JPH06105164B2 - 半導体像位置検出素子における結像状態観測法 - Google Patents
半導体像位置検出素子における結像状態観測法Info
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- JPH06105164B2 JPH06105164B2 JP27928489A JP27928489A JPH06105164B2 JP H06105164 B2 JPH06105164 B2 JP H06105164B2 JP 27928489 A JP27928489 A JP 27928489A JP 27928489 A JP27928489 A JP 27928489A JP H06105164 B2 JPH06105164 B2 JP H06105164B2
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- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体像位置検出素子（以下、PSDと言う）
における結像状態の観測法に係わり、特に、多重出力電
極型のPSDを使用した輝点像位置検出装置の結像光学系
の調整に好適な結像状態の観測法に関する。
における結像状態の観測法に係わり、特に、多重出力電
極型のPSDを使用した輝点像位置検出装置の結像光学系
の調整に好適な結像状態の観測法に関する。
（従来技術） 従来、非走査型のPSDを用いた像位置検出装置において
は、像位置検出素子面上での輝点像の結像状態を検知す
る手段がなかったため、単に設計時に求められた計算上
の結像面に像位置検出素子面が合致するように配置した
り、あるいは、あらかじめ走査型のイメージセンサ等を
用いて光学系の最適な結像面を検知し、PSDの面をイメ
ージセンサを配置した位置に合致するように取り付ける
などの方法が用いられていた。このため、実際の使用状
態での輝点像の結像状態を観測することは不可能であっ
た。
は、像位置検出素子面上での輝点像の結像状態を検知す
る手段がなかったため、単に設計時に求められた計算上
の結像面に像位置検出素子面が合致するように配置した
り、あるいは、あらかじめ走査型のイメージセンサ等を
用いて光学系の最適な結像面を検知し、PSDの面をイメ
ージセンサを配置した位置に合致するように取り付ける
などの方法が用いられていた。このため、実際の使用状
態での輝点像の結像状態を観測することは不可能であっ
た。
（発明が解決しようとする課題） 従来、PSDを用いた像位置検出装置においては、PSD面上
での輝点像の結像状態を観測する手段がなかったため、
結像状態の調整が困難であった。
での輝点像の結像状態を観測する手段がなかったため、
結像状態の調整が困難であった。
（課題を解決するための手段） 上記の問題点を解決するための本発明においては、PSD
の検出面上の一部に低感度部または不感部を設け、それ
らの間の境界部を輝点像が横切るように移動した時の出
力電極よりの検出される信号値の変化の状態を観測する
ことによって、輝点像の結像状態を検知することを特徴
とする。
の検出面上の一部に低感度部または不感部を設け、それ
らの間の境界部を輝点像が横切るように移動した時の出
力電極よりの検出される信号値の変化の状態を観測する
ことによって、輝点像の結像状態を検知することを特徴
とする。
検出器の両端にまたがる出力電極間に更に別の補助出力
電極を設けた状態のPSDにおいては、この補助電極部分
が低感度部または不感部として機能する。
電極を設けた状態のPSDにおいては、この補助電極部分
が低感度部または不感部として機能する。
（作用） 結像状態が良いほど輝点像は小さく、像の輝度は高くな
る。輝点像が低感度部または不感部を横切るように移動
した時、輝点像が小さいほど、すなわち輝点像の結像状
態が良いほど、低感度部または不感部上に入射する光量
が大きくりり、光電流値の変化も大きくなる。また、輝
点像が小さいほど出力電極によって両側に分割される光
量の割合、結局両側の出力電流値の割合の変化が大きく
なる。従って、輝点像を低感度部または不感部を横切る
ように移動させて、出力電流値を観測し、輝点の結像状
態を検知できる。
る。輝点像が低感度部または不感部を横切るように移動
した時、輝点像が小さいほど、すなわち輝点像の結像状
態が良いほど、低感度部または不感部上に入射する光量
が大きくりり、光電流値の変化も大きくなる。また、輝
点像が小さいほど出力電極によって両側に分割される光
量の割合、結局両側の出力電流値の割合の変化が大きく
なる。従って、輝点像を低感度部または不感部を横切る
ように移動させて、出力電流値を観測し、輝点の結像状
態を検知できる。
（発明の効果） 本発明によれば、輝点像の結像状態に関する情報を出力
電極から得られる出力電流値の変化として検出すること
ができるので、その変化の状態を観測しながら光学系の
結像条件を変化させ、出力電流値の変化が最も急峻とな
るような状態とすることにより、容易に最適な結像状態
に調整することが可能となる。
電極から得られる出力電流値の変化として検出すること
ができるので、その変化の状態を観測しながら光学系の
結像条件を変化させ、出力電流値の変化が最も急峻とな
るような状態とすることにより、容易に最適な結像状態
に調整することが可能となる。
（実施例） 以下に、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第6A図は、PSDの断面を示す概念図であり、第6B図はそ
