JPS61169703A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JPS61169703A
JPS61169703A JP986685A JP986685A JPS61169703A JP S61169703 A JPS61169703 A JP S61169703A JP 986685 A JP986685 A JP 986685A JP 986685 A JP986685 A JP 986685A JP S61169703 A JPS61169703 A JP S61169703A
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JP
Japan
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light
photo
receiver
emitting diode
rotating
Prior art date
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Pending
Application number
JP986685A
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English (en)
Inventor
Hideo Muro
室 英夫
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP986685A priority Critical patent/JPS61169703A/ja
Publication of JPS61169703A publication Critical patent/JPS61169703A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は位置゛検出装置に関し、特に特定方向からの入
射光に対して指向性を持たせた位置検出装置に関する。
〔発明の技術的背景と問題点〕
近年の半導体技術の進歩により、受光部が半導体受光素
子を複数個直線状に配列して成る所謂ラインイメージセ
ンサが普及しつつあり、その応用分野もかなり広(、各
方面での実用化がなされている。
ところで、前記ラインイメージセンサは正確な計測を行
なう上で、その受光部を構成する複数個の半導体受光素
子の各々が夫々所定の方向からの光の有無を確実に検出
することが必要である。しかし前記ラインイメージセン
サの各受光素子は、一般に基板上に略平面状に形成され
ており、特定方向からの光に対して特に指向性を有する
構成とはなっていないので、反射、屈折及び回り込み光
等の雑音要因となる光が入射しやすく、従来よりS/N
比の向上等の観点からこのような光に対する対策が切望
されていた。
[発明の目的] 本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、特定方向以外からの光の入射防止機能を向
上した受光部を用いた位置検出装置を提供することにあ
る。
[発明の概要] 上記目的を達成するため、この発明は、光を検出する受
光部の受光面に溝を形成し、溝の底面以外を覆う遮光部
材を設けたことを要旨とする。
[発明の実施例] 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。 第1
図及び第2図は、本発明に係る半導体受光素子を回転セ
ンサに適用した場合の一例を示ずもので、第1図は回転
センサの送光部及び受光部の概略を示す断面図、第2図
は第1図に示す受光部の平面図である。
第1図において、1は発光ダイオード、3は回転を検出
すべき検出対象物に同期して回転する回転スリット板、
5はこの回転スリット板に設けられたスリット、7は発
光ダイオード1に対して回転スリット板3をはさんで配
設される受光部である。発光ダイオード1は回転スリッ
ト板3を介して受光部7に光を供給する。回転スリット
板3は所定のピッチで連続的に刻み込まれたスリット5
を有し、回転時には発光ダイオード1からの光の受光部
7への供給を透過遮断するものである。
受光部7は後述するバイポーラプロセスにより形成され
、スリット5を透過した発光ダイオード1からの光を検
出して、検出した光を電気信号に変換するホトダイオー
ドが例えば4個ライン状に配列されている。ホトダイオ
ード9a〜9dは、P型シリコン基板19上のP+素子
分離拡散領域17により分離されたnエピタキシャル層
118〜11dに掘り込んだ台形状の溝に形成され、P
型シリコン基板19及びP+素子分離拡散領域17とn
エピタキシャル層118〜lldとの間にPN接合を成
している。また、前記溝の底面を除く受光部7の表面全
体が、光を吸収する例えば黒化した光吸収膜13により
被われている。すなわち、前記ホトダイオード98〜9
dは、前記溝の長方形状の底面を受光面とし、この受光
