CN111133283A - 位置检测传感器和位置测量装置 - Google Patents

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松井克宜
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Abstract

位置检测传感器包括：受光部，其具有分别包含生成与光的入射光量相应的第1电信号的第1像素和沿第1方向与第1像素排列配置且生成与光的入射光量相应的第2电信号的第2像素并沿第1方向排列的多个像素对；和计算部，其通过使用第1电信号的强度和第2电信号的强度进行重心运算，计算第1方向上的入射位置即第1位置。在第1像素入射位置越接近受光部的与第1方向交叉的第2方向上的一端，第1电信号的强度就越减弱，在第2像素入射位置越接近第2方向上的一端，第2电信号的强度就越增强。计算部还基于对第1电信号的强度进行累计而得到第1累计值和对第2电信号的强度进行累计而得到的第2累计值，计算第2方向上的入射位置即第2位置。

Description

位置检测传感器和位置测量装置
技术领域
本发明涉及位置检测传感器和位置测量装置。
背景技术
专利文献1公开有检测光点的入射位置的光传感器。该光传感器具有宽度沿平面内的一个方向逐渐变宽的锥形的受光区域。当在具有这样的形状的受光区域上光点沿该一个方向移动时，来自光传感器的输出呈线性变化。利用该输出的变化，对光点的入射位置检测该一个方向上的一维位置。当将2个光传感器将其其斜边彼此相接地反向配置时，来自这些光传感器的差输出的变化率与来自各个光传感器的输出的变化率相比较放大至2倍。
专利文献2公开有检测光点射入的二维位置的二维光入射位置检测元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-34369号公报
专利文献2：日本特开平4-313278号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，例如在光控制的领域中用于光的入射位置的检测的位置检测传感器中，对帧速率的高速化和位置检测功能的提高这样的要求越来越高。作为这样的位置检测传感器，例如能够列举轮廓(profile)传感器或者线传感器。在轮廓传感器中，通过从呈二维排列的多个像素中按各行接线的像素组输出的电信号，取得列方向上的投影像，通过从按各列接线的像素组分别输出的电信号，取得行方向上的投影像。即，通过使用这些斜影像，检测光射入的二维位置。但是，在这样呈二维排列各像素的轮廓传感器中，从各像素不仅输出用于取得行方向(或列方向)的投影像的电信号，而且输出用于取得列方向(或行方向)的投影像的电信号，因此，与各像素呈一维排列的线传感器相比较，输出的电信号的数量多，因此，在这样的轮廓传感器中，在这些电信号的读出上耗费时间，因此在高速地检测光射入的二维位置上有局限性。
另一方面，线传感器使用从呈一维排列的多个像素分别读出的信号，检测光射入的一维位置。在这样的线传感器中，仅输出用于检测一个方向上的光的入射位置的电信号，因此与轮廓传感器相比较，输出的电信号的数量少。因此，在线传感器中，能够抑制电信号的读出所需的时间，由此能够高速地检测光射入的一维位置。但是，在这样的线传感器中，不能检测光射入的二维位置。即，这样的线传感器不具有对二个方向的位置检测功能。
本发明的目的在于，提供能够高速地检测光射入的二维位置的位置检测传感器和位置测量装置。
用于解决问题的方式
本发明的一个实施方式的位置检测传感器用于检测光的入射位置，包括：受光部，其具有分别包含生成与光的入射光量相应的第1电信号的第1像素和沿第1方向与第1像素排列配置且生成与光的入射光量相应的第2电信号的第2像素并沿第1方向排列的多个像素对；和计算部，其通过使用第1电信号的强度和第2电信号的强度进行重心运算，计算第1方向上的入射位置即第1位置，在第1像素入射位置越接近受光部的与第1方向交叉的第2方向上的一端，第1电信号的强度就越减弱，在第2像素入射位置越接近第2方向上的一端，第2电信号的强度就越增强，计算部还基于对第1电信号的强度进行累计而得到第1累计值和对第2电信号的强度进行累计而得到的第2累计值，计算第2方向上的入射位置即第2位置。
在上述的位置检测传感器中，当光射入多个像素对的第1像素时，第1像素生成与光的入射光量相应的第1电信号(例如电荷信号)。同样，当光射入各第2像素时，第2像素生成与光的入射光量相应的第2电信号(例如电荷信号)。此处，因为多个像素对沿第1方向排列，所以计算部通过对各像素(各第1像素和各第2像素)的位置按它们的电信号的强度进行加权运算(重心运算)，计算第1方向上的光的入射位置即第1位置。不仅如此，在第1像素光的入射位置越接近受光部的第2方向上的一端，第1电信号的强度就越减弱，在第2像素光的入射位置越接近该一端，第2信号的强度就越增强。利用这样的第1电信号和第2电信号的强度的变化，计算部基于对第1电信号的强度进行累计得到的第1累计值和对第2电信号的强度进行累计得到的第2累计值，计算第2方向上的光的入射位置即第2位置。这样，上述的位置检测传感器能够对光的入射位置不仅计算第1位置而且计算第2位置。即，上述的位置检测传感器具有对二个方向的位置检测功能。进一步，在上述的位置检测传感器中，能够仅使用上述的电信号(第1电信号和第2电信号)的信息，对于光的入射位置得到第1位置和第2位置2个信息。即，例如不需要从各像素另外生成用于计算第2位置的电信号。由此，能够抑制电信号的数量的增大，其结果是，能够抑制这些电信号的读出所需的时间的增大。即，根据上述的位置检测传感器，能够高速地检测光射入的二维位置。
在上述的位置检测传感器中，受光部也可以进一步具有覆盖第1像素而使光透射的第1透射滤光片和覆盖第2像素而使光透射的第2透射滤光片，第1透射滤光片的光的透射率也可以越接近第2方向上的一端就越减弱，第2透射滤光片的光的透射率也可以越接近第2方向上的一端就越增强。通过使得受光部具有这样的第1透射滤光片和第2透射滤光片，在第1像素光的入射位置越接近第2方向上的一端，射入第1像素的光的入射光量就越减少，相应地，在第1像素生成的第1电信号的强度也越减弱。与此相对，在第2像素光的入射位置越接近第2方向上的一端，射入第2像素的光的入射光量就越增多，相应地，在第2像素生成的第2电信号的强度也越增强。因此，根据这样的结构，能够适当地实现上述的位置检测传感器的受光部。
