JP3120901B2 - 位置検出素子及び位置検出信号処理装置 - Google Patents
位置検出素子及び位置検出信号処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光スポットの位置を検
出する受光素子を有する位置検出素子及び位置検出信号
処理装置に関し、特に直接デジタル信号を取り出せる位
置検出素子及びその位置検出信号処理装置に関する。
出する受光素子を有する位置検出素子及び位置検出信号
処理装置に関し、特に直接デジタル信号を取り出せる位
置検出素子及びその位置検出信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の位置検出素子（以下、「ＰＳ
Ｄ；（Position Sensitive Detector ）」ともいう）
は、半導体の表面抵抗を利用して光スポットの位置を検
出できる素子として提供されている。
Ｄ；（Position Sensitive Detector ）」ともいう）
は、半導体の表面抵抗を利用して光スポットの位置を検
出できる素子として提供されている。
【０００３】図７は、従来の二次元位置検出素子の一例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【０００４】図７において、位置検出素子１０１は、Ｐ
型半導体抵抗層−Ｉ型領域−Ｎ型半導体抵抗層の構造を
持つシリコンの受光素子１０３を備え、かつＰ型半導体
抵抗層の端部周辺に電極１０５xa，１０５xbを設け、か
つＮ型半導体抵抗層の端部周辺で前記電極１０５xa，１
０５xbに直交する方向に電極１０７ya，１０７ybを設け
た構造をしている。
型半導体抵抗層−Ｉ型領域−Ｎ型半導体抵抗層の構造を
持つシリコンの受光素子１０３を備え、かつＰ型半導体
抵抗層の端部周辺に電極１０５xa，１０５xbを設け、か
つＮ型半導体抵抗層の端部周辺で前記電極１０５xa，１
０５xbに直交する方向に電極１０７ya，１０７ybを設け
た構造をしている。
【０００５】そして、各電極にバイアスを印加し、受光
素子１０３のＰ型半導体抵抗層の受光面１１１に光スポ
ットＬが入射されたときに生じる光電流を、前記Ｐ型半
導体抵抗層の電極１０５xa，１０５xbあるいは前記Ｎ型
半導体抵抗層の電極１０７ya，１０７ybから取り出し、
それら取り出した電流の比によって光スポットＬの直交
するＸＹ方向の受光位置を検出することができる。
素子１０３のＰ型半導体抵抗層の受光面１１１に光スポ
ットＬが入射されたときに生じる光電流を、前記Ｐ型半
導体抵抗層の電極１０５xa，１０５xbあるいは前記Ｎ型
半導体抵抗層の電極１０７ya，１０７ybから取り出し、
それら取り出した電流の比によって光スポットＬの直交
するＸＹ方向の受光位置を検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＰＳＤ
の場合、各電極から取り出される位置の検出信号はアナ
ログ値で得られるので、当該検出信号をコンピュータシ
ステムに入力するためには、高価なアナログ／デジタル
変換器が必要になるという欠点がある。
の場合、各電極から取り出される位置の検出信号はアナ
ログ値で得られるので、当該検出信号をコンピュータシ
ステムに入力するためには、高価なアナログ／デジタル
変換器が必要になるという欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、位置検出信号が直接デジ
タルとして得られる位置検出素子、及びこの位置検出素
子からの位置検出信号を処理する位置検出信号処理装置
を提供することにある。
タルとして得られる位置検出素子、及びこの位置検出素
子からの位置検出信号を処理する位置検出信号処理装置
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明による位置検出素子は、スポッ
ト光の位置を検出する受光素子からなる位置検出素子に
おいて、前記受光素子の受光面に入射された光スポット
の移動に伴ってＭ系列信号を発生させる信号発生手段を
設けてなることを特徴とする。
に、請求項１記載の発明による位置検出素子は、スポッ
ト光の位置を検出する受光素子からなる位置検出素子に
