JPS58191916A - Optical position sensor - Google Patents

Optical position sensor

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Publication number
JPS58191916A
JPS58191916A JP7605082A JP7605082A JPS58191916A JP S58191916 A JPS58191916 A JP S58191916A JP 7605082 A JP7605082 A JP 7605082A JP 7605082 A JP7605082 A JP 7605082A JP S58191916 A JPS58191916 A JP S58191916A
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JP
Japan
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region
sub
main
light
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP7605082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Matsui
徹 松井
Motonobu Matsuda
松田 元伸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP7605082A priority Critical patent/JPS58191916A/en
Publication of JPS58191916A publication Critical patent/JPS58191916A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To relate directly the change of the position of an incident light and a photocurrent characteristic to each other, by forming deformed parts in end parts of a sub-region near a main region, where the position of the incident light is detected, to enhance the carrier gathering capability more than the other parts. CONSTITUTION:Deformed parts 26b and 25b projecting toward a locus 12 of an incident spot light are formed in an end part 26a of the second sub-region 26 near the first main region 23 and an end part 25a of the first sub-region 25 near the second main region 24 in an optical position sensor 21. In accordance with the intensity and the position of incidence of the incident spot light 11, photocurrents are led out from the part between the first electrode 28 and the third electrode 30 and the part between the second electrode 29 and the third electrode 30.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

技術分野 この発明は光位置センサに係り、特に、三角測距の原理
を用いる能動型式の距離検出装置に好適なもので、被測
距対象から反射されてくる投写光を受光すると被測距対
象の距離に応じた電気信号を出力しうる光位置センサに
関する。 従来技術 本願出願人は既に特願昭56−44818号において、
上記型式の距離検出装置に適合する光位置センサを提案
した。この発明は、このようなタイプの光位置センサの
改良に係る。そこで、まずこの発明の背景をなす上記特
願昭56−44818号で開示した光位置センサについ
て説明する。 第1図は、距離検出装置の光学系1を示す。発光素子1
と投射レンズ2は、被測距体に向けて光ビームを投射す
る光ビーム投射器を構成する。投射レンズ2から一定距
離dだけ隔てて結像レンズ3が配してあり、その後面に
光位置センサ4が配しである。光位置センサ4には被測
距体の距離に応じて異なる位置に反射光が入射する。第
2図は、−例としてこのような距離検出装置を備えたカ
メラ5の外観を示す。窓6aおよび6bの位置に投射レ
ンズ2および結像レンズ3が配置される。 第3図は、第1図の光位置センサ4として特願昭56−
44818号に提案された光位置センサの受光面のパタ
ーン構成を示す。この光位置センサ4は例えばシリコン
半導体を用いて構成される。 平面パターンである第3図(a)においてfi Q半導
体基板8にP型拡散領域9,10が形成してあり、それ
ぞれはY軸方向に延びた第1および第2の主領域9aj
lOaとX軸方向に延びた第1および第2の副領域9b
、lQbとから成っている。主領域9aと103との間
の距離j1および副領域9bと10bとの間の距離12
は1例えばそれぞ】0のパターンは回転対称である。こ
の光位置センサ4が距離検知装置に組み込1れた場合、
被測距体からの光ビームの反射光J1が主領域9aと1
01の間で副領域9bおよび10bとから等しい距離の
関係にある点線12上に入射するように光学系が構成さ
れる。第3図(b)は第3図(a)における点線12に
沿う断面を示す。さて、第3図(a)のように領域9と
基板8との間[電流計Atを、また領域10と基板8と
の間に電流計A2を接続し、一定強度のスポット光11
を点線12」二に照射し、かつスポット光]】をX軸方
向に移動させて、スポット光の位置Xと電流計A1、A
2に流れる電流ip+、IP2との関係を調べると第4
図に実線で示すグラフのよう々結果が得られる。第4図
のグラフにおいて、横軸はP型拡散領域9aの右端エツ
ジからスポット光11の中心部までの距離Xを示し、縦
軸を工対数目盛で電流を示す。尚、電流は相対値で示し
である。これは、スポット光の強度を別の値に変えて測
定しても同一・のグラフが得らハ。 ること全意味する。測定の際、スポット光の照射面積を
多少変化させても、全体としての光のエネルギー全一 
定に保つ限り、グラフには変化は見られない。 さて第4図のグラフを見ると、を流1 p 1<1スポ
ツト光11が主領域9aから遠ざかって対向する主領域
]、 Oaの近くに位置するところで激減することが分
かる。同様に、電流IP2もスポット光が主領域9aの
近くに位置するところで激減している。電流IPIにつ
いて見れば、スポット光が主領域9aから600μm壕
での範囲ではグラフは略−直線上に載るのであるが、そ
れから先の領域でに外れる。電流Ip2[ついても同様
である。このような電流特性を示す電流IPIおよびI
P2からスポット光の入射位置を検出することができる
。しかしながら主領域9aと102とで挾1れる全域に
わたってスポット光の位置に対する電流特性が第4図の
グラフにおいて一直線上に載るようなものであることが
望ましい。すなわち、出力される雷1流を後述のような
回路を用いて処理してスポット光の入射位置を検出する
場合、電流特性が全域にわたって直線的である方が、回
路の設計、調整などに有利となるからである。 目的 この発明は、上記のような入射光の位置検出のための光
位置センサにおいて、入射光位置VC対する充電流特性
を改善した特に低電流域の特性を改善した光位置センサ
を得ること、即ち、有効な受光領域にわたり入射光位置
の変化と、これに対応する光電流の対数値変化との間に
直線的関係が成立する光位置センサを提供することを基
本的な目的とする。 他の目的に、」−記のような入射光の位置検出のための
光も:、 F、センサを接続する電子回路の構成全簡単
化しつるとともに、その調整も容易化ならしめる新規な
光イ☆置センザ全提供することである。 要約 この発明を要約すると、第1型の半導体基板の一つの面
に、該半導体基板とは椿性の異なる第2型の第1主領域
と第2主領斌を同幅で互いに平行に形成するとともに、
この第1および第2主領域で挾まれる基板領域全この第
1および第2主領域が挾む方向とほぼ直角をなして挾む
第2型の第1副領域と第2副領域を形成し、前記第1主
領域と前記第1副領域を第1の電極と接続し、前記第2
主領域と前記第2副領域を第2の電極と接続し、前記基
板を第3の電極と接続し、前記第1および第2主領域で
挾まれる基板領域に前記第1主領域の延びる方向とほぼ
直角方向に入射位置が変化しうる光を入射して、この入
射光の強度および入射位置に応じた光電流?前記第】と
第3の電極間および前記第2と第3の電極間から導出す
るようにした光位置センサにおいて、前記第1主領域に
近接する前記第2副領域の端部および前記第2主領域に
近接する前記第1副領域の端部のそれぞれに、少なくと
も、前記入射光の軌跡を臨む方向に突出する変形部を形
成し、たことを特徴とし、この変形部を形成することに
より充電流特性が改善された光位置センサを得ることが
できるものである。 好−i L < cs、前記半導体基板はn型のものを
用のP型頭域は不純物の拡散処理により作成する。 実施例 以下、この発明を添付図面に示す実施例に基づいて説明
する。 第5図は第1実施例を示し、光位置センサ2]ノ平面パ
ターンを示す。第5図において、n型の半導体基板22
の一つの面に、該半導体基板22とは極性の異なるすな
わちP型の第1主領域23と第2主領域24とが形成さ
れる。これらの主領域23.24は不純物の拡散処理に
よって作成するのが好ましいが、第1主領域23と第2
主領域24は同じ幅でかつ互いに平行に形成される。他
方、25は第】副領切、26は第2副領域で、いずれも
拡散処理によりP型に作成され、前記第1および第2主
領域23.24で挾まれる基板領域′1 27をこの第1および第2主領域23.24が挾む方向
と直角′f々して挾むように形成される。この例では、
第1主領域23と第1副領域25がその基部で連結され
15字状に形成されている。この基部に第1の電極28
が設けられる。また、第2主領域24と第2副領域26
もその基部で連結されL字状をなし、基部に第2の電極
28が設けられている。30は基板22に設けられた第
3の電極である。 第1および第2主領域23.24で挾まれる基板領域2
7には、第1主領域23の延びる方向と直角方向C点線
12に沿う方向)に入射位置の変化するスポット光1】
が入射される。この入射されるスポット光11の強度お
