワーおよび入射する放射波長に依存しておりかつ典型的にはｎＡのオーダにある。それ故に光電流は有利には、よりよい信号処理または検出の目的で演算増幅器を通過する。
【００１２】
特別有利には半導体チップ、殊にＬＥＤチップは、予め定めた波長λ０とはできるだけ僅かしか相異していない波長λ１において感度の最大値を有している。波長λ０は有利には、ＬＥＤチップが放射放出器としての作動時に放出するはずであるＬＥＤチップの放出波長−例えばピークまたは主波長の−領域にある。
【００１３】
しかし波長λ１は半導体チップ、殊にＬＥＤチップの感度の最大値に必ずしも相応している必要はないことを述べておく。それどころか、例えば上で説明した意味において波長λ０の十分近傍にある波長λ１に感度最大値を有している適当な半導体材料が存在していないとき感度がλ１において十分に高い値をとることで十分である。
【００１４】
有利には、波長λ０およびλ１の差は絶対値で見て５０ｎｍより小さく、特別有利には１５ｎｍより小さい。従って放射検出器はＬＥＤチップもしくはＩＩＩ−Ｖ半導体材料の適当な選択によって既に、予め定めた感度に前以て整合されているようにすることができる。
【００１５】
予め定めたスペクトル感度分布はしばしば、それが波長λ０において値１もしくは１００％をとるように指定される。半導体チップ、殊に光電流に依存しているＬＥＤチップの感度はしばしば、入射する放射パワーのワット当たりのアンペア（Ampere pro Watt）において指定される。
【００１６】
それ故に検出器感度を予め定めたスペクトル感度分布と比較するために、２つの感度を相互に整合させて、予め定めた感度がλ０においておよび検出器の感度がλ１においてそれぞれ値１００％をとる（比視感度）ようにすると合目的である。本発明の説明は、特に断らない限り、比視感度に関連している。
【００１７】
本発明では、検出器感度を予め定めたスペクトル感度分布に前以て整合させるために、機能材料としてＩＩＩ−Ｖ半導体材料を有している市販のＬＥＤに使用されているようなＬＥＤチップを使用することができるようになっている。これにより、検出器に対する新しい半導体チップの固有の製造を必要とする手間、それと結び付いているコストが有利にも回避される。
【００１８】
λ０に依存して例えば、半導体チップ、殊に、ＩＩＩ−Ｖ半導体材料としてそれぞれ０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１を有しているＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＰ、ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮまたはＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＡｓを含んでいるＬＥＤチップを用いることができる。ＩＩＩ−Ｖ半導体材料は簡単に実現可能な有利には高い内部量子効率によって特徴付けられている。殊にこのことは、λ０が主に存在している可視のスペクトル領域において当てはまる。このスペクトル領域に対して殊に、材料系ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＰまたはＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮから成る半導体材料が特別適している。
【００１９】
本発明の有利な形態において半導体チップ、殊にＬＥＤチップに、少なくとも１つの光学フィルタが配属されている。それは検出器感度の、予め定めたスペクトル感度分布への整合を改善するものである。このことは例えば、入射放射のうち、半導体チップ、殊にＬＥＤチップの感度が予め定めたスペクトル感度分布の感度より高い波長の吸収によって行われる。
【００２０】
この形式のフィルタは有利には、λ０より大きい波長を吸収し、かつ少なくとも部分的に半導体チップ、殊にＬＥＤチップを少なくとも部分的に取り囲んでいるカバー部内、カバー部外および／またはカバー部上に配置されていてよい。更にカバー材料そのものが光学フィルタを形成するまたはこのフィルタの一部であってもよい。
【００２１】
光学フィルタは有利には、特別有利にはカバー部に配置されておりかつ例えば有機色素を含んでいる多数のフィルタ粒子を含んでいる。
【００２２】
また、光学フィルタは例えばフィルタフィルムまたはフィルタ材料の形においてカバー部上におよび／またはフィルタストラクチャの形においてカバー部の外に設けられていることもできる。
