JPH04355305A - Light position detector - Google Patents
Light position detectorInfo
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- JPH04355305A JPH04355305A JP3131157A JP13115791A JPH04355305A JP H04355305 A JPH04355305 A JP H04355305A JP 3131157 A JP3131157 A JP 3131157A JP 13115791 A JP13115791 A JP 13115791A JP H04355305 A JPH04355305 A JP H04355305A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、光入射位置に対して
、位置検出精度を向上できるようにした光位置検出器に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical position detector capable of improving position detection accuracy with respect to a light incident position.
【0002】0002
【従来の技術】近時、高い耐久性、信頼性をもって、物
体の直線変位や角度変位を検出するために、電気的接触
を用いる可変抵抗器を用いた位置検出器に代わり、移動
体より放射あるいは移動体で反射、透過される光が抵抗
層を備えた光位置検知素子で受光し、この光位置検知素
子での受光位置により、非接触に前記移動体の直線変位
や角度変位を検出する光位置検出器が用いられている。[Prior Art] Recently, in order to detect the linear or angular displacement of an object with high durability and reliability, instead of a position detector using a variable resistor that uses electrical contact, radiation emitted from a moving object is being used. Alternatively, the light reflected and transmitted by the moving object is received by an optical position detection element equipped with a resistive layer, and the linear displacement or angular displacement of the moving object is detected in a non-contact manner based on the light receiving position of the optical position detection element. An optical position detector is used.
【0003】このような光位置検出器およびその光位置
検出素子として、特開昭61−271413号公報や特
開昭63−32305号公報のごとく、シリコン光起電
力層と抵抗層を積層した構造の光位置検出器が知られて
いる。As such an optical position detector and its optical position detecting element, a structure in which a silicon photovoltaic layer and a resistive layer are laminated, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-271413 and Japanese Patent Application Laid-open No. 63-32305, has been proposed. An optical position detector is known.
【0004】次に、このような従来例について説明する
。図9は従来の光位置検出器のシリコン半導体を用いた
光位置検知素子の分解斜視図であり、図10は光位置検
出器の構成を示す構成説明図である。Next, such a conventional example will be explained. FIG. 9 is an exploded perspective view of an optical position detection element using a silicon semiconductor of a conventional optical position detector, and FIG. 10 is a configuration explanatory diagram showing the configuration of the optical position detector.
【0005】まず、図9において、Aは光位置検知素子
であり、1は基板である。この基板1は、ここでは、透
明板ガラスである場合を示している。First, in FIG. 9, A is an optical position sensing element, and 1 is a substrate. The substrate 1 is shown here as a transparent plate glass.
【0006】また、2a,2bは位置検出電極であり、
Alなどの金属を基板上に蒸着して形成しており、3は
透明抵抗層(以下、抵抗層という)である。この抵抗層
3は酸化インジウム、錫(ITO)膜、あるいは酸化錫
(Sn O2 )膜をその両端が検出電極2a,2bと
重なるように、スパッタ、または蒸着にて、帯状に形成
している。Further, 2a and 2b are position detection electrodes,
It is formed by depositing a metal such as Al on a substrate, and 3 is a transparent resistance layer (hereinafter referred to as a resistance layer). This resistance layer 3 is formed into a band shape by sputtering or vapor deposition so that both ends thereof overlap the detection electrodes 2a and 2b.
【0007】4はシリコン半導体層であり、ここでは、
アモルファスシリコン半導体(a−Si)を用いた場合
を示しており、プラズマCVD法などの蒸着法により、
抵抗層3上にP層、I層、N層の順に成膜され、PIN
構造の光起電力層を形成している。以下、光起電力層と
いう。[0007] 4 is a silicon semiconductor layer, and here,
This shows the case where amorphous silicon semiconductor (a-Si) is used, and by vapor deposition method such as plasma CVD method,
A P layer, an I layer, and an N layer are formed in this order on the resistance layer 3, and the PIN
forming a photovoltaic layer of the structure. Hereinafter, this will be referred to as a photovoltaic layer.
【0008】5はバイアス電極であり、同じくAlなど
の金属を光起電力層の検出領域の上に蒸着にて、形成し
ている。Reference numeral 5 denotes a bias electrode, which is also formed of a metal such as Al by vapor deposition on the detection area of the photovoltaic layer.
【0009】次に、図10の光位置検出器の構成につい
て説明する。この図10において、7はLEDなどの光
源であり、光起電力層4がa−Si層である場合には、
その受光感度特性より、通常可視光源が用いられている
。Next, the configuration of the optical position detector shown in FIG. 10 will be explained. In this FIG. 10, 7 is a light source such as an LED, and when the photovoltaic layer 4 is an a-Si layer,
A visible light source is usually used because of its light-receiving sensitivity characteristics.
【0010】この光源7の前方、すなわち、図10の右
側には、光拡散板8が配設されている。光拡散板8は光
源7の放射光を均等に拡散させ、移動スリット板9をほ
ぼ同一照度で照明するようにしている。A light diffusing plate 8 is disposed in front of the light source 7, that is, on the right side in FIG. The light diffusing plate 8 uniformly diffuses the emitted light from the light source 7, so that the movable slit plate 9 is illuminated with substantially the same illuminance.
【0011】この移動スリット板9の一部には、矩形状
のスリット91が設けられている。このスリット91を
透過して、光位置検出素子Aに入射光ビーム6が入射す
るようになっている。A rectangular slit 91 is provided in a part of the movable slit plate 9. The incident light beam 6 passes through this slit 91 and enters the optical position detection element A.
【0012】一方、20は位置検出回路である。この位
置検出回路20内の非反転増幅器21a,21bの各反
転入力端((−)入力端)には、光位置検知素子Aの両
端の検出電極2a,2bがそれぞれ接続されている。On the other hand, 20 is a position detection circuit. The detection electrodes 2a and 2b at both ends of the optical position detection element A are connected to each inverting input terminal ((-) input terminal) of the non-inverting amplifiers 21a and 21b in the position detection circuit 20, respectively.
【0013】光位置検知素子Aのバイアス電極5はバイ
アス電位(ここでは、接地電位)に接続されている。The bias electrode 5 of the optical position sensing element A is connected to a bias potential (here, ground potential).
【0014】非反転増幅器21a,21bの各非反転入
力端((+)入力端)はバイアス電位に接続され、非反
転増幅器21a,21bの反転入力端と出力端との間に
は、それぞれ抵抗が接続されている。Each non-inverting input terminal ((+) input terminal) of the non-inverting amplifiers 21a, 21b is connected to a bias potential, and a resistor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the non-inverting amplifiers 21a, 21b. is connected.
【0015】非反転増幅器21a,21bの出力端は加
算器22の(−)入力端に接続され、非反転増幅器21
a,21bの出力端に発生する電圧Va,Vbがこの加
算器22の(−)入力端に加えられるようになっている
。The output terminals of the non-inverting amplifiers 21a and 21b are connected to the (-) input terminal of the adder 22, and the non-inverting amplifier 21
The voltages Va and Vb generated at the output ends of the adders a and 21b are applied to the (-) input end of the adder 22.