よび入射位置に応じて、第1雷、極28と第3電極30
問および第2雷極29と第3雷極30間から、光電流が
導出される。 このよう々光位置センサ21において、第1主領域23
に近接する第2副領域26の端部26aと、第2主領域
24に近接する第1副領域25の端部25aとのそれぞ
れに、入射Iスポット光の軌跡12を臨む方向に突出す
る変形部26 b、 25bが形成されている。変形部
26b、25bは同じ矩形状で、それぞれ第2副領域2
6.第1副領域25と一体に作成され、もちろんP型で
ある。 第5図からよく分るように、この矩形状の変形部26b
、25bは、言い換えれば、スポット光の軌跡12−1
での距離が他の部分よすdl だけ短くしてあり、逆に
言うと、変形部26b、25bを有する端部26a、2
5a以外の副領域26゜25の部分は軌跡12までの距
離がdlだけ変形部26b、25bよりも長くしである
。参照符号d8で示す部分の長さは、第4図のグラフに
示す電流特性の改善を企画する範囲D8に相当する。 ただし、必ずしもds=Daである必要はなく、実験的
に調整して適当に定められる。また、第1および第2の
副領域の端縁25C,26Cは、第2および第1の主領
域24.23のY軸方向への延長領域に位置すればよい
。さらに主領域と副領域との間の距離d4は例えば10
0μm程度である。 ここで注目すべきことは、第1および第2の副領域25
.26が、入射光の軌跡】2に対I−でY軸方向におい
てより近い部分とより遠い部分とを持っていることであ
る。 なお、第6図は変形部25b (したがって変形部26
bも同じ)の他の例を示す。同図(a)、 (b)は階
段状に突出させた例、内園(C)はアールをもって突出
させた例である。 第7図は本発明の第2実施例を示し、P型の拡散領域パ
ターンに加えて電極パターンをも示したより具体的な例
である。なお、第5図と同一参照符号は同一ないし相当
の部分を示している。 第7図(b)は第7図(a)の線B−B[沿う切断端面
の概略図で、基板22の受光面側には酸イヒシリコン(
Si02)の透明な絶縁薄膜層31が設けられ、その上
に所要のアルミ電極層331が設けられる。 さて第7図(a)において、P型拡散領域23および2
4は第1および第2の主領域をなし、P型拡散領域25
および26は第1および第2の副領域をなす。各4つの
領域は第1実施例とは異なり、互いに別体的に形成しで
ある。そして25aが第1副領域25の変形部、26a
が第2副領域26の変形部である。第1と第2の副領域
25.26&″x、。 アルミ電極板33.34によってそれぞれ全面的域25
.26は、酸化シリコン膜が除去された部分25d、2
6dを通してアルミ電極板33.34と接続しである。 第1と第2の主領域23.24はそれぞれその端部23
a、24aの部分で、アルミ電極33.34とそれぞれ
接続しである。また、n型半導体基板22は電極30と
接続しである。第1.第2および第3の電極33,34
,30には、リード線35.36.37がボンデングし
てあり、これらリード線を介して外部に光電流がとり出
される。 第8図は第3の実施例を示す平面パターン図である。こ
の実施例では、第5図の第1実施例と比較して分るよう
に、P型温1副領域25およびP型第2副領域26のそ
れぞれの端部25 a、 26aにおいて、その両側に
変形部を形成するようにしている。距離d5だけ突出さ
せた第1の変形部25’b、  26’bは第5図の変
形部25b、26bと均等のものであるが、第2の変形
部25e。 26eはスポット光の移動軌跡12を臨む方向とは反対
側に距離d6だけ一様に突出させている。 第2の変形部25e、26eは、図示では矩形状である
が、第6図(a)、 (b)、 (C)に示すいずれの
形でもよい。 第3実施例のように、副領域端部の幅を広くとることに
よって光電流特性の改善をよりよく図りうる。また、た
とえば、センサ自体の大きさの制約等からdl (第5
図)を大きくとれないような場合、ds  (第8図)
で示すように軌跡12に臨む方向へは小さく突出させる
反面1反対方向には大きく突出させて、幾何学形状に基
づく特性の低下を補償することもできる。 尚、第5図および第6図においては第1の主および副の
P拡散領域は互いに一体的に形成され。 同様に第2の主および副のP拡散領域も互いに一体的に
形成されているが、これらは必ずしも一体的に形成する
必要はなく、既に第7図で示したように別体的に形成し
た後に外部的にそれぞれを接続してもよい。 また、各実施例では円形のスポット光11を入射するよ
うに示したが、副領域にかからないスリット状の光でも
よい。もつとも、副領域に遮閉部を設ければスリット光
の長さは問題とは力ら々い。 さらに、上記実施例では、基板をn型に主領域。 副領域?P型としたが、基板をP型に主領域、副領域を
n型としてもよい。 第9図は、上記した各実施例から得られる光位置センサ
の光電流特性を示すグラフである。実線で示す曲線/1
1/2はその実測値である。従来の一胃も″f買上ンサ
て相対的に出力電流が急激に落ち込む端部領域Ds  
(図中点線の曲線!’l+ !’2で示す)における特
性が改善され、測定領域りの全範囲にわたりほぼリニア
な特性が得られている。 ここで、本発明によって電流特性の改善がはかられる理
由について考察する。光が入射すると。 その入射位置で光電流となるキャリアがつくられ、これ
が種々の方向に拡散する。その拡散途中でキャリアは消
滅して行く。消滅せずにP型領域に達したキャリアは光
電流として外部に取り出される。 キャリアの密度はその発生源に近い程高くなる。 したがって、電流特性の改善領域で、p型領域を入射光
の軌跡により近づけると光電流の増加がはかられるもの
と解される。さらに、P型領域の面積を増すと、キャリ
アの吸収量が増して光電流の増加がはかられるものと解
される。つまり、本発明は、副領域の対抗する主領域に
近い方の端部におけるキャリア収集能力を他の分部に対
して相対的に増加させるようにしたものである。 次に、以上に説明した本発明に係る光位置センサを使用
したカメラの自動焦点調節装置を第10図に示す。 第10図の自動焦点調節装置は、シネカメラやビデオカ
メラのように連続的に撮影を行うカメラの撮影レンズを
連続的に調節するものである。焦点調節に際しては、被
写体に向けて周期的に繰り返えして光ビームが投射され
、その都度、上記光位置センサ21から被写体距離の情
報を含む光電。 流を得て、この光電、流を以下に説明する信号処理回路
により撮影レンズを含むサーボ系に適した信号に変換し
て連続的に撮影レンズを合焦位置に側温10図において
、発光ダイオード40は発光部制御信号発生回路41か
ら出力されるタイミングパルスに応じて周期的に点灯さ
れる。 光位置センサ21のP型拡散領域23.24から取り出
され次光電流は電流電圧変換回路42.43に入力する
。 上記電流電圧変換回路42.43は、光位置センサ2】
に入射する光のうちで、その強度が比較的速く変化する
、例えば螢光灯の光に含まれるリップルのような交流成
分に応答して、その交流成分の光電流の対数と直線的な
関係にある電圧信号を出力し、強度が時間的に変化する
光が入射していない場合は、定電圧回路44から与えら
れる定電圧Vrefs  と等しいレベルの電圧を出力
する。 なお、上記の如き動作を行う回路については、本願出、
願人により出願された特開昭56−29112号に詳細
に説明されているので第11図に回路構成の一例を掲げ
るにとどめ詳細な説明は省略する。 さて、光位置センサ21に螢光灯により照明された被写
体からの光が入射している場合、上記電流電圧変換回路
42.43からは、上記定電圧■refa  1f!−
平均レベルとしてその上下に変化するリップル電圧が出
力される。さらに光ビームの反射光が入射した場合には
、その入射光の強度と螢光灯の光のリップル成分の強度
との和に対応する電圧信号が出力される。 なお、上記光位置センサ21の半導体基板36には、定
電圧回路44から光位置センサ21に対して逆バイアス
電圧として作用する定電圧Vre f lを印加してい
る。 光ビームの被写体からの反射光は、被写体が近距離ゾー
ンにある場合は、主拡散領域23に近い領域に入力し、
被写体までの距離が増加するにつれて、反射光の入射位
置はいま一つの主拡散領域24に近付く。 ただし、被写体距離が一定以上になると、検詔出しうる
に充分な強度の反射光は得られなくなる。 そこで、光位置センサ21の有効受光域は、撮影レンズ
の合焦可能な最近接距離と種々の被写体の平均的な反射
率、反射特性を有する被写体に対する光ビームの反射光
が検出できる最大距離との間のゾーンに対応させること
ができる。 今、光位置センサ2]VCビーム光のみが入射する場合
を考えると、宵、流電圧変換回路42.43の出力電圧
Voutl、Vou t 2は、光位置センサ21の光
電流の対数圧縮値に相当するもので、ビーム光の入射位
置の変化に対して上記出力電圧Vout1、VouL2
の変化は、第12図(a) K示すように直線的である
。 − 演算回路45は演算増巾器46.47および抵抗48.
49.50.51からなり、次の第(1)式の演算を行
う。 Vouts=(1+、)(Vout2−Voutt)+
Vref4・−(1)ただし、第(])式においてR1
は抵抗48.51の抵抗値であり、R2は抵抗49.5
0の抵抗値である。また、Vref4  は半固定抵抗
52と53の接続点54から出力する一定電圧である。 上記第(])式から分るように、演算回路45の出力V
outa  は一定電圧■ref4  K電流電圧変換
回路42.43の出力間の電圧の差を定数倍して加算し
たものに相当し、上記出力VOut8  は第12図(
b)に示すように反射光の入射位置の変化に対して直線
的に変化する。 ここで注目すべきは、上記演算回路45の出力電圧Vo
uta  は、光位置センサ21への反射光の入射位置
に依存し、その強度には依存しないことである。これは
、光位置センサ21が出力する光電離Ip1、IF5は
入射光の強度に応じて変化するが、(Ip2 / Ip
t ’Iの値は、既に述べたように、入射光の入射位置
が定寸れば、この位置に対して一定であり、 lO汚(lP2/ Ipt ’r = 10gIp2−
10g1pt= k(Vout2−Voutt)−(2
)よね、(■out2−Voutl )が一定となるか
らである。尚、kは比例定数である。 したがって、演算回路45の出力電圧Voutsは被写
体距離に対応する。 アナログスイッチ55は、発光部制御信号発生回路41
の信号により制御され、発光ダイオード40が発光する
間だけ閉成されて、演算回路45の出力電圧Vouts
  fコンデンサ56に供給する。 に記コンデンサ56げアナログスイッチ55が開成して
いる間、上記出力電圧Vout8  fホールリドする
。 上記コンデンサ56によりホールドされた電圧は、撮影
レンズ57f合焦位置に駆動制御するサーボ回路58に
供給される。 上記サーボ回路58は、定電流源59、ボテンンヨメー
タ60、半固定抵抗52.53およヒ抵抗61で構成さ
れる定電、圧回路62と、電圧比較回路63.64と、
モータ駆動回路65、撮影レンズ駆動モータ66からな
る。 上言1脳−ボ回路58において、ポテンショメータ60