【００２３】
カバー材料に対する例は、反応性樹脂、有利にはアクリル、エポキシまたはシリコーン樹脂またはこれらの材料から成る混合物である。
【００２４】
この形式の材料は半導体技術においてしばしば、半導体チップ、ことにＬＥＤチップをカバーするために利用される。従来の放射格子として実現されているＬＥＤでは放出された放射に対するＬＥＤチップのカバー材料はほぼ透過性である、しかし本発明の枠内において放射検出器は、ＬＥＤチップによって放射放出器としての機能中に生成されるはずである波長をちょうど吸収する、上で説明した形式のフィルタ装置を含んでいることができる。
【００２５】
本発明の有利な形態において半導体チップ、殊にＬＥＤチップは少なくとも１つのフィルタ層を含んでいる。このフィルタ層は有利には、チップの表面、殊に放射放出側の表面に配置されている。有利にはフィルタ層は、予め定めたスペクトル感度分布の波長λ０より小さい波長を吸収し、これにより検出器感度の、予め定めたスペクトル感度分布に対する整合が、殊に短い波長の側において大幅に改善される。
【００２６】
有利にはフィルタ層は、例えばこれらが既に市販のＬＥＤチップに含まれているまたは集積されているように、パシベーション層、被覆層および／または保護層の形において実現されている。その際フィルタ層は、λ０より短い波長を有する入射放射が吸収されて、検出器感度の、予め定めたスペクトル感度分布に対する整合が大幅に改善されるように実現されている。この形式の層は通例、ＬＥＤチップの活性ゾーンのエネルギーギャップより大きいエネルギーギャップを有している。これらの層は、ＬＥＤによって生成される放射に対してほぼ透過性でありかつ機能材料を不都合な外部の影響に対して保護する。
【００２７】
場合によってフィルタ層は、フィルタ層を例えば成長基板にエピタキシャルに、半導体チップに対する半導体基体と一緒に製造させることによって、半導体チップ、殊にＬＥＤチップに集積されるようにすることができる。
【００２８】
その際検出器感度はフィルタ層によって有利には、λ０より短い任意の波長において、検出器感度および予め定めた感度の差が２５％より小さい、特別有利には１５％より小さいように作用を受けるようになっている。
【００２９】
特別有利には、λ０より短い波長に対する検出器感度はもはや、半導体チップ、殊にＬＥＤチップの外部に配置されている光学フィルタによって付加的に予め定めた感度に整合される必要はない。整合はむしろ、半導体チップ、殊にＬＥＤチップに含まれているフィルタ装置によって行うことができる。
【００３０】
λ０より短い波長に対するフィルタリングは、半導体チップ、殊にＬＥＤチップの外部に例えばカバー部に配置されている上述した形式の光学フィルタによっても実現することができる。しかし上述の形式のフィルタ層が既に半導体チップ、殊にＬＥＤチップに設けられているのであれば、放射検出器の製造の手間および製造コストは有利にも低減される。
【００３１】
本発明の別の有利な発展形態において任意の波長において検出器感度および予め定めた感度の差異は４０％より小さい、有利には２５％より小さい。このために特別有利には、フィルタ層の組み合わせがＬＥＤチップ上にまたはＬＥＤチップに上に述べた形式の配属されている光学フィルタと一緒に集積されている。この形式の検出器は別の検出器と比べて僅かな所要スペースおよび予め定めたスペクトル感度分布に対する申し分ない整合性を有している。
【００３２】
特別有利には、予め定めた感度の最大値λ０を含んでいるスペクトル領域における波長、殊に任意の波長において検出器感度および予め定めた感度の差は１５％より小さい。
【００３３】
感度を整合するために次のことが行われるようにすることができる。ＬＥＤチップはまず、その感度が予め定めた感度に申し分なく前以て整合されているように選択される。
【００３４】
この予めの整合は、−予め定めたスペクトル感度分布の−λ０より大きいまたは小さい波長領域の−側縁に関してあるいは予め定めたスペクトル感度分布の最大値に関して例えば適当なＬＥＤチップの選択により行うことができる。
【００３５】
更なる整合のためにフィルタ−殊に、ＬＥＤチップが予め定めたスペクトル感度分布より高い感度を有している波長領域において吸収する−ＬＥＤチップに配属されている光学フィルタまたはフィルタ層が用いられる。
【００３６】