【0016】加算器22の(+)入力端はバイアス電位
に接続され、加算器22の出力端は割算器23の一方の
入力端に接続されている。この割算器23の他方の入力
端は、非反転増幅器21aの出力端に接続されている。The (+) input terminal of the adder 22 is connected to a bias potential, and the output terminal of the adder 22 is connected to one input terminal of a divider 23. The other input terminal of this divider 23 is connected to the output terminal of the non-inverting amplifier 21a.
【0017】さらに、位置検出回路20内には、定電流
駆動回路24が設けられている。この定電流駆動回路2
4により、上記光源7を駆動するようになっている。Further, within the position detection circuit 20, a constant current drive circuit 24 is provided. This constant current drive circuit 2
4 drives the light source 7.
【0018】次に、動作について説明する。光源7は定
電流駆動回路24により駆動されて発光する。この光束
は光拡散板8で拡散され、光位置検知素子Aの上を移動
する移動スリット板9を均等に照明し、この光束の一部
はスリット板9の矩形状のスリット91を透過して矩形
スリット状の光ビーム6が光位置検知素子Aに入射する
。Next, the operation will be explained. The light source 7 is driven by a constant current drive circuit 24 to emit light. This light flux is diffused by the light diffusing plate 8 and evenly illuminates the movable slit plate 9 moving above the optical position detection element A, and a part of this light flux is transmitted through the rectangular slit 91 of the slit plate 9. A rectangular slit-shaped light beam 6 is incident on the optical position sensing element A.
【0019】光位置検知素子Aへの入射光ビーム6は基
板1,抵抗層3を透過して、光起電力層4に到達し、そ
の一部はさらにバイアス電極5で反射されて、再度光起
電力層4に戻され、光起電力層4には、この入射光ビー
ム6により、光起電力が発生し、入射光量に応じた光電
流iが発生し、この光電流iは抵抗層3をその両端に設
けた位置検出電極2a,2bに分流する。The light beam 6 incident on the optical position sensing element A passes through the substrate 1 and the resistive layer 3 and reaches the photovoltaic layer 4, and a part of it is further reflected by the bias electrode 5 and becomes light again. The incident light beam 6 generates a photovoltaic force in the photovoltaic layer 4, and a photocurrent i corresponding to the amount of incident light is generated. The current is divided into position detection electrodes 2a and 2b provided at both ends.
【0020】このとき、位置検出電極2bより光入射位
置までの距離Xは、位置検出電極2a,2bに分流する
光電流をそれぞれia,ib、位置検出電極2a,2b
間の長さ(受光長さ)をLとして、X/L=ia/(i
a+ib) …(1)で与えられる。At this time, the distance X from the position detection electrode 2b to the light incident position is such that the photocurrent divided into the position detection electrodes 2a, 2b is ia, ib, and the position detection electrodes 2a, 2b are
Assuming that the length between them (light receiving length) is L, X/L=ia/(i
a+ib)...given by (1).
【0021】光電流ia,ibは各々非反転増幅器21
a,21bで電流−電圧変換され、それぞれ、非反転増
幅器21a,21bの出力端から電圧Va,Vbとなっ
て、加算器22に入力され、この加算器22で加算され
る。The photocurrents ia and ib are each connected to a non-inverting amplifier 21.
A and 21b perform current-to-voltage conversion, and output voltages Va and Vb from the output terminals of non-inverting amplifiers 21a and 21b, respectively, are input to an adder 22, where they are added together.
【0022】この加算器22の加算結果は、割算器23
に送られる。割算器23では、上記(1)式の右辺に相
当する割算Va/(ia+ib)が実行されて、光検知
素子Aの光入射位置Xに対応したアナログ電圧Vxが出
力される。The addition result of the adder 22 is sent to the divider 23
sent to. The divider 23 executes the division Va/(ia+ib) corresponding to the right side of equation (1) above, and outputs an analog voltage Vx corresponding to the light incident position X of the photodetecting element A.
【0023】したがって、移動スリット板9を移動させ
、その矩形状のスリット91を透過する光ビーム6の光
位置検知素子Aへの入射位置を検出することにより、移
動スリット板9の位置を知る。Therefore, the position of the movable slit plate 9 is known by moving the movable slit plate 9 and detecting the incident position of the light beam 6 passing through the rectangular slit 91 on the optical position detection element A.
【0024】[0024]
【発明が解決しようとする課題】従来の光位置検出器は
以上のように構成されているので、位置出力が極めて小
さい光電流の比より計算されるアナログ出力であるため
、外来雑音などの影響により、S/N比が悪く、位置検
出回路20に使用する非反転増幅器21a,21bの入
力オフセット誤差などによる位置出力のオフセット誤差
が大きく、特に、その入力オフセットの温度変化による
誤差は回路的に除去できないため、大きな問題であった
。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional optical position detector is configured as described above, the position output is an analog output calculated from the ratio of extremely small photocurrents, so it is susceptible to the effects of external noise, etc. Therefore, the S/N ratio is poor, and the offset error of the position output is large due to the input offset error of the non-inverting amplifiers 21a and 21b used in the position detection circuit 20. In particular, the error due to temperature changes in the input offset is caused by the circuit. This was a big problem because it could not be removed.
【0025】この入力オフセットの影響を小さくするた
めに、光位置検知素子Aの抵抗層3の厚さを減じて、抵
抗値を上げる方法をとることも可能であるが、抵抗層3
の厚さを減じると、その厚さのばらつきが相対的に大き
くなり、逆に位置出力の直線性が悪化するといった課題
があった。In order to reduce the influence of this input offset, it is possible to reduce the thickness of the resistive layer 3 of the optical position sensing element A to increase the resistance value.
When the thickness of the sensor is reduced, the variation in the thickness becomes relatively large, and the linearity of the position output becomes worse.
【0026】また、出力がアナログ値であるため、エン
コーダのごとく、ディジタル的に用いる用途には適用で
きないといった課題もあった。Furthermore, since the output is an analog value, there is a problem that it cannot be applied to digital applications such as encoders.
【0027】請求項1の発明は上記のような課題を解消
するためになされたもので、位置検出精度が向上すると
ともに、ディジタル出力が可能な光位置検出器を得るこ
とを目的とする。The invention as claimed in claim 1 has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide an optical position detector that improves position detection accuracy and is capable of digital output.
【0028】また、請求項2の発明は、位置検出精度の
向上とディジタル出力が可能となる光位置検出器を得る
ことを目的とする。Another object of the invention is to provide an optical position detector that can improve position detection accuracy and provide digital output.