おいて、前記受光素子の受光面に入射された光スポット
の移動に伴ってＭ系列信号を発生させる信号発生手段を
設けてなることを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明による信号発生手段
は、スポット光の位置を検出する受光素子に、Ｍ系列の
符号に対応して分割線で分割されてなる電極を設けてな
る。
は、スポット光の位置を検出する受光素子に、Ｍ系列の
符号に対応して分割線で分割されてなる電極を設けてな
る。
【００１０】請求項３記載の発明による前記Ｍ系列の符
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表面側または裏面側の一方に配置されている。
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表面側または裏面側の一方に配置されている。
【００１１】請求項４記載の発明による前記Ｍ系列の符
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表裏面側に分割線の方向が直交するように配置してな
る。
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表裏面側に分割線の方向が直交するように配置してな
る。
【００１２】上記目的を達成するために、請求項５記載
の発明による位置検出信号処理装置は、受光素子の受光
面に入射された光スポットの移動に伴ってＭ系列信号を
発生させる様に該受光素子にＭ系列の符号に対応して分
割線で分割されてなる電極を備えた信号発生手段を設け
た位置検出素子と、前記位置検出素子の前記分割された
電極からそれぞれ取り出した信号の差信号を取り出す差
信号取出回路とからなることを特徴とする。
の発明による位置検出信号処理装置は、受光素子の受光
面に入射された光スポットの移動に伴ってＭ系列信号を
発生させる様に該受光素子にＭ系列の符号に対応して分
割線で分割されてなる電極を備えた信号発生手段を設け
た位置検出素子と、前記位置検出素子の前記分割された
電極からそれぞれ取り出した信号の差信号を取り出す差
信号取出回路とからなることを特徴とする。
【００１３】請求項６に記載の発明は前記差信号取出回
路からの差信号を所定基準値に基づいて二値化する手段
を更に備えたことを特徴とる。
路からの差信号を所定基準値に基づいて二値化する手段
を更に備えたことを特徴とる。
【００１４】請求項７に記載の発明は前記光スポットを
前記位置検出素子上で所定方向に移動させる手段を備え
ることを特徴とする。
前記位置検出素子上で所定方向に移動させる手段を備え
ることを特徴とする。
【００１５】
【作用】したがって、請求項１記載では、位置検出素子
は、受光素子に設けた信号発生手段がＭ系列信号を発生
できるようなパターンからなるため、光スポットが信号
発生手段上を移動することによりＭ系列信号が出力され
ることになる。
は、受光素子に設けた信号発生手段がＭ系列信号を発生
できるようなパターンからなるため、光スポットが信号
発生手段上を移動することによりＭ系列信号が出力され
ることになる。
【００１６】また、請求項２記載では、信号発生手段
が、連続するＮビットのすべてが異なるＭ系列の符号に
対応した単数または複数の分割線を境界とした電極から
なるため、移動する光スポットの位置が前記Ｍ系列の符
号に対応する分割線を交互に横切るので、分割された電
極から得られる信号は、受光スポットの位置に対応する
Ｍ系列の符号のビット列を反映したものとして現れるこ
とになる。
が、連続するＮビットのすべてが異なるＭ系列の符号に
対応した単数または複数の分割線を境界とした電極から
なるため、移動する光スポットの位置が前記Ｍ系列の符
号に対応する分割線を交互に横切るので、分割された電
極から得られる信号は、受光スポットの位置に対応する
Ｍ系列の符号のビット列を反映したものとして現れるこ
とになる。
【００１７】また、請求項３では、一次元の位置検出が
できる。
できる。
【００１８】さらに、請求項４では、連続するＮビット
のすべてが異なるＭ系列の符号に対応した単数または複
数の分割線を境界とした電極を、受光素子の表裏面で分