に設けられた2つの摺動子60a、60bは一該ボテン
ンヨメータ60の抵抗上において一定の距離だけ隔てら
れ、撮影レンズ駆動モータ66により、ギヤ66aを介
して駆動される撮影レンズ57と連動して、上記抵抗上
を接片群62’?介して摺動する。 上記ポテンショメータ6oの端子67 a ドロアbと
の間には、演算回路45が出力しうる範囲を上下に越え
る電圧が発生しており、サーボ回路58のサーボ動作に
際しては、モータ駆動回路65は、ポテンショメータ6
oの摺動子60aと60bとがコンデンサ56にホール
ドされた電圧Voutllと等しい電圧を発生している
ポテンショメータ6゜の抵抗体上の位置を挾むように、
上記撮影レンズ駆動モータ66を制御する。 上記モータ駆動回路65は、電圧比較回路63および6
4の出力に応じて、次の第1表に示すように撮影レンズ
駆動モータ66を駆動する。 第  1  表 ただし、第1表において、Vc、Vsl  およびVs
sg)それぞれ、コンデンサ56、ポテンショメータ6
0の第1および第2の摺動子60a、60bの雪、圧全
示し、Vouta、Vout6はそれぞれ電圧比較回路
63.64の論理出力信号を示す。 例えは被写体が遠くにあって、光ビームの反射光が検出
できないような場合、以下に述べるようにして、トラン
ジスタ68を導通してコンデンサ56を演算回路45が
出力しうる最大電圧よりもさらに高い、例えば電源電圧
に充電し、撮影レンズ57を予め無限遠と定めた位置に
持って行く。 撮影レンズ57が上記位置にぐると、撮影レンズ駆動モ
ータ66は図示しないリミットスイッチを用いた手段に
より停止されるようにしている。 次に、光ビームの反射光の入射有無の検出は、電圧比較
回路により行われる。 上記電圧比較回路69の反転入力端子には、電流電圧変
換回路42の平均出力レベル(VrefBに相当する。 )よりも一定電圧Vthだけ高い定N4圧Vref2 
 が与えられる。ここで上記一定電圧Vth Vcは電
流電圧変換回路42の出力に含まれるノイズの振巾より
も大きい電圧が反射光に応じた電圧信号に対する閾値信
号として設定される。 ところで、被写体が蛍光灯により照明されているような
場合、照明光に含まれるリップル成分が検出されて電流
電圧変換回路42.43の出力に現われる。このリップ
ル成分とビーム光の被写体からの反射光に応じた信号と
を区別して信号成分を活用するために、次に述べるよう
に、照明光のリップル成分の特定の位相のタイミングで
光ビームの発射および検出を行う。 既に述べたように、上記リップル成分は直流電圧Vre
fs  に重畳しており、第13図(a)のような形で
電流電圧変換回路42.43から出力される。 上記第13図(a)から分るように、時刻
Technical Field The present invention relates to an optical position sensor, and is particularly suitable for an active type distance detection device that uses the principle of triangulation. The present invention relates to an optical position sensor capable of outputting an electrical signal according to the distance of the object. Prior Art The applicant has already disclosed in Japanese Patent Application No. 56-44818,
We have proposed an optical position sensor that is compatible with the above type of distance detection device. The present invention relates to an improvement of this type of optical position sensor. First, the optical position sensor disclosed in Japanese Patent Application No. 56-44818, which forms the background of the present invention, will be explained. FIG. 1 shows an optical system 1 of a distance detection device. Light emitting element 1
and the projection lens 2 constitute a light beam projector that projects a light beam toward an object to be measured. An imaging lens 3 is arranged at a fixed distance d from the projection lens 2, and an optical position sensor 4 is arranged on its rear surface. Reflected light enters the optical position sensor 4 at different positions depending on the distance to the object to be measured. FIG. 2 shows the appearance of a camera 5 equipped with such a distance detection device by way of example. The projection lens 2 and the imaging lens 3 are arranged at the positions of the windows 6a and 6b. FIG. 3 shows the optical position sensor 4 in FIG.
The pattern configuration of the light receiving surface of the optical position sensor proposed in No. 44818 is shown. This optical position sensor 4 is constructed using, for example, a silicon semiconductor. In FIG. 3(a), which is a planar pattern, P-type diffusion regions 9 and 10 are formed in a fi Q semiconductor substrate 8, each of which has first and second main regions 9aj extending in the Y-axis direction.
lOa and the first and second sub-regions 9b extending in the X-axis direction
, lQb. Distance j1 between main areas 9a and 103 and distance 12 between sub areas 9b and 10b
For example, a pattern of 0 and 1 is rotationally symmetric. When this optical position sensor 4 is incorporated into a distance detection device,
The reflected light J1 of the light beam from the object to be measured is reflected in the main areas 9a and 1.
The optical system is configured such that the light is incident on a dotted line 12 at an equal distance from the sub-regions 9b and 10b between 01 and 01. FIG. 3(b) shows a cross section taken along the dotted line 12 in FIG. 3(a). Now, as shown in FIG. 3(a), an ammeter At is connected between the area 9 and the substrate 8, and an ammeter A2 is connected between the area 10 and the substrate 8, and a spot light 11 of a constant intensity is connected.
12" on the dotted line, and move the spot light] in the X-axis direction to adjust the spot light position X and ammeter A1, A.
Examining the relationship between the current ip+ flowing in 2 and IP2, the 4th
Results are obtained as shown in the graph shown by the solid line in the figure. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the distance X from the right edge of the P-type diffusion region 9a to the center of the spotlight 11, and the vertical axis represents the current on a polygon scale. Note that the current is shown as a relative value. This means that even if you change the intensity of the spot light to a different value and measure it, you will still get the same graph. It means everything. During measurement, even if the irradiation area of the spot light changes slightly, the total energy of the light remains the same.
As long as you keep it constant, you won't see any change in the graph. Now, looking at the graph of FIG. 4, it can be seen that the flow 1 p 1 <1 where the spot light 11 moves away from the main region 9a and is located near the main region 9a] is drastically reduced. Similarly, the current IP2 also sharply decreases where the spot light is located near the main region 9a. Regarding the current IPI, the graph is approximately on a straight line in the range where the spot light is 600 μm deep from the main region 9a, but it deviates from that in the region beyond that. The same applies to the current Ip2. Currents IPI and I that exhibit such current characteristics
The incident position of the spot light can be detected from P2. However, it is desirable that the current characteristics with respect to the position of the spot light be on a straight line in the graph of FIG. 4 over the entire area sandwiched between the main regions 9a and 102. In other words, when detecting the incident position of the spotlight by processing the output lightning current using a circuit as described below, it is advantageous for circuit design and adjustment if the current characteristics are linear over the entire area. This is because. Purpose This invention provides an optical position sensor for detecting the position of incident light as described above, which has improved charging current characteristics with respect to the incident light position VC, and in particular has improved characteristics in a low current region. A fundamental object of the present invention is to provide an optical position sensor in which a linear relationship is established between a change in the position of incident light and a corresponding change in the logarithmic value of the photocurrent over an effective light-receiving area. For other purposes, light for detecting the position of incident light as described in "-" is also used. ☆We provide a complete range of sensors. Summary To summarize the invention, on one surface of a first type semiconductor substrate, a first main region and a second main region of a second type, which have different properties from that of the semiconductor substrate, are formed with the same width and parallel to each other. At the same time,
The entire substrate area sandwiched by the first and second main regions forms a second type of first sub-region and second sub-region that are sandwiched substantially perpendicularly to the sandwiching direction of the first and second main regions. the first main region and the first sub-region are connected to a first electrode;
a main region and the second sub-region are connected to a second electrode, the substrate is connected to a third electrode, and the first main region extends into a substrate region sandwiched by the first and second main regions. What is the photocurrent depending on the intensity of the incident light and the incident position when light whose incident position can change in a direction almost perpendicular to the direction of the incident light? In the optical position sensor, the light is emitted from between the first and third electrodes and between the second and third electrodes, the end of the second sub-region proximate to the first main region and the second At least a deformed portion protruding in a direction facing the trajectory of the incident light is formed at each end of the first sub-region adjacent to the main region, and by forming the deformed portion, This makes it possible to obtain an optical position sensor with improved charging current characteristics. If L<cs, the semiconductor substrate is of n-type, and the P-type head region is formed by impurity diffusion treatment. Embodiments The present invention will be explained below based on embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 5 shows the first embodiment and shows a plane pattern of the optical position sensor 2. In FIG. 5, an n-type semiconductor substrate 22
A first main region 23 and a second main region 24 having a polarity different from that of the semiconductor substrate 22, that is, P type, are formed on one surface of the semiconductor substrate 22. These main regions 23 and 24 are preferably created by impurity diffusion treatment, but the first main region 23 and the second main region 23
The main regions 24 have the same width and are formed parallel to each other. On the other hand, 25 is a sub-region, and 26 is a second sub-region, both of which are made into a P-type by a diffusion process, and which form a substrate region '1 27 sandwiched between the first and second main regions 23 and 24. The first and second main regions 23 and 24 are formed so as to be sandwiched at right angles to the sandwiching direction. In this example,
The first main region 23 and the first sub-region 25 are connected at their bases to form a 15-shape. A first electrode 28 is attached to this base.