の等価回路である。抵抗層Ｒ、光感層Ｐ、バイアス層Ｃ
を構成しており、これに光Ｌが入射すると、その入射位
置でＲ層、Ｃ層間に光電流が流れ、抵抗層Ｒの両端に設
けられた出力端子Ta,Tbから出力電流IaおよびIbが得ら
れ、第6B図に示す出力端子間の抵抗層の抵抗値に応じた
演算処理を行って光入射位置Ｘが求められる。一般に、
上記のようなPSDにおいて、光学的に結像される輝点像
の輝度分布は第５図に示すようなガウス状分布となる。
図中のJbestは最適条件下における輝度分布曲線であ
り、Jd1、Jd2は焦点外れの状態における輝度分布曲線で
ある。抵抗層に流入する電流の密度分布も、これとほぼ
同様の分布をしている。結像条件が良いと、像の大きさ
は小さく、輝度が高くなる。逆に、最適の結像条件から
の外れの度合が大きくなるほど、ボケが大きくなり、輝
点像も大きく広がり、輝度は低下する。このような輝度
分布を有する輝点像が、PSD上の光感部と不感部との境
界を横切る場合の検出電流の変化について考えてみる。
の等価回路である。抵抗層Ｒ、光感層Ｐ、バイアス層Ｃ
を構成しており、これに光Ｌが入射すると、その入射位
置でＲ層、Ｃ層間に光電流が流れ、抵抗層Ｒの両端に設
けられた出力端子Ta,Tbから出力電流IaおよびIbが得ら
れ、第6B図に示す出力端子間の抵抗層の抵抗値に応じた
演算処理を行って光入射位置Ｘが求められる。一般に、
上記のようなPSDにおいて、光学的に結像される輝点像
の輝度分布は第５図に示すようなガウス状分布となる。
図中のJbestは最適条件下における輝度分布曲線であ
り、Jd1、Jd2は焦点外れの状態における輝度分布曲線で
ある。抵抗層に流入する電流の密度分布も、これとほぼ
同様の分布をしている。結像条件が良いと、像の大きさ
は小さく、輝度が高くなる。逆に、最適の結像条件から
の外れの度合が大きくなるほど、ボケが大きくなり、輝
点像も大きく広がり、輝度は低下する。このような輝度
分布を有する輝点像が、PSD上の光感部と不感部との境
界を横切る場合の検出電流の変化について考えてみる。
まず、第４図に示すようなPSDの端部に光が結像された
場合、一方の側の光に感度を有し、他方の側が全く感度
を有しないような境界部を想定する。輝点像の輝度分布
は、第1B図に示すようになる。図中のＪ′は、焦点外れ
の時の輝度分布である（Ｊは最適条件下における輝度分
布）。抵抗層に流入する電流の密度分布もこれと同様の
分布を示す。従って、このような輝度分布を有する輝点
像がPSDの端部のような不感部分を横切る場合、出力端
子より検出される光電流（Ia＋Ib）の変化には、第1C図
にＩおよびＩ′で示したように輝点の鋭さ、すなわち、
焦点調整の良さがそれに反映されている。また、例え
ば、第３図に示すように、PSDの光感面上に光を遮断す
るように帯状マスクＭを配置して不感部を設けた場合を
想定し、これを第1A図にPSDの断面図で示した。輝度分
布を有する輝点像が横切る場合の検出光電流（Ia＋Ib）
の変化は、第1D図のようになり、この場合にも前と同様
に輝点像の鋭さ、すなわち、焦点調節の良し悪しが反映
されている。従って、輝点像が半導体像位置検出素子面
上の不感帯あるいは低感度帯を横切るように移動し、光
電流出力を検出し、輝点の結像状態を検知できる。更
に、光電流の変化の度合が最も急峻となるように焦点機
構を調節することによって、より良い結像状態となるよ
う調節できる。
場合、一方の側の光に感度を有し、他方の側が全く感度
を有しないような境界部を想定する。輝点像の輝度分布
は、第1B図に示すようになる。図中のＪ′は、焦点外れ
の時の輝度分布である（Ｊは最適条件下における輝度分
布）。抵抗層に流入する電流の密度分布もこれと同様の
分布を示す。従って、このような輝度分布を有する輝点
像がPSDの端部のような不感部分を横切る場合、出力端
子より検出される光電流（Ia＋Ib）の変化には、第1C図
にＩおよびＩ′で示したように輝点の鋭さ、すなわち、
焦点調整の良さがそれに反映されている。また、例え
ば、第３図に示すように、PSDの光感面上に光を遮断す
るように帯状マスクＭを配置して不感部を設けた場合を
想定し、これを第1A図にPSDの断面図で示した。輝度分
布を有する輝点像が横切る場合の検出光電流（Ia＋Ib）
の変化は、第1D図のようになり、この場合にも前と同様
に輝点像の鋭さ、すなわち、焦点調節の良し悪しが反映
されている。従って、輝点像が半導体像位置検出素子面
上の不感帯あるいは低感度帯を横切るように移動し、光
電流出力を検出し、輝点の結像状態を検知できる。更
に、光電流の変化の度合が最も急峻となるように焦点機
構を調節することによって、より良い結像状態となるよ
う調節できる。
第2A図に示すように、PSDの検出面を複数の区分区間に
分割する補助出力端子が設けられている多重出力電力型
のPSDの場合、出力端子に接続されている補助出力端子
を横切るように輝点像を移動した時の像位置演算値、 ｘ＝（Ib−Ia）／（Ia＋Ib） は、第2C図のようになる。第2A図のｊは輝度分布を示
し、第2B図のｉはｊに対応した光電流密度の分布を示
す。第2C図の実線で示された出力値（ｘ）は、輝点が十
分に小さい場合のものであり、輝点像に広がりがある場
合、破線（ｘ′）で示されたようになる。また、ここ
で、ｇ、ｇ′はｘ、ｘ′の傾斜（微分）を示す曲線であ
る。輝点像が小さいほど、すなわち、結像状態が良いほ