割線が直交するように配置しているので、直交ＸＹ方向
に連続するＮビットの全てが異なるＭ系列の符号信号を
得ることができ、二次元の位置検出ができる。
のすべてが異なるＭ系列の符号に対応した単数または複
数の分割線を境界とした電極を、受光素子の表裏面で分
割線が直交するように配置しているので、直交ＸＹ方向
に連続するＮビットの全てが異なるＭ系列の符号信号を
得ることができ、二次元の位置検出ができる。
【００１９】加えて、請求項５では、位置検出素子から
の二つのＭ系列信号を差信号取出回路に取込み、差信号
取出回路で両信号の差をとることにより、大きなＭ系列
信号を得ることができるとともに、外乱光の変化を抑圧
することができる。
の二つのＭ系列信号を差信号取出回路に取込み、差信号
取出回路で両信号の差をとることにより、大きなＭ系列
信号を得ることができるとともに、外乱光の変化を抑圧
することができる。
【００２０】また、請求項６では上位のコンピュータに
そのまま入力できる二値信号で位置を検出できる。
そのまま入力できる二値信号で位置を検出できる。
【００２１】また、請求項７では静止した光スポットを
受光素子面上を走査する様に移動することができる。
受光素子面上を走査する様に移動することができる。
【００２２】
【実施例】次に、本発明について図示の実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
【００２３】図１〜図３は本発明の二次元位置検出素子
の実施例を説明するための図であり、図１は同実施例の
側面図、図２は同実施例の分解斜視図、図３は同実施例
で使用する電極の構造を示す平面図である。
の実施例を説明するための図であり、図１は同実施例の
側面図、図２は同実施例の分解斜視図、図３は同実施例
で使用する電極の構造を示す平面図である。
【００２４】これらの図に示す位置検出素子１は、受光
素子３、透明電極５、裏面電極７、ガラス基板９を有
し、かつ前記透明電極５及び裏面電極７から構成された
Ｍ系列信号発生手段１３を備えている。この受光素子３
に設けたＭ系列信号発生手段１３は、前記受光素子３の
受光面に入射された光スポットＬの移動に伴ってＮビッ
ト（Ｎは任意の整数）の全て異なるＭ系列信号を発生さ
せるようになっている。
素子３、透明電極５、裏面電極７、ガラス基板９を有
し、かつ前記透明電極５及び裏面電極７から構成された
Ｍ系列信号発生手段１３を備えている。この受光素子３
に設けたＭ系列信号発生手段１３は、前記受光素子３の
受光面に入射された光スポットＬの移動に伴ってＮビッ
ト（Ｎは任意の整数）の全て異なるＭ系列信号を発生さ
せるようになっている。
【００２５】ここで、上記受光素子３は、正方形状をし
たＰ型半導体抵抗層−Ｉ型領域層−Ｎ型半導体抵抗層の
構造を持つアモルファスシリコン膜からなる。この受光
素子３のＰ型半導体抵抗層の表面には、透明電極５が所
定の方法で接着されており、この透明電極５の上にガラ
ス基板９が配置されている。また、上記受光素子３のＮ
型半導体抵抗層の表面には、裏面電極７が所定の方法で
接着されている。
たＰ型半導体抵抗層−Ｉ型領域層−Ｎ型半導体抵抗層の
構造を持つアモルファスシリコン膜からなる。この受光
素子３のＰ型半導体抵抗層の表面には、透明電極５が所
定の方法で接着されており、この透明電極５の上にガラ
ス基板９が配置されている。また、上記受光素子３のＮ
型半導体抵抗層の表面には、裏面電極７が所定の方法で
接着されている。
【００２６】上記透明電極５は、図３に示すように、連
続するＮビット（この実施例では、Ｎ＝４となってい
る）が全て異なるＭ系列の符号を反映した分割線１５に
より絶縁され、２分割された電極５XA、５XBとされてい
る。前記各電極５XA、５XBには、リードピンを固定する
接続部１７XA、１７XBが設けられている。また、図３の
パターンは、Ｍ系列の各ビットの値に対応して、各ビッ
トに対応する検出部の分割比を変えている。この分割比
により、前記ビットの“０”と“１”に対応させた信号
を得ることができる。
続するＮビット（この実施例では、Ｎ＝４となってい
る）が全て異なるＭ系列の符号を反映した分割線１５に
より絶縁され、２分割された電極５XA、５XBとされてい
る。前記各電極５XA、５XBには、リードピンを固定する