is provided. In addition, the second main area 24 and the second sub area 26
are connected at their bases to form an L-shape, and a second electrode 28 is provided at the bases. 30 is a third electrode provided on the substrate 22. Substrate area 2 sandwiched between first and second main areas 23 and 24
7, a spot light 1 whose incident position changes in a direction perpendicular to the extending direction of the first main region 23 (a direction along the dotted line 12);
is incident. Depending on the intensity and the incident position of this incident spot light 11, the first lightning pole 28 and the third electrode 30
A photocurrent is derived from between the second lightning pole 29 and the third lightning pole 30. In this way, in the optical position sensor 21, the first main area 23
The end portion 26a of the second sub-region 26 adjacent to the second main region 24 and the end portion 25a of the first sub-region 25 adjacent to the second main region 24 are each deformed to protrude in the direction facing the trajectory 12 of the incident I spot light. Portions 26b and 25b are formed. The deformed parts 26b and 25b have the same rectangular shape, and are respectively similar to the second sub-region 2.
6. It is created integrally with the first sub-region 25, and is of course P type. As can be clearly seen from FIG. 5, this rectangular deformed portion 26b
, 25b is, in other words, the locus 12-1 of the spotlight
In other words, the distance at the end portions 26a, 2 with the deformed portions 26b, 25b is shortened by the distance dl in the other portions.
The distance to the locus 12 of the subregion 26°25 other than 5a is longer than the deformed portions 26b and 25b by dl. The length of the portion indicated by reference numeral d8 corresponds to a range D8 in which improvement of the current characteristics is planned as shown in the graph of FIG. However, it is not necessary that ds=Da, and it can be determined appropriately by adjusting experimentally. Furthermore, the edges 25C and 26C of the first and second sub-areas may be located in areas extending in the Y-axis direction of the second and first main areas 24.23. Further, the distance d4 between the main area and the sub area is, for example, 10
It is about 0 μm. What should be noted here is that the first and second sub-areas 25
.. 26 is that the trajectory of the incident light has a part closer to I- and a part farther away in the Y-axis direction. Note that FIG. 6 shows the deformed portion 25b (therefore, the deformed portion 26
The same applies to b). Figures (a) and (b) are examples of protruding steps, and the inner garden (C) is an example of protruding with a radius. FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, and is a more specific example showing an electrode pattern in addition to a P-type diffusion region pattern. Note that the same reference numerals as in FIG. 5 indicate the same or corresponding parts. FIG. 7(b) is a schematic view of the cut end surface taken along the line B-B in FIG.
A transparent insulating thin film layer 31 of Si02) is provided, and a required aluminum electrode layer 331 is provided thereon. Now, in FIG. 7(a), P type diffusion regions 23 and 2
4 constitutes first and second main regions, and P-type diffusion region 25
and 26 form the first and second sub-areas. Each of the four regions is different from the first embodiment and is formed separately from each other. 25a is a deformed portion of the first sub-region 25; 26a is a deformed portion of the first sub-region 25;
is the deformed portion of the second sub-region 26. The first and second sub-areas 25, 26&″x, respectively, the entire area 25 by aluminum electrode plates 33, 34.
.. 26 is a portion 25d, 2 from which the silicon oxide film has been removed.
It is connected to aluminum electrode plates 33 and 34 through 6d. The first and second main regions 23,24 each have their ends 23
The portions a and 24a are connected to aluminum electrodes 33 and 34, respectively. Further, the n-type semiconductor substrate 22 is connected to the electrode 30. 1st. Second and third electrodes 33, 34
, 30 are bonded with lead wires 35, 36, 37, and a photocurrent is taken out to the outside via these lead wires. FIG. 8 is a plan pattern diagram showing the third embodiment. In this embodiment, as can be seen in comparison with the first embodiment in FIG. A deformed portion is formed in the The first deformed portions 25'b, 26'b protruding by a distance d5 are equivalent to the deformed portions 25b, 26b in FIG. 5, but the second deformed portion 25e. 26e uniformly protrudes by a distance d6 on the opposite side to the direction in which the moving locus 12 of the spot light is viewed. Although the second deformed portions 25e and 26e have a rectangular shape in the illustration, they may have any shape shown in FIGS. 6(a), 6(b), and 6(C). As in the third embodiment, the photocurrent characteristics can be better improved by widening the width of the end of the sub-region. In addition, for example, due to restrictions on the size of the sensor itself, dl (5th
ds (Fig. 8) cannot be made large.
It is also possible to compensate for the deterioration in characteristics due to the geometrical shape by projecting a small amount in the direction facing the locus 12 as shown in FIG. In addition, in FIGS. 5 and 6, the first main and sub P diffusion regions are formed integrally with each other. Similarly, the second main and sub-P diffusion regions are also formed integrally with each other, but they do not necessarily have to be formed integrally, and may be formed separately as already shown in FIG. Each may be connected externally later. Further, in each embodiment, circular spot light 11 is shown to be incident, but slit-shaped light that does not cover the sub-region may be used. However, if a blocking part is provided in the sub-region, the length of the slit light will not be a problem. Furthermore, in the above embodiment, the main region of the substrate is n-type. Sub-area? Although the substrate is of P type, the main region and the sub region may be of N type. FIG. 9 is a graph showing the photocurrent characteristics of the optical position sensor obtained from each of the examples described above. Curve shown by solid line/1
1/2 is the actual value. The end region Ds where the output current decreases relatively sharply in the conventional monogastric sensor
The characteristics (indicated by the dotted curve !'l+!'2 in the figure) have been improved, and nearly linear characteristics have been obtained over the entire measurement region. Here, the reason why the current characteristics can be improved by the present invention will be discussed. When light enters. Carriers that become photocurrent are created at the incident position, and these carriers diffuse in various directions. In the process of spreading, carriers disappear. Carriers that have reached the P-type region without disappearing are taken out as photocurrent. The density of carriers increases closer to the source. Therefore, it is understood that in the region of improved current characteristics, if the p-type region is brought closer to the trajectory of the incident light, the photocurrent can be increased. Furthermore, it is understood that increasing the area of the P-type region increases the amount of carrier absorption and increases the photocurrent. In other words, the present invention increases the carrier collection capacity at the end of the sub-region closer to the opposing main region relative to other parts. Next, FIG. 10 shows an automatic focus adjustment device for a camera using the optical position sensor according to the present invention described above. The automatic focus adjustment device shown in FIG. 10 continuously adjusts the photographing lens of a camera that continuously takes pictures, such as a cine camera or a video camera. When adjusting the focus, a light beam is periodically and repeatedly projected toward the subject, and each time a photoelectric beam containing information on the subject distance is sent from the optical position sensor 21. This photoelectric current is converted by the signal processing circuit described below into a signal suitable for the servo system including the photographic lens, and the photographic lens is continuously brought into focus at the side temperature 10. 40 is periodically lit in accordance with a timing pulse output from the light emitting unit control signal generation circuit 41. The photocurrent extracted from the P-type diffusion region 23.24 of the optical position sensor 21 is input to a current-voltage conversion circuit 42.43. The above current-voltage conversion circuits 42 and 43 are the optical position sensor 2]
In response to an alternating current component of incident light whose intensity changes relatively quickly, such as ripples contained in fluorescent lamp light, there is a linear relationship with the logarithm of the photocurrent of that alternating component. When light whose intensity changes over time is not incident, a voltage signal at a level equal to the constant voltage Vrefs given from the constant voltage circuit 44 is output. Note that the circuit that performs the above operation is described in this application.