ＬＥＤチップはしばしば放出波長の領域において最高の感度を有しているので、この種のフィルタは放射放出器としての従来のＬＥＤでは放射効率を低減することになることを指摘しておく。このことは殊に、光学フィルタに対してＬＥＤチップのカバー部に配置されている光学フィルタに対して当てはまる。従ってこの形式のカバー部は放射放出器としての従来のＬＥＤチップのカバー部とは比較しうるものではない。
【００３７】
有利には、５０％より大きい感度値に対する予め定めた波長における検出器感度の値および予め定めた感度値の値の差は２５％より小さく、特別有利には１５％より小さい。
【００３８】
本発明の特別有利な形態において、予め定めたスペクトル感度分布は波長λ０′に最大値を有している人間の目である。この波長は通例、約５５５ｎｍに明所視標準比視感度を有しかつ約５００ｎｍに暗所視標準比視感度を有している。
【００３９】
可視、殊に赤のスペクトル領域に放出波長を有しているＬＥＤチップはこの予め定めた感度に特別適している。その理由はこれらは赤い放出波長にも拘わらず上述の波長において高い感度を有することができるからである。明所視標準比視感度に有利な半導体材料はＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＰである。というのはこの材料をベースとしているＬＥＤチップは正確な組成に応じて、上に挙げた波長の領域にある感度の最大値を有していることができるからである。
【００４０】
更に放射検出器は表面実装可能な素子として実現されていてもよい。
【００４１】
本発明の放射検出器は有利には、放射放出器の、機能の仕方、機能する期間、知覚および／または用途が予め定めたスペクトル感度分布に結び付いている装置を制御するおよび／または影響力を及ぼすために使用される。
【００４２】
このための例は照明装置および表示部の明るさ、並びに照明装置の投入接続および／または遮断時点の制御である。この種の照明装置は、住居、道路または自動車に対する内部および外部空間照明として、並びにハンディディスプレイ、オーディオディスプレイまたはＬＣＤ画像スクリーンのようなディスプレイのバックライト照明装置として実現されていてよい、最後に挙げた用途に対して放射検出器の僅かな所要スペースが特別重要である。
【００４３】
本発明の上述の使用では予め定めた感度は有利には、人間の目の感度である。従って例えば上述した照明装置の明るさは−明るさを上昇させるまたは低減させることによって−有利には人間の目の知覚に相応して制御することができる。
【００４４】
別の使用分野はこの形式の放射検出器の、周囲光センサとしての使用である。予め定めた感度はここでも有利には人間の目を通して決められている。
【００４５】
本発明の別の特徴、利点および有効果は以下の図と関連した以下の実施例の説明から明らかである。
【００４６】
その際
図１Ａおよび図１Ｂは本発明の放射検出器の第１実施例の断面並びに本発明の放射検出器の第２実施例の部分の断面を略示し、
図２は種々の光学フィルタを備えている本発明の放射検出器の第３実施例の検出器感度のスペクトル分布並びに感度値に関してチップの感度に関連付けられている明所視標準比視感度を示している。
【００４７】
同じ形式および同じ作用をするエレメントは各図では同じ参照符号が付されている。
【００４８】
図１ＡにはＬＥＤチップ１の断面が、それが本発明の放射検出器においてどのように使用することができるか分かるように示されている。チップ１は機能材料から成る層２を有している。該層は例えばＩＩＩ−Ｖ半導体材料ＩｎＧａＡｌＰを含んでおりかつ閉じ込め層によって制限されている。この形式の半導体材料は高い量子効率によって特徴付けられておりかつしばしば、例えば型名Ｆ１９９８Ａを有するダイオード（製造業者 Osram Opto Semiconductors GmbH）のような発光ダイオードに利用される。このＬＥＤは約６３０ｎｍの赤のスペクトル領域にある放出波長を有している。
【００４９】
機能層２にはフィルタ層３が従属されている。フィルタ層は、機能層２のエネルギーギャップに相応する波長より短い波長を有する入射放射を吸収する。この機能層はＦ１９９８Ａに使用されるようなＬＥＤチップにおいて設けられておりかつそこのＬＥＤにおいて放射放出器としての機能において例えば、ＬＥＤチップに対する障害となる外部の影響を予防することができる保護および／または被覆層の機能を有している。
【００５０】
