DE69315323T2

DE69315323T2 - Optische sensor und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE69315323T2
Application number: DE69315323T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Maeda; Masaya Nakamura; Makoto Shirai; Tomotsugu Terada; Manabu Yamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: DE69315323D1; EP0613183A4; EP0613183A1; EP0613183B1; JPH0669536A; WO1994005044A1; US5517017A

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor zum Erfassen mindestens einer der Größen Azimutwinkel, Höhenwinkel und Stärke des Einfallslichts sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Sonnenstrahlungssensoren zum Erfassen der Richtung des in eine Kabine eines Kraftfahrzeugs einfallenden Lichts werden z. B. in der japanischen offenlegungsschrift Nr. Sho 62- 71713 beschrieben. Ein solcher Sonnenstrahlungssensor weist ein lichtabschirmendes Element (ein Armaturenbrett 20) mit einem Schlitz auf, durch welchen die Sonnenstrahlung hindurchtritt, und photoelektrische Umwandlungselemente (welche jeweils ein veränderbares Widerstandselement 23, ein photoleitendes Element 24 und eine gemeinsame Anschlußplatte 25 aufweisen), welche unter dem lichtabschirmenden Element in festgelegten Abständen angeordnet sind. Der Sonnenstrahlungssensor ist angepaßt, ein Signal auszugeben, welches die Position des durch den Schlitz auf die photoelektrischen Umwandlungselemente einstrahlenden Lichts darstellt. Ein Mikrocomputer erfaßt die Richtung eines einfallenden Lichts auf der Grundlage des erzeugten Signals.
In dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Sonnenstrahlungssensor wird das lichtabschirmende Element durch das Armaturenbrett gebildet. Das lichtabschirmende Element ist jedoch im allgemeinen als eine dünne Platte ausgebildet, welche ein Lichtdurchgangsloch, wie z. B. ein Feinloch oder einen Schlitz, aufweist. In diesem Fall, wenn das lichtabschirmende Element (nachstehend als eine lichtabschirmende Schicht bezeichnet) durch die dünne Platte ausgebildet wird und die photoelektrischen Umwandlungselemente auf einem Gehäuse des Sonnenstrahlungssensors angeordnet sind, müssen die lichtabschirmende Schicht und die photoelektrischen Umwandlungselemente separat angeordnet werden, was die technologischen Möglichkeiten deren Anordnung beeinträchtigt.
Dieses Problem tritt nicht nur bei Sonnenstrahlungssensoren auf, sondern auch bei einem Drosselpositionssensor, welcher die lichtabschirmende Schicht mit einem Lichtdurchgangsloch, wie z. B. ein Feinloch oder einen Schlitz, aufweist und die photoelektrischen Umwandlungselemente, wie in dem vorstehend beschriebenen Sonnenstrahlungssensor. In anderen Worten, das Problem, welches die Beeinträchtigung der technologischen Möglichkeiten deren Anordnung einschließt, unter denen die lichtabschirmende Schicht und die photoelektrischen Umwandlungselemente angeordnet werden, ist allen optischen Sensoren gemeinsam, welche die lichtabschirmende Schicht mit einem Lichtdurchgangsloch aufweisen, wie z. B. ein Feinloch oder ein Schlitz, und die photoelektrischen Umwandlungselemente.
Aus der JP-A-57 173 256 ist ein Bildsensor bekannt, welcher die im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Merkmale aufweist.
Weiterhin beschreibt die JP-A-63 278 284 ein zweidimensionales Lichtposition-Erfassungsgerät, mit dem eine hohe Ausgangsspannung im Verhältnis zur Position des eintretenden Lichts erzielt werden kann, indem eine photoleitende Schicht zwischen einer quadratischen, lichtdurchlässigen Widerstandsschicht ausgebildet wird, welche mit Eingangselektroden an zwei Gruppen von entgegengesetzten Kantenteilen, rechtwinklig zueinander und mit einer gemeinsamen Ausgangselektrode ausgestattet ist, welche aus einer unmittelbar auf einem isolierenden Substrat ausgebildeten leitfähigen Schicht aufgebaut ist.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, zeigt die vorliegende Erfindung einen optischen Sensor mit hervorragenden technologischen Möglichkeiten der Anordnung auf, bei welchem eine lichtabschirmende Schicht mit einem Lichtdurchgangsloch, wie z. B. ein Feinloch oder ein Schlitz, und photoelektrische Umwandlungselemente auf einem Gehäuse des Sensors angeordnet sind, als auch ein Verfahren zur Herstellung des optischen Sensors.
Um insbesondere die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, zeigt die vorliegende Erfindung einen optischen Sensor auf, welcher ein lichtdurchlässiges Element, ein photoelektrisches Umwandlungselement, angeordnet über dem lichtdurchlässigen Element, und eine lichtabschirmende Schicht aufweist, welche auf dem lichtdurchlassigen Element angeordnet ist und ein Lichtdurchgangsloch aufweist&sub1; durch welches auf das photoelektrische Umwandlungselement einstrahlendes Licht hindurchgeht, wobei das photoelektrische Umwandlungselement ein Lichtposition-Erfassungselement zum Messen einer Position des durch das Lichtdurchgangsloch einfallenden Lichts aufweist, wobei das Lichtposition-Erfassungselement eine auf dem lichtdurchlässigen Element angeordnete lichtdurchlässige X-Achsen-Widerstandsschicht aufweist, eine auf der X-Achsen-Widerstandsschicht angeordnete photoelektrische Umwandlungsschicht zum Erzeugen eines photoelektrischen Stroms infolge einer photoelektromotorischen Kraft aufweist, welche in einem mit dem Licht gemäß einer Intensität des Lichts beleuchteten Abschnitt erzeugt wird, eine auf der photoelektrischen Umwandlungsschicht angeordnete Y-Achsen-Widerstandsschicht, ein Paar von X-Achsen-Elektrodenelementen, welche auf zwei entgegengesetzten Endabschnitten der X-Achsen-Widerstandsschicht angeordnet sind und einen Widerstand aufweisen, welcher geringer als jener der X-Achsen-Widerstandsschicht ist, und ein Paar von Y-Achsen-Elektrodenelementen, welche auf zwei entgegengesetzten Endabschnitten der Y-Achsen-Widerstandsschicht in einer Richtung senkrecht zu jener der X- Achsen-Elektrodenelemente angeordnet sind und einen Widerstand aufweisen, der geringer als jener der Y-Achsen-Widerstandsschicht ist.
Da in dem vorstehend beschriebenen Aufbau sowohl das photoelektrische Umwandlungselement als auch die lichtabschirmende Schicht auf dem lichtdurchlässigen Element angeordnet sind, können sowohl das photoelektrische Umwandlungselement als auch die lichtabschirmende Schicht gleichzeitig auf einem Gehäuse eines optischen Sensors angeordnet werden, indem das lichtdurchlässige Element auf dem Gehäuse des optischen Sensors angeordnet wird, wodurch die technologischen Möglichkeiten der Anordnung des optischen Sensors wesentlich verbessert werden.
Um die lichtabschirmende Schicht und das photoelektrische Umwandlungselement auf dem lichtdurchlässigen Element effektiver anzuordnen, zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Sensors auf, wie er vorstehend definiert ist, wobei das Verfahren aufweist:
- einen ersten Schritt des Anordnens eines photoelektrischen Umwandlungselements über einer der zwei parallelen Oberflächen eines lichtdurchlässigen Elements und zum Festlegen einer ersten Marke auf der einen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements in einer Position, welche von einer Erfassungsoberfläche des photoelektrischen Umwandlungselements getrennt ist, gleichzeitig mit dem Anordnen des photoelektrischen Umwandlungselements,
- einen zweiten Schritt des Anordnens einer lichtabschirmenden Schicht, welche ein Lichtdurchgangsloch aufweist, durch welches Licht hindurchgeht, auf der anderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements, welche von der Oberfläche beabstandet ist, auf welcher das photoelektrische Umwandlungselement angeordnet ist, und zum Festlegen einer zweiten Marke auf der anderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements in einer Position, welche dieselbe Lagebeziehung zu einer Position aufweist, in welcher das Lichtdurchgangsloch ausgebildet ist, wie jenes, das zwischen einer vorbestimmten Position der Erfassungsoberfläche des photoelektrischen Umwandlungselements und der ersten Marke angeordnet ist, gleichzeitig mit dem Anordnen der lichtabschirmenden Schicht, wobei das photoelektrische Umwandlungselement oder die lichtabschirmende Schicht auf der einen Oberfläche oder auf der anderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet wird, entweder in dem ersten Schritt oder in dem zweiten Schritt, so daß die erste Marke und die zweite Marke zueinander ausgerichtet werden.
In dem vorstehend erwähnten Verfahren ist die Lagebeziehung zwischen dem Lichtdurchgangsloch der lichtabschirmenden Schicht und dem photoelektrischen Umwandlungselement in eine vorbestimmte Lagebeziehung einstellbar. Demgemäß ist die Lagebeziehung zwischen dem Lichtdurchgangsloch der lichtabschirmenden Schicht und dem photoelektrischen Umwandlungselement gemäß den Positionen, in welchen die erste und die zweite Marke festgelegt sind, frei einstellbar. Folglich können bei diesem Herstellungsverfahren die technologischen Möglichkeiten der Anordnung der lichtabschirmenden Schicht und des photoelektrischen Umwandlungselements auf einem Gehäuse des optischen Sensors verbessert werden, während die Lagebeziehung zwischen dem Lichtdurchgangsloch der lichtabschirmenden Schicht und dem photoelektrischen Umwandlungselement frei einstellbar ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Hauptabschnitts einer Ausführungsform, welche nach einem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist,
Fig. 2 zeigt perspektivisch eine Ansicht eines schematischen Aufbaus eines ungerichteten Sonnenstrahlungssensors, welcher nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt- ist,
Fig. 3 zeigt perspektivisch eine Ansicht des schematischen Aufbaus des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors in Fig. 2,
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht der Form einer lichtabschirmenden Schicht des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors in Fig. 2,
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht zur Darstellung eines Zustands, wenn eine große Anzahl lichtabschirmender Schichten auf einer vorderseitigen Oberfläche eines Glassubstrats erzeugt ist,
Fig. 6 zeigt schematisch eine Ansicht eines geschichteten Aufbaus eines Lichtposition-Erfassungselements des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors in Fig. 2,
Fig. 7 zeigt schematisch eine Ansicht eines geschichteten Aufbaus einer photoleitenden Schicht des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors in Fig. 2,
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht mit der Darstellung der Form eines X-Achsen-Streifenelektrodenpaars und der Form eines Y- Achsen-Streifenelektrodenpaars in dem ungerichteten Sonnenstrahlungssensor in Fig. 2,
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht zur Darstellung eines Zustands, wenn eine große Anzahl von Lichtposition-Erfassungselementen auf einer rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats ausgebildet ist,
Fig. 10 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Prinzipien, nach denen das Lichtposition-Erfassungselement des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors in Fig. 2 die x-Koordinatenerfassung, die y-Koordinatenerfassung und die Erfassung des photoelektrischen Stroms ausführt,
Fig. 11 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Berechnung des Höhenwinkels und des Azimutwinkels der Sonnenstrahlung in dem ungerichteten Sonnenstrahlungssensor in Fig. 2,
Fig. 12 zeigt perspektivisch eine Ansicht des schematischen Aufbaus des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors, welcher ein kreuzförmiges Lichtdurchgangsloch aufweist, und
Fig. 13 zeigt eine Querschnittansicht des schematischen Aufbaus eines Lichtposition-Erfassungselements (nicht gezeigt).