【0029】請求項3の発明は、請求項1の発明の目的
に加えて、回路構成が簡略にでき、ひいてはコストの低
減化が可能となる光位置検出器を得ることを目的とする
。In addition to the object of the invention of claim 1, the invention of claim 3 has an object to obtain an optical position detector which can simplify the circuit configuration and further reduce the cost.
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
位置検出器は、光電変換層とそれに積層された抵抗層お
よび光電変換層にバイアス電位を与えるバイアス電極と
少なくとも二つ以上の位置検出電極とを有し、かつ光ビ
ームの入射位置により周期的に光電流変換率が変化する
光位置検知素子と、位置検出電極から出力される分割光
電流の比に対応したアナログ演算値を出力するアナログ
出力手段と、光電変換効率に対応したパルスを出力する
ディジタル出力手段とを設けたものである。Means for Solving the Problems The optical position detector according to the invention of claim 1 includes a photoelectric conversion layer, a resistive layer laminated thereon, a bias electrode that applies a bias potential to the photoelectric conversion layer, and at least two or more positions. An optical position sensing element that has a detection electrode and whose photocurrent conversion rate changes periodically depending on the incident position of the light beam, and outputs an analog calculation value corresponding to the ratio of the divided photocurrent output from the position detection electrode. This device is provided with analog output means for outputting pulses corresponding to the photoelectric conversion efficiency, and digital output means for outputting pulses corresponding to the photoelectric conversion efficiency.
【0031】また、請求項2の発明に係る光位置検出器
は、位置検出電極より出力される分割光電流の内同一次
元方向の分割光電流の和に対応したパルスを出力するデ
ィジタル出力手段を設けたものである。The optical position detector according to the second aspect of the invention further includes digital output means for outputting a pulse corresponding to the sum of divided photocurrents in the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrodes. It was established.
【0032】また、請求項2の発明に係る光位置検出器
は、上記位置検出電極より出力される分割光電流のうち
少なくとも同一次元方向の分割光電流値の和が一定とな
るように、光源の発光量を制御する制御手段と、この制
御手段の出力に対応したパルスを出力するディジタル出
力手段とを設けたものである。Further, in the optical position detector according to the invention of claim 2, the light source is arranged so that the sum of the divided photocurrent values in at least the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrodes is constant. The device is provided with a control means for controlling the amount of light emitted by the light emitting device, and a digital output means for outputting a pulse corresponding to the output of the control means.
【0033】[0033]
【作用】請求項1の発明における光位置検知素子は光源
より放射される入射光ビームにより、光電変換層で光電
流が生成され、位置検出電極が抵抗層を流れる光電流を
分流して検出し、位置検出電極より検出された分割光電
流の比に対応してアナログ出力手段でアナログ演算値を
出力するとともに、光位置検知素子の光電流変換率の変
化に対応してディジタル出力手段からパルスを出力する
。[Operation] In the optical position detection element according to the invention of claim 1, a photocurrent is generated in the photoelectric conversion layer by an incident light beam emitted from a light source, and the position detection electrode shunts and detects the photocurrent flowing through the resistance layer. The analog output means outputs an analog calculated value corresponding to the ratio of the divided photocurrents detected by the position detection electrode, and the digital output means outputs pulses in response to changes in the photocurrent conversion rate of the optical position detection element. Output.
【0034】また、請求項2の発明におけるディジタル
出力手段は、位置検出電極より出力される分割光電流の
内、同一次元方向の分割電流値の和に対応してパルスを
出力するように作用する。Further, the digital output means in the invention of claim 2 acts to output a pulse corresponding to the sum of divided current values in the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrodes. .
【0035】さらに、請求項3の発明における制御手段
は光源の光量を制御して、光位置検知素子より出力され
る分割光電流のうち、少なくとも同一次元方向の分割光
電流値の和を一定とするととに、制御手段の出力に対応
して、ディジタル出力手段からパルスを出力する。Furthermore, the control means in the invention of claim 3 controls the amount of light from the light source to keep at least the sum of the divided photocurrent values in the same dimension direction constant among the divided photocurrents output from the optical position sensing element. At that time, the digital output means outputs a pulse in response to the output of the control means.
【0036】[0036]
【実施例】以下、この発明の光位置検知器の実施例につ
いて図面に基づき説明する。図1はその一実施例の全体
の構成を示す構成説明図であり、図2は図1の実施例に
適用される光位置検知素子の展開構成図、図3ないし図
5はそれぞれ光位置検知素子の透明抵抗層のパターン例
を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the optical position detector of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing the overall configuration of one embodiment, FIG. 2 is a developed configuration diagram of an optical position detection element applied to the embodiment of FIG. 1, and FIGS. 3 to 5 are optical position detection An example of a pattern of a transparent resistance layer of an element is shown.
【0037】これらの図1〜図5において、図14,図
15と同一部分には、同一符号を付して説明する。まず
図1において、基本的構成は従来例と同じであるが、光
位置検知素子Aにおける抵抗層3と位置検出回路20の
構成が上記従来例とは異なるものである。1 to 5, the same parts as in FIGS. 14 and 15 are designated by the same reference numerals and will be explained. First, in FIG. 1, the basic configuration is the same as the conventional example, but the configurations of the resistive layer 3 and the position detection circuit 20 in the optical position sensing element A are different from the conventional example.
【0038】図1におけるAは光位置検知素子であり、
透明ガラス基板1上にAlなどの位置検出電極2a,2
bが蒸着などにより積層されている。A in FIG. 1 is an optical position sensing element,
Position detection electrodes 2a, 2 made of Al or the like are placed on a transparent glass substrate 1.
b is laminated by vapor deposition or the like.
【0039】この透明ガラス基板1上に、検出電極2a
,2bとその両端が重なり合うように、ITOあるいは
Sn O2 スパッタリングなどにより、数100〜1
000Åの厚さに成膜して、抵抗層3が形成されている
。On this transparent glass substrate 1, a detection electrode 2a is provided.
, 2b and both ends overlap each other by ITO or SnO2 sputtering.
The resistive layer 3 is formed by depositing the resistive layer 3 to a thickness of 000 Å.
【0040】さらに、この抵抗層3上に、プラズマCV
Dなどの蒸着法やスパッタリングにて、数1000Å程
度のa−Si光起電力層4をP層、I層、N層の順に抵
抗層3の幅より広い幅で積層し、最後に、Alなどのバ
イアス電極5をリード接続部51を除き、ほぼ抵抗層3
と同程度の幅に蒸着などで形成する。Furthermore, on this resistance layer 3, plasma CV
An a-Si photovoltaic layer 4 of approximately several thousand angstroms is laminated in the order of P layer, I layer, and N layer with a width wider than the width of the resistance layer 3 by vapor deposition or sputtering such as D, and finally, Al, etc. The bias electrode 5 is almost connected to the resistive layer 3 except for the lead connection part 51.
It is formed by vapor deposition or the like to have the same width.