在上述的位置检测传感器中，受光部也可以进一步具有覆盖第1像素的除一部分以外的其它部分而将光遮光的第1遮光部和覆盖第2像素的除一部分以外的其它部分而将光遮光的第2遮光部，第1像素的一部分上的第1方向的宽度也可以为，越接近第2方向上的一端就越减弱，第2像素的一部分的第1方向的宽度也可以为，越接近第2方向上的一端就越增强。通过使得受光部具有这样的第1遮光部和第2遮光部，在第1像素入射位置越接近光的第2方向上的一端，射入第1像素的光的入射光量就越减少，相应地，在第1像素生成的第1电信号的强度也越减弱。与此相对，在第2像素光的入射位置越接近第2方向上的一端，射入第2像素的光的入射光量就越增多，相应地，在第2像素生成的第2电信号的强度也越增强。因此，根据这样的结构，能够适当地实现上述的位置检测传感器的受光部。
在上述的位置检测传感器中，第1像素的第1方向的宽度也可以越接近第2方向上的一端就越减弱，第2像素的第1方向的宽度也可以越接近第2方向上的一端就越增强。通过使得受光部具有这样的第1像素和第2像素，在第1像素光的入射位置越接近第2方向上的一端，射入第1像素的光的入射光量就越减少，相应地，在第1像素生成的第1电信号的强度也越减弱。与此相对，在第2像素光的入射位置越接近第2方向上的一端，射入第2像素的光的入射光量就越增多，相应地，在第2像素生成的第2电信号的强度也越增强。因此，根据这样的结构，能够适当地实现上述的位置检测传感器的受光部。
本发明的一个实施方式的位置测量装置用于测量光的入射位置，该位置测量装置也可以包括上述的任一位置检测传感器和向受光部照射光的光源，向受光部照射的光的直径也可以为第1像素的第1方向的宽度的最大值和第2像素的第1方向的宽度的最大值中较大的值的2倍以上。上述的位置测量装置因为具备上述的位置检测传感器，所以能够适当地获得上述的效果。进一步，通过使得向受光部照射的光的直径为第1像素的第1方向的宽度的最大值和第2像素的第1方向的宽度的最大值中较大的值的2倍以上，能够分别高精度地计算出第1位置和第2位置。
发明的效果
根据本发明，能够高速地检测光射入的二维位置。
附图说明
图1是表示一个实施方式的位置检测传感器的概略结构图。
图2是表示多个第1透射滤光片和多个第2透射滤光片的顶视图。
图3是沿图1所示的III-III线的截面图。
图4是表示第1变形例的位置检测传感器的一个例子的概略结构图。
图5是光点的直径为像素的宽度的3倍的情况下，验证第2检测位置的精度的结果。
图6是光点的直径像素的宽度的3倍的情况下，验证第2检测位置的精度的结果。
图7是光点的直径为像素的宽度的3倍的情况下，验证第1检测位置的精度的结果。
图8是光点的直径为像素的宽度的3倍的情况下，验证第1检测位置的精度的结果。
图9是表示使光点的直径逐渐变化的情况下，光点的直径与第2检测位置的误差的关系的图。
图10是光点的直径为像素的宽度的最大值的1倍的情况下，验证第1检测位置的精度的结果。
图11是光点的直径为像素的宽度的最大值的1倍的情况下，验证第2检测位置的精度的结果。
图12是表示第1检测位置、第2检测位置、第1检测误差与第2检测误差的关系的一个例子的图。
图13是用于说明制作查询表的方法的图。
图14是表示第1变形例的各像素的形状的另一个例子的图。
图15是表示第1变形例的各像素的形状的另一个例子的图。
图16是表示第1变形例的各像素的形状的另一个例子的图。
图17是表示第1变形例的各像素的排列的另一个例子的图。
图18是表示在第1变形例的位置检测传感器同时射入多个光点的状态的图。
图19是表示具备第1变形例的位置检测传感器的位置测量装置的概略结构图。
图20是表示第2变形例的位置检测传感器的概略结构图。
图21是表示第3变形例的位置检测传感器的概略结构图。
图22是表示第4变形例的位置检测传感器的概略结构图。
图23是表示作为比较例的轮廓传感器的概略结构图。
图24是表示作为比较例的线传感器的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的位置检测传感器的实施方式。在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，适当地省略重复的说明。
(实施方式)
图1是表示本实施方式的位置检测传感器1的概略结构图。位置检测传感器1是关于射入的光点L的入射位置对二维位置进行检测的传感器。具体而言，位置检测传感器1检测X轴方向(第1方向)上的光的入射位置即第1检测位置(第1位置)和与X轴方向交叉的Y轴方向(第2方向)上的光的入射位置即第2检测位置(第2位置)。如图1所示，位置检测传感器1包括受光部10和信号处理部30。受光部10具有在XY面内沿X轴方向排列的多个像素对11。多个像素对11分别包括在X轴方向上相互并列地配置的第1像素12和第2像素13。各第1像素12和各第2像素13例如呈以Y轴方向为长度方向的长方形，沿X轴方向交替排列。以下，将多个第1像素12和多个第2像素13统称为多个像素P1～PN(N为2以上的整数，表示像素数)。标注奇数号码的各像素P1、P3……PN-1对应于各第1像素12，标注偶数号码的各像素P2、P4……PN对应于各第2像素13。
各像素P1～PN分别生成与射入的光点L的入射光量相应的电荷信号Dx1～DxN。具体而言，当光点L射入各第1像素12时，各第1像素12生成与光点L的入射光量相应的电荷信号Dx1、Dx3……DxN-1(第1电信号)。同样，当光点L射入各第2像素13时，各第2像素13生成与光点L的入射光量相应的电荷信号Dx2、Dx4……DxN(第2电信号)。以大于多个像素P1～PN的X轴方向的宽度S的方式设定光点L的直径W。光点L的亮度分布具有由以下的式(1)表示的正态分布(即，中央附近最强，随着向周边去而逐渐变弱的强度分布)。在式(1)中，I是光点L的强度，r是光点L的距中心的距离。ω是强度I成为1/e2时的距离r，表示具有正态分布的光点L的半径。因此，光点L的直径W以2ω表示。
[数学式1]
Figure BDA0002415811980000071