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Ausführungsformen von erfindungsgemäßen optischen Sensoren werden nachstehend beschrieben. Eine erste Ausführungsform, welche nachstehend beschrieben wird, zeigt als ein Ausführungsbeispiel des optischen Sensors einen Sonnenstrahlungssensor und ein Verfahren zur Herstellung dieses Sonnenstrahlungssensors auf.
Fig. 1 - 3 zeigen schematisch einen erfindungsgemäß hergestellten ungerichteten Sonnenstrahlungssensor.
Ein ungerichteter Sonnenstrahlungssensor 1, welcher z. B. auf einer oberen Oberfläche eines Armaturenbretts nahe der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, dient zur Verwendung in einer automatischen Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, welche vorgesehen ist, um automatisch einen Einfluß der in der Kabine eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen Intensität der direkten Sonnenstrahlung zu korrigieren. Die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs weist eine Regelschaltung (nicht gezeigt) zur automatischen Regelung einer Luftmengen- Verhältnisänderung über eine Dämpfungseinrichtung (nicht gezeigt) auf der Grundlage des Höhenwinkels, des Azimutwinkels oder der Intensität der Sonnenstrahlung auf, welche durch den ungerichteten Sonnenstrahlungssensor 1 erfaßt wird, um das Verhältnis der vom rechten und vom linken Luftklappenauslaß einströmenden Luf tmenge linear zu steuern.
Der ungerichtete Sonnenstrahlungssensor 1 weist ein Glassubstrat 2 (als ein lichtdurchlässiges Element) auf, welches ein 1,8 mm dickes quadratisches Natronglas mit SiO&sub2;-Beschichtung sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite aufweist (um die Diffusion von Na&spplus; in dem Natronglas zu verhindern), eine lichtabschirmende Schicht 3, welche einstükkig mit dem Glassubstrat 2 auf der vorderseitigen Oberfläche (der einen Oberfläche) ausgebildet ist, und ein Spannungstype-Lichtposition-Erfassungselement 4 (als ein photoelektrisches Umwandlungselement), welches mit dem Glassubstrat 2 einstückig auf der rückseitigen Oberfläche (der anderen Oberfläche) ausgebildet ist.
Die lichtabschirmende Schicht 3, wie in Fig. 4 gezeigt, schirmt den Abschnitt der Oberfläche einer Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 vom Licht ab. Die Erfassungsoberfläche 40 ist unter dem Glassubstrat 2 (siehe Fig. 1) angeordnet. Die lichtabschirmende Schicht 3 ist eine quadratische Schicht mit den Abmessungen 12 mm x 12 mm und ist aus einem lichtabschirmenden Material hergestellt, wie z. B. einem Epoxidharz, vermischt mit Ruß oder einer schwarzen organischen Substanz. Die lichtabschirmende Schicht 3 ist durch Siebdruck einer lichtabschirmenden Tinte erzeugt, welche in der Lage ist, das Licht direkt auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2 abzuschirmen, und weist ein Feinloch 31 in einem mittleren Abschnitt auf, so daß die Sonnenstrahlung auf die Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 in einem Lichtpunkt einstrahlen kann. Das Feinloch 31, welches ein erfindungsgemäßes Lichtdurchgangsloch darstellt, ist kreisförmig in dem mittleren Abschnitt der lichtabschirmenden Schicht 3 ausgebildet.
Wenn die lichtabschirmenden Schichten 3 erzeugt werden, erfolgt auch das Siebdrucken von vier Justiermarken 3a - 3d auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2, bevor die lichtabschirmenden Schichten 3 geschnitten werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die vier Justiermarken 3a - 3d sind zweite erfindungsgemäße Marken, und jede ist in einer Position festgelegt, welche von den Mittelpunkten O der Feinlöcher 31 der benachbarten zwei lichtabschirmenden Schichten 3 unter einem vorbestimmten Abstand (L = 12 mm) entfernt ist.
Die lichtabschirmende Schicht 3 kann auch durch Erzeugen eines lichtabschirmenden Materials, welches Licht auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2 nicht hindurchläßt (welches eine Metallegierungsschicht oder ein Harz sein kann), durch Sputtern oder durch Abscheiden und dann durch Strukturieren dieses lichtabschirmenden Materials unter Verwendung einer Metallrnaske, z. B. durch einen photolithographischen Prozeß, ausgebildet werden.
In Fig. 3 ist das Lichtposition-Erfassungselement 4 auf dem Glassubstrat 2 ausgebildet und weist eine X-Achsen-Widerstandsschicht 5 auf, hergestellt als ein lichtdurchlässiger Widerstand, eine photoleitende Schicht 6, welche die photoleitende Wirkung der photoelektrischen Umwandlungsschicht ausnutzt, und eine Y-Achsen-Widerstandsschicht 7, hergestellt aus einem Metallelektrodenwiderstand. Das Lichtposition-Erfassungselement 4 weist ferner vier Zuleitungselektroden X, X', Y, Y' auf, wobei sich die Zuleitungselektroden X und X jeweils von zwei Endabschnitten der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 erstrecken, während sich die Zuleitungselek troden Y und Y jeweils von zwei Endabschnitten der Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 erstrecken. In dem Lichtposition- Erfassungselement 4 sind die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 und die Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 voneinander beabstandet, wobei die photoleitende Schicht 6 dazwischen angeordnet ist. Normalerweise (wenn der Sonnenstrahlungssensor keinen Lichtpunkt H aufnimmt) sind die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 und die Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 im wesentlichen durch die photoleitende Schicht 6 isoliert.
Die Ausgangsanschlüsse der Zuleitungselektroden X und X sind als X-Achsen-Streifenelektrodenpaar 51 und 52 ausgebildet, welches einen niedrigeren Widerstand als die X-Achsen- Widerstandsschicht 5 aufweist. Auf ähnliche Weise sind die Ausgangsanschlüsse der Zuleitungselektroden Y und Y als Y Achsen-Streifenelektrodenpaar 71 und 72 ausgebildet, welches einen niedrigeren Widerstand als die Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 aufweist:
Das X-Achsen-Streifenelektrodenpaar 51, 52 ist auf den zwei Seiten in Gegenüberlage der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 in einer Richtung senkrecht zu der Richtung angeordnet, in welcher das Y-Achsen-Streifenelektrodenpaar 71, 71 auf zwei Seiten in Gegenüberlage der Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 angeordnet ist.
Das Material der einzelnen Schichten des Lichtposition- Erfassungselements 4 und dessen Aufbau wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 6 zeigt den geschichteten Aufbau des Lichtposition-Erfassungselements 4. Fig. 7 zeigt einen n-i-p-i-n-Schichtaufbau der photoleitenden Schicht 6.