【0041】このとき、抵抗層3の検出電極と重なるの
り部33a,33bを除く、検出領域の抵抗層は検出領
域の長軸に沿ってのり部33a,33bを結ぶ中心抵抗
部31とそれに垂直で所定ピッチで複数個設けられた枝
状抵抗部32よりなる。[0041] At this time, the resistance layer in the detection region, excluding the glue portions 33a and 33b that overlap the detection electrodes of the resistance layer 3, connects the center resistance portion 31 connecting the glue portions 33a and 33b along the long axis of the detection region and perpendicular thereto. It consists of a plurality of branch-like resistance parts 32 provided at a predetermined pitch.
【0042】すなわち、中心抵抗部31に対して対称に
魚骨状に枝状抵抗部32が形成されている。この枝状抵
抗部32の個数Nはディジタル出力の最大N数であり、
そのピッチはディジタル出力精度と入射光ビーム径を考
慮して決められ、入射光ビーム径を小さくすれば、数1
0μピッチとすることは簡単である。That is, branch-shaped resistance parts 32 are formed symmetrically with respect to the central resistance part 31 in a fishbone shape. The number N of branch resistor sections 32 is the maximum number N of digital outputs,
The pitch is determined by considering the digital output accuracy and the incident light beam diameter, and if the incident light beam diameter is made small,
It is easy to set the pitch to 0μ.
【0043】図6に示すように、抵抗層3を持つ光位置
検知素子Aの検出領域の上を矩形入射ビーム6が移動し
たとき、位置検出電極2aに流れる光電流iaは図7に
示すように変化し、また、図8に示すように、総光電流
(ia+ib)は入射光ビーム6が枝状抵抗部32の上
に来たとき最大となり、枝状抵抗部32の間に来たとき
、最小となる。As shown in FIG. 6, when the rectangular incident beam 6 moves over the detection area of the optical position sensing element A having the resistive layer 3, the photocurrent ia flowing through the position sensing electrode 2a is as shown in FIG. Also, as shown in FIG. , is the minimum.
【0044】これは、a−Si光起電力変換層4では、
層面方向のキャリア拡散長が短いため、光電流が生成さ
れるのは、a−Si光電流層4と抵抗層3が重なった部
分のみとなるためであり、したがって、入射光ビームの
照射面積内に最も透明抵抗層3の占める面積の広い枝状
抵抗部32上の場合が光電流量が最大となり、逆に抵抗
3の占める面積の狭い枝状抵抗部32間に来たときが最
小となる。ただし、総光電流の最大、最小値は入射ビー
ム6の位置により変化しない。In the a-Si photovoltaic conversion layer 4,
Since the carrier diffusion length in the layer plane direction is short, photocurrent is generated only in the overlapped portion of the a-Si photocurrent layer 4 and the resistive layer 3, and therefore within the irradiation area of the incident light beam. The amount of photocurrent is maximum when the transparent resistance layer 3 is on the branch-shaped resistor section 32 where the area occupied is the widest, and conversely, when it is between the branch-like resistor sections 32 where the area occupied by the resistor 3 is the smallest. However, the maximum and minimum values of the total photocurrent do not change depending on the position of the incident beam 6.
【0045】これに対し、片側の光電流値(ここでは、
iaを示す)は総光電流値と同じ位置で極大、極小を示
すが、その極大、極小値は入射ビーム6がその検出電極
(ここでは、2a)に近いほど大きくなる。On the other hand, the photocurrent value on one side (here,
ia) shows a maximum and minimum at the same position as the total photocurrent value, but the maximum and minimum values become larger as the incident beam 6 is closer to the detection electrode (here, 2a).
【0046】ここで、説明を図1に戻す。この図1にお
いて、検出回路20には、加算器22の出力と定電流駆
動回路24の出力とが、ディジタル出力手段としての比
較器25で比較されるようになっており、この比較器2
5からディジタル位置出力Pxが出力されるようになっ
ている。その他の構成は図15と同様である。[0046] Here, the explanation returns to FIG. 1. In FIG. 1, the detection circuit 20 includes a comparator 25, which serves as a digital output means, to compare the output of an adder 22 and the output of a constant current drive circuit 24.
A digital position output Px is output from 5. The other configurations are the same as those in FIG. 15.
【0047】次に、動作について説明する。位置検出回
路20の定電流駆動回路24により、LEDによる光源
7が駆動されて発光すると、光位置検知素子Aの上を移
動するスリット板9は光拡散板により、一様に照射され
、この光束の一部が矩形スリット91を通過し、光位置
検知素子Aに入射ビーム6として入射する。Next, the operation will be explained. When the LED light source 7 is driven by the constant current drive circuit 24 of the position detection circuit 20 to emit light, the slit plate 9 moving above the optical position detection element A is uniformly irradiated by the light diffusion plate, and this luminous flux is A part of the beam passes through the rectangular slit 91 and enters the optical position sensing element A as the incident beam 6.
【0048】入射光ビーム6により、a−Si光起電力
層4では、光電流が生成され、この光電流は抵抗層3を
通り、検出電極2a,2bより各々光電流ia,ibと
して検出される。A photocurrent is generated in the a-Si photovoltaic layer 4 by the incident light beam 6, and this photocurrent passes through the resistance layer 3 and is detected as photocurrents ia and ib by the detection electrodes 2a and 2b, respectively. Ru.
【0049】ここで、入射ビーム位置が検出電極2aよ
り2bの方向に動いたときの光電流量の挙動は既に図7
,図8に示したごとくになる。Here, the behavior of the amount of photocurrent when the incident beam position moves from the detection electrode 2a to the direction of 2b is already shown in FIG.
, as shown in FIG.
【0050】光電流ia,ibはそれぞれ非反転増幅器
21a,21bで電流−電圧変換され、それぞれ非反転
増幅器21a,21bの出力端に電流Va,Vbとして
現われ、これらの電圧Va,Vbは加算器22で加算さ
れる。The photocurrents ia and ib are current-to-voltage converted by the non-inverting amplifiers 21a and 21b, respectively, and appear as currents Va and Vb at the output terminals of the non-inverting amplifiers 21a and 21b, respectively, and these voltages Va and Vb are applied to the adder. 22 is added.
【0051】加算器22での加算結果はアナログ出力手
段としての割算器23で上記(1)式の右辺に相当する
割算Va/(Va+Vb)が実行されて、光位置検出素
子Aの光入射位置Xに対応したアナログ電圧Vxが出力
される。The result of the addition in the adder 22 is divided by Va/(Va+Vb) corresponding to the right side of equation (1) above in the divider 23 serving as an analog output means, and the light of the optical position detection element A is An analog voltage Vx corresponding to the incident position X is output.
【0052】ここで、図7,図8のごとく、光電流ia
,ibは入射光ビーム6の入射位置Xにより、極大,極
小を示しつつ変化するが、位置出力Vxは(1)式のご
とく、両者の比により与えられるため、位置Xに対し、
直線的に変化する出力となる。Here, as shown in FIGS. 7 and 8, the photocurrent ia
, ib change with maximum and minimum depending on the incident position X of the incident light beam 6, but the position output Vx is given by the ratio of the two as in equation (1), so
The output changes linearly.
