JPH07286813A

JPH07286813A - 標識方向検出装置

Info

Publication number: JPH07286813A
Application number: JP10486194A
Authority: JP
Inventors: Masanori Idesawa; 正徳出澤
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-31
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP3461910B2

Abstract

(57)【要約】【目的】装置全体の小型化を図り、空間的に装備部分が
狭く制限されるような対象物への適用を可能とする。ま
た、装置全体を小型化した際においてもＳ／Ｎ比が低下
することを防止して、安定的な計測を可能とする。【構成】複数の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・
・・ＩＳ_nを面状に規則的に配置し、複数の像位置検出
素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nのそれぞれに対応
した複数の結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nを、複数
の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂・・・ＩＳ_nにほぼ密着
状態でそれぞれ配置し、ほぼ平行な入射光線が、複数の
像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの検出
面上における入射光の入射方向に対応する位置に、それ
ぞれ集束するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、標識方向検出装置に関
し、さらに詳細には、像位置検出素子により標点や輝点
などの光の発射体あるいは反射体などの標識が存在する
方向を検知する標識方向検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】対象物の形状、位置、方向、運動などを
計測する方式としては、接触型のものや非接触型のもの
などが種々提案されている。

【０００３】ところで接触型の方式は、自動車運転中や
リハビリ中の目の動きを正確に測るなどのように生体を
対象物として計測する場合や、接触により変形したり破
壊されてしまうような物体を計測する場合などには適用
できないため、このような場合には、光学的な非接触型
の方式が多用されている。

【０００４】こうした光学的な非接触型の方式の計測法
においては、対象物の表面に光線を投射して輝点（光
像）を生成して標識とし、その輝点を異なる位置で観測
して輝点方向を検出し、３角測量の原理に基づいて標識
の３次元位置を確定する方式の装置が多数知られてい
る。

【０００５】これらの方式の３次元位置計測装置におけ
る計測では、標識方向検出装置が重要な役割を果たして
いる。

【０００６】従来の光学的な標識方向検出装置の基本原
理としては、図１４に示すように、例えば、標識たるＬ
ＥＤ（発光ダイオード）などの光源１０１や光源１０２
（光源１０１と光源１０２とは時分割的に発光し、光っ
た方の光源からの光の来る方向、即ち、光源の存在する
方向が、標識の方向として検出されることになる。）に
よる輝点の存在方向を検出するために、結像レンズ１０
３と像位置検出素子１０４とを組み合わせ、像位置検出
素子１０４の検出面上の輝点像１０５ａ（光源１０２が
光った場合）あるいは輝点像１０５ｂ（光源１０１が発
光した場合）を出力電極１０６、１０７の電流値として
検出して演算することにより、標識たる輝点（光源１０
１あるいは光源１０２）の存在方向を求めるものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の光学的な標識方向検出装置にあっては、いずれ
も通常の単一の結像レンズおよび単一の像位置検出素子
を用いているので、標識方向の検出に利用する所望の光
量を確保するためには、結像レンズ開口を大きく保つ必
要があるので装置全体を小型化することは困難であり、
空間的に装備部分が狭く制限されるような対象物への適
用が困難であるという問題点があった。

【０００８】また、結像レンズおよび像位置検出素子を
微小化して小型化を図ることは提案されているが、その
ためには結像レンズの開口部も小さくなってしまう。こ
のため、標識方向の検出に利用される光量が著しく減少
して像位置検出素子からの出力信号（検出信号）のレベ
ルも低くなり、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が著しく低下
して、標識方向の検出の安定性が悪化するという問題点
があった。

【０００９】本発明は、従来の技術の有するこのような
種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、装置全体の小型化を図り、空間的に装備
部分が狭く制限されるような対象物への適用を可能とし
た標識方向検出装置を提供しようとするものである。

【００１０】また、本発明の目的は、装置全体を小型化
した際においてもＳ／Ｎ比が低下することを防止して、
安定的な計測を可能とした標識方向検出装置を提供しよ
うとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による標識方向検出装置は、複数の像位置検
出素子を面状に規則的に配置し、上記複数の像位置検出
素子のそれぞれに対応した複数の結像レンズを、上記複
数の像位置検出素子に略密着状態でそれぞれ配置し、略
平行な入射光が、上記複数の像位置検出素子の各検出面
上における上記入射光の入射方向に対応する位置に、そ
れぞれ集束するようにしたものである。

【００１２】また、本発明による標識方向検出装置は、
複数の像位置検出素子を面状に規則的に配置し、上記複
数の像位置検出素子のそれぞれに対応した開口部を備え
た遮蔽部材を、上記複数の像位置検出素子に密着状態で
それぞれ配置し、略平行な入射光が、上記複数の像位置
検出素子の各検出面上における上記入射光の入射方向に
対応する位置に、それぞれ投射されるようにしたもので
ある。

【００１３】さらに、本発明による標識方向検出装置
は、上記複数の像位置検出素子の出力端子を並列的に接
続し、並列的に接続された上記複数の像位置検出素子の
出力信号を加算出力するようにしたものである。

【００１４】

【作用】個々の像位置検出素子を微小化して平面上に規
則的に並べて配置し、各像位置検出素子に対応して微小
化した複数の結像レンズをほぼ密着状態でそれぞれ配置
することにより、光軸方向の大きさを著しく微小化する
ことができるので、空間的に装備部分が狭く制限される
ような対象物への適用が容易となる。

【００１５】また、複数の像位置検出素子が全体として
検出に使用する光量は、個々の像位置検出素子が検出に
使用する光量の総和となるため、従来の像位置検出装置
をそのまま小型化したもののように、検出に利用する総
光量が著しく低下することはない。そして、複数の像位
置検出素子の出力端子を並列接続することにより、各像
位置検出素子からの出力信号を加算出力できるようにな
るために、従来の像位置検出装置をそのまま小型化した
ものに比べて、Ｓ／Ｎ比の低下を生じることがない。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による標識方
向検出装置の実施例を詳細に説明するものとする。

【００１７】図１は、本発明の第１の実施例による標識
方向検出装置１０の概略断面説明図である。

【００１８】面状に配置された複数の像位置検出素子Ｉ
Ｓ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_n（この第１の実施例にお
いては、後述する半導体像位置検出素子（ＰＳＤ）を用
いた。）と、それらに対応して配置された複数の結像レ
ンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nとを組み合わせて構成され
ている。

【００１９】この際に、ほぼ平行な入射光線が複数の像
位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの検出面
上で集束するように、複数の結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃
・・・Ｌ_nはそれぞれ、対応する複数の像位置検出素子
ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの検出面上から、ほぼ
結像レンズの焦点距離ｆだけ離れた位置に配置されてい
る。

【００２０】即ち、微小化した複数の像位置検出素子Ｉ
Ｓ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nを平面上に規則的に配置
し、これら複数の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃
・・・ＩＳ_nとほぼ密着状態で、ほぼ平行な入射光線が
複数の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_n
の検出面上で集束するように、個々の像位置検出素子Ｉ
Ｓ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nに対応させて微小化した
複数の結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nを、ほぼ焦点
距離ｆだけ離して配置している。

【００２１】ここにおいて、平行な入射光線とは、レー
ザー光や太陽光のように十分に遠方にある光源からの光
線のことであり、「ほぼ平行な入射光線」というのは、
標識方向検出装置１０の大きさに比べて十分に離れた位
置にある光源からの光線を意味している。

【００２２】その存在する方向を検出すべき標識たる光
源Ｓ_aあるいは光源Ｓ_b（光源Ｓ_aと光源Ｓ_bとは時分割で
発光し、光った方の光源から発射される光の来る方向、
即ち、光源の存在する方向が、標識の方向として検出さ
れることになる。）から発射される光線は、各結像レン
ズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nに入射し、それぞれに対応し
た像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの検
出面上で集束し、光源Ｓ_aの像Ｉ_1a、Ｉ_2a、Ｉ_3a・・・
Ｉ_naあるいは光源Ｓ_bの像Ｉ_1b、Ｉ_2b、Ｉ_3b・・・Ｉ_nb
を生成する。各像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・
・・ＩＳ_nの検出面上に生成されるこれらの像の位置
は、対応する各結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nの節
点から見た光源の方向に対応している。

【００２３】従って、各像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、
ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの検出面上に生成された光源の像の位
置を検出することにより、標識たる光源Ｓ_aあるいは光
源Ｓ_bの方向を検出することができる。

【００２４】図１においては、標識たる光源Ｓ_aあるい
は光源Ｓ_bが、標識方向検出装置１０に近接した位置に
示されているため、各結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・
Ｌ_nへの光線の入射の方向、即ち、各像位置検出素子Ｉ
Ｓ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの検出面上における結像
位置が、かなり異なるように描かれているが、標識たる
光源Ｓ_aあるいは光源Ｓ_bが標識方向検出装置１０から十
分に離れた位置に存在する場合、即ち、ほぼ平行な入射
光線の場合には、各像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ
₃・・・ＩＳ_nの検出面上でほぼ同一の位置に結像され、
複数の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_n
におけるそれぞれの出力端子Ｔ_a、Ｔ_bからの出力信号
（検出信号）は、各像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ
₃・・・ＩＳ_nでほぼ同一の位置に対応した信号として出
力される。

【００２５】なお、図１に示したように、標識たる光源
Ｓ_aあるいは光源Ｓ_bが標識方向検出装置１０に近接して
いる場合には、個々の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、Ｉ
Ｓ₃・・・ＩＳ_nでの検出方向は異なったものとなるが、
後述するように、複数の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、
ＩＳ₃・・・ＩＳ_nからの出力信号が加算出力されるよう
にした場合には、全体の平均的な方向を示した出力信号
が得られる。

【００２６】ところで、個々の像位置検出素子ＩＳ₁、
ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nに達する光量は、対応する個
々の結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nの開口に対して
比例的に減少するが、本発明の第１の実施例による標識
方向検出装置１０が受ける総光量は、各像位置検出素子
ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nに対応する個々の結像
レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_nの開口で受ける光量の総
和となるために、従来の標識方向検出装置を単純に小型
化した場合のように、標識の存在方向を検出するために
利用される光量が極端に低下することはない。

【００２７】図２は、本発明による第２の実施例を示す
標識方向検出装置２０の概略断面説明図であり、上記第
１の実施例に示した標識方向検出装置１０における個々
の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの出
力信号を加算して出力できるように、それぞれの像位置
検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nに設置されて
いる出力端子Ｔ_a、Ｔ_bを並列接続して、その並列接続の
出力端子たる総合端子Ｔ_A、Ｔ_Bにより各像位置検出素子
ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの出力信号の総和を検
出できるように構成されている。

【００２８】即ち、結像レンズＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_n
の開口の受ける総光量に対応した光電流出力信号を、標
識方向検出に使用できる。

【００２９】このように、個々の像位置検出素子Ｉ
Ｓ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの出力信号を加算して出
力することにより、標識の存在方向を検出するために利
用する出力信号のレベルを高く、即ち、Ｓ／Ｎ比を大き
くすることができるようになり検出誤差を著しく減少し
て、安定した計測を行うことができるようになる。

【００３０】なお、標識位置が標識方向検出装置２０に
比較的近い状態では、入射光が平行からかなり外れ、個
々の像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nよ
り見た標識の存在方向は、各像位置検出素子ＩＳ₁、Ｉ
Ｓ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの位置により微妙に異なったも
のとなるが、第２の実施例のように、各像位置検出素子
ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nに設置されている出力
端子Ｔ_a、Ｔ_bを並列接続した場合には、各像位置検出素
子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nの間で平均的な標識
の方向が検出されることになる。

【００３１】図３は、本発明による第３の実施例を示す
標識方向検出装置３０の概略断面説明図であり、上記第
１の実施例に示した標識方向検出装置３０における各像
位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nを所定の
グループに分割し、分割された各グループ毎に各像位置
検出素子に設置されている出力端子Ｔ_a、Ｔ_bを並列接続
し、各グループ毎の総合端子Ｔ_A1、Ｔ_B1・・・Ｔ_An、Ｔ
_Bnにより各グループ毎の各像位置検出素子の出力信号の
総和を検出できるように構成されている。

【００３２】この第３の実施例による標識方向検出装置
３０によれば、各グループ毎の平均的な標識の方向が検
出されることになる。

【００３３】従って、標識方向検出装置３０における各
像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nを所定
のグループ毎に分割する際に、各像位置検出素子Ｉ
Ｓ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nが構成する面の領域毎に
分割することにより、各領域毎での平均的な標識の方向
を検出することができるので、各グループ毎の出力信号
を演算処理することにより、標識の方向のみではなく標
識までの距離などのような、さらに高度な情報の獲得が
可能となる。

【００３４】即ち、図３に示す第３の実施例のように、
各像位置検出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nを上
側と下側の二つのグループに分割したものでは、それぞ
れのグループからの出力信号は平均的な標識の方向に対
応する値となり、それらの値の差をとれば標識までの距
離にほぼ反比例した値が得られる。従って、各像位置検
出素子ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_nを上側と下側の
二つのグループに分割することにより、上側グループと
下側グループとによる３角測量とほぼ同様な測定効果を
得ることができる。

【００３５】ここにおいて、上記した第１乃至第３の実
施例において用いられた像位置検出素子としては、光電
膜層に抵抗層を重ね、光電膜層に投射された光により生
成される光電流が抵抗層を伝わり、その両端の出力電極
より出力される出力電流を検出し、これらを演算するこ
とで、光電膜層上の光の位置を算出するようにした半導
体像位置検出素子（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉ
ｖｅＤｅｖｉｃｅ：以下、「ＰＳＤ」と称す。）や分
割型半導体像位置検出素子（分割型光電センサー）など
が広く使用されている。

【００３６】図４は、１次元ＰＳＤの概略構造を示す断
面図であり、高抵抗半導体の絶縁層Ｉの両面に均一な抵
抗層によるＰ型抵抗層ＰとＮ型抵抗層Ｎとを重ね、Ｐ型
抵抗層Ｐの両端に出力信号（出力電流）を取り出す一対
の電極Ｔ_a、Ｔ_bを設けるとともに、Ｎ型抵抗層Ｎに共通
電極Ｃを設けて光電効果を得るものである。

【００３７】上記１次元ＰＳＤにおいては、Ｐ型抵抗層
の上面に光源Ｓ_nから光線が投射されると、投射された
光線で生成される光電流が抵抗層Ｐを伝わり、光入射位
置と電極Ｔ_a、Ｔ_bとの間の抵抗層Ｐの抵抗比に応じて分
割された電流値ｉ_a、ｉ_bを検出するとともに、電極
Ｔ_a、Ｔ_bから出力される出力電流Ｉ_a、Ｉ_bの差を検出
し、これらを演算することにより、光強度およびその変
化に無関係に抵抗層Ｐ上の光像の位置などを検出するこ
とができるようになっている。

【００３８】また、図５には、２分割型光電センサーが
示されており、電極Ｔ_a、Ｔ_bが設けられている。

【００３９】さらにまた、図６には、４分割型光電セン
サーが示されており、電極Ｔ_a、Ｔ_b、Ｔ_c、Ｔ_dが設けら
れている。

【００４０】なお、こうしたＰＳＤや分割型光電センサ
ーを本発明の像位置検出素子として面状に規則的に配置
して、本発明の標識方向検出装置を製造する場合には、
個々に製作したＰＳＤや分割型光電センサーを面状に規
則的に配置するのではなく、集積回路技術によって同一
の半導体基板上に複数個のＰＳＤや分割型光電センサー
を規則的に配置して、標識方向検出装置を製造すること
ができるものである。

【００４１】そして、ＰＳＤや分割型光電センサーを像
位置検出素子として採用して、複数の像位置検出素子の
出力端子からの出力信号を加算出力するように構成する
場合には、図７および図８に示すように、単に対応する
各像位置検出素子の出力端子を導体により並列接続する
のみでよい。

【００４２】即ち、同一の半導体基板上に複数個のＰＳ
Ｄあるいは分割型光電センサーを所定の間隙を保持して
配置し、当該間隙部に導体パターンを生成して、各ＰＳ
Ｄや分割型光電センサーの対応する正・負の出力電極ｔ
_x、ｔ_yを導体パターンに並列に接続することにより構成
することができる。

【００４３】なお、図７は１次元ＰＳＤを採用した標識
の検出方向が１次元の標識方向検出装置の場合を示し、
図８は２次元ＰＳＤを採用した標識の検出方向が２次元
の標識方向検出装置の場合を示している。

【００４４】一方、ほぼ平行な入射光線が、像位置検出
素子の検出面上で集束するように、像位置検出素子にほ
ぼ密着状態で配置されている結像レンズを構成するに
は、以下のようにすればよい。

【００４５】例えば、図９および図１０は標識の検出方
向が１次元の標識方向検出装置の例を示しており、像位
置検出素子としての１次元ＰＳＤの上面に、円筒状レン
ズとして所定の長さに切断された均一な円筒状のグラス
ファイバロッド４０、あるいはグラスファイバなどによ
りかまぼこ型に成形されたレンズを規則的に一層に並べ
て配置し、その周囲を樹脂などにより接着固定すればよ
い。

【００４６】図１１は標識の検出方向が２次元の標識方
向検出装置の例を示しており、２次元ＰＳＤの上面に、
所定の長さに切断された均一な円筒状のグラスファイバ
ロッド４０を上下２層に直交させて配置し、その周囲を
樹脂などにより接着固定すればよい。

【００４７】図１２も標識の検出方向が２次元の標識方
向検出装置の例を示しており、２次元ＰＳＤの上面に、
２次元ＰＳＤの配置に対応して球面レンズ群を規則的に
並べて配置し、樹脂などで貼り合わせたものである。

【００４８】また、本発明による結像レンズとしては、
上記したものに限られず、平面状のガラス材に、部分的
に屈折率が変化するように別の材料を拡散させたり、あ
るいは注入したりして製作されるグラディエント・イン
デックス（屈折率勾配）型の微小レンズも使用すること
ができる。

【００４９】なお、結像レンズとしては、上記した円筒
状レンズとして所定の長さに切断された均一な円筒状の
グラスファイバロッド４０、かまぼこ型に成形されたレ
ンズあるいは球面レンズ群、グラディエント・インデッ
クス（屈折率勾配）型の微小レンズあるいは上記以外の
構成のものから、標識方向検出装置の設計に応じて適宜
のものを選択してよい。

【００５０】さらに、標識の検出方向が１次元の標識方
向検出装置も、標識の検出方向が２次元の標識方向検出
装置も、像位置検出素子に対応した結像レンズを集積回
路製作技術により、像位置検出素子に重ね合せて一体的
に製作することが可能である。例えば、集積回路パター
ンの転写に広く用いられているフォトレジスト（ＰＭＭ
Ａなど）によって、結像レンズとしての微小レンズを構
成することができる。

【００５１】即ち、図１３に示すように、シリコンなど
の基板上に所定のＰＳＤを規則的に配置して製造した後
に、ＰＭＭＡ膜を塗布し、結像レンズ群に対応したマス
クパターンを焼き付け、表面が球面状あるいは円筒状と
なるように現像することにより、ＰＭＭＡ膜自体を結像
レンズとして使用すればよい。

【００５２】なお、各像位置検出素子に対応して、アパ
ーチャ（開口部）を備えた遮蔽部材を配置する構成も可
能である。しかしながら、結像レンズに比べて、像位置
検出素子の受光量が低下するなどの問題点があるので、
この構成は光源からの光量が十分に得られる場合には有
効である。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５４】個々の像位置検出素子を微小化して面状に
規則的に並べて配置し、各像位置検出素子に対応して微
小化した複数の結像レンズを密着状態でそれぞれ配置す
るようにしたため、光軸方向の大きさを著しく微小化す
ることができるので、空間的に装備部分が狭く制限され
るような対象物への適用が容易となる。

【００５５】また、個々の像位置検出素子が全体して検
出に使用する光量は、個々の像位置検出素子が検出に使
用する光量の総和となるので、従来の像位置検出装置を
そのまま小型化する場合のように、検出に使用する光量
が著しく低下することを防止することができる。

【００５６】さらに、各像位置検出素子の出力端子を並
列接続することにより、各像位置検出素子からの出力信
号が加算出力されるようになるために、従来の像位置検
出装置をそのまま小型化したものに比べて、Ｓ／Ｎ比の
低下を生じることがなく、誤差の少ない安定した計測を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による標識方向検出装置
の概略断面説明図である。