Die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 ist als eine SnO&sub2;-Schicht von 60 nm (600 Å) Dicke ausgebildet. Der Schichtwiderstand der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 beträgt 200 Ω/cm². Die X- Achsen-Widerstandsschicht 5 muß das Hindurchgehen der Sonnenstrahlung zulassen und muß einen angemessenen Schichtwiderstand aufweisen, um das Erzeugen eines vorbestimmten Spannungsanstiegs zwischen dem X-Achsen-Streifenelektrodenpaar 51 und 52 zu gewährleisten. Zusätzlich zur SnO&sub2;-Schicht können andere Metalloxidschichten ebenfalls verwendet werden, um die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 auszubilden, wie z. B. ZnO oder ITO.
Der Schichtwiderstand der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 wird zwischen 10 Ω/cm² und 1 MΩ/cm² eingestellt, vorzugsweise zwischen 100 Q/cm² und 50 kΩ/cm², weil in dem Fall, wenn die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 einen zu niedrigen Schichtwi derstand aufweist, es unmöglich ist, einen Unterschied der Widerstände zwischen dem X-Achsen-Streifenelektrodenpaar 51 und 52 und der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 zu erzeugen, wobei kein Widerstand ausgebildet werden kann. Wenn im Gegensatz dazu die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 einen zu hohen Schichtwiderstand aufweist und einen Schichtwiderstand höher als der Widerstand (welcher zwischen etwa 500 Ω/cm² und 1 MΩ/cm² im Fall des amorphen Siliziums ist) der mit Sonnenstrahlung beleuchteten photoleitenden Schicht 6 ist, wird keine Ausgabe erzeugt.
Die photoleitende Schicht 6 weist einen Aufbau auf, welcher durch Anordnen einer Legierungsschicht aus z. B. amorphem Silizium (nachstehend als ein a-Si bezeichnet) in n-i-p-i-noder p-i-n-i-p-Schichten erzeugt wird, d. h., in welchen zwei Diodenkomponenten unmittelbar in einer solchen Weise miteinander verbunden sind, daß deren Polaritäten in entgegengesetzten Richtungen sind. Selbst wenn eine Spannung irgendeiner Polarität an die seriell verbundenen Diodenkomponenten angelegt wird, fließt in der photoleitenden Schicht 6 kein Strom.
Die photoleitende Schicht 6 ist aus fünf Schichten ausgebildet, welche eine aus a-Si hergestellte n-leitende Halbleiterschicht 61, eine aus a-SiC (amorphes Siliziumkarbid) hergestellte i-leitende Halbleiterschicht, eine aus a-SiC (amorphes Siliziumkarbid) hergestellte p-leitende Halbleiterschicht 63, eine aus a-Si (amorphes Silizium) hergestellte i-leitende Halbleiterschicht 64 und eine aus a-Si herge-15 stellte n-leitende Halbleiterschicht 65 aufweist. Diese Schichten werden in dieser Reihenfolge ausgebildet, wobei die n-leitende Halbleiterschicht 61 der Sonnenstrahlung- Eintrittsseite am nächsten angeordnet ist. Der Aufbau der photoleitenden Schicht 6 ist zu der durch Verbinden von zwei Dioden in entgegengesetzten Richtungen erzeugten übereinstimmend.
Die photoleitende Schicht 6 muß zulassen, daß sich der Widerstand nur des mit einem Lichtpunkt H beleuchteten Abschnitts wesentlich vermindert. Demgemäß muß ein durch eine aus der n-leitenden Halbleiterschicht 61, der i-leitenden Halbleiterschicht 62 und der auf der Lichteintrittsseite angeordneten p-leitenden Halbleiterschicht 63 ausgebildete Photodiode erzeugter photoelektrischer Strom Iy mit einem photoelektrischen Strom Ix im wesentlichen ausgeglichen werden, welcher durch eine durch die p-leitende Halbleiterschicht 63, die i-leitende Halbleiterschicht 64 und die n- leitende Halbleiterschicht 65 ausgebildete Photodiode erzeugt wird.
Daher ist in dieser Ausführungsform die Dicke der i-leitenden Halbleiterschicht 62, welche auf der Lichteintrittsseite angeordnet ist, dünner als die i-leitende Halbleiterschicht 64 ausgebildet, und Halbleiterschichten aus amorphem Siliziumkarbid (a-SiC), welche unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten aufweisen, werden verwendet, um die i- leitenden Halbleiterschichten 62 und 64 zu erzeugen. Das Verhältnis der Dicke der i-leitenden Halbleiterschicht 62 zur Dicke der i-leitenden Halbleiterschicht 64 liegt zwischen 1 : 2 und 1 : 10.
Die Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 ist aus einer Ti-Schicht von 40 nm (400 Å) Dicke erzeugt. Der Schichtwiderstand der Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 beträgt 200 Ω/cm². Die Anforderungen der Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 sind grundlegend dieselben wie jene der X-Achsen-Widerstandsschicht 5, mit der Ausnahme, daß die Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 den Durchgang der Sonnenstrahlung nicht zulassen muß. Somit können zusätzlich zu den Materialien, welche verwendet werden, um die X-Achsen-Widerstandsschicht 5 auszubilden, Metalle, wie z. B. Ti, Cr und Ni, TiN, eine Au-Paste, eine Ni-Paste und eine Cu-Paste, ebenfalls als die Materialien der Y- Achsen-Widerstandsschicht 7 verwendet werden, wenn deren Schichtwiderstand zwischen 10 Ω/cm² und 1 MΩ/cm² beträgt.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist das X-Achsen-Streifenelektrodenpaar 51, 52 auf zwei Seiten in Gegenüberlage der X-Achsen- Widerstandsschicht 5 durch Strukturieren einer leitenden Schicht, hergestellt z. B. aus Al, erzeugt. Zusätzlich zu Al können Cr, Ni, Ag usw. ebenfalls als Material des X-Achsen- Streifenelektrodenpaars 51, 52 verwendet werden.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist das Y-Achsen-Streifenelektrodenpaar 71, 72 auf zwei Seiten in Gegenüberlage der X-Achsen- Widerstandsschicht 7 in einer solchen Weise erzeugt, daß die Richtung des Anlegehs einer Spannung rechtwinklig zu der Richtung ist, in welcher eine Spannung an das X-Achsen- Streifenelektrodenpaar 51, 52 angelegt ist, durch Strukturieren einer leitfähigen, dünnen Schicht, hergestellt z. B. aus Al, wie in dem Fall des X-Achsen-Streifenelektrodenpaars 51, 52. Zusätzlich zu Al werden Cu, Ni, Ag usw. als die Materialien des Y-Achsen-Streifenelektrodenpaars 71, 72 verwendet. Die Anwendung desselben Materials wie das des X- Achsen-Streifenelektrodenpaars 51, 52 ist wünschenswert.
Wenn die X-Achsen-Streifenelektrodenpaare 51, 52 und die Y Achsen-Streifenelektrodenpaare 71, 72 erzeugt werden, erfolgt ebenfalls das Strukturieren von vier Justiermarken 4a - 4d auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2, bevor das Glassubstrat 2 wie in Fig. 9 gezeigt geschnitten wird. Jede der vier Justiermarken 4a - 4d, welche erste erfindungsgemäße Marken darstellen, ist in einer Position festgelegt, welche von den Nuilpunkten P (0,0) der Erfassungsoberflächen 40 der benachbarten zwei Lichtposition- Erfassungselemente 4 in einem vorbestimmten Abstand (L = 12 mm) angeordnet ist. Die vier Justiermarken 4a - 4d weisen dieselbe Form (Quadrat) wie die vier Justiermarken 3a - 3d auf und dieselbe Lagebeziehung wie jene der vier Justiermarken 3a - 3d, so daß sie die vier Justiermarken 3a - 3d überlappen können.
Fig. 10 zeigt die Prinzipien, nach welchen das Lichtposition-Erfassungselement die x-Koordinatenerfassung, die y-Koordinatenerfassung und die Erfassung des photoelektrischen Stroms ausführt.