【0053】一方、加算器22で加算された全電流相当
電圧(Va+Vb)は比較器25で定電流駆動回路24
からの出力に相当する比較電圧VSH(図8)と比較さ
れ、全電流相当電圧(Va+Vb)が比較電圧VSHよ
り高い場合は、「H」が出力され、逆に低い場合には、
「L」が出力される。したがって、比較器25の出力は
図9に示すごとく、入射光ビーム6の入射位置に対して
、ディジタル的に変化するディジタル位置出力Pxとな
る。On the other hand, the total current equivalent voltage (Va+Vb) added by the adder 22 is sent to the constant current drive circuit 24 by the comparator 25.
When the total current equivalent voltage (Va+Vb) is higher than the comparison voltage VSH, "H" is output, and conversely, when it is lower,
"L" is output. Therefore, the output of the comparator 25 becomes a digital position output Px that digitally changes with respect to the incident position of the incident light beam 6, as shown in FIG.
【0054】すなわち、この実施例では、従来の位置の
アナログ出力のみならず、位置のディジタル出力が可能
なため、たとえば、ディジタル出力をカウンタに入力し
て、パルス数を積算することにより、位置を測定するな
ど、エンコーダ的な使用も可能となる。In other words, in this embodiment, not only the conventional analog output of the position but also the digital output of the position is possible. Therefore, for example, the position can be determined by inputting the digital output to a counter and integrating the number of pulses. It can also be used as an encoder, such as for measurements.
【0055】この場合、移動方向はアナログ電圧を微分
すればよい。また、位置のアナログ出力Vxは従来例で
説明したように、オフセット誤差が無視できないが、デ
ィジタル値は光位置検知素子の抵抗層3のパターンピッ
チで決まるため、このようなオフセット誤差を本質的に
持たず、したがって、ディジタル出力Pxを基準として
、アナログ出力Vxを補正すれば、位置検出精度を大幅
に向上できるという利点がある。In this case, the direction of movement can be determined by differentiating the analog voltage. In addition, as explained in the conventional example, the position analog output Vx has a non-negligible offset error, but since the digital value is determined by the pattern pitch of the resistive layer 3 of the optical position sensing element, such offset error can be essentially ignored. Therefore, if the analog output Vx is corrected using the digital output Px as a reference, there is an advantage that position detection accuracy can be greatly improved.
【0056】上記実施例では、光位置検知素子Aの抵抗
層3として、中心抵抗部31と枝状抵抗部32からなる
魚骨状のパターンを示したが、図3ないし図5に示すよ
うに別のパターンも使用できる。In the above embodiment, the resistive layer 3 of the optical position sensing element A has a fishbone-like pattern consisting of the central resistive portion 31 and the branch resistive portions 32, but as shown in FIGS. 3 to 5, Other patterns can also be used.
【0057】上記実施例と同じ魚骨状のパターンでも、
図5に示すようにすれば、検出電極間の全抵抗を大きく
でき、アナログ位置出力のオフセット誤差低減に有利で
ある。Even with the same fishbone pattern as in the above embodiment,
The configuration shown in FIG. 5 allows the total resistance between the detection electrodes to be increased, which is advantageous in reducing offset errors in analog position output.
【0058】また、図4では、櫛歯状に形成し、アナロ
グ位置出力に位置による摂動が多少生じるが、図5より
もさらに検出電極間の全抵抗を大きくでき、したがって
、オフセット誤差はさらに改善できる。In addition, in FIG. 4, the sensor electrodes are formed in a comb-teeth shape, and although some perturbation due to position occurs in the analog position output, the total resistance between the detection electrodes can be made even larger than in FIG. 5, and the offset error is further improved. can.
【0059】図3は矩形状に切り抜いたパターンの場合
を示しているが、この場合も検出電極間の抵抗を大きく
することができる。FIG. 3 shows a case where a pattern is cut out into a rectangular shape, and in this case as well, the resistance between the detection electrodes can be increased.
【0060】図10はこの発明の第2の実施例の光位置
検出器の構成説明図であり、検出回路20内には、さら
に、比較積分増幅器26および出力増幅器28と光源駆
動回路27が接続されている。FIG. 10 is an explanatory diagram of the configuration of an optical position detector according to a second embodiment of the present invention. In the detection circuit 20, a comparison-integration amplifier 26, an output amplifier 28, and a light source drive circuit 27 are further connected. has been done.
【0061】すなわち、比反転増幅器21aの出力端に
現れる電圧Vaは加算器22および出力増幅器28の(
−)入力端に加えるようになっている。この出力増幅器
28の(+)入力端はアースされ、出力端からアナログ
出力Vxが出力されるようになっている。That is, the voltage Va appearing at the output terminal of the ratio inverting amplifier 21a is
−) It is designed to be added to the input end. The (+) input terminal of this output amplifier 28 is grounded, and the analog output Vx is output from the output terminal.
【0062】また、加算器22の出力は比較積分増幅器
26の(−)入力端に加えられるようになっており、こ
の比較積分増幅器26の(+)入力端には、基準電圧V
ref が印加されている。Further, the output of the adder 22 is applied to the (-) input terminal of the comparison-integration amplifier 26, and the (+) input terminal of the comparison-integration amplifier 26 is connected to the reference voltage V.
ref is applied.
【0063】比較積分増幅器26の出力は比較器25の
一方の入力端と光源駆動回路27の入力端とに入力され
るようになっている。比較器25の他方の入力端には、
比較電圧VSHが印加され、出力端には、ディジタル位
置信号Pxが出力するようになっている。また、光源駆
動回路27は図1における定電流駆動回路24に代わる
ものであり、上記光源7を駆動するものである。The output of the comparison/integration amplifier 26 is input to one input terminal of the comparator 25 and the input terminal of the light source driving circuit 27. At the other input terminal of the comparator 25,
A comparison voltage VSH is applied, and a digital position signal Px is outputted from the output terminal. Further, the light source drive circuit 27 replaces the constant current drive circuit 24 in FIG. 1, and drives the light source 7.
【0064】次に、この図10に示すこの発明の第2の
実施例の動作について説明する。光電流ia,ibの電
圧相当値Va,Vbの加算器22での加算結果(Va+
Vb)が比較積分増幅器26で所定の基準電圧Vref
と比較積分されて、その結果により、光源駆動回路2
7が駆動される。Next, the operation of the second embodiment of the invention shown in FIG. 10 will be explained. The addition result (Va+
Vb) is set to a predetermined reference voltage Vref by the comparison/integration amplifier 26.
The result is compared and integrated with the light source drive circuit 2.
7 is driven.