面に入射した光だけを検出して受光信号を発生する。な
お、前記光吸収膜13としては、同一機能を達成すべく
、他に光を反射する例えば光反射性の金属で形成された
光反射膜を用いてもよい。
そして、例えば回転スリット板3が第1図に示す位置に
ある場合にあっては、スリット5の真下に位置するホト
ダイオード9b、9cには発光ダイオード1から照射さ
れる光が入射する一方、ホトダイオード9a 、9dは
回転スリット板3により発光ダイオード1から照射され
る光が遮断されるとともに、例えば前記溝が、幅20μ
m、深さ5μm、側面の傾斜角度54.7°で形成され
ていると、約107°以上の入射角を有する回り込み光
等の雑音の要因となる光も前記光吸収膜13により吸収
され、ホトダイオード9a 、9dの受光面には当たら
ない。すなわち、回転スリット板3により発光ダイオー
ド1から照射される光が遮られる部分に位置するホトダ
イオードは、その受光面に入射する回り込み光等の入射
角が約107°以内に限られるため、回り込み光等が発
生しても、光を検出していない状態所謂OFF状態とな
りうる。光を検出したホトダイオードは、その出力信号
がカソード端子23a〜23dを介して抵抗等により電
圧変換され、受光信号を発生する。
また前記ホトダイオード98〜9dのアノード端子21
は、アースに接続されている。
又、このような溝(幅20μ園、深さ5μ腸、側面の傾
斜角度57.4°)とすると、前記光反射膜を用いても
不要な反射光が受光面に到達することはなく、かつ上部
からの光は溝の側面で反射され、受光面に到達するため
、ホトダイオードとしての感度が向上する。
ここで、前記ホトダイオード9a〜9dの形成工程を説
明する。バイポーラプロセスによりP型シリコン基板1
9の上に例えば厚さ12μm、比抵抗20C−のnエピ
タキシャル層11a〜11dを成長させ、そのnエピタ
キシャル層11a〜11dにBBr3を被着させ内部へ
埋込み拡散することによりP+素子分離拡散領域17を
形成し、POCfL:+を被着させることによりnエミ
ッタ拡散領域25a〜25dを形成する。次に減圧C■
DでS!3N4膜を被着させ、溝を掘る部分を除去し、
この5i3N4111をマスクにしてフィールド酸化膜
をエツチングする。さらに、例えば3iエツチング液で
溝を掘り、SiO2膜15膜形5し、コンタクトエツチ
ング、An蒸着及びパターニングを行ない、反射膜とし
てAnを用いる場合にはパターニングにおいて形成し、
PSGを被着してパッドのエツチングを行なう。また吸
収膜13を形成する場合にはレジストを塗布し、バター
ニングを行なった後イオン注入で黒化させ工程を完了す
る。
第3図は、ホトダイオード98〜9dが発生する受光信
号を受けて回転方向信号と回転パルス信号を得る回路の
一例を示すものである。同図において、D型フリップフ
ロップ回路31のD入力端子及びCK端子は、任意の隣
り合う溝に形成された夫々のホトダイオードの出力する
受光信号が供給されている。D型ノリツブフロップ回路
31は、そのCK端子に供給される受光信号の立ち上り
に同期して、D型入内端子に供給される信号のレベルを
Q出力端子から回転方向信号として出力する。
■ツジトリガ単安定マルチバイブレータ33は、ホトダ
イオードの出力する受光信号を受け、その受光信号の立
ち上りでトリガされ、ワンショットパルス信号をオア回
路35に供給する。オア回路35は、夫々のエツジトリ
が単安定マルチバイブレータ33が出力するワンショッ
トパルス信号の論理和をとり、回転パルス信号を発生す
る。
次にこの実施例の作用を説明する。
発光ダイオード1と受光部7を固定し、・回転スリット
板3が検出対象物の回転に同期して回転すると、スリッ
ト5を介して発光ダイオード1から受光部7に照射され
る光の帯が、前記回転スリット板3の回転方向と同じ方
向に移動するとともに、ホトダイオード9a〜9dはス
リット5の移動に同期して光を検出する。前記スリット
5を介して発光ダイオード1から照射される光を検出し
たホトダイオードは、光電流を発生しその光電流を抵抗
等により電圧変換し受光信号を出力する。
第4図に夫々のホトダイオード98〜9dが出力する受
光信号(A)〜(D)の−例を示す。夫々の受光信号は
エツジトリガ単安定マルチバイブレータ33に入力し、
このエツジトリガ単安定マルチバイブレータ33は、受
光信号の立ち上がりを検出すると同時にワンショットパ
ルス信号をオア回路35に供給する。オア回路35は夫
々のエツジトリガ単安定マルチバイブレータ33が出力
するワンショットパルス信号を受は論理和をとり、例え
ば第4図(E)に示す回転パルス信号を発生する。また
、D型フリップフロップ回路31は、そのCK端子に受
光信号が入力することにより、そのQ端子から回転方向
信号を出力する。
第5図はこの発明の他の実施例を示すものである。この
実施例は、第1図に示す実施例においては1つの例えば
ホトダイオード9aの受光面を1つの溝の底面とした代