Since this circuit is explained in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-29112 filed by the applicant, a detailed explanation will be omitted with only an example of the circuit configuration shown in FIG. Now, when light from a subject illuminated by a fluorescent lamp is incident on the optical position sensor 21, the current-voltage conversion circuits 42 and 43 output the constant voltage ■refa 1f! −
A ripple voltage that changes above and below the average level is output. Further, when the reflected light of the light beam is incident, a voltage signal corresponding to the sum of the intensity of the incident light and the intensity of the ripple component of the light from the fluorescent lamp is output. Note that a constant voltage Vre f l that acts as a reverse bias voltage for the optical position sensor 21 is applied from a constant voltage circuit 44 to the semiconductor substrate 36 of the optical position sensor 21 . When the subject is in the short distance zone, the light reflected from the light beam from the subject is input to an area close to the main diffusion area 23;
As the distance to the subject increases, the incident position of the reflected light approaches another main diffusion region 24. However, when the distance to the subject exceeds a certain level, reflected light with sufficient intensity for detection cannot be obtained. Therefore, the effective light-receiving area of the optical position sensor 21 is defined as the closest distance at which the photographing lens can be focused, the average reflectance of various objects, and the maximum distance at which the reflected light of the light beam can be detected from an object having reflection characteristics. It can correspond to the zone between. Now, considering the case where only the VC beam light is incident on the optical position sensor 2, the output voltages Voutl and Vout 2 of the current voltage conversion circuits 42 and 43 are the logarithmic compression values of the photocurrent of the optical position sensor 21. Corresponding to this, the output voltages Vout1 and VouL2 are adjusted according to changes in the incident position of the beam light.
The change in is linear as shown in FIG. 12(a) K. - The arithmetic circuit 45 includes an arithmetic amplifier 46.47 and a resistor 48.
49.50.51, and the following equation (1) is calculated. Vouts=(1+,)(Vout2−Voutt)+
Vref4・−(1) However, in the formula (]), R1
is the resistance value of resistor 48.51, and R2 is the resistance value of resistor 49.5
The resistance value is 0. Further, Vref4 is a constant voltage output from the connection point 54 between the semi-fixed resistors 52 and 53. As can be seen from the above equation ( ), the output V of the arithmetic circuit 45
outa corresponds to the constant voltage ref4K, which is the sum of the voltage difference between the outputs of the current-voltage conversion circuits 42 and 43, multiplied by a constant and added, and the output VOut8 is as shown in Fig. 12 (
As shown in b), it changes linearly with changes in the incident position of the reflected light. What should be noted here is the output voltage Vo of the arithmetic circuit 45.
uta depends on the position of incidence of the reflected light on the optical position sensor 21, but does not depend on its intensity. This is because the photoionization Ip1 and IF5 output by the optical position sensor 21 change depending on the intensity of the incident light, but (Ip2 / Ip
As already mentioned, the value of t'I is constant with respect to the incident position of the incident light if the size is fixed, and the value of t'I is constant with respect to the position of the incident light.
10g1pt=k(Vout2-Voutt)-(2
), this is because (■out2-Voutl) is constant. Note that k is a proportionality constant. Therefore, the output voltage Vouts of the arithmetic circuit 45 corresponds to the subject distance. The analog switch 55 is connected to the light emitting unit control signal generation circuit 41
The output voltage Vouts of the arithmetic circuit 45 is controlled by a signal of
f capacitor 56. While the capacitor 56 and the analog switch 55 are open, the output voltage Vout8f is read. The voltage held by the capacitor 56 is supplied to a servo circuit 58 that drives and controls the photographing lens 57f to the in-focus position. The servo circuit 58 includes a constant current source 59, a potentiometer 60, a constant voltage and pressure circuit 62 composed of a semi-fixed resistor 52.53 and a resistor 61, and a voltage comparison circuit 63.64.
It consists of a motor drive circuit 65 and a photographing lens drive motor 66. In the above-mentioned 1 brain-bo circuit 58, the potentiometer 60
The two sliders 60a and 60b provided on the button 60 are separated by a certain distance on the resistance of the button yometer 60, and are interlocked with a photographing lens 57 driven by a photographing lens drive motor 66 via a gear 66a. , the contact piece group 62'? Slide through. A voltage exceeding the output range of the arithmetic circuit 45 is generated between the terminal 67a of the potentiometer 6o and the drawer b, and when the servo circuit 58 performs the servo operation, the motor drive circuit 65 6
o so that the sliders 60a and 60b sandwich a position on the resistor of the potentiometer 6° which is generating a voltage equal to the voltage Voutll held in the capacitor 56.
The photographing lens drive motor 66 is controlled. The motor drive circuit 65 includes voltage comparison circuits 63 and 6.
4, the photographic lens drive motor 66 is driven as shown in Table 1 below. Table 1 However, in Table 1, Vc, Vsl and Vs
sg) respectively, capacitor 56, potentiometer 6
Vouta and Vout6 represent the logic output signals of the voltage comparator circuits 63 and 64, respectively. For example, if the subject is far away and the reflected light of the light beam cannot be detected, as described below, the transistor 68 is made conductive and the capacitor 56 is raised to a voltage higher than the maximum voltage that the arithmetic circuit 45 can output. For example, the camera is charged to the power supply voltage, and the photographic lens 57 is brought to a position predetermined as infinity. When the photographic lens 57 reaches the above position, the photographic lens drive motor 66 is stopped by means using a limit switch (not shown). Next, detection of the incidence of reflected light of the light beam is performed by a voltage comparison circuit. The inverting input terminal of the voltage comparison circuit 69 has a constant N4 voltage Vref2 higher than the average output level (corresponding to VrefB) of the current-voltage conversion circuit 42 by a constant voltage Vth.
is given. Here, the constant voltage Vth Vc is set to a voltage larger than the amplitude of noise included in the output of the current-voltage conversion circuit 42 as a threshold signal for the voltage signal corresponding to the reflected light. By the way, when the subject is illuminated by a fluorescent lamp, ripple components included in the illumination light are detected and appear in the outputs of the current-voltage conversion circuits 42 and 43. In order to distinguish between this ripple component and a signal corresponding to the reflected light of the beam light from the subject and utilize the signal component, the light beam is emitted at a specific phase timing of the ripple component of the illumination light, as described below. and perform detection. As already mentioned, the ripple component is the DC voltage Vre
fs, and is outputted from the current-voltage conversion circuits 42 and 43 in the form shown in FIG. 13(a). As can be seen from Figure 13(a) above, the time

【lのような
時点では、リップル市、圧は直流電圧VreLBと一致
している。したがって、このような時刻【1に同期して
、上記リップルの周期に比較して充分短い時間巾の光ビ
ームを発射すれば、これに応じた出力信号はリップルが
存在しない場合と同等に扱えることになる。 した光ビーム発射検出のための制御信号は、発光部制御
信号発生回路41により、第13図(b)および(C)
に示すパルス信号により作られる。第13図(b)のパ
ルス信号は電圧比較回路71から出力されるパルス信号
であって、参照電圧Vrefa  とリップル電圧との
比較結果に対応する。第13図(C)のパルス信号はパ
ルス発生器70が出力する光ビーム発射を指令するパル
スで、例えば100m5の周期、l m sの時間巾を
有している。 発光部制御信号発生回路41ば、パルス発生器70から
パルスが出力されてから最初に電圧比較回路71から出
力されるパルスの立ち上りに応じて、第13図(d)に
示す例えばl m sの時間巾を有するタイミングパル
スを出力する。 上記タイミングパルスは、アナログスイッチ55および
ラッチ回路72の制御端子に与えられ、さらに、インバ
ータ73、抵抗74およびトランジスタ75からなる発
光ダイオード駆動回路76に与えられ、発光ダイオード
40は上記タイミングパルスに応じて点灯され、アナロ
グスイッチ55は閉じられる。 さらに、ラッチ回路72ば、タイミングパルスが与えら
れている間に電圧比較回路69から出力される1高1あ
るいILX ”低1の電圧信号を取り込み、その信号を
次のタイミングパルスの到来まで保持する。 このようにして、光ビームの反射光が検出されて電圧比
較回路59が′高1電圧を出力する場合に、pnp型ト
ランジスタ68は不導通状態におかれ、コンデンサ56
には、演算回路45からの被写体距離に応じた電圧信号
が貯えられ、撮影レンズ57は上記コンデンサ56に貯
えられた一j二記電圧信号に応じて。合焦位置に制御さ
れる。 甘た、反射光が検出されずにラッチ回路72が1低l電
圧全ラツチした場合は、トランジスタ68は導通状態と
なって、コンデンサ56は電源電圧Vccに近い電圧に
充電されて、撮影レンズ57は遠 無限位置に制御される。 △ なお、被写体を照明している光源が太陽のようにリップ
ル成分んでいない場合のタイミングパルスの発生は次の
ようにして行われる。 第】0図において、電圧比較回路71の反転入力端子に
は定電圧vrefa  が与えられているが、出 この電圧は電流電圧変換回路42.43の平均力△ レベルでもある。つまり、電圧比較回路71の2つの入
力に(工、同一レベルの電圧が入力される。 ところが、実際には、電流電圧変換回路43の出力は、
定電圧Vref8  K重畳してノイズが載っており、
このノイズが比較の対象となって、電圧比較回路71か
らは第13図(C)に示す周期的なパルスに代って、ラ
ンダムにパルスが充分なM度で出力される。このように
して作られるランダムなパルスと、パルス発生器70か
らのパルスとからリップルが含まれる場合の動作と同様
にしてタイミングパルスが作成され、周期的に測距動作
が繰り返し行われて撮影レンズ57の位置が制御される
ことに力る。 第10図の自動焦点調節回路によれば、光位置センサ2
Iへの入射光の位置と、演算回路45の出力電圧との関
係が直線的であるから、ポテンシリ ョメータ60はニヤ特性のものを使用することが△ でき、回路の設計および組立後の回路調整が容易に行え
る。 発明の効果 以上、詳細に説明したことからも明らかなように、この
発明によれば、半導体基板面に一対の主領域、副領域を
備えて入射光の位置を検出する光位置センサにおいて、
主領域に近接する鵬領域の端部に変形部を形成し、キャ
リヤ収集能力を同一領域の他の部分より高めるようにし
たので、低電流域の出力特性が改善され、有効な受光領
域にわたり入射光位置変化とこれに対応する光電流特性
との間に直線的関係が成立する光位置センサ全組ること
ができる。これによって、この光位置センサを用いる焦
点調節装置の設計が簡単化でき、しかも組立後の調整等
も極めて容易となる。
At a time point such as [l], the ripple voltage coincides with the DC voltage VreLB. Therefore, if a light beam with a duration sufficiently short compared to the period of the ripple is emitted in synchronization with such time [1], the corresponding output signal can be treated as if there were no ripple. become. The control signal for detecting the light beam emission is generated by the light emitting unit control signal generation circuit 41 as shown in FIGS. 13(b) and 13(C).
It is generated by the pulse signal shown in . The pulse signal shown in FIG. 13(b) is a pulse signal output from the voltage comparison circuit 71, and corresponds to the comparison result between the reference voltage Vrefa and the ripple voltage. The pulse signal shown in FIG. 13(C) is a pulse outputted by the pulse generator 70 for instructing the emission of a light beam, and has a period of, for example, 100 m5 and a time width of l m s. The light emitting unit control signal generating circuit 41 generates, for example, l m s as shown in FIG. Outputs a timing pulse with a time width. The timing pulse is applied to the analog switch 55 and the control terminal of the latch circuit 72, and is further applied to a light emitting diode drive circuit 76 consisting of an inverter 73, a resistor 74 and a transistor 75, and the light emitting diode 40 is activated in response to the timing pulse. The light is turned on and the analog switch 55 is closed. Furthermore, the latch circuit 72 captures the 1 high 1 or ILX ``low 1'' voltage signal output from the voltage comparator circuit 69 while the timing pulse is being applied, and holds that signal until the arrival of the next timing pulse. In this way, when the reflected light of the light beam is detected and the voltage comparator circuit 59 outputs a high voltage, the pnp transistor 68 is rendered non-conductive, and the capacitor 56
A voltage signal corresponding to the object distance from the arithmetic circuit 45 is stored, and the photographing lens 57 is operated in accordance with the voltage signal 1j2 stored in the capacitor 56. Controlled to focus position. If no reflected light is detected and the latch circuit 72 latches the full voltage, the transistor 68 becomes conductive, the capacitor 56 is charged to a voltage close to the power supply voltage Vcc, and the photographic lens 57 is controlled to a far infinite position. Δ Note that when the light source illuminating the subject does not include a ripple component like the sun, timing pulses are generated as follows. In FIG. 0, a constant voltage vrefa is applied to the inverting input terminal of the voltage comparison circuit 71, but the output voltage is also at the average power Δ level of the current-voltage conversion circuits 42 and 43. In other words, voltages at the same level are input to the two inputs of the voltage comparison circuit 71. However, in reality, the output of the current-voltage conversion circuit 43 is
Noise is superimposed on the constant voltage Vref8K,
This noise becomes the object of comparison, and instead of the periodic pulses shown in FIG. 13(C), the voltage comparison circuit 71 outputs random pulses at a sufficient degree M. A timing pulse is created from the random pulses created in this way and the pulses from the pulse generator 70 in the same manner as in the case where ripples are included, and the distance measuring operation is periodically performed repeatedly and the photographing lens It is emphasized that the position of 57 is controlled. According to the automatic focus adjustment circuit shown in FIG.
Since the relationship between the position of the incident light on I and the output voltage of the arithmetic circuit 45 is linear, it is possible to use a potentiometer 60 with a near characteristic. Adjustments can be made easily. Effects of the Invention As is clear from the detailed explanation above, according to the present invention, in an optical position sensor that includes a pair of main areas and sub areas on a semiconductor substrate surface and detects the position of incident light,
By forming a deformed portion at the end of the pore region near the main region to increase the carrier collection ability compared to other parts of the same region, the output characteristics in the low current region are improved, and the light is incident across the effective light receiving region. It is possible to create a complete set of optical position sensors in which a linear relationship is established between a change in optical position and a corresponding photocurrent characteristic. This simplifies the design of a focus adjustment device using this optical position sensor, and also makes adjustments after assembly extremely easy.

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

第1図は光位置センサを用いた測距装置の光学係を示す
図、第2図は測距装置を備えたカメラの外観図、第3図
は従来の光位置センサの構成を示す図、第4図は従来の
光位置センサの出力特性を示す図、第5図は本発明の第
】実施例のパターン図、第6図(a)、 (b)、 (
C)のそれぞれは変形部25bの他の例を示す部分図、
第7図は本発明の第2実施例を示し、第7図(a)は平
面パターン図、同図(b)は同図(a)の線B−Hに沿
う概略端面図である。第8図は本発明の第3実施例のパ
ターン図、第9図は改善された光電流特性を示すグラフ
、第10図は本発明に係る光位置センサを用いた自動焦
点調節装置の回路図、第11図は電流電圧変換回路42
(又に43)の−例を示す回路図、第12図(a)。 (b)はそれぞれ第10図の回路各部の出力特性を示す
グラフ、第13図(a)、 (b)、 (C)および(
d)!!そレソれ第10図の回路動作を説明するための
波形図である。 22・・・・・・n型の半導体基板、23・・・・・・
P型の第1主領域、24・・・・・・P型の第2主領域
、25・・・・・・P型の、第1副領域、26・・・・
・・P型の第2副領域、27・・・・・・主領域で挾ま
れる基板領域、28.33・・・・・・第1の電極、2
9.34・・・・・・第2の電極、30・・・・・・第
3の電極、11・・・・・・スポット光、12・・・・
・・スポット光の軌跡、25a・・・・・・第1副領域
の端部、26a・・・・・・第2副領域の端部、25b
。 26b・・・・・・変形部。 特 許 出 願 人 ミノルタカメラ株式会社代 理 
人 弁理上前 山 葆 ほか2名第2図 第4図 →光4Q4tL[zLam+ [5図 第8図 411図 (i!lIλ          (li)IN 13
11
FIG. 1 is a diagram showing the optical section of a distance measuring device using an optical position sensor, FIG. 2 is an external view of a camera equipped with a distance measuring device, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a conventional optical position sensor. FIG. 4 is a diagram showing the output characteristics of a conventional optical position sensor, FIG. 5 is a pattern diagram of the embodiment of the present invention, and FIGS. 6(a), (b), (
C) are partial views showing other examples of the deformed portion 25b,
7 shows a second embodiment of the present invention, FIG. 7(a) is a plan pattern diagram, and FIG. 7(b) is a schematic end view taken along line B-H in FIG. 7(a). FIG. 8 is a pattern diagram of the third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a graph showing improved photocurrent characteristics, and FIG. 10 is a circuit diagram of an automatic focus adjustment device using an optical position sensor according to the present invention. , FIG. 11 shows the current-voltage conversion circuit 42.
FIG. 12(a) is a circuit diagram showing an example of (also 43). (b) is a graph showing the output characteristics of each part of the circuit in Fig. 10, Fig. 13 (a), (b), (C) and (
d)! ! 10 is a waveform diagram for explaining the circuit operation of FIG. 10. FIG. 22...N-type semiconductor substrate, 23...
P-type first main region, 24... P-type second main region, 25... P-type first sub-region, 26...
...P-type second sub-region, 27...Substrate region sandwiched by the main region, 28.33...First electrode, 2
9.34... Second electrode, 30... Third electrode, 11... Spot light, 12...
... Trajectory of spot light, 25a ... End of first sub-region, 26a ... End of second sub-region, 25b
. 26b...Deformed part. Patent applicant Minolta Camera Co., Ltd. Agent
Person Patent Attorney Jomae Yamabuki and 2 others Figure 2 Figure 4 → Light 4Q4tL [zLam+ [Figure 5 Figure 8 Figure 411 (i!lIλ (li) IN 13
11

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1型の半導体基板の一つの面に、同幅で互いに
平行に形成され前記半導体基板とは極性の異なる第2型
の第1主領域および第2主領域と。 この第1および第2主領域で挾まれる基板領域をこの第
1および第2主領域が挾む方向とほぼ直角をなして挾む
ように形成された第2型の第1副領域および第2副領域
と、前記第1主領域と前記第1副領域を接続する第1の
電極と、前記第2主領域と前記第2副領域を接続する第
2の電極と、前記基板と接続する第3の電極とを備え、
前記第1および第2主領域で挾まれる基板領域に前記第
1主領域の延びる方向とほぼ直角方向に入射位置が変化
しうる光を入射して、この入射光の強度および入射位置
に応じた光電流を前記第1と第3の電極間および前記第
2と第3の電極間から導出するようにした光位置センサ
において、前記第1主領域に近接する前記第2副領域の
端部および前記第2主領域に近接する前記第1副領域の
端部のそれぞれに、少なくとも前記入射光の軌跡を臨む
方向に突出する変形部を形成したことを特徴とする光位
置センサ。
(1) A first main region and a second main region of a second type are formed on one surface of a first type semiconductor substrate to be parallel to each other and have the same width, and have a different polarity from the semiconductor substrate. A first sub-region and a second sub-region of a second type are formed to sandwich the substrate region sandwiched by the first and second main regions at a substantially right angle to the direction in which the first and second main regions sandwich the substrate region. a first electrode connecting the first main area and the first sub-area, a second electrode connecting the second main area and the second sub-area, and a third electrode connecting the substrate. Equipped with an electrode of
Injecting light whose incident position can change in a direction substantially perpendicular to the direction in which the first main area extends into a substrate area sandwiched by the first and second main areas, and depending on the intensity and the incident position of the incident light. In the optical position sensor, in which a photocurrent is derived from between the first and third electrodes and between the second and third electrodes, an end of the second sub-area adjacent to the first main area; and a deformed portion protruding at least in a direction facing the trajectory of the incident light is formed at each end of the first sub-region adjacent to the second main region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62929A (en) * 1985-06-27 1987-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Automatic focus adjusting device for camera
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