【0065】これにより、光位置検知素子Aの総光電流
値が常に一定となるように、(すなわち、(1)式の分
母が一定となるように)、光源7の発光量が制御される
。つまり、比較積分増幅器26と光源駆動回路27とに
より、位置検出電極2a,2bより出力される分割光電
流の内、少なくとも同一次元方向の分割光電流値の和が
一定となるように光源7の発光量を制御する制御手段を
構成している。As a result, the amount of light emitted from the light source 7 is controlled so that the total photocurrent value of the optical position sensing element A is always constant (that is, so that the denominator of equation (1) is constant). . That is, the comparison and integration amplifier 26 and the light source drive circuit 27 control the light source 7 so that at least the sum of the divided photocurrent values in the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrodes 2a and 2b is constant. It constitutes a control means for controlling the amount of light emission.
【0066】一方の光電流相当値Vaが出力増幅器28
で増幅されて、アナログ位置出力Vxとして出力される
。One photocurrent equivalent value Va is the output amplifier 28
The signal is amplified and output as an analog position output Vx.
【0067】光入射ビーム6の入射位置が透明抵抗層3
の枝状抵抗部32の上にあるときは、光電流変換率が最
大となるため、比較積分増幅器26の出力は光源7の発
光量を減少するような最小値をとる。The incident position of the light beam 6 is on the transparent resistive layer 3.
Since the photocurrent conversion rate is at a maximum when the resistor is located above the branch resistor 32, the output of the comparator-integral amplifier 26 takes a minimum value that reduces the amount of light emitted from the light source 7.
【0068】逆に、入射位置が枝状抵抗部32の間にあ
るときは、光電流変換率が最低となるため、比較積分増
幅器26の出力は最大値をとる。On the other hand, when the incident position is between the branch resistor sections 32, the photocurrent conversion rate is at its lowest, so the output of the comparator and integral amplifier 26 is at its maximum value.
【0069】すなわち、比較積分増幅器26の出力を比
較器25で所定の基準電圧VSHと比較し、比較結果と
して、ディジタル位置出力Pxを得る。アナログ位置出
力Vxは上記第1の実施例と同様光電流比の形で与えら
れるため、位置に対して、リニアな出力を示す。That is, the output of the comparison/integration amplifier 26 is compared with a predetermined reference voltage VSH by the comparator 25, and a digital position output Px is obtained as a comparison result. Since the analog position output Vx is given in the form of a photocurrent ratio as in the first embodiment, it shows a linear output with respect to position.
【0070】この第2の実施例においても、前記第1の
実施例と同様な効果が得られるとともに、割算器23を
使用する必要がないため、回路が安価に構成できる。In this second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and since there is no need to use the divider 23, the circuit can be constructed at low cost.
【0071】次に、この発明の第3の実施例について説
明する。図11は第3の実施例の光位置検知素子Aの展
開構成図であり、研磨したセラミック、ポリイミド樹脂
などのプラスチックの基板1上にAlなどのバイアス電
極5を蒸着などにより積層し、さらに、a−Si光起電
力層4,抵抗層3をマスキングにより中心光起電力層4
1,枝状光起電力層42が各々中心抵抗部31,枝状抵
抗部32と重なるように積層している。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a developed configuration diagram of the optical position sensing element A of the third embodiment, in which a bias electrode 5 made of Al or the like is laminated by vapor deposition or the like on a substrate 1 made of polished ceramic or plastic such as polyimide resin, and further, The central photovoltaic layer 4 is formed by masking the a-Si photovoltaic layer 4 and the resistive layer 3.
1. The branch-shaped photovoltaic layer 42 is laminated so as to overlap the central resistance section 31 and the branch-shaped resistance section 32, respectively.
【0072】最後に、抵抗層3ののり部33a,33b
にAlなどの検出電極2a,2bを蒸着などにより積層
して、光位置検知素子Aを形成する。Finally, the glue portions 33a and 33b of the resistance layer 3
Detection electrodes 2a and 2b made of Al or the like are laminated by vapor deposition or the like to form an optical position detection element A.
【0073】このような構成によれば、a−Si光起電
力層4自身をパターン化しているため、キャリアの層方
向拡散長を考慮する必要はなく、ピッチをさらに細くで
き、ディジタル出力の精度を上げられるという利点があ
る。According to such a configuration, since the a-Si photovoltaic layer 4 itself is patterned, there is no need to consider the carrier diffusion length in the layer direction, and the pitch can be made even thinner, improving the accuracy of digital output. It has the advantage of increasing the
【0074】光起電力層4は単結晶Siにイオンドーピ
ングで形成したフォトダイオード層をエッチングでパタ
ーン化したものを使用してもよい。The photovoltaic layer 4 may be a photodiode layer formed by ion doping on single crystal Si and patterned by etching.
【0075】また、第1の実施例のごとく、透明基板1
上に位置検出電極2a,2b、抵抗層3、光起電力層4
、バイアス電極5の順に積層して形成しても、同様な検
出素子が得られることは明らかである。Furthermore, as in the first embodiment, the transparent substrate 1
Position detection electrodes 2a, 2b, resistance layer 3, photovoltaic layer 4 on top
It is clear that a similar detection element can be obtained even if the bias electrodes 5 and 5 are stacked in this order.
【0076】図12はこの発明の第4の実施例の光位置
検知素子Aの展開構成図であり、図13はこの図12で
示す光位置検知素子Aを使用した第4の実施例の構成説
明図である。FIG. 12 is a developed configuration diagram of an optical position sensing element A according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a fourth embodiment using the optical position sensing element A shown in FIG. It is an explanatory diagram.
【0077】この第4の実施例の場合は、上記各実施例
の場合とは異なり、2次元の位置検出に応用した場合に
ついて示している。The fourth embodiment differs from the above embodiments in that it is applied to two-dimensional position detection.
【0078】まず、図12は透明基板1の上にX方向の
位置を検出する位置検出電極2a,2bおよびY方向の
位置検出電極2c,2dを積層し、さらに、網目状の抵
抗層3,光起電力層4,バイアス電極5を順に積層した
2次元光位置検知素子Aである。First, in FIG. 12, position detection electrodes 2a, 2b for detecting the position in the X direction and position detection electrodes 2c, 2d in the Y direction are laminated on a transparent substrate 1, and a mesh resistance layer 3, This is a two-dimensional optical position sensing element A in which a photovoltaic layer 4 and a bias electrode 5 are laminated in this order.
【0079】このような2次元光位置検知素子Aにおい
ては、入射光ビーム6により、検出電極2に流れる光電
流の総和は入射光ビーム6が抵抗層3の網目の交点上に
きたとき最大に、網目の間にきたとき最小になる。In such a two-dimensional optical position sensing element A, the total sum of photocurrent flowing through the detection electrode 2 due to the incident light beam 6 reaches its maximum when the incident light beam 6 reaches the intersection of the meshes of the resistive layer 3. , it becomes minimum when it reaches between the meshes.