りに、前記溝と同一形状の複数個例えば2個の溝のそれ
ぞれの底面27a。
278′を1個当りのホトダイオード9aの受光面とし
たものであり、その他の構成は第1図の構成と同じであ
る。
このような構成とすることにより、受光面27a、27
a’に光が入射したときにホトダイオード9aが受光状
態と判断することで指向性を向上できることに加えて、
1つの例えばホトダイオード9aが複数の受光面27a
、27a’ を有することで、入射光に対して感度を向
上することができる。
以上の実施例においては、エピタキシャル層に溝を掘り
、ホトダイオードを形成しているため、P形シリコン基
板19とエピタキシャル層11a〜11dとのPN接合
面から受光面までのエピタキシャル層が薄(なり、ホト
ダイオードとしての感度が向上するという効果も得られ
る。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、光を検出する
受光部の周囲に、特定以外の方向に対して所定幅を有す
る光遮断手段を設け、特定方向からの光に対して特に鋭
い指向性を有することとしたため、特定方向以外からの
雑音要因となる光の入射を防止することができるととも
に、光信号を正確に検出することができる。その結果、
S/N比の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図は第
1図の一部平面図、第3図は回転方向信号及び回転パル
ス信号を得る一回路図、第4図は第3図の動作タイムチ
ャート、第5図はこの発明の他の実施例を示す一部概略
図である。 (図の主要な部分を現わす符号の説明)1・・・発光ダ
イオード 3・・・回転スリット板7・・・受光部 98〜9d・・・ホトダイオード 31・・・D型フリップ70ツブ回路 33・・・エツジトリガ単安定マルチバイブレータ35
・・・オア回路 特許出願人    日産自動車株式会社第1図 第2図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光を送出する送光部と、光を検出する受光部と、前記送
    光部から受光部への光を透過あるいは遮断する透過、遮
    断部材を有し、前記受光部で検出される光の有無により
    前記透過、遮断部材の位置を検出する位置検出装置にお
    いて、前記受光部の受光面に溝を形成し、溝の底面以外
    を覆う遮光部材を設けた事を特徴とする位置検出装置。
JP986685A 1985-01-24 1985-01-24 位置検出装置 Pending JPS61169703A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP986685A JPS61169703A (ja) 1985-01-24 1985-01-24 位置検出装置

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JP986685A JPS61169703A (ja) 1985-01-24 1985-01-24 位置検出装置

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JPS61169703A true JPS61169703A (ja) 1986-07-31

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ID=11732060

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JP986685A Pending JPS61169703A (ja) 1985-01-24 1985-01-24 位置検出装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007043521A1 (ja) * 2005-10-13 2007-04-19 Hamamatsu Photonics K.K. エンコーダ及びエンコーダ用受光装置
US7544925B2 (en) 2006-10-10 2009-06-09 Hamamatsu Photonics K.K. Encoder including rotating member, light source device and photodetecting device including a scale having photodetecting elements arranged thereon

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JP2012185175A (ja) * 2005-10-13 2012-09-27 Hamamatsu Photonics Kk エンコーダ
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