[发明专利]一种光源方向检测器件及其检测方法

权利要求书

1.一种光源方向检测器件，其特征在于，包括设置在P型衬底上呈阵列排列的并联的光电感应单元；光电感应单元包括遮挡墙和对称设置在其两侧的光电二极管，被照射时遮挡墙两侧光电二极管所生成的电流分别为I_L、I_R，比例系数遮挡墙与入射光的夹角为θ，R_D/B与θ成线性关系。

2.如权利要求1所述的光源方向检测器件，其特征在于，所述的光电二极管是由P型衬底上的N阱、N阱上的P+掺杂层组成的PN结二极管。

3.如权利要求2所述的光源方向检测器件，其特征在于，所述的遮挡墙两侧的PN结光电二极管的尺寸相一致。

4.如权利要求1所述的光源方向检测器件，其特征在于，当入射光照射在遮挡墙上产生阴影时，遮挡墙两侧的光电二极管所能被光源照射的面积并不一样，所产生的电流也不相同。

5.如权利要求1所述的光源方向检测器件，其特征在于，所述的遮挡墙为金属墙，是由集成电路工艺提供的金属层、金属接触孔和过孔堆叠而成的。

6.一种光源方向检测器件的光源方向检测方法，其特征在于，包括以下操作：

对称设置在遮挡墙两侧的光电二极管产生的电流与其所接受光照能量成正比，其产生的光电电流为：

I_DIO=kP_T=kP₀A_EFF=kP₀wL_EFF，

其中，k是常数系数，P_T是光电二极管接受到的总的光照功率，P₀表示每单位面积上入射光的功率，A_EFF和L_EFF是入射光照射到光电二极管上的有效面积和有效长度，w是光电二极管的宽度；

遮挡墙与入射光的夹角为θ，其中一侧的光电二极管有一部分因遮挡墙遮挡而没有被光源照射到；

对于全部接受光照的光电二极管D_L，其光电电流包括三部分：

I_L=I_LD+I_LR+I_LB；

其中，I_LD为光源直接照射而产生的电流；

I_LR为遮挡墙反射光照射而产生的电流；

I_LB为背景光照射而产生的电流；

I_L=kP₀w[(1+β)l·cosθ+αh·sinθ]；

对于存在阴影的光电二极管D_R，其光电电流包括两部分：

I_R=I_RD+I_RB；

其中，I_RD为光源直接照射而产生的电流；

I_RB为背景光照射而产生的电流；

I_R=kP₀w[(1+β)l·cosθ-h·sinθ]

比例系数将I_L、I_R带入得：

RD/B=IL-IRIL=(α+1)h·sinθ(1+β)l·cosθ+αh·sinθ;]]>

其中，α为遮挡墙对入射光的反射系数，β为背景光与入射光的比例系数，l为光电二极管的长度，h为遮挡墙的高度；对于给定的光源方向检测器件，α、β、h和l均为常数，R_D/B与θ成线性关系；

检测出光电二极管的电流I_L、I_R之后，通过计算R_D/B从而获得遮挡墙与入射光的夹角θ，确定光源方向。