図１Ｂは本発明の放射検出器の実施例の部分の断面を略示している。図１ＡのＬＥＤチップ１は、反応樹脂を含んでいるカバー部４内に配置されている。この反応樹脂は有利には、有機色素粒子５を備えている。これらは入射放射のスペクトル部分領域を吸収することができ、従って光学フィルタとして作用する。更にＬＥＤチップはＬＥＤチップの電気的なコンタクト形成のためのボンディングパッド６および電極７を備えている。電極７に接続されている外部の電気的な接続部８および図１Ｂには図示されていない、ボンディングワイヤ９に接続されている別の外部の接続部を介して、入射する放射から機能層において生成される光電流を、場合によって演算増幅器を介して測定することができる。光電流の、入射する放射パワーおよび放射の波長に対する依存性が放射検出器の感度を決める。ここで放射検出器とは、フィルタ層３を有しており、かつ色素粒子５が配置されているカバー部４を有しているＬＥＤチップ１を備えたこの形式の構造を含んでいるものである。
【００５１】
この形式の放射検出器はコスト面で有利に作製することができる。というのは、放射放出器として実現されている従来のＬＥＤにおいて利用されるようなＬＥＤチップが使用されるからである。このような検出器とＬＥＤとの間の差異はカバー材料の性質にある。ＬＥＤではカバー材料は生成された放射に対して透過であるが、ＬＥＤチップを備えている放射検出器の場合、フィルタ粒子５を有するカバー部４がＬＥＤチップが放出するはずの領域の波長をちょうど吸収して、検出器感度の、予め定めた感度に対する整合が有利にも改善されるようにすることが望まれている。
【００５２】
図２から、検出器感度が例えばＬＥＤチップのカバー部における光学的なフィルタリングにより人間の目のスペクトル感度分布に整合されることが明らかである。
【００５３】
図２には、種々の光学フィルタを有する本発明の放射検出器の相対検出器感度１０，１１および１２のスペクトル分布および（予め定めた人間の目の）明所視標準比視感度が入射放射の波長λに依存して図示されている。その際感度Ｓはパーセンテージで示されている。
【００５４】
放射検出器はそれぞれ、例えばＬＥＤ Ｆ １９９８Ａ（製造業者 Osram Opto Semiconductors GmbH）に使用されるようなＬＥＤチップを含んでいる。ＬＥＤチップは約６３０ｎｍの赤いスペクトル領域の放出波長を有しておりかつ機能材料としてＩｎＧａＡｌＰを含んでいる。検出器の図示の相対感度分布１０，１１および１２がフィルタ層３の側からの光入射に対して示されている。フィルタ層は図１Ａまたは１Ｂに示されているように、ＬＥＤチップ１の機能層２に対応して設けられている。検出器感度のすべての曲線経過１０，１１および１２はλ１≒５６０ｎｍのところに感度最大値１３を有している。これらの曲線に相応する検出器はＬＥＤチップ１に配属されている光学的なフィルタ層において相異している。感度分布１０に相応する検出器はＬＥＤチップ１に配属されているフィルタ装置なしに実現されており、一方分布１１および１２においては１ｎｍ〜２ｎｍ厚のフィルタ作用するカバー部がＬＥＤチップの周りに設けられている。フィルタ作用するカバー部は例えば図１Ｂに示されているような反応性樹脂であり、これは例えば緑の有機色素を有している。
【００５５】
明所視標準比視感度はλ０＝５５５ｎｍのところが最大でありかつ図２では点線１４で示されている。これに代わって相応のＤＩＮによる視感度分布を本発明の枠内において用いることができる。
【００５６】
更に図２には波長λａ，λｂ，λｃ，λｄおよびλｅが図示されている。これらは図示の感度分布の種々の領域を特徴付けているものである。
【００５７】
約λａおよびλ１の間の波長領域において感度１０，１１および１２は視感度１４に既に申し分なく合致しており、このことは、この波長領域にある入射放射を吸収することができかつこれにより検出器感度１０，１１および１２の、視感度１４への整合を有利に作用するフィルタ層３によって実現される。
【００５８】
検出器および視感度はこの波長領域における感度の共通の値におけるそれぞれの波長に関して有利にも３０ｎｍより僅かしか、特別有利には１５ｎｍより僅かしか相互に異なっていない。
【００５９】
更に、予め定めた波長における視感度および検出器感度の感度値の差はこの領域において１５％より小さい。
【００６０】
しかしλ＜λａの場合、検出器感度１０，１１および１２は視感度１４に比べて著しく低下しかつ約λｂより短い波長に対して既に少なくとも近似的に零である、この理由は電子−正孔対の表面結合である。というのはこの種の対はもはや光電流になることがないからである。約λｃより長い波長に対しても検出器感度は視感度より著しく低下する。というのは、λｃより長い波長に対する入射放射のエネルギーはもはや電子−正孔対の生成には十分ではないからである。
