JPH04355305A - 光位置検出器 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光入射位置に対して
、位置検出精度を向上できるようにした光位置検出器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、高い耐久性、信頼性をもって、物
体の直線変位や角度変位を検出するために、電気的接触
を用いる可変抵抗器を用いた位置検出器に代わり、移動
体より放射あるいは移動体で反射、透過される光が抵抗
層を備えた光位置検知素子で受光し、この光位置検知素
子での受光位置により、非接触に前記移動体の直線変位
や角度変位を検出する光位置検出器が用いられている。

【０００３】このような光位置検出器およびその光位置
検出素子として、特開昭６１−２７１４１３号公報や特
開昭６３−３２３０５号公報のごとく、シリコン光起電
力層と抵抗層を積層した構造の光位置検出器が知られて
いる。

【０００４】次に、このような従来例について説明する
。図９は従来の光位置検出器のシリコン半導体を用いた
光位置検知素子の分解斜視図であり、図１０は光位置検
出器の構成を示す構成説明図である。

【０００５】まず、図９において、Ａは光位置検知素子
であり、１は基板である。この基板１は、ここでは、透
明板ガラスである場合を示している。

【０００６】また、２ａ，２ｂは位置検出電極であり、
Ａｌなどの金属を基板上に蒸着して形成しており、３は
透明抵抗層（以下、抵抗層という）である。この抵抗層
３は酸化インジウム、錫（ＩＴＯ）膜、あるいは酸化錫
（Ｓｎ　Ｏ２　）膜をその両端が検出電極２ａ，２ｂと
重なるように、スパッタ、または蒸着にて、帯状に形成
している。

【０００７】４はシリコン半導体層であり、ここでは、
アモルファスシリコン半導体（ａ−Ｓｉ）を用いた場合
を示しており、プラズマＣＶＤ法などの蒸着法により、
抵抗層３上にＰ層、Ｉ層、Ｎ層の順に成膜され、ＰＩＮ
構造の光起電力層を形成している。以下、光起電力層と
いう。

【０００８】５はバイアス電極であり、同じくＡｌなど
の金属を光起電力層の検出領域の上に蒸着にて、形成し
ている。

【０００９】次に、図１０の光位置検出器の構成につい
て説明する。この図１０において、７はＬＥＤなどの光
源であり、光起電力層４がａ−Ｓｉ層である場合には、
その受光感度特性より、通常可視光源が用いられている
。

【００１０】この光源７の前方、すなわち、図１０の右
側には、光拡散板８が配設されている。光拡散板８は光
源７の放射光を均等に拡散させ、移動スリット板９をほ
ぼ同一照度で照明するようにしている。

【００１１】この移動スリット板９の一部には、矩形状
のスリット９１が設けられている。このスリット９１を
透過して、光位置検出素子Ａに入射光ビーム６が入射す
るようになっている。

【００１２】一方、２０は位置検出回路である。この位
置検出回路２０内の非反転増幅器２１ａ，２１ｂの各反
転入力端（（−）入力端）には、光位置検知素子Ａの両
端の検出電極２ａ，２ｂがそれぞれ接続されている。

【００１３】光位置検知素子Ａのバイアス電極５はバイ
アス電位（ここでは、接地電位）に接続されている。

【００１４】非反転増幅器２１ａ，２１ｂの各非反転入
力端（（＋）入力端）はバイアス電位に接続され、非反
転増幅器２１ａ，２１ｂの反転入力端と出力端との間に
は、それぞれ抵抗が接続されている。

【００１５】非反転増幅器２１ａ，２１ｂの出力端は加
算器２２の（−）入力端に接続され、非反転増幅器２１
ａ，２１ｂの出力端に発生する電圧Ｖａ，Ｖｂがこの加
算器２２の（−）入力端に加えられるようになっている
。

【００１６】加算器２２の（＋）入力端はバイアス電位
に接続され、加算器２２の出力端は割算器２３の一方の
入力端に接続されている。この割算器２３の他方の入力
端は、非反転増幅器２１ａの出力端に接続されている。

【００１７】さらに、位置検出回路２０内には、定電流
駆動回路２４が設けられている。この定電流駆動回路２
４により、上記光源７を駆動するようになっている。

【００１８】次に、動作について説明する。光源７は定
電流駆動回路２４により駆動されて発光する。この光束
は光拡散板８で拡散され、光位置検知素子Ａの上を移動
する移動スリット板９を均等に照明し、この光束の一部
はスリット板９の矩形状のスリット９１を透過して矩形
スリット状の光ビーム６が光位置検知素子Ａに入射する
。

【００１９】光位置検知素子Ａへの入射光ビーム６は基
板１，抵抗層３を透過して、光起電力層４に到達し、そ
の一部はさらにバイアス電極５で反射されて、再度光起
電力層４に戻され、光起電力層４には、この入射光ビー
ム６により、光起電力が発生し、入射光量に応じた光電
流ｉが発生し、この光電流ｉは抵抗層３をその両端に設
けた位置検出電極２ａ，２ｂに分流する。