[Verfahren zum Erfassen einer x-Koordinate]

Wenn 0 Volt und 5 Volt (die Spannung ist nicht auf 5 Volt begrenzt) jeweils an das X-Achsen-Streifenelektrodenpaar 51, 52, welches als x-Achsen-Eingangselektroden wirkt, wird in der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 ein Spannungsanstieg zwischen 0 Volt und 5 Volt erzeugt. Nimmt die photoleitende Schicht 6 in diesem- Zustand Sonnenstrahlung auf, leiten die zwei Diodenkomponenten, welche in einer Position angeordnet sind, in welcher die Sonnenstrahlung durch die photoleitende Schicht 6 hindurchgegangen ist, und eine Spannung, welche der in einer mit Sonnenstrahlung beleuchteten Position der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 eigen ist, wird somit von der Y-Achsen-Streifenelektrode 71, welche als die X-Achsen- Ausgangs elektrode wirkt, herausgeführt.
Auf diese Weise ist die Ausgangsspannung an der x-Koordinate der Position, welche mit Sonnenstrahlung beleuchtet wird, d. h. die Ausgangsspannung (Vx) an der x-Koordinate des Punkts (x, y) des auf das Glassubstrat 2 auf der Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 auftreffenden Lichtpunkts H, erfaßbar.