受光部10进一步具有分别配置在多个第1像素12上的多个第1透射滤光片14和分别配置在多个第2像素13上的多个第2透射滤光片15。图2是表示多个第1透射滤光片14和多个第2透射滤光片15的顶视图。如图2所示，各第1透射滤光片14和各第2透射滤光片15例如呈以Y轴方向为长度方向的长方形，沿X轴方向交替排列。图3是沿图1所示的III-III线的截面图。如图3所示，各第1透射滤光片14覆盖各第1像素12，各第2透射滤光片15覆盖各第2像素13。各第1透射滤光片14和个第2透射滤光片15使射入的光透射。各第1透射滤光片14的透射率在各第1像素12上随着接近受光部10的Y轴方向上的一端10a而逐渐减小(即单调递减)，随着接近受光部10的Y轴方向上的另一端10b而越逐渐增大(即单调递增)。各第1透射滤光片14的透射率也可以随着接近第1像素12上Y轴方向上的一端10a而逐级减小，还可以随着接近Y轴方向上的另一端10b而逐级增大。在图1和图2中，各第1透射滤光片14和各第2透射滤光片15的透射率以颜色的深浅表示，透射率越大就越浅，透射率越小就越深。当光从这样的各第1透射滤光片14透射时，射入各第1像素12的光点L的入射光量随着光点L的入射位置接近Y轴方向上的一端10a而逐渐(或者逐级)减少，随着该入射位置接近Y轴方向上的另一端10b而逐渐(或者逐级)增多。相应地，在各第1像素12生成的Dx1、Dx3……DxN-1的强度也随着该入射位置接近Y轴方向上的一端10a而逐渐(或者逐级)减弱，随着该入射位置接近Y轴方向上的另一端10b而逐渐(或者逐级)增强。
另一方面，各第2透射滤光片15的透射率在各第2像素13上，随着接近Y轴方向上的一端10a而逐渐增大，随着接近Y轴方向上的另一端10b而逐渐减小。各第2透射滤光片15的透射率也可以在各第2像素13上，随着接近Y轴方向上的一端10a而逐级增大，随着接近Y轴方向上的另一端10b而逐级减小。当光从这样的各第2透射滤光片15透射时，射入各第2像素13的光点L的入射光量随着光点L的入射位置接近Y轴方向上的一端10a而逐渐(或者逐级)增多，随着该入射位置进行Y轴方向上的另一端10b而逐渐(或者逐级)减少。相应地，在各第2像素13生成的Dx2、Dx4……DxN的强度也随着该入射位置接近Y轴方向上的一端10a而逐渐(或者逐级)增强，随着该入射位置接近Y轴方向上的另一端10b而逐渐(或者逐级)减弱。这样，在各第1透射滤光片14与各第2透射滤光片15，Y轴方向的透射率的增减的方向相反。
再次参照图1。信号处理部30设置在各像素P1～PN的Y轴方向上的一侧。信号处理部30具有多个开关元件31、移位寄存器32、放大器33、A/D转换器34和计算部35。各开关元件31对应于各像素P1～PN。各开关元件31的输入端与各像素P1～PN电连接。移位寄存器32为了从各像素P1～PN依次读出电荷信号Dx1～DxN而设置。移位寄存器32输出控制各开关元件31的动作的控制信号。各开关元件31通过从移位寄存器32输出的控制信号依次关闭。当各开关元件31依次关闭时，从各开关元件31的输出端依次输出在各像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN。放大器33与各开关元件31的输出端电连接。放大器33输出与从各开关元件31的输出端输出的电荷信号Dx1～DxN相应的电压值。A/D转换器34与放大器33电连接。A/D转换器34将从放大器33输出的电压值转换为数字值。A/D转换器34输出该数字值。该数字值是与电荷信号Dx1～DxN的强度相应的值。因此，以下，有时将该数字值替换为电荷信号Dx1～DxN的强度进行说明。
计算部35与A/D转换器34电连接。计算部35基于从A/D转换器34输出的数字值，分别计算X轴方向上的光点L的入射位置即第1检测位置和Y轴方向上的光点L的入射位置即第2检测位置。此处，分别对计算第1检测位置的方法和计算第2检测位置的方法进行具体说明。第1检测位置通过对各像素P1～PN的X轴方向上的位置按各电荷信号Dx1～DxN的强度进行加权运算(重心运算)来计算。具体而言，第1检测位置使用以下的式(2)和式(3)来计算。在式(2)中，P1是第1检测位置，i是1、2……N(N是像素数)。
[数学式2]
Figure BDA0002415811980000091
如上所述，在各第1像素12生成的电荷信号Dx1、Dx3……DxN-1的强度为，光点L的入射位置越接近受光部10的Y轴方向上的一端10a就越减弱，在各第2像素13生成的电荷信号Dx2、Dx4……DxN的强度为，光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a就越增强。因为各电荷信号Dx1～DxN的强度这样相对于Y轴方向上的光点L的入射位置进行变化，所以能够通过利用该各电荷信号Dx1～DxN的强度的变化，计算Y轴方向上的光点L的入射位置即第2检测位置。第2检测位置基于对在各第1像素12生成的电荷信号Dx1、Dx3……DxN-1的强度进行累计而得到的第1累计值和对在各第2像素13生成的电荷信号Dx2、Dx4……DxN的强度累计而得到的第2累计值计算。在一个例子中，第2检测位置通过以下的式(3)来计算。在式(3)中，Py1是第2检测位置，h是各像素P1～PN的Y轴方向上的长度。
[数学式3]
Figure BDA0002415811980000092
在式(3)中，第2检测位置Py1也可以通过取第1累计值和第2累计值的合计值(即，通过对在全像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN的强度进行累计而得到的累计值)与第2累计值的比来计算。第2检测位置Py1既可以基于第1累计值与第1累计值和第2累计值的合计值的比计算，也可以基于第1累计值与第2累计值的比计算。
这样由计算部35计算出的第1检测位置Px1和第2检测位置Py1通过进行修正而更高精度地计算。对其修正的方法进行具体说明。首先，预先制作关于实际上射入的光点L的X轴方向上的重心位置(以下，称为第1重心位置)、实际上射入的光点L的Y轴方向上的重心位置(以下，称为第2重心位置)、第1检测位置Px1和第2检测位置Py1的查询表，将该查询表例如记录于计算部35。然后，在进行第2检测位置Py1的修正的情况下，计算部35从该查询表读出对应于第1重心位置的、第2重心位置与第2检测位置Py1的误差LUTy，通过以下的式(4)计算第2检测位置Py1的修正值Py2。
[数学式4]
Py2＝Py1+LUTy(Px1,Py1,W) (4)