【００２０】このとき、位置検出電極２ｂより光入射位
置までの距離Ｘは、位置検出電極２ａ，２ｂに分流する
光電流をそれぞれｉａ，ｉｂ、位置検出電極２ａ，２ｂ
間の長さ（受光長さ）をＬとして、Ｘ／Ｌ＝ｉａ／（ｉ
ａ＋ｉｂ）　　　　　　…（１）で与えられる。

【００２１】光電流ｉａ，ｉｂは各々非反転増幅器２１
ａ，２１ｂで電流−電圧変換され、それぞれ、非反転増
幅器２１ａ，２１ｂの出力端から電圧Ｖａ，Ｖｂとなっ
て、加算器２２に入力され、この加算器２２で加算され
る。

【００２２】この加算器２２の加算結果は、割算器２３
に送られる。割算器２３では、上記（１）式の右辺に相
当する割算Ｖａ／（ｉａ＋ｉｂ）が実行されて、光検知
素子Ａの光入射位置Ｘに対応したアナログ電圧Ｖｘが出
力される。

【００２３】したがって、移動スリット板９を移動させ
、その矩形状のスリット９１を透過する光ビーム６の光
位置検知素子Ａへの入射位置を検出することにより、移
動スリット板９の位置を知る。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光位置検出器は
以上のように構成されているので、位置出力が極めて小
さい光電流の比より計算されるアナログ出力であるため
、外来雑音などの影響により、Ｓ／Ｎ比が悪く、位置検
出回路２０に使用する非反転増幅器２１ａ，２１ｂの入
力オフセット誤差などによる位置出力のオフセット誤差
が大きく、特に、その入力オフセットの温度変化による
誤差は回路的に除去できないため、大きな問題であった
。

【００２５】この入力オフセットの影響を小さくするた
めに、光位置検知素子Ａの抵抗層３の厚さを減じて、抵
抗値を上げる方法をとることも可能であるが、抵抗層３
の厚さを減じると、その厚さのばらつきが相対的に大き
くなり、逆に位置出力の直線性が悪化するといった課題
があった。

【００２６】また、出力がアナログ値であるため、エン
コーダのごとく、ディジタル的に用いる用途には適用で
きないといった課題もあった。

【００２７】請求項１の発明は上記のような課題を解消
するためになされたもので、位置検出精度が向上すると
ともに、ディジタル出力が可能な光位置検出器を得るこ
とを目的とする。

【００２８】また、請求項２の発明は、位置検出精度の
向上とディジタル出力が可能となる光位置検出器を得る
ことを目的とする。

【００２９】請求項３の発明は、請求項１の発明の目的
に加えて、回路構成が簡略にでき、ひいてはコストの低
減化が可能となる光位置検出器を得ることを目的とする
。

【００３０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
位置検出器は、光電変換層とそれに積層された抵抗層お
よび光電変換層にバイアス電位を与えるバイアス電極と
少なくとも二つ以上の位置検出電極とを有し、かつ光ビ
ームの入射位置により周期的に光電流変換率が変化する
光位置検知素子と、位置検出電極から出力される分割光
電流の比に対応したアナログ演算値を出力するアナログ
出力手段と、光電変換効率に対応したパルスを出力する
ディジタル出力手段とを設けたものである。

【００３１】また、請求項２の発明に係る光位置検出器
は、位置検出電極より出力される分割光電流の内同一次
元方向の分割光電流の和に対応したパルスを出力するデ
ィジタル出力手段を設けたものである。

【００３２】また、請求項２の発明に係る光位置検出器
は、上記位置検出電極より出力される分割光電流のうち
少なくとも同一次元方向の分割光電流値の和が一定とな
るように、光源の発光量を制御する制御手段と、この制
御手段の出力に対応したパルスを出力するディジタル出
力手段とを設けたものである。

【００３３】

【作用】請求項１の発明における光位置検知素子は光源
より放射される入射光ビームにより、光電変換層で光電
流が生成され、位置検出電極が抵抗層を流れる光電流を
分流して検出し、位置検出電極より検出された分割光電
流の比に対応してアナログ出力手段でアナログ演算値を
出力するとともに、光位置検知素子の光電流変換率の変
化に対応してディジタル出力手段からパルスを出力する
。

【００３４】また、請求項２の発明におけるディジタル
出力手段は、位置検出電極より出力される分割光電流の
内、同一次元方向の分割電流値の和に対応してパルスを
出力するように作用する。

【００３５】さらに、請求項３の発明における制御手段
は光源の光量を制御して、光位置検知素子より出力され
る分割光電流のうち、少なくとも同一次元方向の分割光
電流値の和を一定とするととに、制御手段の出力に対応
して、ディジタル出力手段からパルスを出力する。

【００３６】

【実施例】以下、この発明の光位置検知器の実施例につ
いて図面に基づき説明する。図１はその一実施例の全体
の構成を示す構成説明図であり、図２は図１の実施例に
適用される光位置検知素子の展開構成図、図３ないし図
５はそれぞれ光位置検知素子の透明抵抗層のパターン例
を示す。