[Verfahren zum Erfassen einer y-Koordinate]

Wenn 0 Volt und 5 Volt (die Spannung ist nicht auf 5 Volt begrenzt) jeweils an das als Y-Achsen-Eingangselektroden wirkende Y-Achsen-Streifenelektrodenpaar 71, 72 angelegt werden, erfolgt in der Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 das Erzeugen eines Spannungsanstiegs zwischen 0 Volt und 5 Volt, wie in dem Fall der Erfassung der x-Koordinate. Beleuchtet demgemäß Sonnenstrahlung die photoleitende Schicht 6, wird eine der Y-Achsen-Widerstandsschicht 5, welche in einer mit Sonnenstrahlung beleuchteten Position angeordnet ist, eigene Spannung von der als die Y-Achsen-Ausgangselektrode wirkenden X-Achsen-Streifenelektrode 51 ausgegeben, wie in dem vorstehend beschriebenen Fall der Erfassung der x-Koordinate.
Folglich ist die Ausgangsspannung an der y-Koordinate der mit Sonnenstrahlung beleuchteten Position, d. h. die Ausgangsspannung (Vy) an der y-Koordinate des Punkts (x, y) des Lichtpunkts H, welcher auf das Glassubstrat 2 auf der Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselernents 4 auftrifft, erfaßbar.

[Verfahren zum Erfassen des photoelektrischen Stroms (einer Intensität bzw. Stärke der Sonnenstrahlung)]

Dasselbe Potential wird durch Anlegen von 5 Volt an das X- Achsen-Streifenelektrodenpaar 51 und 52 über die gesamte X- Achsen-Widerstandsschicht 5 verteilt, und ein Ausgangsstrom (photoelektrischer Strom) wird erfaßt, welcher im Punkt P (x, y) in der Erfassungsoberfläche 40 des mit dem Lichtpunkt H beleuchteten Lichtposition-Erfassungselements 4 von der X Achsen-Widerstands schicht 5 zur Y-Achsen-Widerstands schicht 7 fließt.
Dieser Ausgangsstrom bleibt derselbe, ungeachtet der Tatsache, welche Position auf der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 mit dem Lichtpunkt H beleuchtet wird (weil die gesamte X- Achsen-Widerstandsschicht 5 dasselbe Potential aufweist), und wird so ein elektrisches Signal, welches sich gemäß der Intensität der Sonnenstrahlung verändert.
Da die photoleitende Schicht 6 so aufgebaut ist, daß die zwei Diodenkomponenten dieselben elektrischen Kennlinien aufweisen und deren Polaritäten entgegengesetzt gerichtet sind&sub1; ist die Intensität der Sonnenstrahlung erfaßbar, unabhängig von der verwendeten n-leitenden Halbleiterschicht der X-Achsen-Widerstandsschicht 5 und jener der verwendeten Y- Achsen-Widerstandsschicht 7. Somit ist die Intensität der Sonnenstrahlung durch Anlegen von 5 Volt an das Y-Achsen Streifenelektrodenpaar 71, 72 der Y-Achsen-Widerstandsschicht 7 ebenfalls erfaßbar.

[Verfahren zum Erfassen des Höhenwinkels und des Azimutwinkels der Sonnenstrahlung]