接続部１７XA、１７XBが設けられている。また、図３の
パターンは、Ｍ系列の各ビットの値に対応して、各ビッ
トに対応する検出部の分割比を変えている。この分割比
により、前記ビットの“０”と“１”に対応させた信号
を得ることができる。
【００２７】即ち、図３の上部に示すビット“１”
“１”“０”“１”“１”“０”“０”“１”“０”
“１”“０”“０”について説明すると、各々“１”を
表す電極５XA、５XBの分割比は１：１であり、各々
“０”を表す電極５XA、５XBの分割比は１：２である。
“１”“０”“１”“１”“０”“０”“１”“０”
“１”“０”“０”について説明すると、各々“１”を
表す電極５XA、５XBの分割比は１：１であり、各々
“０”を表す電極５XA、５XBの分割比は１：２である。
【００２８】上記裏面電極７は、図３に括弧書で参照番
号を示すように、連続するＮビットが全て異なるＭ系列
の符号を反映した分割線１９により絶縁され、２分割さ
れた電極７YA、７YBとされている。前記各電極７YA、７
YBには、リードピンを固定する接続部２１YA、２１YBが
設けられている。また、図３のパターンは、上述同様
に、Ｍ系列の各ビットの値に対応して、各々“１”を表
す電極７YA、７YBの分割比は１：１であり、各々“０”
を表す電極７YA、７YBの分割比は１：２である。
号を示すように、連続するＮビットが全て異なるＭ系列
の符号を反映した分割線１９により絶縁され、２分割さ
れた電極７YA、７YBとされている。前記各電極７YA、７
YBには、リードピンを固定する接続部２１YA、２１YBが
設けられている。また、図３のパターンは、上述同様
に、Ｍ系列の各ビットの値に対応して、各々“１”を表
す電極７YA、７YBの分割比は１：１であり、各々“０”
を表す電極７YA、７YBの分割比は１：２である。
【００２９】ここで本実施例は、各ビットに対応する検
出部の分割比を１：１および１：２に設定しているが、
該電極の分割比は“１”と“０”とが区別できる分割比
であれば１：１および１：２の分割比に限られるもので
ないことは明らかである。
出部の分割比を１：１および１：２に設定しているが、
該電極の分割比は“１”と“０”とが区別できる分割比
であれば１：１および１：２の分割比に限られるもので
ないことは明らかである。
【００３０】なお、上述した透明電極５と裏面電極７と
は、分割線１５、１９が直交するように配置されてい
る。これは、Ｐ型半導体抵抗層（表面電極）側でＸ方向
の座標を、Ｎ型半導体抵抗層（裏面電極）側でＹ方向の
座標を検出できるようにし、二次元位置検出素子を構成
するためである。したがって、一次元の位置検出素子の
場合は、どちらか一方のみの図３のパターンとし、もう
一方は非分割の電極とすればよい。
は、分割線１５、１９が直交するように配置されてい
る。これは、Ｐ型半導体抵抗層（表面電極）側でＸ方向
の座標を、Ｎ型半導体抵抗層（裏面電極）側でＹ方向の
座標を検出できるようにし、二次元位置検出素子を構成
するためである。したがって、一次元の位置検出素子の
場合は、どちらか一方のみの図３のパターンとし、もう
一方は非分割の電極とすればよい。
【００３１】図４は、本発明の位置検出素子からの位置
検出信号を処理する位置検出信号処理装置の実施例を示
す回路図である。
検出信号を処理する位置検出信号処理装置の実施例を示
す回路図である。
【００３２】図４において、位置検出素子１の透明電極
５の電極５XA、５XBにはそれぞれリードピン２３XA、２
３XBが、また裏面電極７の電極７YA、７YBにはそれぞれ
リードピン２５YA、２５YBが固定されている。各リード
ピン２３XA、２３XBはリード線２７XA、２７XBを介して
差信号取出回路２９の差動入力端子に、各リードピン２
５YA、２５YBはリード線３１YA，３１YBを介して差信号
取出回路３３の差動入力端子に、それぞれ接続されてい
る。
５の電極５XA、５XBにはそれぞれリードピン２３XA、２
３XBが、また裏面電極７の電極７YA、７YBにはそれぞれ
リードピン２５YA、２５YBが固定されている。各リード
ピン２３XA、２３XBはリード線２７XA、２７XBを介して
差信号取出回路２９の差動入力端子に、各リードピン２