ど、像の横切る出力電極部での位置演算値の変化が急峻
となる。また、出力電極部での位置演算値も大きく（小
さく）なる。結局、この場合輝点像が横切る補助出力電
極部で、像位置演算信号を観測することによって、結像
条件を知ることができる。更に、像位置演算値の変化が
より急峻となるように、あるいは、最大（小）値を与え
るように、結像光学系を調整することによって、より良
い結像状態を実現することが可能となる。第2A図におい
て、例えばT1とT2を出力端子Taに、T3とT4を出力端子Tb
に引き出した場合には、輝点像をT2およびT3で区分され
る境界を横切るように移動させた時の位置演算信号は、
第2D図のようになる。像のボケが大きくなると像位置演
算値は破線で示されているように境界部でダレが生じて
くる。従って、境界部における傾斜（ｇ、ｇ′）の変化
を調べることにより、PSD面上の結像状態を知ることが
できる。
分割する補助出力端子が設けられている多重出力電力型
のPSDの場合、出力端子に接続されている補助出力端子
を横切るように輝点像を移動した時の像位置演算値、 ｘ＝（Ib−Ia）／（Ia＋Ib） は、第2C図のようになる。第2A図のｊは輝度分布を示
し、第2B図のｉはｊに対応した光電流密度の分布を示
す。第2C図の実線で示された出力値（ｘ）は、輝点が十
分に小さい場合のものであり、輝点像に広がりがある場
合、破線（ｘ′）で示されたようになる。また、ここ
で、ｇ、ｇ′はｘ、ｘ′の傾斜（微分）を示す曲線であ
る。輝点像が小さいほど、すなわち、結像状態が良いほ
ど、像の横切る出力電極部での位置演算値の変化が急峻
となる。また、出力電極部での位置演算値も大きく（小
さく）なる。結局、この場合輝点像が横切る補助出力電
極部で、像位置演算信号を観測することによって、結像
条件を知ることができる。更に、像位置演算値の変化が
より急峻となるように、あるいは、最大（小）値を与え
るように、結像光学系を調整することによって、より良
い結像状態を実現することが可能となる。第2A図におい
て、例えばT1とT2を出力端子Taに、T3とT4を出力端子Tb
に引き出した場合には、輝点像をT2およびT3で区分され
る境界を横切るように移動させた時の位置演算信号は、
第2D図のようになる。像のボケが大きくなると像位置演
算値は破線で示されているように境界部でダレが生じて
くる。従って、境界部における傾斜（ｇ、ｇ′）の変化
を調べることにより、PSD面上の結像状態を知ることが
できる。
PSD面上に設けられた低感度部、不感部、あるいは検出
電極により区分された検出面の区分境界部で、輝点像の
位置を横切るように移動させるには、標点の位置の移
動、PSDの移動、光学系による移動などの方法を用いて
行うことができる。
電極により区分された検出面の区分境界部で、輝点像の
位置を横切るように移動させるには、標点の位置の移
動、PSDの移動、光学系による移動などの方法を用いて
行うことができる。
第1A図〜第1D図は、帯状不感部を横切るように輝点を移
動した場合の検出電流の変化を示す図、 第2A図〜第2D図は、多重出力電極型PSDにおいて、補助
出力電極を横切るように輝点像を移動した時の像位置演
算信号およびその傾斜（微分）の変化の状態を示した
図、 第３図は、PSDの光電面上に帯状不感部を設けた図、 第４図は、PSDの端部に光が結像された図、 第５図は、焦点状態の異なりによる輝点像の輝度分布の
違いを示した図である。 第6A図、第6B図は、従来のPSDの概念図、 （符号の説明） Ｌ……入射光、Ｒ……抵抗層、Ｐ……光感層、Ｃ……バ
イアス層、Ta、Tb……出力端子、Ia、Ib……出力信号電
流、Tc……バイアス端子、Ｍ……遮断マスク、Ｊ、Ｊ′
……輝点の輝度分布、Ｉ、Ｉ′……出力電流（Ia＋I
b）、T1〜T4……分割出力電極、ｘ、ｘ′……位置演算
値、Ｘ……光入射位置、ｇ、ｇ′……位置演算値の傾斜
（微分） Jbest……最適結合状態での輝点像の輝度分布、 Jd1、Jd2……焦点外れの状態での輝点像の輝度分布、 ｊ……輝度分布、ｉ……電流密度分布。
動した場合の検出電流の変化を示す図、 第2A図〜第2D図は、多重出力電極型PSDにおいて、補助
出力電極を横切るように輝点像を移動した時の像位置演
算信号およびその傾斜（微分）の変化の状態を示した
図、 第３図は、PSDの光電面上に帯状不感部を設けた図、 第４図は、PSDの端部に光が結像された図、 第５図は、焦点状態の異なりによる輝点像の輝度分布の
違いを示した図である。 第6A図、第6B図は、従来のPSDの概念図、 （符号の説明） Ｌ……入射光、Ｒ……抵抗層、Ｐ……光感層、Ｃ……バ
イアス層、Ta、Tb……出力端子、Ia、Ib……出力信号電
流、Tc……バイアス端子、Ｍ……遮断マスク、Ｊ、Ｊ′
……輝点の輝度分布、Ｉ、Ｉ′……出力電流（Ia＋I
b）、T1〜T4……分割出力電極、ｘ、ｘ′……位置演算
値、Ｘ……光入射位置、ｇ、ｇ′……位置演算値の傾斜
（微分） Jbest……最適結合状態での輝点像の輝度分布、 Jd1、Jd2……焦点外れの状態での輝点像の輝度分布、 ｊ……輝度分布、ｉ……電流密度分布。
Claims (2)
- 【請求項１】光感層、この光感層に積層される抵抗層、
及び前記抵抗層上に設けられた出力電極から構成される
半導体像位置検出素子における結像状態観測法であっ
て、 前記素子の検出部の一部に設けられる低感度部又は不感
部と光感部との境界を横切って輝点像を走査し、この時
低感度部又は不感度部と光感度部との間で発生する出力