【0080】次に、図13において、位置検出回路20
の定電流駆動回路24により、光源7が駆動されると、
光源7の放射光は先端がX,Y両方向に動くファイバ1
0を導光して、2次元位置検知素子Aに入射光ビーム6
が入射する。Next, in FIG. 13, the position detection circuit 20
When the light source 7 is driven by the constant current drive circuit 24,
The emitted light from the light source 7 is transmitted through a fiber 1 whose tip moves in both the X and Y directions.
0 to the two-dimensional position sensing element A.
is incident.
【0081】この入射光ビーム6により、光起電力層4
に生じた光電流は網目状抵抗層3を流れて検出電極2a
〜2dで検出され、光電流ia,ibが非反転増幅器2
1a,21bで電流−電圧変換され、加算器22aで加
算されて、一方の光電流相当電圧Vaと加算結果(Va
+Vb)が割算器23aで割算され、X方向アナログ位
置出力Vxとして出力される。This incident light beam 6 causes the photovoltaic layer 4 to
The photocurrent generated flows through the mesh resistance layer 3 and reaches the detection electrode 2a.
~2d, and the photocurrents ia and ib are detected by the non-inverting amplifier 2.
1a and 21b, and the adder 22a performs current-voltage conversion, and adds one photocurrent equivalent voltage Va and the addition result (Va
+Vb) is divided by the divider 23a and output as the X-direction analog position output Vx.
【0082】他方の光電流ic,idが非反転増幅器2
1c,21dで電流電圧変換され、加算器22bで加算
されて、一方の光電流相当電圧Vcと加算結果(Vc+
Vd)が割算器23bで割算され、Y方向アナログ位置
出力Vyとして出力される。The other photocurrent ic, id is connected to the non-inverting amplifier 2.
1c and 21d, the current is converted into voltage, and added by an adder 22b, and one photocurrent equivalent voltage Vc and the addition result (Vc+
Vd) is divided by the divider 23b and output as the Y-direction analog position output Vy.
【0083】また、加算結果(Va+Vb),(Vc+
Vd)が各々比較器25a,25bで基準電圧VSHと
比較され、比較結果が各々ディジタル位置出力Px,P
yとして出力される。Furthermore, the addition results (Va+Vb), (Vc+
Vd) is compared with the reference voltage VSH by comparators 25a and 25b, and the comparison results are output as digital position outputs Px and P, respectively.
Output as y.
【0084】[0084]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれば
光電変換層に抵抗層を積層し、光電変換層にバイアス電
極からバイアス電位を与え、少なくとも二つ以上の位置
検出電極を設け、光電変換層あるいは抵抗層を光ビーム
照射面積に対する光電変換層あるいは抵抗面積比が光ビ
ームの入射位置に応じて周期的に変化するようにパター
ン化した光位置検知素子を設け、位置検出電極から出力
される分割光電流の比に対応したアナログ演算値をアナ
ログ出力手段で出力するとともに、光電流変換率の変化
に対応したパルスをディジタル出力手段から発生するよ
うに構成したので、ディジタル的な使用方法にも適用で
きるとともに、アナログ出力に特有なS/N比低下や、
出力オフセット誤差を改善して位置検出精度を向上でき
るという効果を奏する。As described above, according to the invention of claim 1, a resistive layer is laminated on a photoelectric conversion layer, a bias potential is applied to the photoelectric conversion layer from a bias electrode, and at least two or more position detection electrodes are provided. , an optical position sensing element is provided in which the photoelectric conversion layer or resistance layer is patterned so that the ratio of the photoelectric conversion layer or resistance layer to the light beam irradiation area periodically changes depending on the incident position of the light beam, and The analog calculation value corresponding to the ratio of the divided photocurrents to be output is output by the analog output means, and the digital output means generates a pulse corresponding to the change in the photocurrent conversion rate, so that it can be used digitally. In addition to being applicable to methods, it can also be applied to reduce the S/N ratio peculiar to analog output,
This has the effect of improving position detection accuracy by improving output offset errors.
【0085】また、請求項2の発明によれば、位置検出
電極より出力される分割光電流の内同一次元方向の分割
光電流値の和に対応したパルスをディジタル出力手段か
ら出力するように構成したので、位置検出精度の向上と
ディジタル的に用いる用途に対応することができる。According to the second aspect of the invention, the digital output means is configured to output a pulse corresponding to the sum of the divided photocurrent values in the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrode. Therefore, it is possible to improve the position detection accuracy and correspond to digital applications.
【0086】さらに、請求項3の発明によれば、位置検
出電極より出力される分割光電流の内、少なくとも同一
次元方向の分割光電流値の和が一定となるように光源の
発光量を制御手段で制御するとともに、この制御手段の
出力に対応してディジタル出力手段からパルスを出力す
るように構成したので、位置検出精度の向上とディジタ
ル的使用が可能であることに加えて、割算器が不要とな
ることから、回路構成が簡略になり、ひいてはコストダ
ウンにつながる効果がある。Furthermore, according to the third aspect of the invention, the amount of light emitted by the light source is controlled so that the sum of the divided photocurrent values in at least the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrodes is constant. The digital output means outputs pulses in response to the output of the control means, which improves position detection accuracy and enables digital use. Since this is no longer necessary, the circuit configuration is simplified, which has the effect of leading to cost reduction.
【図1】この発明の第1の実施例による光位置検出器の
全体構成を示す構成説明図である。FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing the overall configuration of an optical position detector according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の実施例に適用される光位置検知素子の分
解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of an optical position sensing element applied to the embodiment of FIG. 1;
【図3】図1の実施例における光位置検知素子の抵抗層
のパターンの異なる例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a different example of the pattern of the resistive layer of the optical position sensing element in the embodiment of FIG. 1;
【図4】図1の実施例における光位置検知素子の抵抗層
のパターンの異なる例を示す平面図である。4 is a plan view showing a different example of the pattern of the resistive layer of the optical position sensing element in the embodiment of FIG. 1; FIG.
【図5】図1の実施例における光位置検知素子の抵抗層
の異なる例を示すパターンの平面図である。5 is a plan view of patterns showing different examples of the resistive layer of the optical position sensing element in the embodiment of FIG. 1; FIG.
【図6】図1の実施例における光位置検知素子の入射位
置に対する光電流出力の関係を示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing the relationship between the photocurrent output and the incident position of the optical position sensing element in the embodiment of FIG. 1. FIG.
【図7】図6の光位置検知素子における出力電流iaの
波形図である。7 is a waveform diagram of the output current ia in the optical position sensing element of FIG. 6. FIG.
【図8】図6の光位置検知素子における合成出力電流(
ia+ib)の波形図である。[Figure 8] Combined output current (
ia+ib) waveform diagram.
【図9】図1の実施例におけるパルス出力の波形図であ
る。9 is a waveform diagram of pulse output in the embodiment of FIG. 1. FIG.
【図10】この発明の第2の実施例による光位置検出器
の全体構成を示す構成説明図である。FIG. 10 is a configuration explanatory diagram showing the overall configuration of an optical position detector according to a second embodiment of the present invention.