５YA、２５YBはリード線３１YA，３１YBを介して差信号
取出回路３３の差動入力端子に、それぞれ接続されてい
る。
【００３３】前記差信号取出回路２９は、抵抗Ｒｘ、差
動アンプＯＰｘ、コンパレータＣＰｘからなり、次のよ
うに構成されている。差動アンプＯＰｘの差動入力端子
にリード線２７XA、２７XBがそれぞれ接続され、かつ両
入力端子が各抵抗Ｒｘで接地されている。差動アンプＯ
Ｐｘの出力は、接地電位を基準とするコンパレータＣＰ
ｘの入力端子に接続されている。また、コンパレータＣ
Ｐｘの出力端子からＸ出力信号を取り出している。
動アンプＯＰｘ、コンパレータＣＰｘからなり、次のよ
うに構成されている。差動アンプＯＰｘの差動入力端子
にリード線２７XA、２７XBがそれぞれ接続され、かつ両
入力端子が各抵抗Ｒｘで接地されている。差動アンプＯ
Ｐｘの出力は、接地電位を基準とするコンパレータＣＰ
ｘの入力端子に接続されている。また、コンパレータＣ
Ｐｘの出力端子からＸ出力信号を取り出している。
【００３４】前記差信号取出回路３３は、抵抗Ｒｙ、差
動アンプＯＰｙ、コンパレータＣＰｙからなり、次のよ
うに構成されている。差動アンプＯＰｙの差動入力端子
にリード線３１YA，３１YBがそれぞれ接続され、かつ両
入力端子が各抵抗Ｒｙで電源Ｖccに接続されている。差
動アンプＯＰｙの出力は、接地電位を基準とするコンパ
レータＣＰｙの入力端子に接続されている。また、コン
パレータＣＰｙの出力端子からＹ出力信号を取り出して
いる。
動アンプＯＰｙ、コンパレータＣＰｙからなり、次のよ
うに構成されている。差動アンプＯＰｙの差動入力端子
にリード線３１YA，３１YBがそれぞれ接続され、かつ両
入力端子が各抵抗Ｒｙで電源Ｖccに接続されている。差
動アンプＯＰｙの出力は、接地電位を基準とするコンパ
レータＣＰｙの入力端子に接続されている。また、コン
パレータＣＰｙの出力端子からＹ出力信号を取り出して
いる。
【００３５】このような位置検出信号処理装置におい
て、透明電極５の各電極５XA、５XBの出力信号を差信号
取出回路２９の差動アンプＯＰｘの差動入力端子に入力
し、この差動アンプＯＰｘで差動増幅し、その差動増幅
信号をコンパレータＣＰｘに通して適当なレベルで２値
化する。一方、裏面電極７の各電極７YA、７YBの出力信
号を差信号取出回路３３の差動アンプＯＰｙの差動入力
端子に入力し、この差動アンプＯＰｙで差動増幅し、そ
の差動増幅信号をコンパレータＣＰｙに通して適当なレ
ベルで２値化する。上述したように位置検出信号処理装
置で得たＸ出力信号及びＹ出力信号は、コンピュータに
送られる。このコンピュータでは、入力されたＸ出力信
号及びＹ出力信号をソフトウエアで処理し、Ｍ系列パタ
ーン上の一致する場所を求めれば、照明された移動する
光スポットＬの位置を知ることができる。
て、透明電極５の各電極５XA、５XBの出力信号を差信号
取出回路２９の差動アンプＯＰｘの差動入力端子に入力
し、この差動アンプＯＰｘで差動増幅し、その差動増幅
信号をコンパレータＣＰｘに通して適当なレベルで２値
化する。一方、裏面電極７の各電極７YA、７YBの出力信
号を差信号取出回路３３の差動アンプＯＰｙの差動入力
端子に入力し、この差動アンプＯＰｙで差動増幅し、そ
の差動増幅信号をコンパレータＣＰｙに通して適当なレ
ベルで２値化する。上述したように位置検出信号処理装
置で得たＸ出力信号及びＹ出力信号は、コンピュータに
送られる。このコンピュータでは、入力されたＸ出力信
号及びＹ出力信号をソフトウエアで処理し、Ｍ系列パタ
ーン上の一致する場所を求めれば、照明された移動する
光スポットＬの位置を知ることができる。
【００３６】図５は、上記位置検出信号処理装置におい
て光スポットが等速で矢印の方向に移動する場合の信号
波形を示す図である。
て光スポットが等速で矢印の方向に移動する場合の信号
波形を示す図である。
【００３７】図５（ａ）は透明電極５側およびその差信
号取出回路２９の構成を示し、図５（ｂ）乃至（ｄ）
は、図５（ａ）の波形図である。
号取出回路２９の構成を示し、図５（ｂ）乃至（ｄ）
は、図５（ａ）の波形図である。
【００３８】尚、図５（ｂ）乃至（ｄ）で横軸は時刻ｔ
を、縦軸は電極５XA、５XB及び差動アンプＯＰｘの出力