Fig. 11 zeigt das Prinzip der Erfassung der Position der Sonnenstrahlung durch den ungerichteten Sonnenstrahlungssensor 1.
Es wird angenommen, daß der Winkel, unter welchem die Sonnenstrahlung in das Feinloch 31 der lichtabschirmenden Schicht 3 eintritt, d. h. der Höhenwinkel der Sonnenstrahlung, θ ist und der Winkel des Punkts P (x, y) des auf das Glassubstrat 2 auftreffenden Lichtpunkts H θ' ist, d. h. der Lichtpunkt H den Punkt P (x, y) auf der Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 unter einem Winkel θ' erreicht.
Der Winkel zwischen der Y-Achse auf der Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 und dem Punkt P (x, y), d. h. der Azimutwinkel 4) der Sonnenstrahlung, wird unter Verwendung der folgenden Gleichungen auf der Grundlage der Ausgangsspannung (Vx, Vy) gemäß dem Punkt P (x, y) des Lichtpunkts H erfaßt:
wenn x > 0 und y > 0, φ = tan&supmin;¹ (x/y) - π ... (1)
wenn x < 0 und y > 0, φ = tan&supmin;¹ (x/y) + π ... (2)
wenn y < 0, φ = tan&supmin;¹ (x/y) ... (3)
Wenn (Vox, Voy) die Ausgangsspannung des Nullpunkts O (0, 0) auf der Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 ist, welches direkt unter dem Mittelpunkt O des Feinlochs 31 der lichtabschirmenden Schicht 3 angeordnet ist, und Δx und Δy jeweils die Spannungsanstiege (V/mm) der Widerstandsschichten 5 und 7 der photoleitenden Schicht 6 des Lichtposition-Erfassungselements 4 sind, wird der Punkt P (x, y) des Lichtpunkts H durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt:
x = (Vx - Vox) / Δx ... (4)
y = (Vy - Voy) / Δy ... (5)
Wenn der Brechungsfaktor der Luft 1 beträgt und wenn der Brechungsfaktor des Glassubstrats 2 n1 ist, ergibt sich die folgende Beziehung:
Da das Glassubstrat 2 eine Dicke t (= 1,8 mm) aufweist, wird der Höhenwinkel θ der Sonnenstrahlung durch die folgende Gleichung berechnet:
wobei
A = n1 [(x² + y²)/(x² + y² t²)]
Der in dem Punkt P (x, y) des Lichtpunkts H erzeugte photoelektrische Strom A ist proportional der Intensität der Sonnenstrahlung I. Da die Sonnenstrahlung tatsächlich unter einem Winkel (Höhenwinkel) φ eintritt, wird der photoelektrische Strom A wie folgt ausgedrückt:
A = I x sin φ ... (9)
Somit wird die Intensität I der Sonnenstrahlung wie folgt berechnet:
I = A/sin φ ... (10)
Ein Verfahren zur Herstellung des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors 1 wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 1 - 9 kurz beschrieben.
Die X-Achsen-Widerstandsschichten 5, hergestellt aus SnO&sub2;, werden auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des rechteckförmigen Glassubstrats (siehe Fig. 5 und Fig. 9 : 100 mm x 200 mm x 1,8 mm) erzeugt, wobei SiO&sub2; darauf aufgetragen wird. Anschließend werden die n-leitende Halbleiterschicht 61, hergestellt aus a-Si, die i-leitende Halbleiterschicht 62, hergestellt aus a-SiC (amorphes Siliziumkarbid), die p- leitende Halbleiterschicht 63, hergestellt aus a-SiC, die i- leitende Halbleiterschicht 64, hergestellt aus a-Si, und die n-leitende Halbleiterschicht, hergestellt aus a-Si, aufeinanderfolgend auf jeder der X-Achsen-Widerstandsschichten 5 angeordnet.
Anschließend wird die Y-Achsen-Widerstandsschicht 7, hergestellt aus SnO&sub2;, auf der photoleitenden Schicht (a-Si-Legierung) 6, aufgebaut aus den vorstehend beschriebenen Halbleiterschichten, strukturiert, und dann wird das Ätzen auf der rückseitigen Oberfläche des rechteckförmigen Glassubstrats 20 unter Verwendung der Y-Achsen-Widerstandsschicht als eine Ätzmaske ausgeführt, um die photoleitenden Schichten 6 zu erzeugen.
Nachfolgend werden das X-Achsen-Streifenelektrodenpaar (Al- Elektroden) 51, 52 und das Y-Achsen-Streifenelektrodenpaar (Al-Elektroden) 71, 72, welche beide die in Fig. 8 gezeigte Form aufweisen, auf jeder der X-Achsen-Widerstandsschichten 5 und auf jeder der Y-Achsen-Widerstandsschichten 7 mit einer in Fig. 9 gezeigten Struktur in einer solchen Weise erzeugt, daß sie senkrecht zueinander sind, wobei die große Anzahl der Lichtposition-Erfassungselemente 4 auf der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20 erzeugt wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden die quadratischen Justiermarken 4a - 4d, hergestellt aus demselben Material wie das Lichtposition-Erfassungselement 4, ebenfalls festgelegt, wie in Fig. 9 gezeigt ist, in Positionen, welche eine spezielle Beziehung zu den Nullpunkten P (0, 0) der Erfassungsoberflächen 40 der Lichtposition-Erfassungselemente 4 aufweisen, d. h. an vier Ecken der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20, auf welcher viele Lichtposition-Erfassungselemente 4 erzeugt sind.
Anschließend werden die lichtabschirmenden Schichten 3, welche jede das Feinloch 31 aufweisen, wie in Fig. 4 gezeigt ist, auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20 mit einer in Fig. 5 gezeigten Struktur durch Siebdrucken einer lichtabschirmenden Tinte auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20 erzeugt.
Zu diesem Zeitpunkt werden die quadratischen Justiermarken 3a - 3d, welche in Fig. 5 gezeigt sind, hergestellt aus demselben Material wie die lichtabschirmende Schicht 3, ebenfalls in Positionen festgelegt, welche eine spezielle Beziehung zu den Positionen aufweisen, in denen die Feinlöcher 31 der lichtabschirmenden Schichten 3 erzeugt sind, d. h. an vier Ecken der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20, auf welchem viele lichtabschirmende Schichten 3 ausgebildet sind.
Da das Glassubstrat 2 und die X-Achsen-Widerstandsschichten 5 aus lichtdurchlässigen Materialien hergestellt sind, können in dem Fall, wenn das Glassubstrat 20 von der vorderseitigen Oberfläche aus betrachtet wird, die vier Justiermarken 4a - 4d, welche auf der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20 erzeugt sind, durch das Glassubstrat 20 und die X-Achsen-Widerstandsschichten 5 hindurch gesehen werden.
Demgemäß können die große Anzahl von lichtabschirmenden Schichten 3 und die Justiermarken 3a - 3d auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats 20 in einer solchen Weise siebgedruckt werden, daß die Justiermarken 3a - 3d gegenüber den Justiermarken 4a - 4d ausgerichtet sind, wie teilweise in Fig. 1 gezeigt ist. Folglich liegt zwischen den Nullpunkten P (0, 0) der Erfassungsoberflächen 40 der Lichtposition- Erfassungselemente 4 und den Mittelpunkten 0 der Feinlöcher 31 der lichtabschirmenden Schichten 3 keine Lageverschiebung vor.
Danach wird das Glassubstrat 20 mit einer Glasschneideeinrichtung (nicht gezeigt) in Glassubstrate 20 zerteilt, wobei jedes eine vorbestimmte Form (12 mm x 12 mm x 1,8 mm) aufweist, um die in Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten ungerichteten Sonnenstrahlungssensoren 1 herzustellen.
Da in dem Herstellungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform die lichtabschirmenden Schichten 3 und die Lichtposition- Erfassungselemente 4 einstückig mit dem Glassubstrat 20 jeweils auf der vorderseitigen Oberfläche und der rückseitigen Oberfläche ausgebildet sind, können die Nullpunkte P (0, 0) der Erfassungsoberflächen 40 der Lichtposition-Erfassungselemente 4 jeweils gegenüber den Mittelpunkten 0 der Feinlöcher 31 der lichtabschirmenden Schichten 3, wie in Fig. 6 gezeigt ist, justiert werden.