【図11】図10の実施例に適用される光位置検知素子
の分解斜視図である。11 is an exploded perspective view of an optical position sensing element applied to the embodiment of FIG. 10. FIG.
【図12】この発明に適用される光位置検知素子の他の
実施例の分解斜視図である。FIG. 12 is an exploded perspective view of another embodiment of the optical position sensing element applied to the present invention.
【図13】この発明の第3の実施例による光位置検出器
の全体構成を示す構成説明図である。FIG. 13 is a configuration explanatory diagram showing the overall configuration of an optical position detector according to a third embodiment of the present invention.
【図14】従来の光位置検知素子の分解斜視図である。FIG. 14 is an exploded perspective view of a conventional optical position sensing element.
【図15】従来の光位置検出器の全体構成を示す構成説
明図である。FIG. 15 is a configuration explanatory diagram showing the overall configuration of a conventional optical position detector.
A 光位置検知素子 1 基板 2a 位置検出電極 2b 位置検出電極 2c 位置検出電極 2d 位置検出電極 3 抵抗層 4 光起電力層 5 バイアス電極 6 入射光ビーム 7 光源 9 移動スリット板 20 位置検出回路 21a 非反転増幅器 21b 非反転増幅器 21c 非反転増幅器 21d 非反転増幅器 22 加算器 22a 加算器 22b 加算器 23 割算器 23a 割算器 23b 割算器 24 定電流駆動回路 25 比較器 26 比較積分増幅器 27 光源駆動回路 28 出力増幅器 A Optical position sensing element 1 Board 2a Position detection electrode 2b Position detection electrode 2c Position detection electrode 2d Position detection electrode 3 Resistance layer 4 Photovoltaic layer 5 Bias electrode 6 Incident light beam 7. Light source 9. Moving slit plate 20 Position detection circuit 21a Non-inverting amplifier 21b Non-inverting amplifier 21c Non-inverting amplifier 21d Non-inverting amplifier 22 Adder 22a Adder 22b Adder 23 Divider 23a Divider 23b Divider 24 Constant current drive circuit 25 Comparator 26 Comparative and integral amplifier 27 Light source drive circuit 28 Output amplifier
Claims (3)
電流を生成する光電変換層とこの光電変換層に積層され
た抵抗層と上記光電変換層にバイアス電位を与えるバイ
アス電極と上記抵抗層を流れる上記光電流を分流して検
出する少なくとも二つ以上の位置検出電極とを有し、か
つ上記光ビームの入射位置により周期的に光電流変換率
が変化するように構成された光位置検知素子と、上記位
置検出電極より出力される分割光電流の比に対応したア
ナログ演算値を出力するアナログ出力手段と、上記光電
流変換率の変化に対応したパルスを出力するディジタル
出力手段とを備えた光位置検出器。1. A photoelectric conversion layer that generates a photocurrent using a light beam emitted from a light source, a resistance layer laminated on the photoelectric conversion layer, a bias electrode that applies a bias potential to the photoelectric conversion layer, and a photocurrent that flows through the resistance layer. an optical position detection element having at least two or more position detection electrodes that shunt and detect the photocurrent, and configured such that the photocurrent conversion rate changes periodically depending on the incident position of the light beam; , an optical device comprising an analog output means for outputting an analog calculation value corresponding to the ratio of the divided photocurrents output from the position detection electrode, and a digital output means for outputting a pulse corresponding to the change in the photocurrent conversion rate. position detector.
電流を生成する光電変換層と上記光電変換層に積層され
た抵抗層と上記光電変換層にバイアス電位を与えるバイ
アス電極と上記抵抗層を流れる上記光電流を分流して検
出する少なくとも二つ以上の位置検出電極が設けられる
とともに光ビームの入射位置により周期的に光電流変換
率が変化するように構成された光位置検知素子と、上記
位置検出電極より出力される分割光電流の内同一次元方
向の分割光電流値の和に対応したパルスを出力するディ
ジタル出力手段と、上記光電流変換率の変化に対応した
パルスを出力するディジタル出力手段とを備えた光位置
検出器。2. A photoelectric conversion layer that generates a photocurrent using a light beam emitted from a light source, a resistance layer laminated on the photoelectric conversion layer, a bias electrode that applies a bias potential to the photoelectric conversion layer, and a photocurrent flowing through the resistance layer. an optical position sensing element that is provided with at least two position detection electrodes that shunt and detect the photocurrent and is configured such that the photocurrent conversion rate changes periodically depending on the incident position of the light beam; digital output means for outputting a pulse corresponding to the sum of divided photocurrent values in the same dimension direction among the divided photocurrents output from the detection electrode; and digital output means for outputting a pulse corresponding to the change in the photocurrent conversion rate. Optical position detector with
電流を生成する光電変換層と上記光電変換層に積層され
た抵抗層と上記光電変換層にバイアス電位を与えるバイ
アス電極と上記抵抗層を流れる上記光電流を分流して検
出する少なくとも二つ以上の位置検出電極が設けられる
とともに上記光ビームの入射位置により周期的に光電流
変換率が変化するように構成された光位置検知素子と、
上記位置検出電極より出力される分割光電流の比に対応
したアナログ値を出力するアナログ出力手段と、上記位
置検出電極より出力される分割光電流の内少なくとも同
一次元方向の分割光電流値の和が一定となるように上記
光源の発光量を制御する制御手段と、この制御手段の出
力に対応したパルスを出力するディジタル出力手段とを
備えた光位置検出器。3. A photoelectric conversion layer that generates a photocurrent using a light beam emitted from a light source, a resistance layer laminated on the photoelectric conversion layer, a bias electrode that applies a bias potential to the photoelectric conversion layer, and a photocurrent flowing through the resistance layer. an optical position detection element that is provided with at least two position detection electrodes that shunt and detect the photocurrent, and is configured such that the photocurrent conversion rate changes periodically depending on the incident position of the light beam;
an analog output means for outputting an analog value corresponding to a ratio of divided photocurrents output from the position detection electrode; and a sum of divided photocurrent values in at least the same dimension direction among the divided photocurrents output from the position detection electrode; An optical position detector comprising a control means for controlling the amount of light emitted from the light source so that the amount of light emitted from the light source is constant, and a digital output means for outputting a pulse corresponding to the output of the control means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3131157A JPH04355305A (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Light position detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3131157A JPH04355305A (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Light position detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04355305A true JPH04355305A (en) | 1992-12-09 |
Family
ID=15051335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3131157A Pending JPH04355305A (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Light position detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04355305A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103148780A (en) * | 2013-01-30 | 2013-06-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Data acquisition device of light spot position detection device of high repetition frequency pulse laser |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3131157A patent/JPH04355305A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103148780A (en) * | 2013-01-30 | 2013-06-12 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Data acquisition device of light spot position detection device of high repetition frequency pulse laser |
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