关于误差LUTy的查询表例如如以下那样制作。首先，预先决定入射的光点L的直径W，将具有该直径W的光点L射入各像素P1～PN的预先决定的多个位置。预先决定入射的光点L的直径W，是因为第2检测位置Py1和第1检测位置Px1的精度受各像素P1～PN的光点L的直径W相对于宽度S的相对的大小影响。不过，也可以不预先决定光点L的直径W，在这种情况下，在制作关于误差LUTy的查询表时，预先制作多个对于多个光点L的直径W的查询表即可。而且，在检测光点L的入射位置时，测量入射的光点L的直径W，使用对应于该入射的光点L的直径W的查询表即可。
接着，将在向这些位置射入光点L时由计算部35计算出的第2检测位置Py1按每个第1重心位置进行记录。将该记录的第2检测位置Py1、第2重心位置与误差LUTy的关系以基于多项式近似的近似曲线表示。而且，基于该近似曲线，制作对每个第1重心位置的、更多的第2检测位置Py1与误差LUTy的对应的数值进行补足的查询表。作为制作关于误差LUTy的查询表的其它方法，例如具有基于在各像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN与光点L实际上射入的Y轴方向的位置的关系制作的方法。这样制作的查询表还能够作为用于不借助第2检测位置Py1等，而根据电荷信号Dx1～DxN直接决定位置(即，光点L实际上射入的Y轴方向的位置)的查询表使用。
另一方面，在进行第1检测位置Px1的修正的情况下，计算部35从关于第1重心位置、第2重心位置、第1检测位置Px1、第2检测位置Py1的查询表，读出对应于第2重心位置的、第1重心位置与第1检测位置Px1的误差LUTx，通过以下的式(5)计算第1检测位置Px1的修正值Px2。
[数学式5]
Px2＝Px1+LUTx(Px1,Py1,W) (5)
关于误差LUTx的查询表与关于误差LUTy的查询表同样地制作。即，向各像素P1～PN的预先决定的多个位置射入光点L，将此时由计算部35计算出的第1检测位置Px1按每个第2重心位置进行记录。关于该记录的第1检测位置Px1、第1重心位置与误差LUTx的关系，以基于多项式近似的近似曲线表示。然后，基于该近似曲线，制作对第2重心位置的、更多的第1检测位置Px1与误差LUTx的对应的数值进行补足的查询表。关于误差LUTx的查询表也可以是关于第1重心位置和第1检测位置Px1的查询表。作为制作关于误差LUTx的查询表的其它方法，例如具有基于在各像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN和光点L实际上射入的X轴方向的位置的关系进行制作的方法。这样制作的查询表还能够作为用于从电荷信号Dx1～DxN直接决定位置(光点L实际上射入的X轴方向的位置)的查询表使用。利用以上的方法进行的修正在想要分别更高精度地得到第1检测位置Px1和第2检测位置Py1的情况下进行，并非必须。
对通过以上说明的、本实施方式的位置检测传感器1得到的效果，与比较例存在的问题一起进行说明。例如在机器人控制或光控制等领域，提案有专门针对射入的光点的位置检测的轮廓传感器。轮廓传感器例如应用于MEMS控制应用等。图23是表示作为比较例的轮廓传感器100的图。如图23所示，轮廓传感器100包括受光部101、第1信号处理部110和第2信号处理部120。受光部101具有呈二维排列的多个像素102。各像素102分割为2个区域。在各像素102的2个区域，分别设置有Y轴方向像素103和X轴方向像素104。
各Y轴方向像素103按每列(即Y轴方向)分别接线，与第1信号处理部110电连接。各X轴方向像素104按每行(即X轴方向)分别接线，与第2信号处理部120电连接。第1信号处理部110将与在各Y轴方向像素103生成的电荷信号相应的电压信号按各列依次作为时间序列数据输出。该时间序列数据表示X轴方向上的投影像(轮廓)。第1信号处理部110利用该X轴方向上的投影像，对光点的入射位置检测X轴方向上的位置。同样，第2信号处理部120将与在各X轴方向像素104生成的电荷相应的电压信号按各行依次作为时间序列数据输出。该时间序列数据表示Y轴方向上的投影像。第2信号处理部120利用该Y轴方向上的投影像，对光点的入射位置检测Y轴方向的位置。
这样，在轮廓传感器100，仅利用X轴方向上的投影像和Y轴方向上的投影像这2个输出数据检测光点射入的二维位置，因此能够高速地检测光点射入的二维位置。即，根据轮廓传感器100，能够实现帧速率的高速化。进一步，例如与通过拍摄得到的图像数据(包括光点的入射位置、形状和光量的信息)的图像处理检测光点射入的二维位置的传感器相比较，在轮廓传感器100中，由于处理数据量少的投影像的数据，能够抑制光点的入射位置等的计算所需的电路规模。其结果是，能够通过使用例如CMOS工艺制作轮廓传感器100，将放大器、A/D转换器和运算部这样的电路零件高集成化。这样的轮廓传感器100在要求帧速率的高速化的电机控制和光控制等领域被更多地应用。其中，近年来，帧速率的高速化和位置检测功能的提高这样的要求越来越大。
但是，在这样呈二维排列各像素102的轮廓传感器100中，不仅从各像素102输出用于取得X轴方向的投影像的电信号，而且从各像素102输出用于取得Y轴方向的投影像的电荷信号，因此，与各像素呈一维排列的线传感器相比较，电荷信号的数量多。因此，在这样的轮廓传感器100中，在这些电荷信号的读出上会耗费时间，因此在高速地检测光射入的二维位置上存在局限性。
另一方面，线传感器使用从呈一维排列的多个像素分别读出的信号，检测光点射入的一维位置。图24是表示比较例的线传感器200的概略结构图。如图24所示，线传感器200包括受光部201和信号处理部210。受光部201具有各像素P1～PN。信号处理部210具有多个开关元件31、移位寄存器32、放大器33、A/D转换器34和计算部220。线传感器200与本实施方式的位置检测传感器1的不同之处在于，受光部201不具有多个第1透射滤光片14和多个第2透射滤光片15，以及信号处理部210代替计算部35具有计算部220。计算部220读出从各像素P1～PN输出的电荷信号，基于与这些电荷信号相应的电压信号，检测光点的X轴方向的入射位置。例如，计算部220对各像素P1～PN的X轴方向的位置按各电荷信号的强度进行加权运算，仅计算光点的X轴方向上的入射位置。
在这样的线传感器200中，从各像素P1～PN仅输出用于检测X轴方向的光点的入射位置的电荷信号，因此，与轮廓传感器100相比较，能够抑制输出的电荷信号的数量。因此，在线传感器200中，能够抑制电荷信号的读出所需的时间，因此能够高速地检测光点射入的一维位置。但是，在这样的线传感器200中，不能检测Y轴方向的光点的入射位置。即，这样的线传感器200不具有二个方向的位置检测功能。