Folglich kann der Mittelpunkt (0) des Lichtpunkts H, welcher erhalten wird, wenn das Kraftfahrzeug Sonnenstrahlung von oben aufnimmt, d. h., wenn der Höhenwinkel 0 der Sonnenstrahlung 90º beträgt, mit der Ausgangsspannung (in dieser Ausführungsform ist der Nullpunkt P (Vox, Voy) = P (2,5 Volt, 2,5 Volt)) des Nullpunkts P (0, 0) der Erfassungsoberfläche 40 des Lichtposition-Erfassungselements 4 ohne eine Lichtposition-Erfassungsschaltung oder eine nullpunktkorrigierte Berechnung in Übereinstimmung gebracht werden. Demzufolge kann der Aufbau einer Steuerschaltung, wie z. B. eine Lichtposition-Erfassungsschaltung oder eine Operationsschaltung, vereinfacht werden. Da ferner die Nullpunkte der Erfassungsoberflächen 40 der großen Anzahl von Lichtposition- Erfassungselementen 4 zu den Mittelpunkten 0 der Feinlöcher 31 in einem Herstellungsprozeß justiert werden können, sind die Fertigungskosten des ungerichteten Sonnenstrahlungssensors 1 verminderbar.
Fig. 12 zeigt den ungerichteten Sonnenstrahlungssensor in Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips.
In dem ungerichteten Sonnenstrahlungssensor 1 wird das Lichtposition-Erfassungselement 4 mit einem X-Achsen- Lichtposition-Erfassungselement 41, einem Y-Achsen- Lichtposition-Erfassungselement 42 und den Photoelektrostrom-Erfassungselementen 43 - 45 auf einer Oberfläche des Glassubstrats 2 z. B. durch Ätzen strukturiert, während die lichtabschirmende Schicht 3 mit einem kreuzförmigen Lichtdurchgangsloch 32 auf der anderen Oberfläche des Glassubstrats 2 siebgedruckt wird.
In diesem ungerichteten Sonnenstrahlungssensor 1 sind eine vorbestimmte Position 321 des kreuzförmigen Lichtdurchgangslochs 32 und eine vorbestimmte Position 431 des Photoelektrostrom-Erfassungselements 4 so angeordnet, daß sie unter Verwendung von Justiermarken (nicht gezeigt) zueinander positioniert werden.
Das x-Achsen-Lichtposition-Erfassungselement 41, das Y-Achsen-Lichtposition-Erfassungselement 42 und die Photoelektrostrom-Erfassungselemente 43 - 45 werden in der nachstehend beschriebenen Weise erzeugt: nachdem eine lichtdurchlässige, leitfähige Schicht (nicht gezeigt), hergestellt z. B. aus SnO&sub2;, ITO oder ZnO, in vorbestimmten separaten Formen auf dem Glassubstrat 2 hergestellt ist, wird eine photoleitende Schicht (nicht gezeigt), hergestellt aus einer n-i-p- i-n-leitenden, amorphen Legierungsschicht auf der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht erzeugt. Danach wird eine Metallelektrode (nicht gezeigt), hergestellt aus z. B. Al, Ni, Ti, Cr oder Mo, unter Verwendung einer Metallmaske auf der photoleitenden Schicht strukturiert, und dann wird die photoleitende Schicht unter Verwendung der Metallelektrode als eine Ätzmaske auf dem Glassubstrat 2 geätzt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht, welche das X-Achsen-Lichtposition-Erfassungselement 41 und das Y-Achsen-Lichtposition-Erfassungselernent 42 ausbildet, als eine Widerstandsschicht, in welcher ein Spannungsanstieg von 0 Volt auf 5 Volt erzeugt wird, und die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht, welche die Photoelektrostrom-Erfassungselemente 43 - 45 bildet, wirkt als eine Elektrode zum gleichmäßigen Anlegen einer Spannung von 5 Volt an die gesamte Oberfläche der photoleitenden Schicht.
Die Sonnenstrahlungssensoren sind vorstehend als Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen optischen Sensors beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch z. B. auch auf einen Drosselpositionssensor oder ein Lichtposition-Erfassungsgerät, wie z. B. ein photoelektrischer Schalter, angewendet werden. In der ersten und der zweiten Ausführungsform ist der Sonnenstrahlungssensor der Spannungstype beschrieben worden, welcher die Position des Lichts durch beliebiges Schalten über das Anlegen einer Spannung an das X-Achsen-Streifenelektrodenpaar und das Y-Achsen-Streifenelektrodenpaar erfaßt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf einen sogenannten Stromtype-Sonnenstrahlungssensor anwendbar, welcher die Position des Lichts auf der Grundlage des Verhältnisses der Stromausgabe vom X-Achsen-Streifenelektrodenpaar zur aktuellen Ausgabe vom Y-Achsen-Streifenelektrodenpaar ohne beliebiges Schalten über das Anlegen einer Spannung erfaßt. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Gerät anwendbar, welches nur die Richtung des Lichts erfaßt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die photoleitende Schicht 6 einen geschichteten n-i-p-i-n-Aufbau auf. Die photoleitende Schicht kann jedoch entweder ein geschichteter p-i-n-i-p-Aufbau, ein geschichteter p-i-n-Aufbau oder ein geschichteter p-n-Aufbau sein. Wenn die Temperatur, bei welcher der optische Sensor verwendet wird, 65ºC oder niedriger ist, kann eine photoleitende Schicht verwendet werden, welche aus einer einzelnen i-leitenden Schicht hergestellt ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind viele lichtabschirmende Schichten 3 und viele Lichtposition-Erfassungselemente 4 auf dem Glassubstrat 20 in einer Fertigungs- Operation erzeugt worden. Die lichtabschirmenden Schichten 3 und die Lichtposition-Erfassungselemente 4 können jedoch auf den zwei Oberflächen des Glassubstrats 20 nacheinander erzeugt werden.
Die Justiermarken 3a - 3d sind in jeder Form erzeugbar, solange diese Form nahezu dieselbe wie jene der Justiermarken 4a - 4d ist. Die Justiermarken 3a - 3d und 4a - 4d können aus Materialien hergestellt werden, welche jeweils dieselben oder unterschiedlich zu jenen der lichtabschirmenden Schicht 3 und des Lichtposition-Erfassungselements 4 sind. Ferner besteht keine Begrenzung hinsichtlich der Anzahl der Justiermarken 3a - 3d und 4a - 4d, wenn sie zwei oder mehr beträgt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind das kreisförmige Feinloch 31 und das kreuzförmige Lichtdurchgangsloch 32 jeweils als das Lichtdurchgangsloch verwendet worden. Ein vieleckiges, elliptisches oder ovales Lichtdurchgangsloch ist jedoch als das Lichtdurchgangsloch anwendbar. Ferner kann eine Vielzahl von Lichtdurchgangslöchern vorgesehen werden.
Nachdem in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Lichtposition-Erfassungselemente 4 auf der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2 ausgebildet worden sind, werden die lichtabschirmenden Schichten 3 auf der vor derseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2 erzeugt. Nach dem Ausbilden der lichtabschirmenden Schichten 3 auf der vorderseitigen Oberfläche des Glassubstrats konnen ]edoch die Lichtposition-Erfassungselemente 4 auf der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 2 erzeugt werden.
Das Glassubstrat 2 ist als das lichtdurchlässige Element verwendet worden. Ein lichtdurchlässiges Material, hergestellt z. B. aus einem Kunstharz, ist ebenfalls verwendbar.