【００６１】
曲線１０は感度最大値１３の他に更に別の極大値１５１および１６１を示している。これらは、約６３０ｎｍにあるＬＥＤチップの放出波長の周辺の領域にある。曲線１０から分かるように、λ＞λ０の場合の検出器感度はその全体の経過において更に比較的強く−両感度値の最大差は約７０％にもなる−視感度と相異している。
【００６２】
この形式の放射検出器の数多くの用途に対して、殊にλ０より小さな波長を対象としている用途に対して、視感度に対するこの整合は既に十分である。このことは、小さな空間に対する使用が目されている検出器および比較的厚いフィルタ作用するカバー部は構造長を不都合にも高めるときに特別有利である。
【００６３】
上に説明したようなこの形式の整合は半導体材料もしくはＬＥＤチップの適当な選択によって既に実現することができる。
【００６４】
検出器感度の、視感度に対する整合を改善するために、入射放射から５５５ｎｍより長い波長−殊に約６３０ｎｍにある極大値１５１の赤のスペクトル領域において−を吸収するカバー部が設けられている。
【００６５】
カバー部の厚さは入射放射の、そこに吸収される放射パワー、従って生成される光電流および検出器感度を決定する。
【００６６】
検出器感度１０と比較して、１ｎｍ厚の緑のカバー部による視感度１４に対する整合は、図示の検出器感度１１から推測することができるように、著しく改善される。曲線１０の極大値１５１は曲線１１の肩状部１５２に相応しかつカバー部における吸収により著しく平坦化される。極大値１６１は、カバー部における吸収のために極大値１６１より僅かな感度値を有している極大値１６２の形においてまだ存在している。
【００６７】
２ｍｍ厚の緑のカバー部が設けられると、相応の、検出器感度１２の、視感度１４に対する整合は比較的多く吸収される放射パワーのために更に一段と改善される。ここでも極大値１６２は極大値１６３の形において依然残る。本来の極大値１５１は１５３において、それがもはや識別されないほど強く平坦化される。
【００６８】
この場合予め定めた波長において相応の検出器感度値および視感度値の差は２５％より小さい。
【００６９】
感度Ｓ−約５０％より大きい−の値に対して検出器は非常に良好に視感度に整合されておりかつ検出器感度および視感度値の差は約１０％より小さい。視感度に対するこの形式の整合は用途によっては十分である。というのは、これがちょうど、目が最も感じやすい領域であるからである。
【００７０】
おおよそλｅおよびλｃの間において検出器感度１２は視感度１４とまだ比較的強く相異している。放射検出器において、極大値１６３，１６２または１６１に相応する波長の領域において吸収する別のフィルタ装置が設けられていれば、この領域における視感度１４に対する整合は場合によっては更に一段と改善することができる。
【００７１】
本発明は、視感度に制限されておらず、波長λ０に最大値を有しかつＬＥＤチップを含んでいる放射検出器の感度が整合することができるすべての予め定めたスペクトル感度に適用可能であると見るべきである。ＬＥＤチップの感度を多くの波長領域において予め定めた感度より小さいようにしたければ、殊に、有利にも検出器感度の、予め定めた感度への整合作用をする光学的な増強装置も設けてよい。
【００７２】
本願はＤＥ１０３４５４１０．１の優先権を主張し、これを以てその開示内容はすべて本願に明示的に取り入れられたものである。
【００７３】
本発明は実施例に基づいた説明によって制限されていない。むしろ本発明はそれぞれの新しい特徴並びに特徴のそれぞれの組み合わせを含んでおり、このことは殊に、たとえこれらの組み合わせが特許請求の範囲に明確に記載されていなくとも、特許請求の範囲おける特徴のいずれの組み合わせも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１Ａ】本発明の放射検出器の第１実施例の断面略図
【図１Ｂ】本発明の放射検出器の第２実施例の部分断面略図
【図２】本発明の放射検出器の第３実施例の検出器感度のスペクトル分布並びに明所視標準比視感度を示す略図
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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