を、それぞれとったものである。
を、縦軸は電極５XA、５XB及び差動アンプＯＰｘの出力
を、それぞれとったものである。
【００３９】上記位置検出素子１の透明電極５の電極５
XAから取り出される信号Ｓａは、図５（ｂ）に示すよう
に、光スポットＬが照射されることによる検出信号Ｐｘ
が、外乱光の影響で大きくうねる信号Ｗａで変調された
状態で得られることになる。
XAから取り出される信号Ｓａは、図５（ｂ）に示すよう
に、光スポットＬが照射されることによる検出信号Ｐｘ
が、外乱光の影響で大きくうねる信号Ｗａで変調された
状態で得られることになる。
【００４０】同様に、上記位置検出素子１の透明電極５
の電極５XBから取り出される信号Ｓｂは、図５（ｃ）に
示すように、光スポットＬが照射されることによる検出
信号Ｐｙが、外乱光の影響で大きくうねる信号Ｗｂで変
調された状態で得られることになる。
の電極５XBから取り出される信号Ｓｂは、図５（ｃ）に
示すように、光スポットＬが照射されることによる検出
信号Ｐｙが、外乱光の影響で大きくうねる信号Ｗｂで変
調された状態で得られることになる。
【００４１】そこで、差信号取出回路２９の差動アンプ
ＯＰｘの差動入力端子に前記各信号Ｓａ，Ｓｂを入力す
ると、差動アンプＯＰｘで前記各信号Ｓａ，Ｓｂの差が
取られることになるため、前記信号Ｗａ，Ｗｂが差し引
かれて除去されることになり、出力信号Ｓｏは図５
（ｄ）に示すような波形になる。したがって、差信号取
出回路２９を通すことにより、外乱光の影響を除去でき
る。
ＯＰｘの差動入力端子に前記各信号Ｓａ，Ｓｂを入力す
ると、差動アンプＯＰｘで前記各信号Ｓａ，Ｓｂの差が
取られることになるため、前記信号Ｗａ，Ｗｂが差し引
かれて除去されることになり、出力信号Ｓｏは図５
（ｄ）に示すような波形になる。したがって、差信号取
出回路２９を通すことにより、外乱光の影響を除去でき
る。
【００４２】図６は、振動レンズとともに用いて静止光
スポットの位置を求める装置を示す原理図である。
スポットの位置を求める装置を示す原理図である。
【００４３】図６において、鋸波で駆動されるバイモル
フ型圧電アクチエータ４１に取り付けたレンズ４３と、
前記レンズ４３の振動方向と４５度の角度をもって位置
させた位置検出素子１と、前記レンズ４３に光スポット
Ｌを与える発光素子４５とからなる。
フ型圧電アクチエータ４１に取り付けたレンズ４３と、
前記レンズ４３の振動方向と４５度の角度をもって位置
させた位置検出素子１と、前記レンズ４３に光スポット
Ｌを与える発光素子４５とからなる。
【００４４】位置を指示する発光素子４５の光は、前記
レンズ４３を通して本位置検出素子１の受光素子３上に
光スポットＬの像を結ぶ。光スポットＬは、前記レンズ
４３が鋸波で駆動されたバイモルフ型圧電アクチエータ
４１により、直線的に振動するので、前記光スポットＬ
が位置検出素子１の受光面１１上を４５度の角度の直線
で走査する。４５度の角度を持つので、Ｘ方向及びＹ方
向にそれぞれに１／√２倍の大きさのベクトルで走査す
ることになり、所定の方法で出力信号を処理することに
より、光スポットＬのＸＹ座標、すなわち発光素子４５
の座標を検出することができる。
レンズ４３を通して本位置検出素子１の受光素子３上に
光スポットＬの像を結ぶ。光スポットＬは、前記レンズ
４３が鋸波で駆動されたバイモルフ型圧電アクチエータ
４１により、直線的に振動するので、前記光スポットＬ
が位置検出素子１の受光面１１上を４５度の角度の直線
で走査する。４５度の角度を持つので、Ｘ方向及びＹ方
向にそれぞれに１／√２倍の大きさのベクトルで走査す
ることになり、所定の方法で出力信号を処理することに
より、光スポットＬのＸＹ座標、すなわち発光素子４５
の座標を検出することができる。
【００４５】このように本装置によれば、発光素子４５
の座標を検出することができることになる。
の座標を検出することができることになる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、Ｍ系列信号発生手段を受光素子に設けたこと
により、Ｍ系列信号を得ることができるので、コンピュ
ータシステムに入力する際に、高価なアナログ／デジタ
ル変換器が不要となり、経済的にシステムを構築できる