Claims

1. Optischer Sensor, welcher aufweist:

- ein lichtdurchlässiges Element (2),

- ein photoelektrisches Umwandlungselement (6), angeordnet über dem lichtdurchlässigen Element (2), und

- eine lichtabschirmende Schicht (3), welche auf dem lichtdurchlässigen Element (2) angeordnet ist und ein Lichtdurchgangsloch (31) aufweist, durch welches auf das photoelektrische Umwandlungselement (6) einstrahlendes Licht hindurchtritt,

dadurch gekennzeichnet, daß das photoelektrische Umwandlungselement (6) ein Lichtposition-Erfassungselement zum Messen einer Position des durch das Lichtdurchgangsloch (31) darauf einstrahlenden Lichts aufweist, wobei das Lichtposition-Erfassungselement aufweist:

- eine lichtdurchlässige X-Achsen-Widerstandsschicht (5), welche auf dem lichtdurchlässigen Element (2) angeordnet ist,

- das photoelektrische Umwandlungselement (6), welches auf der X-Achsen-Widerstandsschicht zum Erzeugen eines photoelektrischen Stroms infolge einer in einem mit dem Licht gemäß einer Intensität des Lichts beleuchteten Abschnitt dieser erzeugten photoelektromotorischen Kraft,

- eine Y-Achsen-Widerstandsschicht (7), angeordnet auf dem photoelektrischen Umwandlungselement (6),

- ein Paar von X-Achsen-Elektrodenelementen (51, 52), welches auf zwei entgegengesetzten Endabschnitten der X- Achsen-Widerstandsschicht (5) angeordnet ist und einen Widerstand aufweist, welcher geringer als der Widerstand der X-Achsen-Widerstandsschicht (5) ist, und

- ein Paar von Y-Achsen-Elektrodenelementen (71, 72), welches auf zwei entgegengesetzten Endabschnitten der Y- Achsen-Widerstandsschicht (7) in einer Richtung senkrecht zur Richtung der X-Achsen-Elektrodenelemente (51, 52) angeordnet ist und einen Widerstand aufweist, der geringer als der Widerstand der Y-Achsen-Widerstandsschicht (7) ist.

2. Optischer Sensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Element (2) zwei parallele Oberflächen aufweist und das photoelektrische Umwandlungselement (6) auf einer der zwei Oberflächen ausgebildet ist, während die lichtabschirmende Schicht (3) auf der anderen Oberfläche der zwei Oberflächen angeordnet ist.

3. Optischer Sensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtposition-Erfassungselement angepaßt ist, eine Richtung zu erfassen, in welcher das Licht darauf einstrahlt, auf der Grundlage sowohl einer Ausgangsspannung, welche eine X-Achsen-Positionsausgabe des Paars von Y-Achsen-Elektrodenelementen (51, 52) infolge einer zwischen dem Paar von X-Achsen-Elektrodenelementen (71, 72) erzeugten vorbestimmten Spannungsdifferenz darstellt, wenn das Licht auf das Lichtposition-Erfassungselement einstrahlt, als auch einer Ausgangsspannung, welche eine Y-Achsen-Positionsausgabe des Paars von X-Achsen-Elektrodenelementen (71, 72) infolge einer zwischen dem Paar von Y-Achsen-Elektrodenelementen (51, 52) erzeugten vorbestimmten Spannungsdifferenz darstellt, wenn das Licht auf das Lichtposition-Erfassungselement einstrahlt.

4. Verfahren zur Herstellung eines optischen Sensors gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren aufweist:

- einen ersten Schritt des Anordnens eines photoelektrischen Umwandlungselements (6) über einer der zwei parallelen Oberflächen eines lichtdurchlässigen Elements (2) und zum Festlegen einer ersten Marke (4a, 4b, 4c, 4d) auf einer Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements (2) in einer Position, welche von einer Erfassungsoberfläche des photoelektrischen Umwandlungselements (6) beabstandet ist, gleichzeitig mit dem Anordnen des photoelektrischen Umwandlungselements (6),

- einen zweiten Schritt des Anordnens einer lichtabschirmenden Schicht (3) mit einem Lichtdurchgangsloch (31), durch welches Licht hindurchtritt, auf der anderen Oberfläche des lichtdurchlassigen Elements (2), welches von der Oberfläche beabstandet ist, auf welcher das photoelektrische Umwandlungselement (6) angeordnet ist, und zum Festlegen einer zweiten Marke (3a, 3b, 3c, 3d) auf der anderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements (2) in einer Position, welche dieselbe Lagebeziehung zu einer Position aufweist, in welcher das Lichtdurchgangsloch (31) ausgebildet ist, wie jenes, welches zwischen einer vorbestimmten Position der Erfassungsoberfläche des photoelektris chen Umwandlungselement 5 (6) und der ersten Marke (4a, 4b, 4c, 4d) gleichzeitig mit dem Anordnen der lichtabschirmenden Schicht (3) erzeugt ist, wobei das photoelektrische Umwandlungselement (6) oder die lichtabschirmende Schicht (3) auf der einen Oberfläche oder der anderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements (2) entweder in dem ersten Schritt oder in dem zweiten Schritt so angeordnet wird, daß die erste Marke (4a, 4b, 4c, 4d) und die zweite Marke (3a, 3b, 3c, 3d) zueinander justiert werden.