信号値の変化状態を観測することにより、前記輝点像の
結像状態を検知することを特徴とする半導体像位置検出
素子における輝点像の結像状態観測法。 - 【請求項２】前記半導体像位置検出素子が、この検出部
の両端にまたがる出力電極間に更に別の補助電極を設け
た多重出力電極型の素子であり、この補助電極部分が前
記低感度部または不感度部として機能する請求項１記載
の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27928489A JPH06105164B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 半導体像位置検出素子における結像状態観測法 |
| US07/604,773 US5113063A (en) | 1989-10-26 | 1990-10-24 | Method of monitoring focusing condition using rate of change signal at a border in a semiconductor image position sensitive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27928489A JPH06105164B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 半導体像位置検出素子における結像状態観測法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140806A JPH03140806A (ja) | 1991-06-14 |
| JPH06105164B2 true JPH06105164B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=17609025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27928489A Expired - Fee Related JPH06105164B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 半導体像位置検出素子における結像状態観測法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5113063A (ja) |
| JP (1) | JPH06105164B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000136927A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Inst Of Physical & Chemical Res | 半導体像位置検出素子 |
| US8293451B2 (en) * | 2009-08-18 | 2012-10-23 | International Business Machines Corporation | Near-infrared absorbing film compositions |
| US8772376B2 (en) | 2009-08-18 | 2014-07-08 | International Business Machines Corporation | Near-infrared absorbing film compositions |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577508A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Seiko Koki Kk | Distance detector |
| JPS58194008A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-11 | Olympus Optical Co Ltd | 合焦検出装置 |
| JPS6360416A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-16 | Konica Corp | 自動焦点調節装置 |
| US4823287A (en) * | 1987-05-28 | 1989-04-18 | Honeywell Inc. | Digital contour line generator |
| JPH01292310A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-24 | Canon Inc | 走査光学装置 |
-
1989
- 1989-10-26 JP JP27928489A patent/JPH06105164B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-10-24 US US07/604,773 patent/US5113063A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03140806A (ja) | 1991-06-14 |
| US5113063A (en) | 1992-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |