JPH09236406A - Device and apparatus for detecting position - Google Patents

Device and apparatus for detecting position

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Publication number
JPH09236406A
JPH09236406A JP4572096A JP4572096A JPH09236406A JP H09236406 A JPH09236406 A JP H09236406A JP 4572096 A JP4572096 A JP 4572096A JP 4572096 A JP4572096 A JP 4572096A JP H09236406 A JPH09236406 A JP H09236406A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
photoelectric conversion
detecting device
conversion element
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP4572096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hotta
宏之 堀田
Keiji Fujimagari
啓志 藤曲
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP4572096A priority Critical patent/JPH09236406A/en
Publication of JPH09236406A publication Critical patent/JPH09236406A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small sized position detecting device, a position detecting apparatus and a position variation detecting device. SOLUTION: In a position detecting device, a photoelectric transducer consisting of a lower electrode 2, a photoelectric conversion semiconductor layer 3 and an upper transparent electrode 4 is placed on a position where a part of a light is blocked by a thin film light-shading layer 6 corresponding to a position of a light source (not shown in the figure). The lower electrode 2, the rectangular-shaped photoelectric conversion semiconductor layer 3 and the upper transparent electrode 4 are laminated on a substrate 1. A first transparent layer 5 is further laminated thereon including the upper transparent electrode 4 in a plane and the rectangular shaped thin film light-shading layer 6 is partially laminated on the first transparent layer 5. A second transparent layer 7 is laminated on a region of the rest of the first transparent layer 5 and the thin film light-shading layer 6 in a plane and lastly a film layer 8 is laminated thereon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出デバイス
およびその製造方法、位置検出装置、位置変化検出装置
に関するものである。例えば、機械部品や身体の部位の
運動解析、組立て工程などにおいて、一般に広く利用す
ることができ、特に、微小な対象物に対する3次元の絶
対位置,相対位置の検出に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device, a manufacturing method thereof, a position detecting device, and a position change detecting device. For example, it is generally widely used in motion analysis of mechanical parts and body parts, assembling process, and the like, and is particularly suitable for detecting three-dimensional absolute position and relative position with respect to a minute object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の対象物の位置検出技術において
は、位置検出に対して過剰な性能とコストを必要とする
か、または、厳密な微調整を必要とする部品,装置類を
用いているのが現状である。例えば、従来、特開昭60
−60502号公報や特開昭63−238510号公報
に記載されているように、カメラを複数台用いるものが
ある。しかし、カメラは、本来、画像を全て入力するた
めの装置であるにもかかわらず、単に発光領域を検出す
るためだけに用いているため、余計なコストが必要であ
るばかりでなく、画像処理による発光領域の抽出という
複雑な画像処理過程まで必要となる。
2. Description of the Related Art In the conventional object position detecting technology, parts and devices that require excessive performance and cost for position detection or that require strict fine adjustment are used. is the current situation. For example, conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60
As described in Japanese Patent Laid-Open No. -60502 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-238510, there are some which use a plurality of cameras. However, although the camera is originally a device for inputting all the images, it is used only for detecting the light emitting area, so that not only extra cost is required but also the image processing A complicated image processing process of extracting the light emitting area is also required.

【0003】特開平3−196326号公報に記載され
ているように、レンズと2分割ピンフォトダイオードを
用いるものもある。レンズについては、その構造上、焦
点を有するため、その焦点からはずれた距離にある発光
領域については、正確な3次元位置を検出することが困
難であり、収差の補正のための補正回路またはビットマ
ップ等が必要不可欠となる。もし、ズームレンズを用い
て正確な3次元位置を知ろうとすれば、位置検出時に焦
点合わせのための部品と焦点合わせの過程が必要とな
る。
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-196326, there is a device using a lens and a two-divided pin photodiode. Since the lens has a focal point due to its structure, it is difficult to detect an accurate three-dimensional position in a light emitting region that is away from the focal point, and a correction circuit or a bit for correcting aberration is required. Maps, etc. will be indispensable. If an accurate three-dimensional position is to be known using a zoom lens, a component for focusing and a process of focusing are required at the time of position detection.

【0004】特開平3−150623号公報等に記載さ
れているように、複数の2次元PSDとピンホールを用
いて3次元空間で位置検出または形状測定をするものが
ある。ピンホールは、直進性の良好な光学部品として位
置づけられるが、通過する光量の絶対量が小さくなるた
め、原理的に光量を十分にとれず光源の出力または光電
変換素子の出力での増幅に負担がかかる。
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-150623, there is a device which detects a position or measures a shape in a three-dimensional space by using a plurality of two-dimensional PSDs and pinholes. The pinhole is positioned as an optical component with good straightness, but the absolute amount of light that passes through is small, so in principle it is not possible to obtain a sufficient amount of light and it is burdened with amplification at the output of the light source or the output of the photoelectric conversion element. Takes.

【0005】特開昭54−116258号公報に記載さ
れているように、複数の1次元CCDを互いに直交方向
に対向させるものがあるが、1次元CCDを配置する位
置が限られてしまうため、検出装置の小型化および低コ
スト化が困難である。
As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-116258, there is one in which a plurality of one-dimensional CCDs are opposed to each other in a direction orthogonal to each other, but the positions where the one-dimensional CCDs are arranged are limited. It is difficult to reduce the size and cost of the detection device.

【0006】特開平6−42919号公報に記載されて
いるように、PSDと遮光手段を用るものがある。PS
Dは、発光領域検出に適するが、2〜4個の各端子から
誤差のない正確な電流値を得るためには、均一性の高い
薄膜を得る必要がある。そのため、製造工程での歩留り
が低くなり、コストアップに大きく影響を与えているの
で、簡易なデバイスでの代替が求められている。さら
に、正確な電流値を得るためには、照射される光量を大
きくとる必要があり、特に光量を多く取れないピンホー
ルと組み合せた場合は非常に不利な状況となる。
As described in JP-A-6-42919, there is one using a PSD and a light shielding means. PS
D is suitable for light emitting region detection, but it is necessary to obtain a thin film having high uniformity in order to obtain an accurate current value without error from each of the 2 to 4 terminals. Therefore, the yield in the manufacturing process is low and the cost increase is greatly affected. Therefore, replacement with a simple device is required. Further, in order to obtain an accurate current value, it is necessary to increase the amount of light to be emitted, which is extremely disadvantageous especially when combined with a pinhole that cannot obtain a large amount of light.

【0007】近年、微細加工技術が発展するにつれて、
微小な部品の可動技術や搬送技術の開発が盛んに進めら
れている。可動部分や搬送部分が微小になるほど、これ
らの3次元位置合わせの精度向上が重要かつ解決困難な
課題となってきている。特に、高精度で小型の3次元位
置検出センサの開発と、これを微小な部品に取り付ける
技術の開発が不十分であるため、従来においては、機械
精度のみによって位置合わせを行うか、微少な部品の有
無を知るだけのセンサを用いるか、または、顕微鏡を用
いて目視で位置を確認しているのが現状である。このた
め、正確な3次元位置をリアルタイムで測定し、可動部
にフィードバックすることもできる位置検出デバイスお
よび位置検出装置が望まれている。
In recent years, as fine processing technology has developed,
Development of moving technology and transportation technology for minute parts is actively underway. As the movable part and the transport part become smaller, it becomes more important and more difficult to solve the problem of improving the accuracy of these three-dimensional alignments. In particular, since the development of a highly accurate and small three-dimensional position detection sensor and the technology for attaching it to a minute component are insufficient, in the past, alignment was performed only by machine precision or a minute component was used. The current situation is to use a sensor that only knows whether or not the position is present, or to visually confirm the position using a microscope. Therefore, there is a demand for a position detection device and a position detection device that can measure an accurate three-dimensional position in real time and can feed it back to a movable part.

【0008】例えば、シリコンウェハ上の特定の位置に
プローブを接触させる場合においては、予め接触させる
点の座標を入力しておくか、または、プローブから離れ
た場所にある位置合わせ用マークをカメラで撮影し画像
解析を行うなど、プローブや電極の実際の位置情報のフ
ィードバックなしで接触させているのが現状である。こ
のため、作製するデバイスが微細に加工されるほど、接
触させる電極面積も微小になるため、接触時の位置合わ
せが困難になり、平面上の位置合わせや接触の深さのず
れによる、見かけ上の歩留り低下に加えてデバイス自体
を傷つけてしまい歩留り低下が顕著になってくる。これ
を防ぐためには、現状では作業者が顕微鏡で確認し位置
合わせの誤差をオフセット量として入力するしかない。
For example, when the probe is brought into contact with a specific position on the silicon wafer, the coordinates of the point to be brought into contact are input in advance, or a positioning mark located away from the probe is set by the camera. The current situation is that the probe and the electrode are brought into contact with each other without feedback such as actual position information of the probe and the electrode for image analysis. For this reason, the finer the device to be fabricated, the smaller the electrode area to be brought into contact, which makes alignment at the time of contact difficult, and apparently due to alignment on the plane and displacement of the contact depth. In addition to the decrease in yield, the device itself is damaged, and the decrease in yield becomes remarkable. In order to prevent this, at present, the operator has no choice but to confirm the position with a microscope and input an alignment error as an offset amount.

【0009】また、3次元の微小な移動を行う場合に
は、マイクロメーターを3個組み合せる方法が一般的で
あるが、その移動量を他の手段で確認することは困難で
あり、また、バックラッシュも存在するため、真の移動
量を求めることができない。
Further, in the case of performing a three-dimensional minute movement, a method of combining three micrometers is generally used, but it is difficult to confirm the movement amount by other means, and Since there is also backlash, the true amount of movement cannot be calculated.

【0010】更に、位置検出の応用技術としての、身体
の微小な部位の3次元の運動解析に関しても、従来で
は、小型の3次元位置検出装置が存在しなかったため、
対象物である人体の一部にLEDの付いた棒を装着し
て、微小な動きを拡大した上で、この光点の位置を2台
以上のCCDカメラを用いて撮像し解析するという手法
が取られており、非装着時の本来の運動を再現させるこ
とが困難であり、かつ、装置の大型化が避けられなかっ
た。
Further, regarding the three-dimensional motion analysis of a minute portion of the body as an application technique of position detection, conventionally, there is no small three-dimensional position detecting device,
A method is to attach a rod with an LED to a part of the human body as an object, magnify a minute movement, and then image and analyze the position of this light spot using two or more CCD cameras. Since it is taken, it is difficult to reproduce the original motion when the device is not worn, and the size of the device is inevitable.

【0011】例えば、堀田著,「人間工学」,31
(2),pp.105に記載されているような、手など
の3次元運動や下顎運動の治療時の解析においては、人
体の各所に印をつけてカメラでこの運動を録画し、後で
解析する手法を用いたり、林,「映像情報」(M),1
994−11,pp.1317、および、特開昭54−
116258号公報などに記載されているような、歯に
フェイスボウと呼ばれる棒と数個のLEDを接着した上
で、6台のカメラでこの運動を検出するという大がかり
な装置を必要としている。
For example, Horita, "Ergonomics", 31
(2), pp. In the analysis during treatment of three-dimensional movement of the hand, etc. and mandibular movement as described in 105, it is possible to mark various parts of the human body, record this movement with a camera, and analyze it later. , Hayashi, "Video Information" (M), 1
994-11, pp. 1317 and JP-A-54-
There is a need for a large-scale device as described in Japanese Patent No. 116258, in which a rod called Faith Bow and several LEDs are bonded to teeth and six cameras detect this movement.

【0012】一方、3次元の位置検出技術として、商品
名「FASTRAK」(日商エレクトロニクス)、商品
名「3D MOUSE」(旭エレクトロニクス)などが
商品として発売されている。商品名「FASTRAK」
は、磁場を用いるものであり、測定範囲が3m程度と広
範囲であるが、測定範囲およびその2倍程度の距離内に
磁性体が存在する場合には、磁場が歪められ、補正不可
能な誤差が残るため、測定条件が限定される。商品名
「3D MOUSE」は、超音波を用いるものである
が、周辺の物体からの超音波の反射によるノイズが多く
発生し、やはり測定条件が限定される。
On the other hand, as a three-dimensional position detecting technique, a product name "FASTRAK" (Nissho Electronics), a product name "3D MOUSE" (Asahi Electronics) and the like are on sale. Product name "FASTRAK"
Uses a magnetic field, and the measurement range is as wide as about 3 m. However, when a magnetic substance exists within the measurement range and a distance about twice the measurement range, the magnetic field is distorted and an uncorrectable error occurs. Remains, the measurement conditions are limited. The product name "3D MOUSE" uses ultrasonic waves, but a lot of noise is generated due to the reflection of ultrasonic waves from surrounding objects, and the measurement conditions are also limited.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、小型の位置検出デバイスお
よびその製造方法、位置検出装置、位置変化検出装置を
提供することを目的とするものである。特に、高精度が
要求される微小な対象物に対する3次元の絶対位置,相
対位置等の検出に好適である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small position detecting device, a manufacturing method thereof, a position detecting device, and a position change detecting device. It is a thing. In particular, it is suitable for detection of a three-dimensional absolute position, relative position, etc. with respect to a minute object requiring high accuracy.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
おいては、位置検出デバイスにおいて、光源からの光を
遮光する少なくとも1つの薄膜遮光層と、少なくとも1
つの第1の光電変換素子を有し、第1の光電変換素子
は、前記薄膜遮光層により前記光源の位置に応じて前記
光の一部が遮光される位置に設置されることを特徴とす
るものである。
According to a first aspect of the present invention, in a position detection device, at least one thin film light-shielding layer that shields light from a light source, and at least one thin film light-shielding layer.
One first photoelectric conversion element is provided, and the first photoelectric conversion element is arranged at a position where a part of the light is shielded by the thin film light shielding layer according to the position of the light source. It is a thing.

【0015】請求項2に記載の発明においては、請求項
1に記載の位置検出デバイスにおいて、少なくとも1つ
の透光層を有し、前記薄膜遮光層は、前記透光層に積層
されることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the position detecting device according to the first aspect, at least one light transmitting layer is provided, and the thin film light shielding layer is laminated on the light transmitting layer. It is a feature.

【0016】請求項3に記載の発明においては、請求項
1に記載の位置検出デバイスにおいて、少なくとも1つ
の基板を有し、該基板上に第1の光電変換素子と第1の
透光層と前記薄膜遮光層が順に積層され、前記薄膜遮光
層は部分的に積層されることを特徴とするものである。
また、請求項4に記載の発明においては、請求項1に記
載の位置検出デバイスにおいて、少なくとも1つの第1
の透光層および少なくとも1つの第2の透光層を有し、
前記薄膜遮光層と第1の透光層と第1の光電変換素子が
第2の透光層に順に積層され、前記薄膜遮光層は部分的
に積層されることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the invention, in the position detecting device according to the first aspect, at least one substrate is provided, and the first photoelectric conversion element and the first light transmitting layer are provided on the substrate. The thin film light-shielding layers are sequentially stacked, and the thin film light-shielding layers are partially stacked.
In the invention according to claim 4, in the position detecting device according to claim 1, at least one first
A transparent layer and at least one second transparent layer,
The thin film light-shielding layer, the first light-transmitting layer, and the first photoelectric conversion element are sequentially stacked on the second light-transmitting layer, and the thin-film light-shielding layer is partially stacked.

【0017】さらに、請求項5に記載の発明において
は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の位置検出
デバイスにおいて、特定波長領域を透過させる少なくと
も1つのフィルタ層を有することを特徴とするものであ
る。
Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the position detecting device according to any one of claims 1 to 4 has at least one filter layer for transmitting a specific wavelength region. To do.

【0018】請求項6に記載の発明においては、請求項
1ないし5のいずれか1項に記載の位置検出デバイスに
おいて、少なくとも1つの第2の光電変換素子を有し、
第2の光電変換素子は、前記薄膜遮光層により前記光が
遮光されることのない位置に設置されることを特徴とす
るものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the position detection device according to any one of the first to fifth aspects, at least one second photoelectric conversion element is provided,
The second photoelectric conversion element is arranged at a position where the light is not shielded by the thin film light shielding layer.

【0019】請求項9に記載の発明においては、位置検
出装置において、請求項1ないし6のいずれか1項に記
載の位置検出デバイスを少なくとも1つ有し、前記位置
検出デバイスの出力に基づいて前記光源の位置を演算す
る位置演算手段を有することを特徴とするものである。
さらに、請求項10に記載の発明においては、請求項9
に記載の位置検出装置において、前記位置演算手段は、
前記光源から出射して第1の光電変換素子で受光するま
での光路における媒体の屈折率に基づいて位置の補正を
することを特徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, a position detecting apparatus has at least one position detecting device according to any one of the first to sixth aspects, and based on the output of the position detecting device. It is characterized by having a position calculation means for calculating the position of the light source.
Furthermore, in the invention described in claim 10,
In the position detecting device described in (1), the position calculating means is
It is characterized in that the position is corrected based on the refractive index of the medium in the optical path from the light source to the light reception by the first photoelectric conversion element.

【0020】請求項11に記載の発明においては、位置
検出装置において、位置検出される対象物の少なくとも
一部に設けられた光源と請求項1ないし6のいずれか1
項に記載の位置検出デバイスを少なくとも1つ有するこ
とを特徴とするものである。さらに、請求項12に記載
の発明においては、請求項11に記載の位置検出装置に
おいて、発光体を有し、前記光源は前記発光体からの光
を反射する反射領域であることを特徴とするものであ
る。
According to an eleventh aspect of the invention, in the position detecting device, a light source provided on at least a part of the object whose position is to be detected, and any one of the first to sixth aspects.
It has at least one position detection device described in the paragraph. Further, the invention according to claim 12 is the position detecting device according to claim 11, wherein the position detecting device has a light emitting body, and the light source is a reflection region for reflecting light from the light emitting body. It is a thing.

【0021】請求項13に記載の発明においては、請求
項11または12に記載の位置検出装置において、前記
対象物は感光体であり、電子写真記録機構における位置
検出装置であることを特徴とするものである。また、請
求項14に記載の発明においては、請求項11または1
2に記載の位置検出装置において、前記対象物はレンズ
またはレンズ支持体であり、レンズ移動機構における位
置検出装置であることを特徴とするものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the position detecting device according to the eleventh or twelfth aspect, the object is a photoconductor and is a position detecting device in an electrophotographic recording mechanism. It is a thing. Moreover, in the invention described in claim 14, claim 11 or 1
In the position detecting device according to the second aspect, the object is a lens or a lens support, and is a position detecting device in a lens moving mechanism.

【0022】請求項15に記載の発明においては、位置
変化検出装置において、請求項9ないし14のいずれか
1項に記載の位置検出装置と、該位置検出装置の出力に
基づいて前記対象物の速度,加速度,角速度等の位置変
化量を演算する位置変化演算手段を有することを特徴と
するものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the position change detecting device, the position detecting device according to any one of the ninth to fourteenth aspects and the object based on the output of the position detecting device. It is characterized by having a position change calculation means for calculating a position change amount such as velocity, acceleration, angular velocity and the like.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本出願人は、位置検出デバイスお
よび位置検出装置について、特願平07−288794
号を出願している。本発明においては、この出願に係る
発明を先行技術として、その位置検出の原理を用い、位
置検出デバイスを特に小型化に適した構造にしたもので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The applicant of the present invention discloses a position detecting device and a position detecting device in Japanese Patent Application No. 07-288794.
No. has been filed. In the present invention, the invention according to this application is used as a prior art, and the principle of position detection is used to make the position detection device a structure particularly suitable for downsizing.

【0024】図1は、本発明の位置検出デバイスの第1
の実施の形態の構造図である。図中、1は基板、2は下
部電極、3は光電変換半導体層、4は上部透明電極、5
は第1の透光層、6は薄膜遮光層、7は第2の透光層、
8はフィルタ層である。この実施の形態は、下部電極
2、光電変換半導体層3、上部透明電極4からなる光電
変換素子が、基板1上であって、薄膜遮光層6により図
示しない光源の位置に応じて光の一部が遮光される位置
に設置される位置検出デバイスである。
FIG. 1 shows a first position detecting device according to the present invention.
FIG. 3 is a structural diagram of the embodiment. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a lower electrode, 3 is a photoelectric conversion semiconductor layer, 4 is an upper transparent electrode, 5
Is a first light transmitting layer, 6 is a thin film light shielding layer, 7 is a second light transmitting layer,
8 is a filter layer. In this embodiment, a photoelectric conversion element including a lower electrode 2, a photoelectric conversion semiconductor layer 3, and an upper transparent electrode 4 is provided on the substrate 1 and a thin film light-shielding layer 6 is used to emit light depending on the position of a light source (not shown). It is a position detection device installed at a position where a part is shielded from light.

【0025】基板1上には、下部電極2、長方形状の光
電変換半導体層3、上部透明電極4が積層され、さら
に、上部透明電極4上を含め、第1の透光層5が平坦に
積層され、この第1の透光層5上に長方形状の薄膜遮光
層6が部分的に積層され、残りの第1の透光層5の領域
および薄膜遮光層6上に第2の透光層7が平坦に積層さ
れ、最後にフィルタ層8が積層されている。下部電極2
は基板1上に伸びて配線ラインを兼ねる。上部透明電極
4への配線ラインも必要であるが、適宜設けることがで
きるので図示を省略した。薄膜遮光層6の右端を光電変
換半導体層3の中央部上に位置させると好適であり、左
端および図示できない紙面手前および紙面向こうの端部
は、光電変換半導体層3の対応する端部から十分離れた
位置にある。
A lower electrode 2, a rectangular photoelectric conversion semiconductor layer 3 and an upper transparent electrode 4 are laminated on the substrate 1, and the first transparent layer 5 including the upper transparent electrode 4 is flattened. The rectangular thin film light-shielding layer 6 is partially laminated on the first light-transmitting layer 5 and the second light-transmitting layer 6 and the thin film light-shielding layer 6 are formed on the remaining region of the first light-transmitting layer 5 and the second light-transmitting layer 6. Layer 7 is laminated flat and finally filter layer 8 is laminated. Lower electrode 2
Extends on the substrate 1 and also serves as a wiring line. A wiring line to the upper transparent electrode 4 is also necessary, but it is not shown because it can be appropriately provided. It is preferable to position the right end of the thin film light-shielding layer 6 on the central portion of the photoelectric conversion semiconductor layer 3, and the left end and the front end (not shown) and the end on the other side of the paper are sufficiently separated from the corresponding end of the photoelectric conversion semiconductor layer 3. Located in a remote location.

【0026】製造方法については、図10を参照して後
述する。ここでは、各構成要素の一具体例をあげる。基
板1はガラスであり、光電変換半導体層3はシリコンフ
ォトダイオード、下部電極2はTa,Ti,Crなど、
上部透明電極4はITOである。薄膜遮光層6は、T
a,Ti,Crなどの金属薄膜層であるが、Alの薄膜
でもよい。第1,第2の透光層5は、いずれも光を透過
させる層間膜であり、ポリイミド等の有機膜またはSi
2 ,SiN等の無機膜である。フィルタ層8は、例え
ば、着色されたプラスチックフィルムであり、位置検出
用の光の波長領域を透過させ外乱光を遮断する。第2の
透光層7およびフィルタ層8は、保護膜としての機能を
有するが、必ずしも必要ではない。また、第1の透光層
5,第2の透光層7の少なくとも一方を着色してフィル
タ機能をもたせてもよい。
The manufacturing method will be described later with reference to FIG. Here, a specific example of each component will be given. The substrate 1 is glass, the photoelectric conversion semiconductor layer 3 is a silicon photodiode, the lower electrode 2 is Ta, Ti, Cr, or the like.
The upper transparent electrode 4 is ITO. The thin film light-shielding layer 6 is T
Although it is a metal thin film layer of a, Ti, Cr, etc., it may be an Al thin film. The first and second translucent layers 5 are both interlayer films that transmit light, and are made of an organic film such as polyimide or Si.
It is an inorganic film such as O 2 or SiN. The filter layer 8 is, for example, a colored plastic film, and transmits the wavelength region of light for position detection and blocks ambient light. The second light transmissive layer 7 and the filter layer 8 have a function as protective films, but are not always necessary. Further, at least one of the first light transmitting layer 5 and the second light transmitting layer 7 may be colored to have a filter function.

【0027】図2は、本発明の位置検出デバイスの第2
の実施の形態の構造図である。図中、図1と同様な部分
には同じ符号を用いて説明を省略する。この実施の形態
は、下部電極2、光電変換半導体層3、上部透明電極4
からなる光電変換素子が、第1の透光層5上であって、
薄膜遮光層6により図示しない光源の位置に応じて光の
一部が遮光される位置に設置される位置検出デバイスで
あるが、基板1はない。
FIG. 2 shows a second position detecting device according to the present invention.
FIG. 3 is a structural diagram of the embodiment. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the lower electrode 2, the photoelectric conversion semiconductor layer 3, the upper transparent electrode 4 are used.
A photoelectric conversion element consisting of is on the first light-transmitting layer 5,
The position detecting device is installed at a position where a part of light is shielded by the thin film light shielding layer 6 according to the position of a light source (not shown), but the substrate 1 is not provided.

【0028】第2の透光層7の下面に長方形状の薄膜遮
光層6が部分的に積層され、第2の透光層7の残りの領
域を含めて第1の透光層5が積層され、その下に、上部
透明電極4、長方形状の光電変換半導体層3、下部電極
2が積層される。第2の透光層7の上面にはフィルタ層
8が積層される。上部透明電極4は第1の透光層5の下
面を右に伸びて配線ラインを兼ねる。下部電極2への配
線ラインは図示を省略した。薄膜遮光層6の右端を光電
変換半導体層3の中央部上に位置させると好適であり、
右端および図示できない紙面手前および紙面向こうの端
部は、光電変換半導体層3の対応する端部から十分離れ
た位置にある。
A rectangular thin film light-shielding layer 6 is partially laminated on the lower surface of the second light transmitting layer 7, and the first light transmitting layer 5 is laminated including the remaining region of the second light transmitting layer 7. Then, the upper transparent electrode 4, the rectangular photoelectric conversion semiconductor layer 3, and the lower electrode 2 are laminated underneath. The filter layer 8 is laminated on the upper surface of the second light transmissive layer 7. The upper transparent electrode 4 extends rightward from the lower surface of the first light transmitting layer 5 and also serves as a wiring line. The wiring line to the lower electrode 2 is not shown. It is preferable to position the right end of the thin film light-shielding layer 6 on the central portion of the photoelectric conversion semiconductor layer 3.
The right end and the front and back edges of the paper, which are not shown, are sufficiently distant from the corresponding edges of the photoelectric conversion semiconductor layer 3.

【0029】図面では、薄膜遮光層6を右側に配置した
が、図1と同様に左側に配置させることもできる。製造
方法については、図11を参照して後述する。第1の実
施の形態と同様に、第2の透光層7を除いてもよいが、
この場合、薄膜遮光層6は第1の透光層5上に部分的に
積層される。フィルタ層8は必ずしも必要ではなく、第
1の透光層5,第2の透光層7の少なくとも一方を着色
しフィルタ層の機能をもたせてもよい。
Although the thin film light-shielding layer 6 is arranged on the right side in the drawing, it may be arranged on the left side as in FIG. The manufacturing method will be described later with reference to FIG. Similarly to the first embodiment, the second light transmissive layer 7 may be omitted,
In this case, the thin film light shielding layer 6 is partially laminated on the first light transmitting layer 5. The filter layer 8 is not always necessary, and at least one of the first light transmitting layer 5 and the second light transmitting layer 7 may be colored to have the function of the filter layer.

【0030】上述した第1,第2の位置検出デバイスを
1個だけ用いても1次元の位置検出が可能であるが、3
個使用し、さらに第2の光電変換素子を設けて3次元の
位置検出デバイスとしたものについて位置検出原理を説
明する。
One-dimensional position detection is possible even if only one of the first and second position detection devices described above is used.
The position detection principle will be described with respect to a device which is used as a three-dimensional position detection device by further using the second photoelectric conversion element.

【0031】図3は、本発明の第1,第2の実施の形態
の位置検出デバイスの平面図である。図4,図5は、図
3に示した構成の動作原理の説明図である。図4(A)
は、図3のx−y平面の断面図、図4(B)は、図4
(A)における光源と各部の位置関係を示す説明図であ
る。図5(A)は、図3のx−z平面の断面図であり、
図5(B)は、図5(A)における光源と各部の位置関
係を示す説明図である。図中、11〜13は第1の光電
変換素子、14は第2の光電変換素子、15〜17は遮
光板、18は光源、19は原点である。
FIG. 3 is a plan view of the position detecting device according to the first and second embodiments of the present invention. 4 and 5 are explanatory diagrams of the operation principle of the configuration shown in FIG. FIG. 4 (A)
Is a cross-sectional view taken along the xy plane of FIG. 3, and FIG.
It is explanatory drawing which shows the light source in (A) and the positional relationship of each part. 5A is a cross-sectional view of the xz plane of FIG.
FIG. 5B is an explanatory diagram showing the positional relationship between the light source and each part in FIG. In the figure, 11 to 13 are first photoelectric conversion elements, 14 is a second photoelectric conversion element, 15 to 17 are light shielding plates, 18 is a light source, and 19 is an origin.

【0032】最初に、図1,図2に示した構成との対応
関係を説明する。図3に示す位置検出デバイスは、1つ
の第1の光電変換素子11〜13とこれに近接した1つ
の遮光板15〜17からなる1組を、図1,図2に示し
た位置検出デバイスで実現するものである。したがっ
て、図1,図2に示した下部電極2、光電変換半導体層
3、上部透明電極4からなる光電変換素子は、第1の光
電変換素子11〜13のそれぞれに用いられ、また、薄
膜遮光層6は遮光板15〜17のそれぞれに用いられ
る。図1,図2に示した第1の透光層5は、所定間隔を
保持する支持体となり、第2の透光層7は、支持体ある
いは保護層となり、フィルタ層8は外乱光を除去する
が、いずれも位置検出原理に直接的には関与しないた
め、図3ないし図5において図示を省略している。
First, the correspondence relationship with the configuration shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The position detection device shown in FIG. 3 is a set of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 and one light shielding plate 15 to 17 adjacent to the first photoelectric conversion elements 11 to 13, and the position detection device shown in FIGS. It will be realized. Therefore, the photoelectric conversion element including the lower electrode 2, the photoelectric conversion semiconductor layer 3, and the upper transparent electrode 4 shown in FIGS. 1 and 2 is used for each of the first photoelectric conversion elements 11 to 13, and the thin film light shielding is performed. The layer 6 is used for each of the light shielding plates 15 to 17. The first light-transmitting layer 5 shown in FIGS. 1 and 2 serves as a support that holds a predetermined distance, the second light-transmitting layer 7 serves as a support or a protective layer, and the filter layer 8 removes ambient light. However, none of them directly relates to the principle of position detection, and therefore is not shown in FIGS. 3 to 5.

【0033】あるいは、3個の第1の光電変換素子11
〜13および第2の光電変換素子14を一括して一枚の
基板1または第1の透明電極5上に積層してもよい。そ
の際、第1の透光層5,第2の透光層も一枚とし、遮光
板15〜17は、一括して図1に示した第1の透光層5
または図2に示した第2の透光層7上に積層する。フィ
ルタ層8についても1枚のフィルムを全体に積層するこ
とができる。第1,第2の実施の形態は積層構造が異な
るものの、動作原理は同じであるため、以後、両者を区
別せずに説明する。
Alternatively, the three first photoelectric conversion elements 11
13 to 13 and the second photoelectric conversion element 14 may be collectively stacked on one substrate 1 or the first transparent electrode 5. At that time, the number of the first light-transmitting layer 5 and the second light-transmitting layer is also one, and the light shielding plates 15 to 17 collectively include the first light-transmitting layer 5 shown in FIG.
Alternatively, it is laminated on the second transparent layer 7 shown in FIG. As for the filter layer 8, one film can be entirely laminated. Although the first and second embodiments have different laminated structures, the operating principles are the same, and hence the following description will be made without distinguishing between the two.

【0034】図3ないし図5に示す位置検出デバイス
は、光源18からの光を遮光する遮光板15〜17によ
り光源18の位置に応じて光の一部が遮光される位置
に、第1の光電変換素子11〜13が設置される3次元
位置検出装置である。さらに、遮光板15〜17により
光源18からの光が遮光されることのない位置に、第2
の光電変換素子14が設置されるものである。
The position detecting device shown in FIGS. 3 to 5 has a first position at a position where a part of the light is blocked by the light blocking plates 15 to 17 for blocking the light from the light source 18 according to the position of the light source 18. This is a three-dimensional position detection device in which the photoelectric conversion elements 11 to 13 are installed. In addition, the light shield plates 15 to 17 are provided at the second position at a position where the light from the light source 18 is not shielded.
The photoelectric conversion element 14 is installed.

【0035】図3に示すように、説明を簡単にするた
め、3個の第1の光電変換素子11〜13と1個の第2
の光電変換素子14が、同一のy−z平面上に設置さ
れ、これらはy軸またはz軸方向に端を有する同一の矩
形であるとする。この平面からx方向に所定距離hだけ
離間した平面上に、第1の光電変換素子11〜13のそ
れぞれに対応して遮光板15〜17が設置され、これら
はy軸またはz軸方向に端を有する同一の矩形であると
する。
As shown in FIG. 3, in order to simplify the explanation, three first photoelectric conversion elements 11 to 13 and one second photoelectric conversion element 11 are used.
The photoelectric conversion elements 14 are installed on the same yz plane, and these are the same rectangle having an end in the y-axis or z-axis direction. Light-shielding plates 15 to 17 are installed corresponding to the respective first photoelectric conversion elements 11 to 13 on a plane separated from the plane by a predetermined distance h in the x direction, and these are shielded in the y-axis or z-axis direction. Are the same rectangle with.

【0036】第1の光電変換素子11および遮光板15
の組は、第1の光電変換素子12および遮光板16の組
とy軸方向に対向し、これに直交して、z軸方向に第2
の光電変換素子14と、第1の光電変換素子13および
遮光板17の組とが対向して設置されている。第2の光
電変換素子14は、第1の光電変換素子11〜13と同
一の矩形とする。
First photoelectric conversion element 11 and light shield plate 15
Of the first photoelectric conversion element 12 and the light shielding plate 16 are opposed to each other in the y-axis direction and are orthogonal to the second set in the z-axis direction.
The photoelectric conversion element 14 and the set of the first photoelectric conversion element 13 and the light shielding plate 17 are installed to face each other. The second photoelectric conversion element 14 has the same rectangular shape as the first photoelectric conversion elements 11 to 13.

【0037】図4(A),図5(A)に示すように、光
源18からの無指向性の光は、遮光板15〜17を介し
て第1の光電変換素子11〜13で受光され、遮光板1
5〜17を介さずに第2の光電変換素子14の全面で受
光される。このとき、第1の光電変換素子11〜13に
おいては、光の入射方向、言い換えれば、第1の光電変
換素子11〜13の各位置から光源18を見たときの立
体角に依存して、遮光板15〜17の影になる遮光領域
が変化することにより、受光領域の面積が変化する。図
中、第1の光電変換素子11〜13の遮光領域は、黒く
塗りつぶされている。
As shown in FIGS. 4A and 5A, omnidirectional light from the light source 18 is received by the first photoelectric conversion elements 11 to 13 via the light shielding plates 15 to 17. , Light shield 1
The light is received on the entire surface of the second photoelectric conversion element 14 without passing through 5 to 17. At this time, in the first photoelectric conversion elements 11 to 13, depending on the incident direction of light, in other words, depending on the solid angle when the light source 18 is viewed from each position of the first photoelectric conversion elements 11 to 13, The area of the light receiving area changes due to the change of the light shielding area that is shaded by the light shielding plates 15 to 17. In the figure, the light shielding regions of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 are filled with black.

【0038】第1の光電変換素子11〜13は、この受
光面積に応じた総光量を電流または電圧に変換して出力
する。第1の光電変換素子11〜13の光電流を電流電
圧変換部を通して電圧に変換してもよい。各第1の光電
変換素子11〜13から得られる電流値または電圧値を
演算することによって、光源18の1次元位置や2次元
位置、または3次元位置を検出することができる。第1
の光電変換素子の個数は、光源18の1次元上の位置を
検出する場合には1個、2次元上の位置を検出する場合
には2個、3次元上の位置を検出する場合には3個でよ
い。
The first photoelectric conversion elements 11 to 13 convert the total amount of light corresponding to the light receiving area into a current or a voltage and output it. The photocurrents of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 may be converted into voltages through the current / voltage conversion unit. By calculating the current value or the voltage value obtained from each of the first photoelectric conversion elements 11 to 13, the one-dimensional position, the two-dimensional position, or the three-dimensional position of the light source 18 can be detected. First
The number of photoelectric conversion elements is 1 when detecting the one-dimensional position of the light source 18, two when detecting the two-dimensional position, and two when detecting the three-dimensional position. Three is enough.

【0039】本発明は、後述する他の実施の形態を含
め、レンズを用いないため、焦点距離や収差を考慮した
設計を必要とせず、組立て時の調整の困難さもない。ま
た、ピンホールやスリットとは異なり、単に第1の光電
変換素子11〜13の一端からの遮光という方法をとっ
ているため、受光面積を大きくとることができる。その
結果、光量も大きく、遠方を含む広範囲での位置検出を
行うことが可能となる。
Since the present invention, including other embodiments described later, does not use a lens, there is no need for a design considering the focal length and aberrations, and there is no difficulty in adjustment during assembly. Further, unlike the pinholes and slits, since the method of simply shielding light from one end of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 is adopted, a large light receiving area can be taken. As a result, the amount of light is large, and it becomes possible to perform position detection in a wide range including a distant place.

【0040】なお、図4(A),図4(B)は、x−y
平面の断面図であるから、z=0である一断面を表わす
にすぎないが、x−y平面に平行な他の断面において
も、第1の光電変換素子11,12と、遮光板15,1
6や光源18との断面上の位置および角度関係は同様で
ある。光源18の位置の座標は、図3においては(x,
y,z)で表わされているが、このような断面上では、
光源18の位置のz座標に無関係に位置および角度関係
が決まるため、図4(A),(B)においては、光源1
8の位置の座標を(x,y)として示している。
It should be noted that FIGS. 4A and 4B show xy
Since it is a cross-sectional view of a plane, it only represents one cross section where z = 0, but in other cross sections parallel to the xy plane, the first photoelectric conversion elements 11 and 12 and the light shielding plate 15, 1
6 and the light source 18 have the same position and angle relationship on the cross section. The coordinates of the position of the light source 18 are (x,
y, z), but on such a cross section,
Since the position and the angular relationship are determined irrespective of the z coordinate of the position of the light source 18, in FIG. 4A and FIG.
The coordinates of the position 8 are shown as (x, y).

【0041】同様に、図5(A),図5(B)は、y=
0であるx−z平面の断面図であるが、x−z平面に平
行な他の断面においても、第1の光電変換素子13と、
遮光板17や光源18との断面上の位置および角度関係
は同様である。光源18の位置の座標も、このような断
面上では、y座標に無関係に位置および角度関係が決ま
るため、図5(A),(B)においては、光源18の位
置の座標を(x,z)として示している。
Similarly, in FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B), y =
It is a cross-sectional view of the xz plane which is 0, but in the other cross section parallel to the xz plane, the first photoelectric conversion element 13 and
The cross-sectional position and angular relationship with the light-shielding plate 17 and the light source 18 are the same. On such a cross section, the position and angular relationship of the position of the light source 18 is determined irrespective of the y coordinate. Therefore, in FIGS. 5A and 5B, the position coordinate of the light source 18 is (x, z).

【0042】しかし、第1の光電変換素子11〜13の
受光面においては、受光領域においても、光源18から
の距離および光の入射する方向、光源18の照射光の強
度等に依存して単位面積当たりの光量が変化するため、
この変化も第1の光電変換素子11〜13の出力に表わ
れる。その結果、光の入射する方向と受光面積との関係
に基づいて光源18の位置を検出する際には、誤差が生
じる。このため、光源18からの光を全面で受光する第
2の光電変換素子14が設置され、この出力を用いて、
光源18からの距離および光の入射する方向、光源18
の照射光の強度等に依存する単位面積当たりの光量の変
化等を補償することができる。
However, in the light receiving surface of each of the first photoelectric conversion elements 11 to 13, even in the light receiving region, the unit depends on the distance from the light source 18, the incident direction of the light, the intensity of the irradiation light of the light source 18, and the like. Since the amount of light per area changes,
This change also appears in the outputs of the first photoelectric conversion elements 11 to 13. As a result, an error occurs when detecting the position of the light source 18 based on the relationship between the incident direction of light and the light receiving area. Therefore, the second photoelectric conversion element 14 that receives the light from the light source 18 over the entire surface is provided, and by using this output,
Distance from the light source 18 and direction of incidence of light, light source 18
It is possible to compensate a change in the amount of light per unit area depending on the intensity of the irradiation light.

【0043】なお、第1,第2の光電変換素子11〜1
4の位置が若干異なるため、各受光面における、上述し
た光源18からの距離等の相違に依存して、単位面積当
たりの光量が異なるが、これはわずかである。なお、こ
の実施の形態は、各受光面における光の入射する方向の
相違に依存して受光領域と遮光領域の面積比が変化する
ことを利用して位置を検出するものである。しかし、こ
の面積比は、距離hの存在により、各受光面における光
の入射する方向の相違に依存して大きく変化するため、
光の入射する方向の相違による単位面積当たりの光量の
変化の影響は相対的に小さくなる。
Incidentally, the first and second photoelectric conversion elements 11 to 1
Since the positions of 4 are slightly different, the amount of light per unit area differs depending on the difference in the distance from the light source 18 on each light receiving surface, but this is slight. In this embodiment, the position is detected by utilizing the fact that the area ratio of the light-receiving region and the light-shielding region changes depending on the difference in the light incident direction on each light-receiving surface. However, this area ratio greatly changes depending on the difference in the incident direction of light on each light receiving surface due to the existence of the distance h,
The influence of the change in the amount of light per unit area due to the difference in the incident direction of light is relatively small.

【0044】図3に示すように、第1の光電変換素子1
1〜13の原点19側の端は、本来、原点19に一致さ
せた方が演算が簡単になるが、第1の光電変換素子11
〜13は、それぞれある面積を有しているため、原点1
9から距離a1 ,a2 ,a3だけ離れて設置されるもの
とする。また、第1の光電変換素子11〜13の原点1
9側の端とこれに対向する端との間の距離をLとする。
第2の光電変換素子14も、同一の矩形としているが、
後述するように必ずしもこの必要はない。原点19から
原点19側の端までの距離についても厳密な制約はな
く、第1の光電変換素子11〜13と同一の平面上にあ
る必要もなく、これらの近傍に設置されていればよい。
As shown in FIG. 3, the first photoelectric conversion element 1
Originally, if the ends of 1 to 13 on the origin 19 side are made coincident with the origin 19, the calculation becomes easier, but the first photoelectric conversion element 11
Since ~ 13 has a certain area, the origin 1
It is assumed that they are installed at a distance of a 1 , a 2 , and a 3 from 9. In addition, the origin 1 of the first photoelectric conversion elements 11 to 13
The distance between the end on the 9 side and the end facing the end is L.
The second photoelectric conversion element 14 also has the same rectangular shape,
This is not always necessary as described later. There is no strict restriction on the distance from the origin 19 to the end on the side of the origin 19, and the distance does not have to be on the same plane as the first photoelectric conversion elements 11 to 13 and may be installed in the vicinity thereof.

【0045】図4(A),図5(A)に示すように、遮
光板15〜17は、各第1の光電変換素子11〜13か
らx軸方向に一定の距離hとなる平面上に設置され、図
3に示したように、y軸またはz軸方向に端を有する同
一の矩形であり、遮光板15,16の原点19側の端
は、原点19からy軸方向に距離A1 ,A2 、x軸方向
にhだけ離れて設置され、遮光板17の原点19側の端
は原点からz軸方向に距離A3 、x軸方向にhだけ離れ
て設置される。なお、遮光板15〜17は十分薄くされ
るか、少なくともこれらの原点19側の端が鋭いエッジ
状にされることが望ましい。図1,図2に示した薄膜遮
光板6を用いるため、遮光板15〜17を十分薄くする
ことができる。
As shown in FIGS. 4 (A) and 5 (A), the light shielding plates 15 to 17 are arranged on a plane at a constant distance h in the x-axis direction from the first photoelectric conversion elements 11 to 13. As shown in FIG. 3, they are the same rectangle having the ends in the y-axis or z-axis direction, and the ends of the light shields 15 and 16 on the origin 19 side are distance A 1 from the origin 19 in the y-axis direction. , A 2 , and are separated from each other by h in the x-axis direction, and the end of the shading plate 17 on the origin 19 side is separated from the origin by a distance A 3 in the z-axis direction and h in the x-axis direction. It is desirable that the light-shielding plates 15 to 17 be made sufficiently thin, or at least their ends on the side of the origin 19 are formed into sharp edges. Since the thin film light shielding plate 6 shown in FIGS. 1 and 2 is used, the light shielding plates 15 to 17 can be made sufficiently thin.

【0046】また、第1の光電変換素子11において、
受光領域と遮光領域の境界線は、原点よりd1 の距離に
あるとする。同様に、第1の光電変換素子12における
境界線は、d2 の距離、第1の光電変換素子13におけ
る境界線は、d3 の距離にあるとする。したがって、光
がy−z平面に垂直に入射するような、例えば、光源1
8が、原点19を通りy−z平面に垂直な軸上の十分遠
方にある場合には、光電変換素子11〜13の受光面上
が、それぞれ、原点19からd1 =A1 ,d2=A2
3 =A3 の位置を境界線として、受光領域と遮光領域
に分けられることになる。
In the first photoelectric conversion element 11,
It is assumed that the boundary line between the light receiving area and the light shielding area is at a distance of d 1 from the origin. Similarly, the boundary line in the first photoelectric conversion element 12 is at a distance of d 2 , and the boundary line in the first photoelectric conversion element 13 is at a distance of d 3 . Thus, for example, the light source 1 is such that light is incident normal to the yz plane.
8 is sufficiently far on the axis passing through the origin 19 and perpendicular to the y-z plane, the light receiving surfaces of the photoelectric conversion elements 11 to 13 are d 1 = A 1 and d 2 respectively from the origin 19. = A 2 ,
With the position of d 3 = A 3 as a boundary line, the light receiving region and the light shielding region are divided.

【0047】次に、図4(B),図5(B)を用い、各
部の位置と光源18の位置との関係を数式を用いて説明
する。光源18から第1の光電変換素子11〜13への
光路を基に三角形の相似を利用して、境界線の原点から
の距離d1 〜d3 を求める。まず、図4(B)におい
て、次式が成り立つ。
Next, the relationship between the position of each part and the position of the light source 18 will be described using mathematical expressions with reference to FIGS. 4B and 5B. Based on the optical path from the light source 18 to the first photoelectric conversion elements 11 to 13, the distances d 1 to d 3 from the origin of the boundary line are obtained by utilizing the similarity of the triangle. First, in FIG. 4B, the following equation is established.

【0048】(d1 −y)/x=(d1 −A1 )/h (d2 +y)/x=(d2 −A2 )/h これより、 x=−h・y/(d1 −A1 )+h・d1 /(d1 −A1 ) …(1) y=(d2 −A2 )・x/h−d2 …(2) (2)式を(1)式に代入すると、 x=h・(d1 +d2 )/(d1 +d2 −A1 −A2 ) …(3) (3)式を(2)式に代入すると、 y=(A1 ・d2 −A2 ・d1 ) /(d1 +d2 −A1 −A2 ) …(4) が得られる。このように、x,yの座標が求まること
で、まず、x−y平面上の2次元での位置検出が可能と
なる。
(D 1 −y) / x = (d 1 −A 1 ) / h (d 2 + y) / x = (d 2 −A 2 ) / h From this, x = −h · y / (d 1 -A 1) + h · d 1 / (d 1 -A 1) ... (1) y = (d 2 -A 2) · x / h-d 2 ... (2) (2) equation (1) Substituting into x = h · (d 1 + d 2 ) / (d 1 + d 2 −A 1 −A 2 ) ... (3) Substituting equation (3) into equation (2) yields y = (A 1 · d 2 -A 2 · d 1) / (d 1 + d 2 -A 1 -A 2) ... (4) is obtained. As described above, by obtaining the coordinates of x and y, first, the position can be detected in two dimensions on the xy plane.

【0049】図5(B)においては、同様に、次式が成
り立つ。 (d3 +z)/x=(d3 −A3 )/h これより、 z=(d3 −A3 )・x/h−d3 …(5) (5)式を(3)式に代入すると、 z=((A1 +A2 )・d3 −A3 ・(d1 +d2 )) /(d1 +d2 −A1 −A2 ) …(6) が得られる。
Similarly, in FIG. 5B, the following equation holds. (D 3 + z) / x = (d 3 −A 3 ) / h From this, z = (d 3 −A 3 ) · x / h−d 3 (5) substituting, z = ((A 1 + A 2) · d 3 -A 3 · (d 1 + d 2)) / (d 1 + d 2 -A 1 -A 2) ... (6) is obtained.

【0050】また、各第1の光電変換素子11〜13の
出力をV1 〜V3 とし、第2の光電変換素子14の出力
をV0 とする。第1,第2の光電変換素子11〜14の
出力は、それぞれの受光領域の面積に比例するから、次
式が成り立つ。 (d1 −a1 )/L=V1 /V0 (d2 −a2 )/L=V2 /V0 (d3 −a3 )/L=V3 /V0 これより、 d1 =V1 ・(L/V0 )+a1 …(7) d2 =V2 ・(L/V0 )+a2 …(8) d3 =V3 ・(L/V0 )+a3 …(9) となる。
The outputs of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 are V 1 to V 3, and the output of the second photoelectric conversion element 14 is V 0 . Since the outputs of the first and second photoelectric conversion elements 11 to 14 are proportional to the areas of the respective light receiving regions, the following equation is established. (D 1 -a 1) / L = V 1 / V 0 (d 2 -a 2) / L = V 2 / V 0 (d 3 -a 3) / L = V 3 / V 0 From this, d 1 = V 1 · (L / V 0 ) + a 1 (7) d 2 = V 2 · (L / V 0 ) + a 2 (8) d 3 = V 3 · (L / V 0 ) + a 3 … ( 9)

【0051】(7)〜(9)式を(3)〜(6)式に代
入すると、 x=h・(V1 +V2 +(a1 +a2 )・V0 /L) /(V1 +V2 +(a1 +a2 −A1 −A2 )・V0 /L) …(10 ) y=(A1 ・V2 −A2 ・V1 +(a2 ・A1 −a1 ・A2 )・V0 /L) /(V1 +V2 +(a1 +a2 −A1 −A2 )・V0 /L) …(11 ) z=((A1 +A2 )・V3 −A3 ・(V1 +V2 ) +(a3 ・(A1 +A2 )−(a1 +a2 )・A3 )・V0 /L) /(V1 +V2 +(a1 +a2 −A1 −A2 )・V0 /L) …(12 ) によって、x,y,zの座標が求まる。
Substituting the expressions (7) to (9) into the expressions (3) to (6), x = h · (V 1 + V 2 + (a 1 + a 2 ) · V 0 / L) / (V 1 + V 2 + (a 1 + a 2 -A 1 -A 2) · V 0 / L) ... (10) y = (A 1 · V 2 -A 2 · V 1 + (a 2 · A 1 -a 1 · A 2) · V 0 / L ) / (V 1 + V 2 + (a 1 + a 2 -A 1 -A 2) · V 0 / L) ... (11) z = ((A 1 + A 2) · V 3 -A 3 · (V 1 + V 2) + (a 3 · (A 1 + A 2) - (a 1 + a 2) · A 3) · V 0 / L) / (V 1 + V 2 + (a 1 + a 2 −A 1 −A 2 ) · V 0 / L) (12), the coordinates of x, y, z are obtained.

【0052】実際に、第1,第2の光電変換素子11〜
14の出力V1 〜V4 を用いてx,y,z座標を求める
ための演算回路を実現する場合には、演算上の誤差を小
さくするために、第1の光電変換素子11〜13の原点
側の端部は、いずれもx−z平面内の原点から一定の距
離aの位置に配置し、遮光板15〜17の原点側の端
部、すなわち、第1の光電変換素子11〜13上に境界
線を投影する部分は、原点から平面内をy軸またはz軸
方向に一定の距離Aにある点から、さらにこの面に垂直
なx軸方向にhの位置に配置されるようにする。
Actually, the first and second photoelectric conversion elements 11 to 11 are
In the case of realizing an arithmetic circuit for obtaining x, y, z coordinates by using the outputs V 1 to V 4 of 14, the first photoelectric conversion elements 11 to 13 of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 are used in order to reduce an arithmetic error. The end portions on the origin side are all arranged at positions at a constant distance a from the origin in the xz plane, and the end portions on the origin side of the light shielding plates 15 to 17, that is, the first photoelectric conversion elements 11 to 13 are arranged. The part projecting the boundary line above is arranged so that it is arranged at a position at a constant distance A in the y-axis or z-axis direction in the plane from the origin, and at a position h in the x-axis direction perpendicular to this plane. To do.

【0053】すなわち、 A1 =A2 =A3 =A a1 =a2 =a3 =a として、(10)〜(12)式を以下のように簡略化す
ることが望ましい。 x=h・(V1 +V2 +2a・V0 /L) /(V1 +V2 −(2A−2a)・V0 /L) …(13) y=A・(V2 −V1 ) /(V1 +V2 −(2A−2a)・V0 /L) …(14) z=A・(2V3 −(V1 +V2 )) /(V1 +V2 −(2A−2a)・V0 /L) …(15) と表すことができる。このように、各素子の配置を工夫
することによって、簡単な回路を用いて光源の3次元位
置の検出ができる。
That is, it is desirable to simplify equations (10) to (12) as follows, assuming that A 1 = A 2 = A 3 = A a 1 = a 2 = a 3 = a. x = h · (V 1 + V 2 + 2a · V 0 / L) / (V 1 + V 2 - (2A-2a) · V 0 / L) ... (13) y = A · (V 2 -V 1) / (V 1 + V 2 - ( 2A-2a) · V 0 / L) ... (14) z = A · (2V 3 - (V 1 + V 2)) / (V 1 + V 2 - (2A-2a) · V It can be expressed as 0 / L) (15). Thus, by devising the arrangement of each element, the three-dimensional position of the light source can be detected using a simple circuit.

【0054】また、第1,第2の光電変換素子11〜1
4の出力は、演算上の誤差を小さくするために、オペア
ンプで、増幅やオフセット除去を行うことが望ましい。
演算は、電流または電圧をA/D変換によりディジタル
量に変換してからディジタル演算を行なうか、または、
オペアンプ等を用いて電流または電圧のままアナログ演
算を行なってもよい。
Further, the first and second photoelectric conversion elements 11 to 1
It is desirable that the output of 4 be amplified and offset removed by an operational amplifier in order to reduce a calculation error.
The calculation is performed by converting the current or voltage into a digital amount by A / D conversion and then performing digital calculation, or
You may perform an analog calculation with an electric current or voltage using an operational amplifier.

【0055】上述した説明では、演算を簡単にするた
め、第1,第2の光電変換素子11〜14が、同一平面
上に規則的に設置され、この平面から所定距離だけ離間
した平面上に遮光板15〜17が規則的に配置されたも
のについて説明したが、第1,第2の光電変換素子11
〜14は、必ずしも、同一平面上に規則的に配置される
必要はなく、遮光板15〜17についても同様である。
ただし、遮光板15〜17と第1の光電変換素子11〜
13とは、光源18からの光の入射方向に応じ、光の一
部が遮光される位置、例えば、第1の光電変換素子上の
受光領域と遮光領域の面積が変化するような位置に設置
し、上述した式も配置に応じて変える必要がある。
In the above description, in order to simplify the calculation, the first and second photoelectric conversion elements 11 to 14 are regularly installed on the same plane, and on a plane separated from the plane by a predetermined distance. Although the description has been given of the case where the light shielding plates 15 to 17 are regularly arranged, the first and second photoelectric conversion elements 11
No. 14 to No. 14 do not necessarily need to be regularly arranged on the same plane, and the same applies to the light shielding plates 15 to 17.
However, the light shielding plates 15 to 17 and the first photoelectric conversion elements 11 to 11
13 is installed at a position where a part of the light is shielded according to the incident direction of the light from the light source 18, for example, at a position where the areas of the light receiving region and the light shielding region on the first photoelectric conversion element change. However, it is necessary to change the above-mentioned formula according to the arrangement.

【0056】第1の光電変換素子11〜13は、必ずし
も同一の矩形である必要がない。遮光板15〜17につ
いても同様である。それぞれの形状および大きさが互い
に異なっていても、光源18の位置からの光の入射方向
に応じて、受光領域と遮光領域の境界線が規則的に移動
するから、演算により光源18の位置座標を求めること
ができる。光源18からの光の入射方向に応じ受光面上
を受光領域と遮光領域との境界線が移動する際に、光の
入射方向に依存せずに、この境界線の形状が常に一定、
例えば、一定長の直線になるように、遮光板15〜17
および第1の光電変換素子11〜13の形状および設置
位置が定められていれば、上述した式を、そのままま
か、わずかに修正するだけで光源18の位置座標を求め
ることができる。
The first photoelectric conversion elements 11 to 13 do not necessarily have to have the same rectangular shape. The same applies to the light shielding plates 15 to 17. Even if the respective shapes and sizes are different from each other, the boundary line between the light receiving area and the light shielding area is regularly moved according to the incident direction of light from the position of the light source 18, so the position coordinates of the light source 18 are calculated. Can be asked. When the boundary line between the light receiving area and the light blocking area moves on the light receiving surface according to the incident direction of the light from the light source 18, the shape of the boundary line is always constant without depending on the incident direction of the light,
For example, the light-shielding plates 15 to 17 should be straight lines of a certain length.
If the shapes and installation positions of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 are determined, the position coordinates of the light source 18 can be obtained by directly modifying the above equation or by slightly modifying it.

【0057】また、第2の光電変換素子14は、受光領
域において光の入射方向に依存して単位面積当たりの光
量が変化することを補償するものであるから、どのよう
な形状でもよい。上述した(13)〜(15)式などに
おいては、第2の光電変換素子14の受光面の面積に応
じて、係数(V0 /L)の値を変えるだけでよい。
The second photoelectric conversion element 14 compensates for a change in the amount of light per unit area depending on the incident direction of light in the light receiving region, and therefore may have any shape. In the above equations (13) to (15) and the like, it is only necessary to change the value of the coefficient (V 0 / L) according to the area of the light receiving surface of the second photoelectric conversion element 14.

【0058】上述した説明では、第2の光電変換素子1
4を用いた場合を説明した。高精度で位置検出する場合
には、第2の光電変換素子14が必要である。しかし、
第2の光電変換素子14を用いなくても実用上差し支え
ない場合もある。単位面積当たりの光量があらかじめわ
かっている場合、例えば、光源18の検出すべき位置が
狭い範囲に限られていたり、あるいは、光源18の基準
位置からのわずかな相対位置変化を検出する場合などで
ある。逆に、光源18の検出すべき位置が十分離れた数
カ所に限られており、位置検出精度が低くてもよい場合
には、第1の光電変換素子11〜13の出力変化が大き
く、単位面積当たりの光量の変化が誤差にしかならな
い。
In the above description, the second photoelectric conversion element 1
The case where 4 is used has been described. The second photoelectric conversion element 14 is required for highly accurate position detection. But,
In some cases, there is no problem in practical use without using the second photoelectric conversion element 14. When the amount of light per unit area is known in advance, for example, the position to be detected by the light source 18 is limited to a narrow range, or when a slight relative position change from the reference position of the light source 18 is detected. is there. On the contrary, when the position of the light source 18 to be detected is limited to several places which are sufficiently distant and the position detection accuracy may be low, the output change of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 is large and the unit area is large. The change in the amount of light per hit is only an error.

【0059】また、第1の光電変換素子11と遮光板1
5の組と、第1の光電変換素子12と遮光板16の組
は、線対称に配置されている。この場合、光源18が遠
方にあり、x座標値が大きいときには、第1の光電変換
素子11からみた光の入射角と第1の光電変換素子12
から見た光の入射角が等しくなるため、第1の光電変換
素子11上の受光部分の面積と第2の光電変換素子12
の受光部分の面積の和が、入射方向にかかわらずほぼ一
定になり、第2の光電変換素子14の受光部分の面積に
等しくなる。したがって、このようなときには、第2の
光電変換素子14の出力V0 に代えて、第1の光電変換
素子11の出力V1 と第2の光電変換素子12の出力V
2 の和を用いることもできる。現実には光源18が十分
遠方にはないため、誤差が生じるが、位置検出精度が低
くてもよい用途には、この方法を用いることもできる。
In addition, the first photoelectric conversion element 11 and the light shield plate 1
The group of 5 and the group of the first photoelectric conversion element 12 and the light shielding plate 16 are arranged line-symmetrically. In this case, when the light source 18 is located far away and the x-coordinate value is large, the incident angle of light seen from the first photoelectric conversion element 11 and the first photoelectric conversion element 12 are considered.
Since the incident angles of light viewed from the same are the same, the area of the light receiving portion on the first photoelectric conversion element 11 and the second photoelectric conversion element 12 are
The sum of the areas of the light receiving portions of is constant regardless of the incident direction, and is equal to the area of the light receiving portions of the second photoelectric conversion element 14. Therefore, in such a case, instead of the output V 0 of the second photoelectric conversion element 14, the output V 1 of the first photoelectric conversion element 11 and the output V 1 of the second photoelectric conversion element 12 are used.
It is also possible to use the sum of two . In reality, since the light source 18 is not sufficiently far away, an error occurs, but this method can also be used for applications where the position detection accuracy may be low.

【0060】光源には、赤外発光ダイオードを用いると
好適である。赤外光はオフィスなど一般的な作業環境に
おいて比較的少ない波長の光である。赤外光以外の外乱
光については、光電変換素子の前に赤外透過フィルタを
設けることで、効率よく除去することが可能である。光
源をパルス点灯し、光パルスを所定周期で発生させるよ
うに光強度変調すると、光電変換素子の出力からオフセ
ット成分として現われるような外乱光の除去ができる。
光源におけるパルスに同期して光電変換素子の出力を取
り込むと、外乱光の除去に一層好適である。光源からの
光は、無指向性のものが望ましいが、指向性があって
も、指向特性が第1,第2の光電変換素子11〜14の
位置の差によってあまり変化しなければ、わずかな誤差
しか生じない。
It is preferable to use an infrared light emitting diode as the light source. Infrared light has a relatively small wavelength in a general work environment such as an office. Ambient light other than infrared light can be efficiently removed by providing an infrared transmission filter before the photoelectric conversion element. When the light source is pulse-lighted and the light intensity is modulated so that the light pulse is generated at a predetermined cycle, the disturbance light that appears as an offset component from the output of the photoelectric conversion element can be removed.
Taking in the output of the photoelectric conversion element in synchronization with the pulse from the light source is more suitable for removing ambient light. The light from the light source is preferably non-directional, but even if it has directivity, if the directivity does not change so much due to the difference in the positions of the first and second photoelectric conversion elements 11 to 14, it is slight. Only error will occur.

【0061】第1の光電変換素子11〜13としては、
例えば、フォトダイオードを用いるが、この出力は、電
流読み出し、容量結合読み出しなどによって、少なくと
も103 以上の分解能力を得ることが可能である。特
に、フォトダイオードの形状が、約30μm角×1μm
厚、という微小な形状であっても103 程度の分解能を
有し、1mm角の光電変換素子においては約106 、更
に10mm角では約108 と、その面積によって任意の
分解能を有することが可能であるため、高精度の3次元
位置検出が実現できる。
As the first photoelectric conversion elements 11 to 13,
For example, a photodiode is used, but this output can obtain a resolution capability of at least 10 3 or more by current reading, capacitive coupling reading, or the like. Particularly, the shape of the photodiode is about 30 μm square × 1 μm
Even a minute shape such as thickness has a resolution of about 10 3 , and a 1 mm square photoelectric conversion element has a resolution of about 10 6 and a 10 mm square photoelectric conversion element has a resolution of about 10 8 and can have an arbitrary resolution depending on its area. Since this is possible, highly accurate three-dimensional position detection can be realized.

【0062】図3ないし図5を参照して、位置検出デバ
イスの基本構成を説明したが、以下、この構成を多少変
形させた種々の構成について説明する。
Although the basic structure of the position detecting device has been described with reference to FIGS. 3 to 5, various structures obtained by slightly modifying the structure will be described below.

【0063】図6は、図3ないし図5に示した実施の形
態の第1の変形例を説明する平面図である。図中、図3
と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。2
1は遮光板である。この変形例は、図3に示したる遮光
板15〜17を原点19側に移動させ、さらにこれらを
1枚の遮光板21に置き換えた位置検出デバイスであ
る。
FIG. 6 is a plan view illustrating a first modification of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5. In the figure, FIG.
The same parts as those in FIG. 2
1 is a light shielding plate. This modified example is a position detection device in which the shading plates 15 to 17 shown in FIG. 3 are moved to the origin 19 side, and these are replaced by one shading plate 21.

【0064】この場合は、受光領域と遮光領域が図3な
いし図5の場合と逆になるだけであるから、同様の演算
によって、光源18の3次元位置の座標を得ることがで
きる。なお、図3においても、遮光板15〜17をつな
いで1枚の遮光板にしたものに置き換えることもでき
る。例えば、矩形状の中心穴が開けられた額縁状の遮光
板に置き換え、この中心穴の下であって、光源18から
の光がこの遮光板に遮られない位置に第2の光電変換素
子14を設置する。
In this case, the light-receiving region and the light-shielding region are only opposite to those in FIGS. 3 to 5, and therefore the coordinates of the three-dimensional position of the light source 18 can be obtained by the same calculation. It should be noted that, also in FIG. 3, the light shielding plates 15 to 17 may be connected to replace one light shielding plate. For example, the second photoelectric conversion element 14 is replaced with a frame-shaped light-shielding plate having a rectangular center hole and below the center hole, the light from the light source 18 is not blocked by the light-shielding plate. Set up.

【0065】また、図6において、図示の遮光板21お
よび第2の光電変換素子14を用いないで、図示の遮光
板21の位置に、これと同形状とした第2の光電変換素
子14を積層して設置することにより、遮光板21と第
2の光電変換素子14とを兼用することができる。ある
いは、図示の遮光板21の上に、これ以下の大きさの第
2の光電変換素子14を積層して設置してもよい。この
場合、さらに小型化が可能となる。なお、このような手
法は、図3においても可能であり、3個の遮光板15〜
17の中の適当な遮光板を選んで、これを第2の光電変
換素子14に置き換えて積層するか、この上に第2の光
電変換素子14を積層すればよい。また、遮光された第
1の光電変換素子が2個の場合は光源の2次元位置を検
出することができる。
Further, in FIG. 6, the light shielding plate 21 and the second photoelectric conversion element 14 shown in FIG. 6 are not used, but the second photoelectric conversion element 14 having the same shape as the light shielding plate 21 shown in FIG. By stacking and installing, the light-shielding plate 21 and the second photoelectric conversion element 14 can be used together. Alternatively, the second photoelectric conversion element 14 having a size smaller than this may be stacked and installed on the illustrated light shielding plate 21. In this case, the size can be further reduced. It should be noted that such a method is also possible in FIG.
It is possible to select an appropriate light-shielding plate in 17 and replace it with the second photoelectric conversion element 14 to be stacked, or to stack the second photoelectric conversion element 14 on this. Further, when the number of the first photoelectric conversion elements shielded from light is two, the two-dimensional position of the light source can be detected.

【0066】図7は、図3ないし図5に示した実施の形
態の第2の変形例を説明する平面図である。図中、図3
と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。こ
の変形例は、図3に示した第1の光電変換素子11〜1
3とこれに対応する遮光板15〜17の各1個を1組と
し、この複数組が互いに離されて設置され、さらに、各
組に近接して、1個の第2の光電変換素子14が個別に
設置され、合計3個の第2の光電変換素子14を用いる
位置検出デバイスである。
FIG. 7 is a plan view illustrating a second modification of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5. In the figure, FIG.
The same parts as those in FIG. This modification is the same as the first photoelectric conversion elements 11 to 1 shown in FIG.
3 and one corresponding one of the light shielding plates 15 to 17 are set as one set, and the plurality of sets are installed apart from each other, and further, one set of the second photoelectric conversion element 14 is placed close to each set. Are individually installed and use a total of three second photoelectric conversion elements 14, which are position detecting devices.

【0067】第1の光電変換素子11〜13を互いに離
して設置することにより、各光電変換素子11〜13に
おいて、光源18からの光の入射方向が比較的大きく異
なることになるため、位置検出の精度が向上する。しか
し、仮に第2の光電変換素子14を1個のままにしてお
くと、第1の光電変換素子11〜13と第2の光電変換
素子14との間でも、光源18からの距離および光の入
射方向、光源18の照射光の強度分布等が大きく異なる
ことになる。
By arranging the first photoelectric conversion elements 11 to 13 apart from each other, the incident directions of the light from the light source 18 are relatively different between the photoelectric conversion elements 11 to 13, so that the position detection is performed. The accuracy of is improved. However, if one second photoelectric conversion element 14 is left as it is, the distance from the light source 18 and the amount of light emitted from the light source 18 are reduced even between the first photoelectric conversion elements 11 to 13 and the second photoelectric conversion element 14. The incident direction, the intensity distribution of the irradiation light of the light source 18, etc. are greatly different.

【0068】図3ないし図5を参照して説明した実施の
形態においては、第2の光電変換素子14の出力を用い
て、上述した光源18からの距離等に依存する単位面積
当たりの光量の変化を補償していた。すなわち、第1の
光電変換素子11〜13と第2の光電変換素子14の出
力の比がそれぞれの照射面積または長さの比に相当する
ことを利用して光源の位置を検出していた。したがっ
て、両者が離れていると、光源18からの距離等の相違
によって位置検出の精度が劣化する可能性がある。
In the embodiment described with reference to FIGS. 3 to 5, the output of the second photoelectric conversion element 14 is used to determine the amount of light per unit area depending on the distance from the light source 18 and the like. I was compensating for the change. That is, the position of the light source is detected by utilizing the fact that the ratio of the outputs of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 and the second photoelectric conversion element 14 corresponds to the ratio of the respective irradiation areas or lengths. Therefore, if they are separated from each other, the accuracy of position detection may be deteriorated due to a difference in distance from the light source 18 or the like.

【0069】そのため、この変形例では、第1の光電変
換素子11〜13のそれぞれに、個別に第2の光電変換
素子14を隣接させ、第1の光電変換素子11〜13の
出力と、それぞれに近接した第2の光電変換素子14の
出力とを組み合わせて演算することにより、第1の光電
変換素子11〜13の出力を正確に照射面積または長さ
に関連づけることを可能とした。この場合、上述した
(7)〜(9)式までに用いたV0 は、第1の光電変換
素子11〜13に共通の値ではなく、各々の場所にある
個別の第2の光電変換素子14の出力を表わすことにな
る。したがって、この式以降の演算式は修正されること
になる。
Therefore, in this modification, the second photoelectric conversion element 14 is individually adjacent to each of the first photoelectric conversion elements 11 to 13, and the outputs of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 are respectively arranged. By combining with the output of the second photoelectric conversion element 14 close to, the output of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 can be accurately associated with the irradiation area or length. In this case, V 0 used in the equations (7) to (9) described above is not a value common to the first photoelectric conversion elements 11 to 13, but an individual second photoelectric conversion element at each location. Will represent 14 outputs. Therefore, the arithmetic expressions after this expression will be modified.

【0070】なお、この変形例においても、第2の光電
変換素子14を遮光板15〜17と兼用させたり、遮光
板15〜17の上に積層することにより更に小型化が可
能となる。第1の光電変換素子,遮光板,全面で受光す
る第2の光電変換素子からなる組が2組の場合は光源の
2次元位置を検出することができる。
Also in this modification, the second photoelectric conversion element 14 can also be used as the light shielding plates 15 to 17 or can be further miniaturized by stacking it on the light shielding plates 15 to 17. When there are two sets of the first photoelectric conversion element, the light shielding plate, and the second photoelectric conversion element that receives light over the entire surface, the two-dimensional position of the light source can be detected.

【0071】図8は、図3ないし図5に示した実施の形
態において、第1の光電変換素子と遮光板の距離を変化
させた場合の説明図であり、図8(A)は距離を長くし
た場合、図8(B)は距離を短くした場合の部分断面図
である。図中、図3と同様な部分には同じ符号を用いて
説明を省略する。いずれの場合も、光源18からの光が
遮光板15を介して第1の光電変換素子11の全受光面
に照射されているときを図示している。
FIG. 8 is an explanatory view when the distance between the first photoelectric conversion element and the light shielding plate is changed in the embodiment shown in FIGS. 3 to 5, and FIG. 8A shows the distance. FIG. 8B is a partial cross-sectional view when the distance is shortened when the distance is increased. In the figure, the same parts as those in FIG. In each case, the case where the light from the light source 18 is applied to the entire light receiving surface of the first photoelectric conversion element 11 via the light shielding plate 15 is illustrated.

【0072】このとき、光源18は位置検出の限界位置
にあり、光源18をこれ以上x軸方向に接近させると、
第1の光電変換素子11の遮光板15側の端から光がも
れてしまい、位置検出が不可能となる。ただし、第1の
光電変換素子11と遮光板15の距離hを大きくした方
が検出感度が高い。したがって、図8(A)のように、
第1の光電変換素子11と遮光板15の距離h1 を長く
した場合は、x1 以上の遠距離を検出するのに適し、図
8(B)のように距離h2 を短くした場合は、x2 以上
の近距離を検出するのに適している。
At this time, the light source 18 is at the limit position for position detection, and when the light source 18 is further approached in the x-axis direction,
Light is leaked from the end of the first photoelectric conversion element 11 on the side of the light shield plate 15, and the position cannot be detected. However, the detection sensitivity is higher when the distance h between the first photoelectric conversion element 11 and the light shielding plate 15 is increased. Therefore, as shown in FIG.
When the distance h 1 between the first photoelectric conversion element 11 and the light shielding plate 15 is increased, it is suitable to detect a long distance of x 1 or more. When the distance h 2 is decreased as shown in FIG. 8B, , X 2 or more is suitable for detecting a short distance.

【0073】したがって、第1の光電変換素子11と遮
光板15の距離をh1 とした組とh1 より短いh2 とし
た組を同じ配列で近接設置して、各組の出力を手動また
は自動で切り換える位置検出装置とすることにより、遠
近両方の位置検出に対応できるようになる。あるいは、
第1の光電変換素子11および遮光板15の組が1組で
あっても、モータやプランジャ等により遮光板15を動
かし、距離hの値を可変にしてもよい。他の第1の光電
変換素子と遮光板の組についても同様にして遠近両方の
位置検出に対応させることができる。光源18の検出す
べき位置があらかじめ限られている場合には、第1の光
電変換素子11〜13のそれぞれから光源18までの距
離の長さの程度に応じて、それぞれに対応する遮光板1
5〜17の長さhを個別に設定してもよい。
Therefore, a group in which the distance between the first photoelectric conversion element 11 and the light shielding plate 15 is h 1 and a group in which the distance between the first photoelectric conversion element 11 and the light shielding plate 15 are h 2 shorter than h 1 are installed close to each other in the same arrangement, and the output of each group is set manually or By using a position detection device that automatically switches, it becomes possible to cope with both the near and far position detection. Or,
Even if the set of the first photoelectric conversion element 11 and the light shielding plate 15 is one, the value of the distance h may be made variable by moving the light shielding plate 15 by a motor, a plunger or the like. Similarly, the other sets of the first photoelectric conversion element and the light shielding plate can be used for both the near and far position detection. When the position of the light source 18 to be detected is limited in advance, the light-shielding plate 1 corresponding to each of the first photoelectric conversion elements 11 to 13 according to the extent of the distance from the light source 18 to the light source 18.
The length h of 5 to 17 may be set individually.

【0074】図9は、図3ないし図5に示した実施の形
態の第3の変形例を説明する平面図である。図中、図3
と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。こ
の変形例は、位置検出デバイスの作製プロセスに改良を
加え、3個の第1の光電変換素子11〜13を1枚の基
板上に近接させて配置し、図3〜図5に示したa1 ,a
2 ,a3 の値を近似的に0に設定することを可能にし、
式(7)〜(15)で示した演算式を簡略化したもので
ある。
FIG. 9 is a plan view illustrating a third modification of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5. In the figure, FIG.
The same parts as those in FIG. In this modified example, the manufacturing process of the position detection device is improved, and three first photoelectric conversion elements 11 to 13 are arranged in close proximity to each other on one substrate, and a shown in FIGS. 1 , a
It is possible to set the values of 2 and a 3 to approximately 0,
This is a simplified version of the arithmetic expressions shown in Expressions (7) to (15).

【0075】薄膜プロセスにおいて単一基板上に図示の
ようなパターニングを行えば、a1,a2 ,a3 は共に
数μm程度に抑えられ、実質的に0に近似できるので式
が簡略化される。a1 ,a2 ,a3 を約5μm、光電変
換素子の大きさを約5mm角とした場合には、1/10
00の誤差が残るのみとなる。あるいは、イメージセン
サの技術分野において知られているように、1個の光電
変換半導体層に、電極だけを個別に形成することにより
複数個の光電変換素子を実現することも可能である。
If patterning is performed on a single substrate in the thin film process, a 1 , a 2 and a 3 can be suppressed to about several μm and can be approximated to 0, so that the formula is simplified. It If a 1 , a 2 , and a 3 are about 5 μm and the size of the photoelectric conversion element is about 5 mm square, then 1/10
Only the error of 00 remains. Alternatively, as is known in the technical field of image sensors, it is also possible to realize a plurality of photoelectric conversion elements by individually forming only electrodes on one photoelectric conversion semiconductor layer.

【0076】a1 ,a2 ,a3 を0とした場合に、式
(13),(14),(15)はそれぞれ次のように簡
略化される。 x=h・(V1 +V2 ) /(V1 +V2 −2A・V0 /L) …(16) y=A・(V2 −V1 ) /(V1 +V2 −2A・V0 /L) …(17) z=A・(2V3 −(V1 +V2 )) /(V1 +V2 −2A・V0 /L) …(18)
When a 1 , a 2 and a 3 are 0, the equations (13), (14) and (15) are simplified as follows. x = h · (V 1 + V 2 ) / (V 1 + V 2 −2A · V 0 / L) (16) y = A · (V 2 −V 1 ) / (V 1 + V 2 −2A · V 0 / L) (17) z = A · (2V 3 − (V 1 + V 2 )) / (V 1 + V 2 −2A · V 0 / L) (18)

【0077】図10は、図1に示した第1の実施の形態
の位置検出デバイスの製造方法の一例を示す説明図であ
り、図10(A)ないし図10(D)は製造工程の各段
階を示す説明図である。図中、図1と同様な部分には同
じ符号を用いて説明を省略する。まず、図10(A)に
示すように、ガラス等の基板1上に第1の光電変換素子
としての長方形のフォトダイオードを作製する。下部電
極2には、Ta,Ti,Crなどを用い、光電変換半導
体層3にはSiなど、上部透明電極4には、光を透過す
るITOなどを用いる。
FIG. 10 is an explanatory view showing an example of a method of manufacturing the position detecting device of the first embodiment shown in FIG. 1, and FIGS. 10 (A) to 10 (D) show each manufacturing process. It is explanatory drawing which shows a step. In the figure, the same parts as those in FIG. First, as shown in FIG. 10A, a rectangular photodiode as a first photoelectric conversion element is manufactured on a substrate 1 such as glass. Ta, Ti, Cr or the like is used for the lower electrode 2, Si or the like is used for the photoelectric conversion semiconductor layer 3, and ITO or the like that transmits light is used for the upper transparent electrode 4.

【0078】次に、図10(B)に示すように、光を透
過させる層間膜としての第1の透光層5を、例えば、ポ
リイミド等の有機膜、または、SiO2 ,SiN等の無
機膜で作製する。有機膜は、例えば、液状の合成樹脂で
基板1およびフォトダイオードを覆って固化させること
により形成される。そして、図10(C)に示すよう
に、第1の透光層5の上に、薄膜遮光層6として、例え
ばTa,Ti,Crなどの金属層を、第1の光電変換素
子の半分程度を覆う位置に作製する。第1の透光層5や
薄膜遮光層6は、他の基板上で作製し、その後、基板1
に貼り合わせることも可能である。
Next, as shown in FIG. 10B, the first light-transmitting layer 5 as an interlayer film for transmitting light is formed of, for example, an organic film such as polyimide or an inorganic film such as SiO 2 or SiN. It is made of a film. The organic film is formed, for example, by covering the substrate 1 and the photodiode with a liquid synthetic resin and solidifying the same. Then, as shown in FIG. 10C, a metal layer of, for example, Ta, Ti, Cr or the like is provided as the thin film light-shielding layer 6 on the first light-transmitting layer 5 to about half that of the first photoelectric conversion element. It is made in a position to cover. The first light transmitting layer 5 and the thin film light shielding layer 6 are formed on another substrate, and then the substrate 1
It is also possible to attach to.

【0079】また、赤外光を選択的に透過させて光電変
換素子に当てる場合は、図10(D)に示すように、第
1の透光層5や薄膜遮光層6の層の上に、さらに、光を
透過させる層間膜として、第1の透光層5と同様の透光
膜である第2の透光層7を作製し、その上にフィルタ層
8を作製する。第2の透光層7は省略可能である。第2
の透光層7,フィルタ層8も、他の基板上で作製した
後、貼り合わせることも可能である。
When infrared light is selectively transmitted and applied to the photoelectric conversion element, as shown in FIG. 10 (D), it is formed on the first light-transmitting layer 5 or the thin film light-shielding layer 6. Further, a second light-transmitting layer 7 which is a light-transmitting film similar to the first light-transmitting layer 5 is formed as an interlayer film which transmits light, and a filter layer 8 is formed thereon. The second transparent layer 7 can be omitted. Second
The light-transmitting layer 7 and the filter layer 8 can also be formed on another substrate and then bonded.

【0080】図11は、図2に示した第2の実施の形態
の位置検出デバイスの製造方法の一例を示す説明図であ
り、図11(A)ないし図11(D)は製造工程の各段
階を示す説明図である。図中、図1と同様な部分には同
じ符号を用いて説明を省略する。図2に示した位置検出
デバイスの製造方法を説明する図である。この製造方法
は、図10とは逆のプロセスで作製した例である。
FIG. 11 is an explanatory view showing an example of a method of manufacturing the position detecting device of the second embodiment shown in FIG. 2, and FIGS. 11 (A) to 11 (D) show each manufacturing process. It is explanatory drawing which shows a step. In the figure, the same parts as those in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing the position detection device shown in FIG. 2. This manufacturing method is an example manufactured by a process reverse to that of FIG.

【0081】まず、図11(A)に示すように、基板1
上に、フィルタ層8と第2の透光層7を作製する。次
に、図11(B)に示すように、薄膜遮光層6を第2の
透光層7の上に作製する。そして、図11(C)に示す
ように、薄膜遮光層6と第2の透光層7の上に、さら
に、光を透過させる層間膜として、第2の透光層7と同
様の透光膜である第1の透光層5を作製し、図11
(D)に示すように、上部透明電極4,光電変換半導体
層3、下部電極2を作製している。この第2の実施の形
態の位置検出デバイスの製造方法においても、各々の層
を別の基板で作製して、その後、貼り合わせることも可
能である。
First, as shown in FIG. 11A, the substrate 1
The filter layer 8 and the second light transmitting layer 7 are formed on the top. Next, as shown in FIG. 11B, the thin film light shielding layer 6 is formed on the second light transmitting layer 7. Then, as shown in FIG. 11C, a light-transmitting layer similar to the second light-transmitting layer 7 is formed on the thin film light-shielding layer 6 and the second light-transmitting layer 7 as an interlayer film for transmitting light. A first light-transmitting layer 5 which is a film is prepared, and the structure shown in FIG.
As shown in (D), the upper transparent electrode 4, the photoelectric conversion semiconductor layer 3, and the lower electrode 2 are produced. Also in the manufacturing method of the position detecting device of the second embodiment, it is possible to manufacture each layer on another substrate and then bond them together.

【0082】図10および図11において、特に、複数
の第1の光電変換素子11〜13、加えて第2の光電変
換素子14を、同一の基板1または同一の第1の透光層
5上に設置する構造をとると、演算式が簡単になるだけ
でなく、これら単一の平面板上にパターニングするなど
して小型化された位置検出デバイスを作製することがで
きる。また、図9を参照して説明したように、位置検出
精度の高い構造のものを作製することができる。薄膜遮
光層6、フィルタ層8なども全て薄膜プロセスで一括し
て作製することができる。図14を参照して後述するよ
うに、反射領域を実質的な光源として用いる場合には、
発光源として用いる赤外発光ダイオードも含めて、単一
の平面板上に作製することも可能である。このように、
本発明の位置検出デバイスは、工程の簡略化および低コ
スト化にも有効である。
10 and 11, in particular, a plurality of first photoelectric conversion elements 11 to 13 and, in addition, a second photoelectric conversion element 14 are arranged on the same substrate 1 or the same first light transmitting layer 5. In addition to simplifying the calculation formula, the position detecting device can be miniaturized by patterning on a single flat plate. Further, as described with reference to FIG. 9, it is possible to manufacture a structure having a high position detection accuracy. The thin film light-shielding layer 6, the filter layer 8 and the like can all be collectively manufactured by a thin film process. As will be described later with reference to FIG. 14, when the reflective region is used as a substantial light source,
It is also possible to fabricate on a single plane plate including the infrared light emitting diode used as a light emitting source. in this way,
The position detection device of the present invention is also effective in simplifying the process and reducing the cost.

【0083】図12,図13は、本発明の位置検出デバ
イスの測定値の補正に関する説明図である。図3に示し
た第1の光電変換素子11と遮光板15の組について説
明するが、他の第1の光電変換素子12,13と遮光板
16,17の組についても同様である。31は透光層で
あり、図1,図2に示した第1の透光層5に対応する。
図3ないし図5を参照して説明した本発明の実施の形態
では、図1,図2を参照して説明したように、ポリイミ
ド等の透光層を通過した光が、第1の光電変換素子に入
射して出力を得ているので、これらの屈折率の大きい透
光層による影響による測定値の補正が必要となる。ある
いは、位置検出デバイスがガラス製の測定窓を通して光
を受ける場合にも補正が必要となる。
12 and 13 are explanatory views related to the correction of the measured value of the position detecting device of the present invention. The set of the first photoelectric conversion element 11 and the light shielding plate 15 shown in FIG. 3 will be described, but the same applies to the other sets of the first photoelectric conversion elements 12 and 13 and the light shielding plates 16 and 17. Reference numeral 31 denotes a transparent layer, which corresponds to the first transparent layer 5 shown in FIGS.
In the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 3 to 5, as described with reference to FIGS. 1 and 2, the light passing through the light transmissive layer such as polyimide is converted into the first photoelectric conversion. Since the light is incident upon the element to obtain the output, it is necessary to correct the measured value due to the influence of the light-transmitting layer having a large refractive index. Alternatively, correction is also required when the position detection device receives light through the glass measurement window.

【0084】透光層31の屈折率をnとし、これより上
の空間の屈折率を1とする。第1の光電変換素子11が
全面照射されるときの照射長さは、図3ないし図5と同
様のLとし、第1の光電変換素子11上の実際の照射長
さをd0 、透光層31がなく全ての空間で屈折率が1と
仮定したときの第1の光電変換素子11上の照射長さを
dとする。このdは、式(7)〜(9)の直前の3つの
式における(d1 −a1 ),(d2 −a2 ),(d3
3 )に相当する。簡単化のため、第1の光電変換素子
11の中央を通る垂線が遮光板15の右端面に接する場
合を考える。
The refractive index of the transparent layer 31 is n, and the refractive index of the space above this is 1. When the entire surface of the first photoelectric conversion element 11 is irradiated, the irradiation length is set to L as in FIGS. 3 to 5, the actual irradiation length on the first photoelectric conversion element 11 is d 0 , and the light transmission is The irradiation length on the first photoelectric conversion element 11 when assuming that the refractive index is 1 in all the spaces without the layer 31 is d. This d is (d 1 −a 1 ), (d 2 −a 2 ), (d 3 −) in the three expressions immediately before the expressions (7) to (9).
a 3 ). For simplification, consider a case where a perpendicular line passing through the center of the first photoelectric conversion element 11 contacts the right end surface of the light shielding plate 15.

【0085】図12に示すように、垂線よりも遮光板1
5側に光源18がある場合、つまり、第1の光電変換素
子11の出力が、全面照射されたときの出力の1/2よ
りも小さいときは、 d+n・(L/2−d0 )=L/2 …(19) これより求めるdは、 d=L/2−n・(L/2−d0 ) …(20) となる。
As shown in FIG. 12, the shading plate 1 is more than the vertical line.
When the light source 18 is on the 5 side, that is, when the output of the first photoelectric conversion element 11 is smaller than 1/2 of the output when the entire surface is irradiated, d + n · (L / 2−d 0 ) = L / 2 (19) d obtained from this is: d = L / 2−n · (L / 2−d 0 ) (20)

【0086】図13に示すように、上述した垂線よりも
遮光板15側と反対側に光源18がある場合、つまり、
第1の光電変換素子11の出力が、全面照射されたとき
の出力の1/2よりも大きいときは、 d−n・(d0 −L/2)=L/2 …(21) これより求めるdは、 d=L/2+n・(d0 −L/2) …(22) となる。
As shown in FIG. 13, when the light source 18 is located on the side opposite to the light-shielding plate 15 side with respect to the above-described vertical line, that is,
When the output of the first photoelectric conversion element 11 is larger than 1/2 of the output when the entire surface is irradiated, d−n · (d 0 −L / 2) = L / 2 (21) The obtained d is d = L / 2 + n · (d 0 −L / 2) (22).

【0087】なお、第1の光電変換素子11の出力が全
面照射されたときの出力の1/2とは、第1の光電変換
素子11と同じ面積であって常に全面照射を受けている
図3に示した第2の光電変換素子14の出力の1/2に
等しい。式(20)と式(22)は整理すると同一の式
であり、光源18が上述した垂線のどちら側にあっても
同一の式を用いることになる。したがって、式(20)
または式(22)を用いて、第1の光電変換素子11の
光量から演算して得られたd0 の値を補正してdの値を
得ることができ、このdの値をさらに演算して光源18
の位置座標を得ることができる。
It should be noted that 1/2 of the output when the output of the first photoelectric conversion element 11 is applied to the entire surface is the same area as that of the first photoelectric conversion element 11 and is always applied to the entire surface. It is equal to 1/2 of the output of the second photoelectric conversion element 14 shown in FIG. The formulas (20) and (22) are the same formulas when arranged, and the same formula is used regardless of which side of the perpendicular line the light source 18 is on. Therefore, equation (20)
Alternatively, the value of d 0 obtained by calculating from the light quantity of the first photoelectric conversion element 11 can be corrected using Equation (22) to obtain the value of d, and this value of d can be further calculated. Light source 18
The position coordinates of can be obtained.

【0088】上述した実際の照射長さd0 と、全ての空
間で屈折率が1としたときのの照射長さdとの相関関係
は、光源18からの光の方向によって決まるため、d0
の値を入力してdの値を出力するような換算テーブルを
記憶しておき、この換算テーブルを用いて補正すること
もできる。上述した説明では、図1,図2に示した第2
の透光層7の屈折率の影響や上述したガラス製の測定窓
については補正していないが、第2の透光層7は十分薄
くすることができ、取り除くことも可能なものであるた
め、このような場合には補正しないままでも影響が小さ
い。上述した変換テーブルを用いる方法では、第2の透
光層7の屈折率の影響に対しても補正が可能である。
The correlation between the actual irradiation length d 0 and the irradiation length d when the refractive index is 1 in all spaces is determined by the direction of the light from the light source 18, so d 0
It is also possible to store a conversion table for inputting the value of and output the value of d, and use this conversion table for correction. In the above description, the second shown in FIGS.
Although the influence of the refractive index of the transparent layer 7 and the measurement window made of glass described above are not corrected, the second transparent layer 7 can be made sufficiently thin and can be removed. In such a case, the effect is small even without correction. The method using the conversion table described above can also correct the influence of the refractive index of the second transparent layer 7.

【0089】なお、透光層の厚みが小さい場合、あるい
は屈折率が1に近い場合など、光路に影響が少ない場合
には、要求される位置検出精度によっては、上述した測
定値の補正が実用上不要となる場合もある。
When the thickness of the light transmitting layer is small, or the refractive index is close to 1, when the optical path is little affected, the above-mentioned correction of the measured value is practically used depending on the required position detection accuracy. In some cases, it becomes unnecessary.

【0090】次に、図14ないし図20を参照して、本
発明の位置検出デバイスを用いた位置検出装置の具体的
な実施の形態を説明する。
Next, with reference to FIG. 14 to FIG. 20, a specific embodiment of the position detecting device using the position detecting device of the present invention will be described.

【0091】図14は、本発明の位置検出装置の第1の
実施の形態の説明図であり、図14(A)は、衝撃セン
サ,加速度センサへの応用例を説明する図であり、図1
4(B)は、衝撃センサ,加速度センサの従来例を説明
する図である。図中、41は位置検出デバイス、42は
光源、43は棒状体、44は衝撃センサまたは加速度セ
ンサ、45は圧電素子である。この実施の形態は、衝撃
センサまたは加速度センサに代表される片持ちばりを用
いたセンサを、本発明の位置検出装置によってさらに高
精度化した例である。衝撃センサは、物品に取り付けら
れ物品の輸送時に衝撃が加わったかどうかを輸送後に検
出するためのバッチとして用いられる。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the first embodiment of the position detecting device of the present invention, and FIG. 14 (A) is a diagram explaining an application example to a shock sensor and an acceleration sensor. 1
FIG. 4B is a diagram illustrating a conventional example of an impact sensor and an acceleration sensor. In the figure, 41 is a position detection device, 42 is a light source, 43 is a rod-shaped body, 44 is an impact sensor or acceleration sensor, and 45 is a piezoelectric element. This embodiment is an example in which a sensor using a cantilever beam represented by an impact sensor or an acceleration sensor is further improved in accuracy by the position detection device of the present invention. The impact sensor is used as a batch that is attached to the article and detects whether or not an impact is applied during the transportation of the article after the transportation.

【0092】図14(B)に示すように、従来の衝撃セ
ンサまたは加速度センサは、圧電素子45などの積層構
造からなる片持ちばりを用いているために、その検出特
性が片持ちばりの材料や張り合わせの特性に大きく依存
しており、検出特性に極力影響を与えない材料を選択す
るか、または出力の補正が不可欠であった。さらに、圧
電素子45の積層構造からなる場合には、1次元方向の
衝撃または加速度しか得られなかった。
As shown in FIG. 14B, since the conventional impact sensor or acceleration sensor uses a cantilever beam having a laminated structure such as the piezoelectric element 45, its detection characteristic is a cantilever material. It depends on the characteristics of bonding and bonding, and it is essential to select a material that does not affect the detection characteristics as much as possible or to correct the output. Furthermore, in the case of the laminated structure of the piezoelectric element 45, only a one-dimensional impact or acceleration was obtained.

【0093】しかし、図14(A)に示すように、圧電
素子等を用いることなく自由な材質の支持棒43によっ
て光源42を支持し、その位置を位置検出デバイス41
によって検出する。位置検出デバイス41と光源42を
先端の小部分に有した支持棒43とをケースに収納する
ことにより衝撃センサまたは加速度センサ44となる。
光源42の位置の時間的変化は、CPU等による演算に
よって算出されるが、ケース内にこのような演算手段を
内蔵するか、あるいは、外部のパーソナルコンピュータ
や専用の情報処理装置において演算することができる。
支持棒43の材質に制限は少なく、また1次元のみなら
ず2次元方向の衝撃および加速度を検出することが可能
である。
However, as shown in FIG. 14A, the light source 42 is supported by the support rod 43 made of a free material without using a piezoelectric element or the like, and its position is detected by the position detection device 41.
To detect. By accommodating the position detection device 41 and the support rod 43 having the light source 42 at a small end portion thereof in a case, an impact sensor or an acceleration sensor 44 is formed.
The time change of the position of the light source 42 is calculated by a calculation by a CPU or the like. However, such a calculation means may be built in the case, or it may be calculated by an external personal computer or a dedicated information processing device. it can.
There are few restrictions on the material of the support rod 43, and it is possible to detect impact and acceleration not only in one dimension but also in two dimensions.

【0094】位置検出デバイス41を小さく形成できる
ため、位置検出デバイス41と光源42の配置を逆にし
て、位置検出デバイス41を可動側に取り付けることも
できる。このような構成は、後述するいずれの実施の形
態においても同様に可能である。 なお、光源42とし
ては、自ら発光する発光源に限られず、図示しない他の
発光源の光を反射する反射板であってもよい。あるい
は、支持棒43の先端自体が光を反射する表面を有して
いてもよい。これらの反射領域が実質的な光源になる。
特に、位置検出を行う対象物に光源42や位置検出デバ
イス41を取り付けることが困難な場合、対象物に反射
領域を設けることによって、反射領域の3次元位置検出
を行うことが可能となる。反射領域以外の部分は測定用
の光をなるべく反射しないようにすることが望ましい。
Since the position detecting device 41 can be formed small, the position detecting device 41 and the light source 42 can be arranged in reverse and the position detecting device 41 can be attached to the movable side. Such a configuration is also possible in any of the embodiments described later. The light source 42 is not limited to the light emitting source that emits light by itself, and may be a reflecting plate that reflects light from another light emitting source (not shown). Alternatively, the tip itself of the support rod 43 may have a surface that reflects light. These reflection areas become substantial light sources.
In particular, when it is difficult to attach the light source 42 or the position detection device 41 to an object whose position is to be detected, the three-dimensional position detection of the reflective area can be performed by providing the reflective area on the object. It is desirable that the portion other than the reflection area should not reflect the measurement light as much as possible.

【0095】その際、発光源と位置検出デバイス41を
1つのパッケージに収容し、さらに、プリント基板等へ
実装するために従来のICと同様の外部接続ピンを設け
てもよい。同一の基板上に第1,第2の光電変換素子と
ともに発光ダイオード等の光源を作製して一体化すれば
さらに小型化が可能になる。
At this time, the light emitting source and the position detecting device 41 may be housed in one package, and further, external mounting pins similar to those of a conventional IC may be provided for mounting on a printed circuit board or the like. If a light source such as a light emitting diode is produced and integrated together with the first and second photoelectric conversion elements on the same substrate, the size can be further reduced.

【0096】また、図14(B)の圧電素子45の先端
に光源42を設け、光源42および位置検出デバイス4
1とともに圧電素子45も用いて衝撃センサまたは加速
度センサ44としてもよい。この場合、異なる2つの方
法で衝撃や加速度を検出することができ、両者を補完的
に用いたり、一方で他方の校正をすることができる。
A light source 42 is provided at the tip of the piezoelectric element 45 shown in FIG.
The piezoelectric element 45 may be used together with the element 1 to form the impact sensor or the acceleration sensor 44. In this case, impact and acceleration can be detected by two different methods, both can be used complementarily, and the other can be calibrated.

【0097】図15は、本発明の位置検出装置の第2の
実施の形態の説明図であり、図15(A)は光源を感光
ドラムの外周面に設けたもの、図15(B)は光源を感
光ドラムの側面に設けたもの、図15(C)は光源を感
光ドラムの回転軸に設けたものの説明図である。図中、
図14と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略す
る。51は感光ドラム、52は回転軸である。この実施
の形態は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写
真記録機構への応用例であって、感光ドラムの動作測定
などに用いるものである。
FIG. 15 is an explanatory view of the second embodiment of the position detecting device of the present invention. FIG. 15 (A) shows a light source provided on the outer peripheral surface of the photosensitive drum, and FIG. 15 (B) shows FIG. 15C is an explanatory diagram of the light source provided on the side surface of the photosensitive drum, and FIG. 15C is an illustration of the light source provided on the rotary shaft of the photosensitive drum. In the figure,
The same parts as those in FIG. 14 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Reference numeral 51 is a photosensitive drum, and 52 is a rotating shaft. This embodiment is an application example to an electrophotographic recording mechanism such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc., and is used for measuring the operation of a photosensitive drum.

【0098】図15(A)においては、感光ドラム51
の感光面上の一小部分に光源42を設け、感光ドラム5
1とは非接触でこれに近接した位置に位置検出デバイス
41を設置し、感光ドラム51が回転して光源42が位
置検出デバイス41に近づいた時に光源42からの光に
よって、光源42の位置を検出し、その値から感光ドラ
ム51の角速度,偏心,軸方向のずれ等の3次元の位置
変化情報を演算して測定することができる。
In FIG. 15A, the photosensitive drum 51
The light source 42 is provided in a small portion on the photosensitive surface of the
The position detecting device 41 is installed at a position close to the position detecting device 41 without being in contact with 1, and when the photosensitive drum 51 rotates and the light source 42 approaches the position detecting device 41, the position of the light source 42 is changed by the light from the light source 42. Three-dimensional position change information such as angular velocity, eccentricity, and axial deviation of the photosensitive drum 51 can be calculated and measured from the detected value.

【0099】光源42の位置は、図15(B)に示され
るように感光ドラム51の側面の一部分、または、図1
5(C)に示されるように感光ドラム51の回転軸52
の外周面の一部分に設置することもできる。光源42を
1箇所に設置した場合には、その1箇所での角速度、偏
心、軸方向のずれなどの測定を行うことができるが、光
源42を多数箇所に設置した場合は、感光ドラム51の
全体での回転方向の速度、偏心、軸方向のずれを常時測
定することで、より詳細な測定が可能となる。なお、複
数の光源42を区別する必要があるときは、各光源42
のパルス周波数を異ならせ、位置検出デバイス側で、パ
ルス周波数を弁別すればよい。
The position of the light source 42 is a part of the side surface of the photosensitive drum 51 as shown in FIG.
As shown in FIG. 5C, the rotation shaft 52 of the photosensitive drum 51
Can be installed on a part of the outer peripheral surface of the. When the light source 42 is installed at one location, the angular velocity, eccentricity, axial deviation, etc. can be measured at that one location. However, when the light source 42 is installed at multiple locations, the photosensitive drum 51 By constantly measuring the speed in the rotation direction, the eccentricity, and the deviation in the axial direction as a whole, more detailed measurement becomes possible. When it is necessary to distinguish a plurality of light sources 42, each light source 42
The pulse frequencies may be made different, and the pulse frequencies may be discriminated on the position detecting device side.

【0100】図14を参照した位置検出装置の第1の実
施の形態において説明したように、光源42を他の発光
源の光を反射する反射領域とする場合には、反射板を用
いなくても、反射領域の感光ドラム51または回転軸5
2自体が光を反射する表面を有していてもよい。反射板
を蛍光体に置き換えることもできる。感光ドラム51の
全面露光の過程において、蛍光体が露光光源の照射を受
けて発する蛍光を反射光とする。
As described in the first embodiment of the position detecting device with reference to FIG. 14, when the light source 42 is used as a reflection area for reflecting the light of another light emitting source, no reflector is used. Also the photosensitive drum 51 or the rotary shaft 5 in the reflection area
2 itself may have a surface that reflects light. The reflector can be replaced by a phosphor. In the process of exposing the entire surface of the photosensitive drum 51, the fluorescent light emitted by the fluorescent material upon irradiation with the exposure light source is used as reflected light.

【0101】図16は、本発明の位置検出装置の第3の
実施の形態の説明図である。図中、図14と同様な部分
には同じ符号を用いて説明を省略する。61は対象物で
ある基板、62はPAD、63は検査用プローブであ
る。この実施の形態は、検査用プローブ63への応用例
であって、対象物である基板61と検査用プローブ63
の相対位置関係を検出して位置合わせするものである。
半導体のチップまたはウエハを対象物である基板61と
することができる。
FIG. 16 is an explanatory view of the third embodiment of the position detecting device of the invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 61 is a substrate as an object, 62 is a PAD, and 63 is an inspection probe. This embodiment is an application example to the inspection probe 63, in which the substrate 61 as an object and the inspection probe 63 are objects.
The relative positional relationship of is detected and aligned.
A semiconductor chip or wafer can be used as the target substrate 61.

【0102】対象物である基板61上には所定の位置に
ワイヤボンディング用等のための金属のPAD62と光
源42が設けられている。光源42は、位置検出時に載
置してもよいが、対象物である基板61上にあらかじめ
取り付けられていてもよい。対象物である基板61上の
光源42への電源供給は、可撓性を有するリード線で供
給してもよいが、電磁波、電磁誘導などにより非接触で
エネルギーを供給できる手段を用いて対象物である基板
61側に供給してもよい。あるいは、小型の電池を対象
物である基板61上に搭載してもよい。
A metal PAD 62 and a light source 42 for wire bonding and the like are provided at predetermined positions on a substrate 61 which is an object. The light source 42 may be placed at the time of position detection, but may be attached in advance on the substrate 61 which is an object. Power may be supplied to the light source 42 on the substrate 61, which is an object, by a flexible lead wire, but the object may be supplied by a means capable of non-contact energy supply by electromagnetic waves, electromagnetic induction, or the like. May be supplied to the substrate 61 side. Alternatively, a small battery may be mounted on the target substrate 61.

【0103】この光源42の位置を検査用プローブ63
の先端または近傍に設けた位置検出デバイス41によっ
て検出し、PAD62と検査用プローブ63との相対的
な位置、すなわち、水平面上の位置および垂直高さを測
定する。同時に、測定値をフィードバックさせながら相
対位置を図示しない駆動装置によって変え、正確にプロ
ービングを行うことができ、検査用プローブ63の先端
がPAD62を切断してしまうようなことがない。
The position of the light source 42 is set to the inspection probe 63.
The position is detected by the position detecting device 41 provided at the tip or in the vicinity thereof, and the relative position between the PAD 62 and the inspection probe 63, that is, the position on the horizontal plane and the vertical height are measured. At the same time, while feeding back the measured value, the relative position can be changed by a driving device (not shown) to perform accurate probing, and the tip of the inspection probe 63 does not cut the PAD 62.

【0104】図17は、本発明の位置検出装置の第4の
実施の形態の説明図である。図中、図14,図16と同
様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。64は
ワイヤボンディング用プローブ、65はワイヤである。
この実施の形態は、ワイヤボンディング用プローブ64
への応用例であって、対象物である基板61とワイヤボ
ンディング用プローブ64の相対位置関係を検出し、ワ
イヤボンディング時の位置合わせを行うものである。
FIG. 17 is an explanatory diagram of the fourth embodiment of the position detecting device of the invention. 14, those parts that are the same as those corresponding parts in FIGS. 14 and 16 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 64 is a wire bonding probe, and 65 is a wire.
In this embodiment, the wire bonding probe 64 is used.
This is an application example to, and detects the relative positional relationship between the substrate 61, which is the object, and the wire bonding probe 64, and performs the alignment during wire bonding.

【0105】ワイヤ65が引き出されるワイヤボンディ
ング用プローブ64の先端または近傍に位置検出デバイ
ス41が設けられ、対象物である基板61上には所定の
位置にPAD62と光源42が設けられている。位置検
出デバイス41によって、PAD62とワイヤボンディ
ング用プローブ64との相対位置を測定し、測定値をフ
ィードバックさせながら相対位置を図示しない駆動装置
によって変え、正確にワイヤボンディングを行うことが
できる。
The position detecting device 41 is provided at or near the tip of the wire bonding probe 64 from which the wire 65 is pulled out, and the PAD 62 and the light source 42 are provided at predetermined positions on the substrate 61 which is the object. The position detecting device 41 can measure the relative position between the PAD 62 and the wire bonding probe 64, and can change the relative position by a driving device (not shown) while feeding back the measured value to perform accurate wire bonding.

【0106】図16または図17においても、光源42
を複数箇所に設けることもできる。この場合、対象物で
ある基板61のねじれを検出することができる。光源4
2を反射領域とする場合には、対象物である基板61上
に比較的光を反射させやすいPAD62などの部分を反
射領域とすることも可能である。
Also in FIG. 16 or FIG. 17, the light source 42
May be provided at a plurality of locations. In this case, the twist of the substrate 61 that is the object can be detected. Light source 4
When 2 is used as the reflection area, it is possible to set the portion such as the PAD 62 on the substrate 61, which is the object, which is relatively easy to reflect light, as the reflection area.

【0107】なお、類似の応用例として、検査用プロー
ブ63を一般的な製造ラインにおいても使用される作業
用ロボットの可動アームに置き換えると、可動アームの
位置検出および位置制御に用いることができる。
As a similar application example, if the inspection probe 63 is replaced with a movable arm of a work robot which is also used in a general manufacturing line, it can be used for position detection and position control of the movable arm.

【0108】図18は、本発明の位置検出装置の第5の
実施の形態の説明図である。図中、図14と同様な部分
には同じ符号を用いて説明を省略する。72,74はレ
ンズ、71,73はレンズ支持体である。この実施の形
態は、複写機、ファックシミリ、プリンタ、カメラ、望
遠鏡、光ディスクドライブ等における、レンズ機構への
応用例であって、レンズ72,74またはレンズ支持体
71,73の動作測定等に用いるものである。
FIG. 18 is an explanatory view of the fifth embodiment of the position detecting device of the invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 72 and 74 are lenses, and 71 and 73 are lens supports. This embodiment is an application example to a lens mechanism in a copying machine, a fax machine, a printer, a camera, a telescope, an optical disk drive, etc., and is used for measuring the operation of the lenses 72, 74 or the lens supports 71, 73. It is a thing.

【0109】2枚のレンズ72,74が、それぞれ、レ
ンズ支持体71,73に取り付けられ、水平方向に所定
間隔で置かれ、それぞれ、レンズ移動機構により水平移
動し両者の相対位置が変化する。レンズ支持体71,7
3の一小部分に、光源42を設置し、これらと近接した
位置に、それぞれ、位置検出デバイス41を設置する。
なお、光源42をレンズ72,74の端部に設けること
もできる。この場合には、光源42を反射領域とすると
好適である。
The two lenses 72 and 74 are attached to the lens supports 71 and 73, respectively, and are arranged at a predetermined interval in the horizontal direction. The respective lenses 72 and 74 are horizontally moved by the lens moving mechanism to change their relative positions. Lens support 71, 7
The light source 42 is installed in a small portion of the position 3, and the position detection devices 41 are installed in positions close to these.
The light source 42 may be provided at the ends of the lenses 72 and 74. In this case, it is preferable to use the light source 42 as the reflection area.

【0110】レンズ72,74およびレンズ支持体7
1,73が移動した時に、各光源42からの反射光によ
り、レンズ支持体71,73の位置を検出し、その値か
らレンズ72,74またはレンズ支持体71,73の位
置を測定する。さらに、位置の時間変化を演算すること
により、速度、加速度等の位置変化に関する3次元の情
報を測定することもできる。これらによって、レンズ7
2,74の位置を定量的に解析することができるので、
位置ずれなどのトラブルを未然に発見することができ、
このずれ量をフィードバックすることにより位置ずれを
なくすこともできる。
Lenses 72 and 74 and lens support 7
When 1 and 73 move, the positions of the lens supports 71 and 73 are detected by the reflected light from each light source 42, and the positions of the lenses 72 and 74 or the lens supports 71 and 73 are measured from the values. Further, by calculating the time change of the position, three-dimensional information on the position change such as the speed and the acceleration can be measured. By these, lens 7
Since the positions of 2,74 can be analyzed quantitatively,
Trouble such as misalignment can be found in advance,
It is possible to eliminate the positional deviation by feeding back the deviation amount.

【0111】また、ズームレンズ機構においてレンズ位
置の検出をすることができる。レンズ72,74を垂直
面内において移動させるレンズ移動機構においては、レ
ンズ72,74の各中心軸のずれを検出して中心軸を合
わせることもできる。なお、レンズ移動機構は、一方側
のみに取り付けられてもよく、この場合は、本発明を用
いてレンズ72,74間またはレンズ支持体71,73
間の相対距離を検出することができる。
The lens position can be detected in the zoom lens mechanism. In the lens moving mechanism that moves the lenses 72 and 74 in the vertical plane, the central axes of the lenses 72 and 74 can be detected and the central axes can be aligned. It should be noted that the lens moving mechanism may be attached to only one side, and in this case, the present invention is used to provide a space between the lenses 72 and 74 or between the lens supports 71 and 73.
The relative distance between can be detected.

【0112】図19は、本発明の位置検出装置の第6の
実施の形態の説明図である。図中、図1と同様な部分に
は同じ符号を用いて説明を省略する。81はリング状パ
イプ、82は支柱、83は回転角等の検出センサであ
る。この実施の形態は、小さな回転物体への応用例であ
って、回転物体の位置、オイラー角などの回転角、角速
度、角加速度等を測定するものである。
FIG. 19 is an explanatory diagram of the sixth embodiment of the position detecting device of the invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 81 is a ring-shaped pipe, 82 is a column, and 83 is a sensor for detecting a rotation angle and the like. This embodiment is an application example to a small rotating object, and measures the position of the rotating object, the rotation angle such as the Euler angle, the angular velocity, the angular acceleration, and the like.

【0113】透明な中空のリング状パイプ81に液体ま
たは気体を封入し、この中に光源42として発光源を有
するウエイトまたは浮きを入れ、この回転運動を支柱8
2に取り付けられた位置検出デバイス41によって検出
する。光源42となるウエイトまたは浮きを除く部分が
回転するときに、ウエイトまたは浮きが静止しているよ
うにすれば、これらの部材を収納すると回転角等の検出
センサ83となり、このセンサが取り付けられた物体の
回転角等を検出することができる。
A liquid or gas is sealed in a transparent hollow ring-shaped pipe 81, and a weight or a float having a light emitting source as a light source 42 is put therein, and this rotating motion is carried out by the column 8
The position detection device 41 attached to the position 2 detects the position. If the weight or the float, which is the light source 42 other than the float or the float, rotates, if the weight or the float is kept stationary, when these members are housed, the sensor 83 for detecting the rotation angle or the like is provided. The rotation angle of the object can be detected.

【0114】光源42を反射領域とした場合には、発光
源を回転角等の検出センサ83外に設け、この中へ光を
照射するようにしてもよい。また、ウエイトまたは浮き
自体を光反射性の物体とすればよい。
When the light source 42 is used as a reflection area, a light emitting source may be provided outside the sensor 83 for detecting the rotation angle and the like, and light may be radiated therein. Further, the weight or the float itself may be a light-reflecting object.

【0115】従来は磁気センサによりオイラー角などの
測定を行っていたため、測定範囲に存在する磁性体によ
り磁場が歪められて補正不可能な誤差が残ることが常識
であったが、光による測定のため、このような誤差は存
在せず、しかも簡易に測定することが可能となる。ただ
し、リング状パイプ81に封入した液体または気体の特
性に依存して、光源42である物体の運動に慣性力が含
まれてしまうため、例えば、半径の異なるリング状パイ
プ81をいくつか用意し、それぞれに入れられた光源4
2となる物体の抵抗を変え、複数の光源42の位置を順
次検出することにより、慣性による移動量を補正するこ
とも可能である。
Conventionally, since the Euler angle or the like was measured by a magnetic sensor, it was common knowledge that the magnetic field was distorted by the magnetic substance existing in the measurement range and an uncorrectable error remained. Therefore, such an error does not exist, and the measurement can be easily performed. However, the inertial force is included in the motion of the object that is the light source 42 depending on the characteristics of the liquid or gas enclosed in the ring-shaped pipe 81. Therefore, for example, several ring-shaped pipes 81 having different radii are prepared. , Light source 4 in each
It is also possible to correct the amount of movement due to inertia by changing the resistance of the object that becomes 2 and sequentially detecting the positions of the plurality of light sources 42.

【0116】図20は、本発明の位置検出装置の第7の
実施の形態の説明図である。図中、図14と同様な部分
には同じ符号を用いて説明を省略する。91は紙であ
る。この実施の形態は、複写機、ファクシミリ、プリン
タ等における、紙送り機構への応用例であって、紙また
は紙送り機構の位置検出や動作測定を行なうものであ
る。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the seventh embodiment of the position detecting device of the invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 91 is paper. This embodiment is an example of application to a paper feeding mechanism in a copying machine, a facsimile, a printer, etc., and performs position detection and operation measurement of paper or a paper feeding mechanism.

【0117】紙91の紙面の縁または角といった端部近
傍を反射領域と見なして、紙面の端部に近接した位置に
光源42と位置検出デバイス41を設置し、紙91が移
動して紙面の端部が位置検出デバイス41に近づいた時
に紙91からの反射光によって、紙面の端部の位置を検
出し、その値から紙91の位置、速度、加速度等に関す
る3次元の情報を測定する。この例では、光源42から
の光がスポット状であり、この光を反射する反射領域の
面積が紙91の移動ととも変化するがこれは誤差として
扱うことができる。
Considering the vicinity of an edge such as an edge or a corner of the paper surface of the paper 91 as a reflection area, the light source 42 and the position detection device 41 are installed at positions close to the edges of the paper surface, and the paper 91 moves to move the paper surface. When the edge approaches the position detection device 41, the position of the edge of the paper is detected by the reflected light from the paper 91, and three-dimensional information about the position, speed, acceleration, etc. of the paper 91 is measured from the value. In this example, the light from the light source 42 is in the form of a spot, and the area of the reflection region that reflects this light changes with the movement of the paper 91, but this can be treated as an error.

【0118】紙91が紙送り機構によって供給されるも
のであれば、紙91の位置情報などから、紙送り機構の
動作測定を行なうことができる。また、紙送り機構自体
に反射領域を設ければ、図16における対象物である基
板61と同様に紙送り機構の位置検出を行なうこともで
きる。
If the paper 91 is supplied by the paper feeding mechanism, the operation of the paper feeding mechanism can be measured from the position information of the paper 91 and the like. Further, if the paper feed mechanism itself is provided with a reflection area, the position of the paper feed mechanism can be detected similarly to the substrate 61 which is the object in FIG.

【0119】これらによって、単に紙送り不能のトラブ
ルの検出にとどまらず、紙91のずれの方向やその大き
さ、および紙の浮きの量についても知ることができるの
で、トラブル対策のための情報を提供し、かつ、トラブ
ル発生前に発生の危険性を知ることも可能となる。もち
ろん、紙送り機構の制御の際の紙91または紙送り機構
の位置検出などに用いることもできる。
With these, not only the trouble of not being able to feed the paper can be detected, but also the direction of deviation of the paper 91, its size, and the amount of floating of the paper can be known. It is also possible to provide the information and to know the danger of occurrence before the trouble occurs. Of course, it can also be used for detecting the position of the paper 91 or the paper feed mechanism when controlling the paper feed mechanism.

【0120】最後に、位置検出精度の向上対策について
説明する。広範囲で高精度の3次元位置検出を行うため
には、本発明の位置検出デバイス41のユニットを複数
個設けることが望ましい。そして、最も光源42との距
離が近く、高精度で位置検出を行えるユニットを選ぶ。
そのために、例えば、各ユニットの全面照射を受ける図
3等に示した第2の光電変換素子14の出力の中から、
出力が最大となるユニットを選び、そのユニットを用い
て3次元位置を検出することができる。選ぶユニットは
1つに限らず、例えば、出力の大きい方から2〜3を選
んで、そこから得られた3次元位置の平均値を求めるよ
うにしてもよい。
Finally, measures for improving the position detection accuracy will be described. In order to perform highly accurate three-dimensional position detection in a wide range, it is desirable to provide a plurality of units of the position detection device 41 of the present invention. Then, a unit that is closest to the light source 42 and can detect the position with high accuracy is selected.
Therefore, for example, from the output of the second photoelectric conversion element 14 shown in FIG.
It is possible to detect the three-dimensional position by selecting the unit that maximizes the output. The number of units to be selected is not limited to one, and for example, two to three may be selected from the one having the largest output, and the average value of the three-dimensional positions obtained therefrom may be obtained.

【0121】また、図3等に示した第1,第2の光電変
換素子11〜14のそれぞれの端部近傍の受光面におい
ては、素子の中央部等の他の部分に比べ、光電変換出力
のリニアリティが劣るなど精度劣化要因を有する場合が
ある。このような場合には、端部から精度劣化要因を有
する部分までの受光面に接して遮光板を設けるか、精度
劣化要因を有する受光面に遮光塗料を塗布するなどし
て、精度劣化要因となる部分を用いずに位置検出を行う
ことが可能となる。
In addition, in the light receiving surface near the respective end portions of the first and second photoelectric conversion elements 11 to 14 shown in FIG. 3 and the like, the photoelectric conversion output is higher than that in other portions such as the central portion of the element. May have a factor of deterioration in accuracy such as poor linearity. In such a case, a light-shielding plate may be provided in contact with the light-receiving surface from the end portion to the portion having the accuracy deterioration factor, or a light-shielding paint may be applied to the light-receiving surface having the accuracy deterioration factor. It is possible to detect the position without using the part.

【0122】本発明の位置検出装置は、光源または実質
的な光源となる反射領域を対象物に設けることにより、
一般的な1次元ないし3次元位置検出装置、さらには、
位置変化検出装置となる。図示を省略するが、通常用い
られるボールペンまたはこれと同様な形状のペンや、指
示棒に光源を設けてもよい。例えば、ペン筺体や指示棒
の先端部またはこの近傍に光源を設ける。
In the position detecting device of the present invention, the object is provided with a reflection region which serves as a light source or a substantial light source.
A general one-dimensional to three-dimensional position detecting device, and further,
It becomes a position change detection device. Although illustration is omitted, a light source may be provided on a ball-point pen that is normally used or a pen having a shape similar to this, or an indicator rod. For example, the light source is provided at or near the tip of the pen housing or the indicator rod.

【0123】特に、小型化に適し、微小な3次元位置お
よび移動量の検出が可能となる。そのため、微細加工を
行った部品同士や、部品とプローブとの高精度の位置合
わせを、リアルタイムでフィードバックをしながら実行
すること、および、物体の運動解析において、その本来
の運動を妨げることなく、より正確な位置および運動の
速度や方向を検出することが可能となる。また、人体や
生物一般に装着して使用する、3次元位置検出装置にお
いても、本来の自然な動きを妨げることなく、その正確
な位置を高精度で検出することができ、バーチャル・リ
アリティ関連技術への応用も可能となる。
In particular, it is suitable for downsizing, and it becomes possible to detect minute three-dimensional position and movement amount. Therefore, performing highly precise positioning between the parts that have been subjected to microfabrication, the parts and the probe while performing feedback in real time, and in the motion analysis of the object, without disturbing the original motion of the object, It becomes possible to detect the position and movement speed and direction more accurately. In addition, even with a three-dimensional position detection device that is used by being worn on the human body or living organisms in general, the accurate position can be detected with high accuracy without disturbing the original natural movement. Can also be applied.

【0124】[0124]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、光源か
らの光を遮光する少なくとも1つの薄膜遮光層と、少な
くとも1つの第1の光電変換素子を有し、第1の光電変
換素子は、薄膜遮光層により光源の位置に応じて前記光
の一部が遮光される位置に設置されることから、厳密な
微調整が不要で、簡易なデバイスを使用して位置検出を
行なうことができるという効果がある。特に、薄膜遮光
層を用いるため、位置検出デバイスを小型化できるとと
もに、遮光板の端部の位置が正確であるため位置検出誤
差が生じにくいという効果がある。
According to the first aspect of the invention, the first photoelectric conversion element has at least one thin film light shielding layer for shielding light from the light source and at least one first photoelectric conversion element. Is installed in a position where a part of the light is shielded by the thin-film light shielding layer according to the position of the light source, and therefore strict fine adjustment is not required, and position detection can be performed using a simple device. The effect is that you can do it. In particular, since the thin film light-shielding layer is used, the position detecting device can be downsized, and the position detection error is less likely to occur because the position of the end of the light shielding plate is accurate.

【0125】請求項2に記載の発明によれば、少なくと
も1つの透光層を有し、薄膜遮光層が、透光層に積層さ
れることから、薄膜遮光層の支持が容易になるという効
果がある。
According to the second aspect of the present invention, since at least one light transmitting layer is provided and the thin film light shielding layer is laminated on the light transmitting layer, the thin film light shielding layer can be easily supported. There is.

【0126】請求項3に記載の発明によれば、少なくと
も1つの基板を有し、この基板上に第1の光電変換素子
と第1の透光層と薄膜遮光層が順に積層され、薄膜遮光
層が部分的に積層されることから、薄膜遮光層の支持が
容易になるとともに、第1の光電変換素子と薄膜遮光層
との間隔を一定に保つことができ位置検出誤差が生じに
くいという効果がある。
According to the invention described in claim 3, at least one substrate is provided, and the first photoelectric conversion element, the first light transmitting layer, and the thin film light shielding layer are sequentially laminated on the substrate, and the thin film light shielding is performed. Since the layers are partially stacked, the thin-film light-shielding layer can be easily supported, and the distance between the first photoelectric conversion element and the thin-film light-shielding layer can be kept constant, so that a position detection error hardly occurs. There is.

【0127】また、請求項4に記載の発明によれば、少
なくとも1つの第1の透光層および少なくとも1つの第
2の透光層を有し、薄膜遮光層と第1の透光層と第1の
光電変換素子が第2の透光層に順に積層され、薄膜遮光
層が部分的に積層されることから、請求項3に記載の発
明と同様な効果を奏するとともに、基板を必要としない
という効果もある。
According to the invention described in claim 4, at least one first light transmitting layer and at least one second light transmitting layer are provided, and the thin film light shielding layer and the first light transmitting layer are provided. Since the first photoelectric conversion element is sequentially laminated on the second light transmissive layer and the thin film light-shielding layer is partially laminated, the same effect as that of the invention according to claim 3 is obtained, and a substrate is required. There is also the effect of not doing it.

【0128】さらに、請求項5に記載の発明によれば、
特定波長領域を透過させる少なくとも1つのフィルタ層
を有することから、外乱光の影響を除去することができ
るという効果がある。
Further, according to the invention of claim 5,
Since it has at least one filter layer that transmits the specific wavelength region, there is an effect that the influence of ambient light can be removed.

【0129】請求項6に記載の発明によれば、少なくと
も1つの第2の光電変換素子を有し、第2の光電変換素
子は、前記薄膜遮光層により前記光が遮光されることの
ない位置に設置されることから、光源からの距離および
光の方向、光源の照射光の強度等に依存する単位面積当
たりの光量の変化などを補償することができるという効
果がある。
According to the invention described in claim 6, at least one second photoelectric conversion element is provided, and the second photoelectric conversion element is located at a position where the thin film light shielding layer does not block the light. Since it is installed in the light source, there is an effect that it is possible to compensate a change in the light amount per unit area depending on the distance from the light source and the direction of the light, the intensity of the irradiation light of the light source, and the like.

【0130】請求項7に記載の発明によれば、第1の光
電変換素子が、一つの平板面上であって、薄膜遮光層に
より光源の位置に応じて光の一部が遮光される位置に作
製されることから、位置検出デバイスを小型化すること
ができるだけでなく、製造工程の簡略化および低コスト
化にも有効であるという効果がある。
According to the invention described in claim 7, the first photoelectric conversion element is on one flat plate surface, and a part of the light is shielded by the thin film light shielding layer according to the position of the light source. Since it is manufactured as described above, not only can the position detection device be downsized, but it is also effective in simplifying the manufacturing process and reducing the cost.

【0131】また、請求項8に記載の発明によれば、第
1の光電変換素子が、一つの平板面上であって、薄膜遮
光層により光源の位置に応じて光の一部が遮光される位
置に、第2の光電変換素子が、この平板面上であって、
薄膜遮光層により光が遮光されることのない位置に作製
されることから、請求項7に記載の発明と同様の効果が
ある。
Further, according to the invention described in claim 8, the first photoelectric conversion element is on one flat plate surface, and a part of the light is shielded by the thin film light shielding layer according to the position of the light source. At a position where the second photoelectric conversion element is on the flat plate surface,
Since the thin film light shielding layer is formed at a position where light is not shielded, the same effect as that of the invention of claim 7 is obtained.

【0132】請求項9に記載の発明によれば、請求項1
ないし6のいずれか1項に記載の位置検出デバイスを少
なくとも1つ有し、前記位置検出デバイスの出力に基づ
いて前記光源の位置を演算する位置演算手段を有するこ
とから、容易に位置を検出することができるという効果
がある。さらに、請求項10に記載の発明によれば、位
置演算手段が、光源から出射して第1の光電変換素子で
受光するまでの光路における媒体の屈折率に基づいて位
置の補正をすることから、位置検出精度を向上させるこ
とができるという効果がある。
According to the invention of claim 9, claim 1
7. The position can be easily detected by including at least one position detecting device according to any one of 6 to 6 and having a position calculating means for calculating the position of the light source based on the output of the position detecting device. The effect is that you can. Further, according to the invention described in claim 10, the position calculation means corrects the position based on the refractive index of the medium in the optical path from the light source to the light reception by the first photoelectric conversion element. There is an effect that the position detection accuracy can be improved.

【0133】請求項11に記載の発明によれば、位置検
出される対象物の少なくとも一部に設けられた光源と請
求項1ないし6のいずれか1項に記載の位置検出デバイ
スを少なくとも1つ有することから、光源の波長やパル
ス周期等の特性に合わせて位置検出デバイスの特性を決
めることができるという効果がある。また、請求項12
に記載の発明によれば、発光体を有し、光源が前記発光
体からの光を反射する反射領域であることから、発光体
を取り付けにくい対象物についても位置検出をすること
ができるという効果がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided at least one light source provided on at least a part of an object whose position is to be detected, and at least one position detecting device according to any one of the first to sixth aspects. Because of this, there is an effect that the characteristics of the position detection device can be determined according to the characteristics such as the wavelength of the light source and the pulse period. Claim 12
According to the invention described in (1), since the light source has the light emitting element and the light source is the reflection area that reflects the light from the light emitting element, it is possible to detect the position of the object to which the light emitting element is difficult to attach. There is.

【0134】請求項13に記載の発明によれば、対象物
が感光体であり、電子写真記録機構における位置検出装
置であることから、感光体の回転位置を容易に検出でき
るという効果がある。請求項14に記載の発明によれ
ば、対象物がレンズまたはレンズ支持体であり、レンズ
移動機構における位置検出装置であることから、レンズ
またはレンズ支持体の位置を容易に検出できるという効
果がある。
According to the thirteenth aspect of the invention, since the object is the photoconductor and the position detecting device in the electrophotographic recording mechanism, there is an effect that the rotational position of the photoconductor can be easily detected. According to the invention as set forth in claim 14, since the object is the lens or the lens support and the position detecting device in the lens moving mechanism, there is an effect that the position of the lens or the lens support can be easily detected. .

【0135】請求項15に記載の発明によれば、請求項
9ないし14のいずれか1項に記載の位置検出装置と、
該位置検出装置の出力に基づいて前記対象物の速度,加
速度,角速度等の位置変化量を演算する位置変化演算手
段を有することから、対象物の位置変化量を容易に検出
することができるという効果がある。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the position detecting device according to any one of the ninth to fourteenth aspects,
Since it has a position change calculation means for calculating the amount of position change of the object such as velocity, acceleration, angular velocity based on the output of the position detecting device, it is possible to easily detect the amount of position change of the object. effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の位置検出デバイスの第1の実施の形
態の構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of a first embodiment of a position detection device of the present invention.

【図2】 本発明の位置検出デバイスの第2の実施の形
態の構造図である。
FIG. 2 is a structural diagram of a second embodiment of the position detection device of the invention.

【図3】 本発明の第1,第2の実施の形態の位置検出
デバイスの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the position detection device according to the first and second embodiments of the present invention.

【図4】 図3に示した構成の動作原理の説明図であ
り、図4(A)は、図3のx−y平面の断面図、図4
(B)は、図4(A)における光源と各部の位置関係を
示す説明図である。
4 is an explanatory diagram of an operation principle of the configuration shown in FIG. 3, and FIG. 4 (A) is a cross-sectional view taken along the xy plane of FIG.
FIG. 4B is an explanatory diagram showing a positional relationship between the light source and each part in FIG.

【図5】 図3に示した構成の動作原理の説明図であ
り、図5(A)は図3のx−z平面の断面図であり、図
5(B)は図5(A)における光源と各部の位置関係を
示す説明図である。
5 is an explanatory diagram of the operation principle of the configuration shown in FIG. 3, FIG. 5 (A) is a cross-sectional view of the xz plane of FIG. 3, and FIG. 5 (B) is in FIG. 5 (A). It is explanatory drawing which shows the positional relationship of a light source and each part.

【図6】 図3ないし図5に示した実施の形態の第1の
変形例を説明する平面図である。
6 is a plan view illustrating a first modification of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5. FIG.

【図7】 図3ないし図5に示した実施の形態の第2の
変形例を説明する平面図である。
7 is a plan view illustrating a second modification of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5. FIG.

【図8】 図3ないし図5に示した実施の形態におい
て、第1の光電変換素子と遮光板の距離を変化させた場
合の説明図であり、図8(A)は距離を長くした場合、
図8(B)は距離を短くした場合の部分断面図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram in the case where the distance between the first photoelectric conversion element and the light shielding plate is changed in the embodiment shown in FIGS. 3 to 5, and FIG. 8A is a case where the distance is increased. ,
FIG. 8B is a partial cross-sectional view when the distance is shortened.

【図9】 図3ないし図5に示した実施の形態の第3の
変形例を説明する平面図である。
FIG. 9 is a plan view illustrating a third modification of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5.

【図10】 図1に示した第1の実施の形態の位置検出
デバイスの製造方法の一例を示す説明図であり、図10
(A)ないし図10(D)は製造工程の各段階を示す説
明図である。
10 is an explanatory diagram showing an example of a method of manufacturing the position detection device according to the first embodiment shown in FIG.
10A to 10D are explanatory views showing each stage of the manufacturing process.

【図11】 図2に示した第2の実施の形態の位置検出
デバイスの製造方法の一例の説明図であり、図11
(A)ないし図11(D)は製造工程の各段階を示す説
明図である。
11 is an explanatory diagram of an example of a method of manufacturing the position detecting device according to the second embodiment shown in FIG.
11A to 11D are explanatory views showing each stage of the manufacturing process.

【図12】 本発明の位置検出デバイスの測定値の補正
に関する説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram related to correction of measured values of the position detection device of the present invention.

【図13】 本発明の位置検出デバイスの測定値の補正
に関する説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram related to correction of measured values of the position detection device of the present invention.

【図14】 本発明の位置検出装置の第1の実施の形態
の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the first embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図15】 本発明の位置検出装置の第2の実施の形態
の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a second embodiment of the position detecting device of the invention.

【図16】 本発明の位置検出装置の第3の実施の形態
の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a third embodiment of the position detecting device of the invention.

【図17】 本発明の位置検出装置の第4の実施の形態
の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of the fourth embodiment of the position detecting device of the invention.

【図18】 本発明の位置検出装置の第5の実施の形態
の説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a fifth embodiment of the position detecting device of the invention.

【図19】 本発明の位置検出装置の第6の実施の形態
の説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of the sixth embodiment of the position detecting device of the present invention.

【図20】 本発明の位置検出装置の第7の実施の形態
の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a seventh embodiment of the position detecting device of the invention.

【符号の説明】 1…基板、2…下部電極、3…光電変換半導体層、4…
上部透明電極、5…第1の透光層、6…薄膜遮光層、7
…第2の透光層、8…フィルタ層、11〜13…第1の
光電変換素子、14…第2の光電変換素子、15〜1
7,21…遮光板、18,42…光源、31…透光層、
41…位置検出デバイス、44…衝撃センサまたは加速
度センサ、51…感光ドラム、61…対象物である基
板、62…PAD、63…検査用プローブ、64…ワイ
ヤボンディング用プローブ、71,73…レンズ支持
体、81…リング状パイプ、83…回転角等の検出セン
サ、91…紙。
[Explanation of Codes] 1 ... Substrate, 2 ... Lower electrode, 3 ... Photoelectric conversion semiconductor layer, 4 ...
Upper transparent electrode, 5 ... First light-transmitting layer, 6 ... Thin film light-shielding layer, 7
... second translucent layer, 8 ... filter layer, 11-13 ... first photoelectric conversion element, 14 ... second photoelectric conversion element, 15-1
7, 21 ... Shading plate, 18, 42 ... Light source, 31 ... Translucent layer,
41 ... Position detecting device, 44 ... Impact sensor or acceleration sensor, 51 ... Photosensitive drum, 61 ... Target substrate, 62 ... PAD, 63 ... Inspection probe, 64 ... Wire bonding probe, 71, 73 ... Lens support Body, 81 ... Ring-shaped pipe, 83 ... Sensors for detecting rotation angle, 91 ... Paper.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光を遮光する少なくとも1つ
の薄膜遮光層と、少なくとも1つの第1の光電変換素子
を有し、第1の光電変換素子は、前記薄膜遮光層により
前記光源の位置に応じて前記光の一部が遮光される位置
に設置されることを特徴とする位置検出デバイス。
1. At least one thin film light-shielding layer that shields light from a light source, and at least one first photoelectric conversion element, wherein the first photoelectric conversion element is the position of the light source due to the thin film light-shielding layer. The position detecting device is installed at a position where a part of the light is shielded according to the above.
【請求項2】 少なくとも1つの透光層を有し、前記薄
膜遮光層は、前記透光層に積層されることを特徴とする
請求項1に記載の位置検出デバイス。
2. The position detection device according to claim 1, further comprising at least one light-transmitting layer, wherein the thin film light-shielding layer is laminated on the light-transmitting layer.
【請求項3】 少なくとも1つの基板を有し、該基板上
に第1の光電変換素子と第1の透光層と前記薄膜遮光層
が順に積層され、前記薄膜遮光層は部分的に積層される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出デバイス。
3. At least one substrate, on which a first photoelectric conversion element, a first light-transmitting layer, and the thin film light-shielding layer are sequentially laminated, and the thin film light-shielding layer is partially laminated. The position detection device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 少なくとも1つの第1の透光層および少
なくとも1つの第2の透光層を有し、前記薄膜遮光層と
第1の透光層と第1の光電変換素子が第2の透光層に順
に積層され、前記薄膜遮光層は部分的に積層されること
を特徴とする請求項1に記載の位置検出デバイス。
4. At least one first light-transmitting layer and at least one second light-transmitting layer, wherein the thin-film light-shielding layer, the first light-transmitting layer, and the first photoelectric conversion element are second electrodes. The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is sequentially stacked on the light transmitting layer, and the thin film light shielding layer is partially stacked.
【請求項5】 特定波長領域を透過させる少なくとも1
つのフィルタ層を有することを特徴とする請求項1ない
し4のいずれか1項に記載の位置検出デバイス。
5. At least one which transmits a specific wavelength region
The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device has one filter layer.
【請求項6】 少なくとも1つの第2の光電変換素子を
有し、第2の光電変換素子は、前記薄膜遮光層により前
記光が遮光されることのない位置に設置されることを特
徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の位置
検出デバイス。
6. At least one second photoelectric conversion element is provided, and the second photoelectric conversion element is installed at a position where the light is not shielded by the thin film light shielding layer. The position detection device according to claim 1.
【請求項7】 光源からの光を遮光する少なくとも1つ
の薄膜遮光層と複数の第1の光電変換素子を有する位置
検出デバイスの製造方法において、第1の光電変換素子
は、一つの平板面上であって、前記薄膜遮光層により前
記光源の位置に応じて前記光の一部が遮光される位置に
作製されることを特徴とする位置検出デバイスの製造方
法。
7. A method for manufacturing a position detection device having at least one thin film light-shielding layer for shielding light from a light source and a plurality of first photoelectric conversion elements, wherein the first photoelectric conversion element is on one flat plate surface. A method for manufacturing a position detecting device, wherein the thin film light shielding layer is formed at a position where a part of the light is shielded according to the position of the light source.
【請求項8】 光源からの光を遮光する少なくとも1つ
の薄膜遮光層と複数の第1の光電変換素子と少なくとも
1つの第2の光電変換素子を有する位置検出デバイスの
製造方法において、第1の光電変換素子は、一つの平板
面上であって、前記薄膜遮光層により前記光源の位置に
応じて前記光の一部が遮光される位置に、第2の光電変
換素子は、前記平板面上であって、前記薄膜遮光層によ
り前記光が遮光されることのない位置に作製されること
を特徴とする位置検出デバイスの製造方法。
8. A method for manufacturing a position detection device having at least one thin film light-shielding layer for shielding light from a light source, a plurality of first photoelectric conversion elements and at least one second photoelectric conversion element, comprising: The photoelectric conversion element is on one flat plate surface, and the second photoelectric conversion element is on the flat plate surface at a position where a part of the light is blocked by the thin film light shielding layer according to the position of the light source. A method for manufacturing a position detecting device, characterized in that the thin film light-shielding layer is formed at a position where the light is not shielded.
【請求項9】 請求項1ないし6のいずれか1項に記載
の位置検出デバイスを少なくとも1つ有し、前記位置検
出デバイスの出力に基づいて前記光源の位置を演算する
位置演算手段を有することを特徴とする位置検出装置。
9. A position calculating device having at least one position detecting device according to claim 1, and position calculating means for calculating a position of the light source based on an output of the position detecting device. A position detecting device characterized by.
【請求項10】 前記位置演算手段は、前記光源から出
射して第1の光電変換素子で受光するまでの光路におけ
る媒体の屈折率に基づいて位置の補正をすることを特徴
とする請求項9に記載の位置検出装置。
10. The position calculation means corrects the position based on the refractive index of the medium in the optical path from the light source to the light reception by the first photoelectric conversion element. The position detection device according to.
【請求項11】 位置検出される対象物の少なくとも一
部に設けられた光源と請求項1ないし6のいずれか1項
に記載の位置検出デバイスを少なくとも1つ有すること
を特徴とする位置検出装置。
11. A position detecting apparatus comprising a light source provided on at least a part of an object whose position is to be detected, and at least one position detecting device according to claim 1. Description: .
【請求項12】 発光体を有し、前記光源は前記発光体
からの光を反射する反射領域であることを特徴とする請
求項11に記載の位置検出装置。
12. The position detecting device according to claim 11, wherein the position detecting device has a light emitting body, and the light source is a reflection region that reflects light from the light emitting body.
【請求項13】 前記対象物は感光体であり、電子写真
記録機構における位置検出装置であることを特徴とする
請求項11または12に記載の位置検出装置。
13. The position detecting device according to claim 11, wherein the object is a photoconductor and is a position detecting device in an electrophotographic recording mechanism.
【請求項14】 前記対象物はレンズまたはレンズ支持
体であり、レンズ移動機構における位置検出装置である
ことを特徴とする請求項11または12に記載の位置検
出装置。
14. The position detecting device according to claim 11, wherein the object is a lens or a lens support and is a position detecting device in a lens moving mechanism.
【請求項15】 請求項9ないし14のいずれか1項に
記載の位置検出装置と、該位置検出装置の出力に基づい
て前記対象物の速度,加速度,角速度等の位置変化量を
演算する位置変化演算手段を有することを特徴とする位
置変化検出装置。
15. The position detecting device according to claim 9, and a position for calculating a position change amount such as speed, acceleration, or angular velocity of the object based on an output of the position detecting device. A position change detection device comprising a change calculation means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284686A (en) * 1999-03-30 2000-10-13 Toyota Motor Corp Method of matching photographed images, map updating device utilizing same method, and updating method therefor
JP2002350482A (en) * 2001-05-24 2002-12-04 Oht Inc Substrate positional deviation detector and substrate positional deviation detecting method
JP2014021014A (en) * 2012-07-20 2014-02-03 Denso Corp Method for adjusting optical sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284686A (en) * 1999-03-30 2000-10-13 Toyota Motor Corp Method of matching photographed images, map updating device utilizing same method, and updating method therefor
JP2002350482A (en) * 2001-05-24 2002-12-04 Oht Inc Substrate positional deviation detector and substrate positional deviation detecting method
WO2002101326A1 (en) * 2001-05-24 2002-12-19 Oht Inc. Device and method for substrate displacement detection
US6992493B2 (en) 2001-05-24 2006-01-31 Oht Inc. Device and method for substrate displacement detection
JP2014021014A (en) * 2012-07-20 2014-02-03 Denso Corp Method for adjusting optical sensor

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