効果がある。
によれば、Ｍ系列信号発生手段を受光素子に設けたこと
により、Ｍ系列信号を得ることができるので、コンピュ
ータシステムに入力する際に、高価なアナログ／デジタ
ル変換器が不要となり、経済的にシステムを構築できる
効果がある。
【００４７】請求項２記載の発明によれば、連続するＮ
ビットが全て異なるＭ系列符号に対応して分割線で分割
されてなる電極を受光素子に組み合わせることにより、
分割線を交互に横切って移動する光スポットの位置を直
接デジタル値として検出することができる効果がある。
ビットが全て異なるＭ系列符号に対応して分割線で分割
されてなる電極を受光素子に組み合わせることにより、
分割線を交互に横切って移動する光スポットの位置を直
接デジタル値として検出することができる効果がある。
【００４８】請求項３記載の発明による前記Ｍ系列の符
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表面側または裏面側の一方に配置されているので、一
次元の位置検出ができる効果がある。
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表面側または裏面側の一方に配置されているので、一
次元の位置検出ができる効果がある。
【００４９】請求項４記載の発明による前記Ｍ系列の符
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表裏面に分割線の方向が直交するように配置している
ので、二次元位置検出素子を得ることができる効果があ
る。
号に対応して分割線で分割されてなる電極は、受光素子
の表裏面に分割線の方向が直交するように配置している
ので、二次元位置検出素子を得ることができる効果があ
る。
【００５０】請求項５記載の発明による位置検出信号処
理装置は、受光素子の受光面に入射された光スポットの
移動に伴ってＭ系列信号を発生させる様に該受光素子に
Ｍ系列の符号に対応して分割線で分割されてる電極を備
えた信号発生手段を設けた位置検出素子と、前記位置検
出素子の前記電極からそれぞれ取り出した信号の差信号
を取り出す差信号取出回路とからなるので、大きなＭ系
列信号を得ることができるとともに、外乱光の変化を抑
圧することができる効果がある。
理装置は、受光素子の受光面に入射された光スポットの
移動に伴ってＭ系列信号を発生させる様に該受光素子に
Ｍ系列の符号に対応して分割線で分割されてる電極を備
えた信号発生手段を設けた位置検出素子と、前記位置検
出素子の前記電極からそれぞれ取り出した信号の差信号
を取り出す差信号取出回路とからなるので、大きなＭ系
列信号を得ることができるとともに、外乱光の変化を抑
圧することができる効果がある。
【００５１】請求項６に記載の発明は前記差信号取出回
路からの差信号を所定基準値に基づいて二値化する手段
を更に備えたので、上位のコンピュータにそのまま入力
できる二値位置信号を得ることができる効果がある。
路からの差信号を所定基準値に基づいて二値化する手段
を更に備えたので、上位のコンピュータにそのまま入力
できる二値位置信号を得ることができる効果がある。
【００５２】請求項７に記載の発明は前記光スポットを
前記位置検出素子上で所定方向に移動させる手段を備え
るので、静止した光スポットを受光素子面上を走査する
様に移動することができる効果がある。
前記位置検出素子上で所定方向に移動させる手段を備え
るので、静止した光スポットを受光素子面上を走査する
様に移動することができる効果がある。
【図１】本発明の位置検出素子の実施例を示す側面図で
ある。
ある。
【図２】同実施例の分解斜視図である。
【図３】同実施例で使用する透明電極または裏面電極を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明の位置検出信号処理装置の実施例を示す
図である。
図である。
【図５】同位置検出信号処理装置の波形を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の位置検出素子の応用例を示す説明図で
ある。
ある。
【図７】従来の位置検出素子を示す説明図である。
１ 位置検出素子 ３ 受光素子 ５ 透明電極 ５XA 電極 ５XB 電極 ７ 裏面電極 ７YA 電極 ７YB 電極 ９ ガラス基板 １１ 受光面 １３ Ｍ系列信号発生手段 ２３XA リードピン ２３XB リードピン ２５YA リードピン ２５YB リードピン ２９ 差信号取出回路 ３３ 差信号取出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01D 5/26 - 5/38 H01L 31/16
Claims (7)
- 【請求項１】 スポット光の位置を検出する受光素子か
らなる位置検出素子において、 前記受光素子の受光面に入射された光スポットの移動に
伴ってＭ系列信号を発生させる信号発生手段を設けてな
ることを特徴とする位置検出素子。 - 【請求項２】 前記信号発生手段は、スポット光の位置
を検出する受光素子に、Ｍ系列の符号に対応して分割線
で分割されてなる電極を設けたことを特徴とする請求項
１記載の位置検出素子。 - 【請求項３】 前記Ｍ系列の符号に対応して分割線で分
割されてなる電極は、受光素子の表面側または裏面側の
一方に配置されていることを特徴とする請求項１または
２記載の位置検出素子。 - 【請求項４】 前記Ｍ系列の符号に対応して分割線で分
割されてなる電極は、受光素子の表裏両面側に分割線の
方向が直交するように配置してなることを特徴とする請
求項１または２記載の位置検出素子。 - 【請求項５】受光素子の受光面に入射された光スポット
の移動に伴ってＭ系列信号を発生させる様に該受光素子
にＭ系列の符号に対応して分割線で分割されてなる電極
を備えた信号発生手段を設けた位置検出素子と、 前記位置検出素子の前記分割された電極からそれぞれ取
り出した信号の差信号を取り出す差信号取出回路とから
なることを特徴とする位置検出信号処理装置。 - 【請求項６】 前記差信号取出回路からの差信号を所定
基準値に基づいて二値化する手段を更に備えたことを特
徴とする請求項５に記載の位置検出信号処理装置。 - 【請求項７】 前記光スポットを前記位置検出素子上で
所定方向に移動させる手段を備えることを特徴とする請
求項５または６に記載の位置検出信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17271792A JP3120901B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 位置検出素子及び位置検出信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17271792A JP3120901B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 位置検出素子及び位置検出信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074912A JPH074912A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3120901B2 true JP3120901B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=15947029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17271792A Expired - Fee Related JP3120901B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 位置検出素子及び位置検出信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3120901B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP17271792A patent/JP3120901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074912A (ja) | 1995-01-10 |
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