【図２】本発明の第２の実施例による標識方向検出装置
の概略断面説明図である。

【図３】本発明の第３の実施例による標識方向検出装置
の概略断面説明図である。

【図４】１次元ＰＳＤの概略構成を示す断面説明図であ
る。

【図５】２分割型光電センサーを示す説明図である。

【図６】４分割型光電センサーを示す説明図である。

【図７】像位置検出素子として１次元ＰＳＤを採用した
場合における、標識の検出方向が１次元である本発明に
よる標識方向検出装置の結線状態説明図である。

【図８】像位置検出素子として２次元ＰＳＤを採用した
場合における、標識の検出方向が２次元である本発明に
よる標識方向検出装置の結線状態説明図である。

【図９】標識の検出方向が１次元である本発明による標
識方向検出装置のグラスファイバによるレンズの配置を
示す斜視図である。

【図１０】標識の検出方向が１次元である本発明による
標識方向検出装置のかまぼこ型レンズの配置を示す斜視
図である。

【図１１】標識の検出方向が２次元である本発明による
標識方向検出装置のグラスファイバによるレンズの配置
を示す斜視図である。

【図１２】標識の検出方向が２次元である本発明による
標識方向検出装置の球面レンズを規則的に並べて配置し
た構成を示す斜視図である。

【図１３】フォトレジスト自体により形成された微小レ
ンズを結像レンズとして用いた場合の断面説明図であ
る。

【図１４】従来の光学的な標識方向検出装置の基本原理
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０標識方向検出装置ＩＳ₁、ＩＳ₂、ＩＳ₃・・・ＩＳ_n 像位置検出素
子Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃・・・Ｌ_n 結像レンズＳ_a、Ｓ_b 光源Ｔ_a、Ｔ_b 出力端子Ｔ_A、Ｔ_B、総合端子Ｔ_A1、Ｔ_B1・・・Ｔ_An、Ｔ_Bn 総合端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の像位置検出素子を面状に規則的に
配置し、前記複数の像位置検出素子のそれぞれに対応し
た複数の結像レンズを、前記複数の像位置検出素子に略
密着状態でそれぞれ配置し、略平行な入射光が、前記複
数の像位置検出素子の各検出面上における前記入射光の
入射方向に対応する位置に、それぞれ集束するようにし
たことを特徴とする標識方向検出装置。
【請求項２】前記複数の像位置検出素子は１次元像位
置検出素子であり、前記複数の結像レンズは所定の長さ
に切断された円筒状レンズまたはかまぼこ型に成形され
たレンズである請求項１記載の標識方向検出装置。
【請求項３】前記複数の像位置検出素子は２次元像位
置検出素子であり、前記複数の結像レンズは球面状のレ
ンズまたは上下２層に交差させた円筒面レンズである請
求項１記載の標識方向検出装置。
【請求項４】複数の像位置検出素子を面状に規則的に
配置し、前記複数の像位置検出素子のそれぞれに対応し
た開口部を備えた遮蔽部材を、前記複数の像位置検出素
子に密着状態でそれぞれ配置し、略平行な入射光が、前
記複数の像位置検出素子の各検出面上における前記入射
光の入射方向に対応する位置に、それぞれ投射されるよ
うにしたことを特徴とする標識方向検出装置。
【請求項５】前記複数の像位置検出素子の出力端子を
並列的に接続し、並列的に接続された前記複数の像位置
検出素子の出力端子からの出力信号が加算出力されるよ
うにした請求項１、２、３または４のいずれか１項に記
載の標識方向検出装置。
【請求項６】前記複数の像位置検出素子を複数のグル
ープに分割し、前記複数のグループに分割された前記複
数の像位置検出素子の出力端子を、前記グループ毎に並
列的に接続し、並列的に接続された前記複数の像位置検
出素子の出力端子からの出力信号が前記複数のグループ
毎に加算出力されるようにした請求項１、２、３または
４のいずれか１項に記載の標識方向検出装置。
【請求項７】前記複数の像位置検出素子は半導体像位
置検出素子である請求項１、２、３、４、５または６の
いずれか１項に記載の標識方向検出装置。
【請求項８】前記複数の像位置検出素子は分割型半導
体像位置検出素子である請求項１、２、３、４、５また
は６のいずれか１項に記載の標識方向検出装置。