在本实施方式的位置检测传感器1中，与比较例的线传感器200一样，各像素P1～PN沿X轴方向排列，因此计算部35对各像素P1～PN的位置按各电荷信号Dx1～DxN的强度进行加权运算，计算X轴方向的光点L的入射位置即第1检测位置Px1。不仅如此，各第1像素12光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a，各电荷信号Dx1、Dx3……DxN-1的强度就越减弱，在各第2像素13光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a，各电荷信号Dx2、Dx4……DxN的强度就越增强。利用这样的各电荷信号Dx1～DxN的强度的变化，计算部35例如通过式(3)计算Y轴方向上的光的入射位置即第2检测位置Py1。这样，本实施方式的位置检测传感器1对光点L的入射位置不仅能够计算第1检测位置Px1而且能够计算第2检测位置Py1。即，本实施方式的位置检测传感器1具有对二个方向的位置检测功能。
进一步，在本实施方式的位置检测传感器1中，能够仅使用各电荷信号Dx1～DxN的信息，对光点L的入射位置得到第1检测位置Px1和第2检测位置Py1这2个信息。即，不需要从各像素P1～PN另外生成用于计算第2检测位置Py1的电荷信号。由此，能够抑制电荷信号的数量的增大，其结果是，能够抑制这些电荷信号的读出所需的时间的增大。即，根据本实施方式的位置检测传感器1，能够高速地检测光点L射入的二维位置，能够使帧速率更快。进一步，如上所述，从各像素P1～PN另外生成用于计算第2检测位置Py1的电荷信号，因此，例如不需要设置用于读出这些电荷信号的配线和电路。由此，能够使各像素P1～PN的面积更大，能够提高各像素P1～PN的开口率。其结果是，能够提高对射入各像素P1～PN的光点L的灵敏度，能够实现动态范围的扩大。
(第1变形例)
图4是表示第1变形例的位置检测传感器1A的一个例子的概略结构图。本变形例与上述实施方式的不同之处在于，各像素的形状不同，以及本变形例的位置检测传感器1A的受光部10A不具有多个第1透射滤光片14和多个第2透射滤光片15。在受光部10A的各像素对11A，对应于上述实施方式的各第1像素12的各第1像素12A的X轴方向的宽度随着接近受光部10A的Y轴方向上的一端10a而逐渐减少，随着接近受光部10A的Y轴方向上的另一端10b而逐渐增多。在一个例子中，多个第1像素12A呈随着向Y轴方向上的一端10a侧去而变尖的等腰三角形。另一方面，对应于上述实施方式的各第2像素13的各第2像素13A随着接近Y轴方向上的一端10a而逐渐增多，随着接近Y轴方向上的另一端10b而逐渐减少。在一个例子中，多个第2像素13呈随着向Y轴方向上的另一端10b侧去而变尖的等腰三角形。以下，与上述实施方式一样，将多个第1像素12A和多个第2像素13A统称为多个像素P1～PN。标注奇数号码的各像素P1、P3……PN-1对应于各第1像素12A，标注偶数号码的各像素P2、P4……PN对应于各第2像素13A。而且，将从各像素P1～PN生成的电荷信号称为Dx1～DxN。
通过使得受光部10A具有这样的各像素P1～PN，在各第1像素12A光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a，射入各第1像素12A的光点L的入射光量就越减少，相应地，在各第1像素12A生成的电荷信号Dx1、Dx3……DxN-1的强度也越减弱。另一方面，在第2像素13A光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a，射入第2像素13A的光点L的入射光量越增加，相应地，在第2像素13A生成的电荷信号Dx2、Dx4……DxN的强度也越增强。
接着，对由本变形例的位置检测传感器1A检测的第1检测位置Px1和第2检测位置Py1各自的精度进行说明。第1检测位置Px1和第2检测位置Py1各自的精度受射入的光点L的直径W与各像素P1～PN的宽度的最大值S的关系影响。具体而言，第1检测位置Px1和第2检测位置Py1各自的精度为，光点L的直径W越大于各像素P1～PN的宽度的最大值S就越高。因此，为了提高第1检测位置Px1和第2检测位置Py1各自的精度，以使得光点L的直径W与各像素P1～PN的宽度的最大值S相比充分大的方式进行设定。在一个例子中，光点L的直径W为各像素P1～PN的宽度的最大值S(具体而言，各第1像素12A的宽度的最大值和各第2像素13A的宽度的最大值中较大的值)的2倍以上，更优选为3倍以上。例如，如果光点L的直径W为像素P1～PN的宽度的最大值S的3倍以上，则第2重心位置与第2检测位置Py1的误差(以下，称为第2检测误差)成为各像素P1～PN的Y轴方向上的长度h的1000分之1以下。在光点L的大小大于各像素P1～PN的宽度的最大值S的情况下，第2检测位置Py1按子像素单位的精度计算。光点L的大小在上述实施方式的式(1)是指光点L的强度I为0时的光点L的距中心的距离r。
图5和图6是光点L的直径W为像素P1～PN的宽度的最大值S的3倍的情况下，通过模拟验证第2检测位置Py1的精度的结果。在图5和图6中，将各像素P1～PN的宽度的最大值S设定为20，将各像素P1～PN的长度h设定为1000。图5表示第2检测位置Py1与第2重心位置的关系。在图5中，横轴表示第2检测位置Py1，纵轴表示第2重心位置。图5的横轴和纵轴的值是以各像素P1～PN的长度h为基准值(即，h＝1)的情况下的相对的值。在图5中，重叠描绘表示使光点L实际上入射的X轴方向位置从10至10.45按0.05的间隔变化时的第2检测位置Py1与第2重心位置的关系的曲线。X轴方向位置的10～10.45的值是以各像素P1～PN的宽度的最大值S基准值(即，S＝1)的情况下的相对的值。如图5所示，能够确认第2检测位置Py1与第2重心位置相互大致一致。
图6表示第2重心位置与第2检测误差的关系。在图6中，横轴表示第2重心位置，纵轴表示第2检测误差。图6的纵轴和横轴的值是以各像素P1～PN的长度h为基准值(即，h＝1)的情况下的相对的值。在图6中，曲线G10～G19分别表示使光点L实际上射入的X轴方向位置从10至10.45按0.05的间隔变化时的第2重心位置与第2检测误差的关系。第1重心位置的10～10.45的值是以各像素P1～PN的宽度的最大值S为基准值(即，S＝1)的情况下的相对的值。如图6所示，第2检测误差相对于各像素P1～PN的长度h为0.03％以下，成为极小。
接着，说明在与在图5和图6进行的第2检测位置Py1的精度的验证相同的条件下，验证第1检测位置Px1的精度的结果。图7和图8是光点L的直径W为像素P1～PN的宽度的最大值S的3倍的情况下，通过模拟验证第1检测位置Px1的精度的结果。图7表示第1检测位置Px1与第1重心位置的关系。在图7中，横轴表示第1检测位置Px1，纵轴表示第1重心位置。图7的横轴和纵轴的值是以各像素P1～PN的宽度的最大值S未基准值的情况下的相对的值。在图7中，重叠描绘表示使光点L实际上入射的Y轴方向位置从0.1至0.9按0.1的间隔变化时的第1检测位置Px1与第1重心位置的关系的曲线。Y轴方向位置0.1～0.9的值是以各像素P1～PN的长度h为基准值的情况下的相对的值。如图7所示，能够确认第1检测位置Px1与第1重心位置相互大致一致。
图8表示第1重心位置和第1重心位置与第1检测位置Px1的误差(以下，称为第1检测误差)的关系。在图8中，横轴表示第1重心位置，纵轴表示第1检测误差。图8的纵轴和横轴的值是以各像素P1～PN的宽度的最大值S为基准值的情况下的相对的值。在图8中，曲线G20～G28表示使光点L实际上入射的Y轴方向位置从0.1至0.9按0.1的间隔变化时的第1重心位置与第1检测误差的关系。Y轴方向位置0.1～0.9的值是以各像素P1～PN的长度h为基准值的情况下的相对的值。如图8所示，第1检测误差相对于各像素P1～PN的X轴方向的宽度的最大值S为0.015％以下，成为极小。如以上说明的那样，由图5～图8的验证结果可知，通过以使得光点L的直径W为像素P1～PN的宽度的最大值S的3倍的方式进行设定，第1检测误差和第2检测误差均极小。
接着，对相对于光点L的直径W的变化的、第2检测误差的变化的情形进行说明。图9是表示使光点L的直径W逐渐变化的情况下、光点L的直径W与第2检测误差的关系的图。在图9中，横轴表示光点L的直径W，纵轴表示第2检测误差。图9的纵轴的值是以各像素P1～PN的长度h为基准值的情况下的相对的值。图9的横轴的值是以各像素P1～PN的宽度的最大值S为基准值的情况下的相对的值。如图9所示，光点L的直径W与各像素P1～PN的宽度的最大值S相比越大，第2检测误差就越小。具体而言，如果光点L的直径W为各像素P1～PN的宽度的最大值S的例如2倍以上，则第2检测位置Py1的精度变为充分高。另一方面，光点L的直径W与各像素P1～PN的宽度的最大值S的2倍相比越小，第2检测误差就越是非线性变大。
图10和图11是光点L的直径W为各像素P1～PN的宽度的最大值S的1倍的情况下，通过模拟分别验证第1检测位置Px1的精度和第2检测位置Py1的精度的结果。图10对应于图7，图11对应于图8。如图10所示，能够确认第2检测误差为各像素P1～PN的长度h的20％以下。另一方面，如图11所示，能够确认第1检测误差为各像素P1～PN的宽度的最大值S的10％以下。这样，在光点L的直径W为各像素P1～PN的宽度的最大值S的1倍的情况下，与光点L的直径W为各像素P1～PN的宽度的最大值S的3倍的情况相比，第1检测误差和第2检测误差均变大。
这样，第1检测误差和第2检测误差分别受光点L入射的像素数的较大影响。这些第1检测误差和第2检测误差分别能够通过进行与上述实施方式相同的修正来进行抑制。即，计算部35能够从预先制作的查询表读出误差LUTx和误差LUTy，使用式(4)和式(5)，计算第1检测位置Px1的修正值Px2和第2检测位置Py1的修正值Py2。图12是表示查询表的一个例子的图，查询表表示该第1检测位置Px1、第2检测位置Py1、误差LUTx和误差LUTy的关系。在图12中，将光点L的直径W设定为1.0S，将第1重心位置设定为10.0S。图12所示的误差LUTx和误差LUTy通过包含第1检测位置Px1、第2检测位置Py1和光点L的直径W的多项式近似来计算。具体而言，误差LUTx使用1次函数近似来计算，误差LUTy使用3次函数近似来计算。
此处，作为制作这样的查询表的其它方法，例如具有基于在各像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN的大小与光点L的入射位置的关系进行理论计算的方法。图13是用于说明制作查询表的方法的图。在图13中，三角形部分相当于各像素P1～PN，圆部分相当于光点L。在这种情况下，由三角形部分和圆部分围成的影线部分为各像素P1～PN的受光面积。该影线部分的面积通过使用表示光点L的圆的方程式和表示三角形的斜边的直线的方程式来计算。在图13中，圆的方程式与直线的方程式的2个交点以(X0、Y0)和(X1、Y1)表示。圆的方程式由以下的式(6)表示。在式(6)中，r是圆的直径，Xc是X轴方向的圆的中心坐标，Yc是Y轴方向的圆的中心坐标。
[数学式6]
(X-Xc)2+(Y-Yc)2＝r2 (6)
另一方面，直线的方程式由以下的式(7)表示。在式(7)中，b是截距，a是倾斜度。
[数学式7]
Y＝aX+b (7)
使用这些式(6)和式(7)，通过以下的式(8)计算受光面积S1。其中，在式(8)中，Xc、Yc＞r＞b。
[数学式8]
Figure BDA0002415811980000181
这样计算出的受光面积与具有均匀的强度分布的光点L射入各像素P1～PN时的、来自各像素P1～PN的电荷信号Dx1～DxN的强度的大小相当。进一步，通过在该受光面积中使用以式(1)表示的正态分布，能够理论上求取在具有正态分布的光(高斯光束)射入时在各像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN的强度。这样，通过理论计算也能够制作关于误差LUTx和误差LUTy的查询表。此外，还能够制作用于从电荷信号Dx1～DxN直接决定位置(即，光点L实际上射入的X轴方向和Y轴方向的位置)的查询表。
图14是表示包括本变形例的位置检测传感器1A的位置测量装置2的概略结构图。位置测量装置2分别测量第1检测位置Px1和第2检测位置Py1。如图14所示，位置测量装置2包括本变形例的位置检测传感器1A和光源3。光源3向受光部10A照射光。当光点L射入受光部10A的各像素P1～PN时，从各像素P1～PN生成电荷信号Dx1～DxN。位置检测传感器1A基于这些电荷信号Dx1～DxN计算第1检测位置Px1和第2检测位置Py1。位置测量装置2因为具备位置检测传感器1A所以能够适当地获得上述实施方式的效果。进一步，以从光源3输出的光点L的直径W比多个像素P1～PN的宽度的最大值S大的方式进行设定。在一个例子中，向受光部10A照射的光点L的直径W为各像素P1～PN的宽度的最大值S(具体而言，各第1像素12A的宽度的最大值S和各第2像素13A的宽度的最大值S中较大的值S)的2倍以上，更优选为3倍以上。由此，能够分别高精度地计算第1检测位置Px1和第2检测位置Py1。
图15是表示多个(例如2各)光点LA、LB同时射入本变形例的位置检测传感器1A的状态的图。在本变形例的位置检测传感器1A中，即使在各光点LA、LB同时射入受光部10A的情况下，只要多个光点LA、LB彼此相距1S以上，就能够检测各光点LA、LB的二维位置。如图15所示，光点LA射入各像素P3～P6(图15中左起第3～第6个像素)。光点LB射入各像素P8～P12(图15中左起第8～第12个像素)。在这样的情况下，计算部35如以下那样计算光点LA的二维位置。即，计算部35通过仅对光点L射入的各像素P3～P6使用上述实施方式的式(2)和式(3)，计算光点LA的二维位置。具体而言，计算部35例如能够使用以下的式(9)和式(10)，分别计算光点LA的第1检测位置PxA和第2检测位置PyA。
[数学式9]
Figure BDA0002415811980000191
[数学式10]
Figure BDA0002415811980000192
同样，计算部35通过仅对光点LB射入的各像素P8～P12使用上述实施方式的式(2)和式(3)，计算光点LB的二维位置。具体而言，计算部35例如能够使用以下的式(11)和式(12)，分别计算光点LB的第1检测位置PxB和第2检测位置PyB。
[数学式11]
Figure BDA0002415811980000193
[数学式12]
Figure BDA0002415811980000201
在这样多个光点LA、LB同时射入受光部10A的情况下，也能够通过使用关于误差LUTx和误差LUTy的查询表，分别修正光点LA的第1检测位置PxA和第2检测位置PyA、以及光点LB的第1检测位置PB和第2检测位置PyB。
各像素P1～PN的形状并不限定于上述的形状，也可为其它形状。图16、图17和图18是表示本变形例的各像素P1～PN的形状的另一个例子的图。图16所示的各像素对11B的第1像素12B具有呈四边形状的多个(例如6个)受光区域12b。各受光区域12b的X轴方向上的宽度为，越接近受光部10B的Y轴方向上的一端10a就越小，越接近受光部10B的Y轴方向上的另一端10b就越大。各像素对11B的第2像素13B具有呈四边形状的多个(例如6个)受光区域13b。各受光区域13b的X轴方向上的宽度为，该第2像素13B越接近受光部10B的Y轴方向上的一端10a就越大，该第2像素13B越接近Y轴方向上的另一端10b就越小。
图17所示的各像素对11C的第1像素12C的X轴方向的宽度随着接近受光部10C的Y轴方向上的一端10a而逐级(台阶状)地减小，随着接近受光部10C的Y轴方向上的另一端10b而逐级(台阶状)地增大。另一方面，各第2像素13C的X轴方向的宽度随着接近Y轴方向上的一端10a而逐级(台阶状)地增大，随着接近Y轴方向上的另一端10b而逐级(台阶状)地减小。图18所示的各像素对11D的第1像素12D呈随着向受光部10D的Y轴方向上的一端10a侧去而变尖的直角三角形状。另一方面，各像素对11D的第2像素13D呈随着向受光部10D的Y轴方向上的另一端10b侧去而变尖的直角三角形状。各像素对11D的边界的第1像素12D和第2像素13D的外缘相对于Y轴方向不倾斜地沿Y轴方向延伸。
关于各像素P1～PN的X轴方向的排列，并不必须为交替地排列第1像素和第2像素的排列，也可以为其它排列。图19是表示本变形例的各像素P1～PN的排列的另一个例子的图。如图19所示，各像素对11E的第1像素12E呈随着向受光部10E的Y轴方向上的一端10a侧去而变尖的直角三角形状，各像素对11E的第2像素13E呈随着向受光部10E的另一端10b侧去而变尖的直角三角形状。而且，构成各第1像素12E的直角的直线彼此在X轴方向上彼此相对地配置。同样，构成各第2像素13E的直角的直线彼此在X轴方向上彼此相对地配置。利用这样的方式能够获得与上述实施方式的效果相同的效果。
(第2变形例)
图20是表示第2变形例的位置检测传感器1B的概略结构图。本变形例与上述实施方式的不同之处在于，本变形例的位置检测传感器1B的受光部10F代替多个第1透射滤光片14和多个第2透射滤光片15而具有多个第1遮光部16和多个第2遮光部17。各第1遮光部16配置在各第1像素12上，对射入的光进行遮光。各第1遮光部16覆盖各第1像素12的除一部分12c(图20的影线部分)以外的部分。各一部分12c的X轴方向上的宽度随着接近受光部10F的Y轴方向上的一端10a而逐渐(或者逐级)减少，随着接近受光部10F的另一端10b而逐渐(或者逐级)增加。在一个例子中，各一部分12c呈随着向受光部10F的一端10a侧去而变尖的等腰三角形。在这种情况下，各第1遮光部16呈挖去该等腰三角形的形状。
另一方面，各第2遮光部17配置在各第2像素13上，对射入的光进行遮光。各第2遮光部17覆盖多个第2像素13的除一部分13c(图20的影线部分)以外的部分。各一部分13c的X轴方向上的宽度随着接近Y轴方向上的一端10a而逐渐(或者逐级)增加，随着接近Y轴方向上的另一端10b而逐渐(或者逐级)减少。在一个例子中，各一部分13c呈随着向Y轴方向上的另一端10b侧去而变尖的等腰三角形。在这种情况下，各第2遮光部17呈挖去该等腰三角形的形状。
通过使得受光部10F具有这样的第1遮光部16和第2遮光部17，在各第1像素12光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a，射入各第1像素12的光点L的入射光量就越减少，相应地，在各第1像素12生成的电荷信号Dx1、Dx3……DxN-1的强度也越减弱。与此相对，在各第2像素13光点L的入射位置越接近Y轴方向上的一端10a，射入各第2像素13的光点L的入射光量就越增多，相应地，在各第2像素13生成的电荷信号Dx2、Dx4……DxN的强度也越增强。
(第3变形例)
图21是表示第3变形例的位置检测传感器1C的概略结构图。本变形例与上述实施方式的不同之处在于，本变形例的各像素P1～PN在Y轴方向上分割为2个部分，和信号处理部设置有2个。如图21所示，本变形例的位置检测传感器1C包括受光部10G、第1信号处理部30A和第2信号处理部30B。受光部10G的各像素P1～PN以Y轴方向的中央附近为界分割为2个区域。各第1像素12包括2个区域中位于受光部10G的Y轴方向上的一端10a侧的区域12F和位于受光部10G的Y轴方向上的另一端10b侧的区域12G。各第2像素13包括2个区域中位于Y轴方向上的一端10a侧的区域13F和位于Y轴方向上的另一端10b侧的区域13G。
第1信号处理部30A和第2信号处理部30B在各像素P1～PN的Y轴方向上的两端分别设置。第1信号处理部30A和第2信号处理部30B分别具有多个开关元件31、移位寄存器32、放大器33和A/D转换器34。第1信号处理部30A的开关元件31的输入端与各区域12F和各区域13F电连接。第2信号处理部30B的开关元件31的输入端与各区域12G和各区域13G电连接。计算部35与第1信号处理部30A的A/D转换器34和第2信号处理部30B的A/D转换器34电连接。计算部35基于在各区域12F和各区域13F生成的电荷信号DxF1～DxFN和在各区域12G和各区域13G生成的电荷信号DxG1～DxGN，与上述实施方式一样，对射入受光部10G的光点L的入射位置分别计算第1检测位置Px1和第2检测位置Py1。
在本变形例的位置检测传感器1C中，各像素P1～PN分割为2个部分的结果是，在各区域12F和各区域13F生成的电荷信号DxF1～DxFN由第1信号处理部30A读出，在各区域12G和各区域13G生成的电荷信号DxG1～DxGN由第2信号处理部30读出。由此，能够使在各像素P1～PN光点L射入的部分至各开关元件31的距离缩短。其结果是，能够提高射入各像素P1～PN的光的利用效率，提高第1检测位置Px1和第2检测位置Py1的精度。
(第4变形例)
图22是表示第4变形例的位置检测传感器1D的概略结构图。本变形例与上述实施方式的不同之处在于，本变形例的位置检测传感器1D的受光部10H，具有多个金属线20。各金属线20例如为Al(铝)线。各金属线20对应于各像素P1～PN地设置，在各像素P1～PN上沿Y轴方向延伸，与各像素P1～PN连续地或断续地(间断地)连接。各金属线20与开关元件31的输入端电连接。在各像素P1～PN，Y轴方向上的光点L的入射位置离开关元件31越远，在各像素P1～PN生成的电荷信号Dx1～DxN的读出越耗费时间。认为其理由为：构成各像素P1～PN的扩散层的电荷信号Dx1～DxN的移动速度慢，传输各电荷信号Dx1～DxN耗费时间。
因此，通过在各像素P1～PN上设置沿Y轴方向延伸的各金属线20，并将该各金属线20与开关元件31相连，使得各电荷信号Dx1～DxN从各金属线20通过。由此，能够提高电荷信号Dx1～DxN的移动速度，能够提高各电荷信号Dx1～DxN的读出的速度。
本发明的位置检测传感器和位置测量装置并不限定于上述的实施方式和各变形例，而能够进行其它各种各样的变形。例如也可以将上述的实施方式和各变形例根据所需的目的和效果相互组合。上述的位置检测传感器也可以应用于使用所谓的光切断法测量对象物的三维形状的测量装置。在这种情况下，利用位置检测传感器检测从对象物的表面反射的光的二维位置，基于检测到的二维位置测量对象物的三维形状。
附图标记的说明
1、1A～1D 位置检测传感器
2 位置测量装置
3 光源
10、10A～10H 受光部
10a 一端
10b 另一端
11、11A～11E 像素对
12、12A～12E 第1像素
12F、12G、13F、13G 区域
12b、13b 受光区域
12c、13c 一部分
13、13A～13E 第2像素
14 第1透射滤光片
15 第2透射滤光片
16 第1遮光部
17 第2遮光部
20 金属线
30 信号处理部
30A 第1信号处理部
30B 第2信号处理部
31 开关元件
32 移位寄存器
33 放大器
34 A/D转换器
35 计算部
Dx1～DxN 电荷信号
L、LA、LB 光点
P1～PN 像素。

Claims (5)

1.一种检测光的入射位置的位置检测传感器，其特征在于，包括：
受光部，其具有分别包含生成与所述光的入射光量相应的第1电信号的第1像素和沿第1方向与所述第1像素排列配置且生成与所述光的入射光量相应的第2电信号的第2像素并沿所述第1方向排列的多个像素对；和
计算部，其通过使用所述第1电信号的强度和所述第2电信号的强度进行重心运算，计算作为所述第1方向上的所述入射位置的第1位置，
在所述第1像素所述入射位置越接近所述受光部的与所述第1方向交叉的第2方向上的一端，所述第1电信号的强度就越减弱，
在所述第2像素所述入射位置越接近所述第2方向上的所述一端，所述第2电信号的强度就越增强，
所述计算部还基于对所述第1电信号的强度进行累计而得到第1累计值和对所述第2电信号的强度进行累计而得到的第2累计值，计算作为所述第2方向上的所述入射位置的第2位置。
2.如权利要求1所述的位置检测传感器，其特征在于：
所述受光部还包括覆盖所述第1像素并使所述光透射的第1透射滤光片和覆盖所述第2像素并使所述光透射的第2透射滤光片，
所述第1透射滤光片的所述光的透射率越接近所述第2方向的所述一端就越减小，
所述第2透射滤光片的所述光的透射率越接近所述第2方向的所述一端就越增大。
3.如权利要求1所述的位置检测传感器，其特征在于：
所述受光部还包括覆盖所述第1像素的除一部分以外的其它部分并将所述光遮光的第1遮光部和覆盖所述第2像素的除一部分以外的其它部分并将所述光遮光的第2遮光部，
所述第1像素的一部分的所述第1方向的宽度越接近所述第2方向上的所述一端就越减小，
所述第2像素的一部分的所述第1方向的宽度越接近所述第2方向上的所述一端就越增大。
4.如权利要求1所述的位置检测传感器，其特征在于：
所述第1像素的所述第1方向的宽度越接近所述第2方向上的所述一端就越减小，
所述第2像素的所述第1方向的宽度越接近所述第2方向上的所述一端就越增大。
5.一种测量光的入射位置的位置测量装置，其特征在于，包括：
权利要求1～4中的任一项所述的位置检测传感器；和
将所述光向所述受光部照射的光源，
向所述受光部照射的所述光的直径为所述第1像素的所述第1方向的宽度的最大值和所述第2像素的所述第1方向的宽度的最大值中较大的值的2倍以上。
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