【００３７】これらの図１〜図５において、図１４，図
１５と同一部分には、同一符号を付して説明する。まず
図１において、基本的構成は従来例と同じであるが、光
位置検知素子Ａにおける抵抗層３と位置検出回路２０の
構成が上記従来例とは異なるものである。

【００３８】図１におけるＡは光位置検知素子であり、
透明ガラス基板１上にＡｌなどの位置検出電極２ａ，２
ｂが蒸着などにより積層されている。

【００３９】この透明ガラス基板１上に、検出電極２ａ
，２ｂとその両端が重なり合うように、ＩＴＯあるいは
Ｓｎ　Ｏ２　スパッタリングなどにより、数１００〜１
０００Åの厚さに成膜して、抵抗層３が形成されている
。

【００４０】さらに、この抵抗層３上に、プラズマＣＶ
Ｄなどの蒸着法やスパッタリングにて、数１０００Å程
度のａ−Ｓｉ光起電力層４をＰ層、Ｉ層、Ｎ層の順に抵
抗層３の幅より広い幅で積層し、最後に、Ａｌなどのバ
イアス電極５をリード接続部５１を除き、ほぼ抵抗層３
と同程度の幅に蒸着などで形成する。

【００４１】このとき、抵抗層３の検出電極と重なるの
り部３３ａ，３３ｂを除く、検出領域の抵抗層は検出領
域の長軸に沿ってのり部３３ａ，３３ｂを結ぶ中心抵抗
部３１とそれに垂直で所定ピッチで複数個設けられた枝
状抵抗部３２よりなる。

【００４２】すなわち、中心抵抗部３１に対して対称に
魚骨状に枝状抵抗部３２が形成されている。この枝状抵
抗部３２の個数Ｎはディジタル出力の最大Ｎ数であり、
そのピッチはディジタル出力精度と入射光ビーム径を考
慮して決められ、入射光ビーム径を小さくすれば、数１
０μピッチとすることは簡単である。

【００４３】図６に示すように、抵抗層３を持つ光位置
検知素子Ａの検出領域の上を矩形入射ビーム６が移動し
たとき、位置検出電極２ａに流れる光電流ｉａは図７に
示すように変化し、また、図８に示すように、総光電流
（ｉａ＋ｉｂ）は入射光ビーム６が枝状抵抗部３２の上
に来たとき最大となり、枝状抵抗部３２の間に来たとき
、最小となる。

【００４４】これは、ａ−Ｓｉ光起電力変換層４では、
層面方向のキャリア拡散長が短いため、光電流が生成さ
れるのは、ａ−Ｓｉ光電流層４と抵抗層３が重なった部
分のみとなるためであり、したがって、入射光ビームの
照射面積内に最も透明抵抗層３の占める面積の広い枝状
抵抗部３２上の場合が光電流量が最大となり、逆に抵抗
３の占める面積の狭い枝状抵抗部３２間に来たときが最
小となる。ただし、総光電流の最大、最小値は入射ビー
ム６の位置により変化しない。

【００４５】これに対し、片側の光電流値（ここでは、
ｉａを示す）は総光電流値と同じ位置で極大、極小を示
すが、その極大、極小値は入射ビーム６がその検出電極
（ここでは、２ａ）に近いほど大きくなる。

【００４６】ここで、説明を図１に戻す。この図１にお
いて、検出回路２０には、加算器２２の出力と定電流駆
動回路２４の出力とが、ディジタル出力手段としての比
較器２５で比較されるようになっており、この比較器２
５からディジタル位置出力Ｐｘが出力されるようになっ
ている。その他の構成は図１５と同様である。

【００４７】次に、動作について説明する。位置検出回
路２０の定電流駆動回路２４により、ＬＥＤによる光源
７が駆動されて発光すると、光位置検知素子Ａの上を移
動するスリット板９は光拡散板により、一様に照射され
、この光束の一部が矩形スリット９１を通過し、光位置
検知素子Ａに入射ビーム６として入射する。

【００４８】入射光ビーム６により、ａ−Ｓｉ光起電力
層４では、光電流が生成され、この光電流は抵抗層３を
通り、検出電極２ａ，２ｂより各々光電流ｉａ，ｉｂと
して検出される。

【００４９】ここで、入射ビーム位置が検出電極２ａよ
り２ｂの方向に動いたときの光電流量の挙動は既に図７
，図８に示したごとくになる。

【００５０】光電流ｉａ，ｉｂはそれぞれ非反転増幅器
２１ａ，２１ｂで電流−電圧変換され、それぞれ非反転
増幅器２１ａ，２１ｂの出力端に電流Ｖａ，Ｖｂとして
現われ、これらの電圧Ｖａ，Ｖｂは加算器２２で加算さ
れる。

【００５１】加算器２２での加算結果はアナログ出力手
段としての割算器２３で上記（１）式の右辺に相当する
割算Ｖａ／（Ｖａ＋Ｖｂ）が実行されて、光位置検出素
子Ａの光入射位置Ｘに対応したアナログ電圧Ｖｘが出力
される。

【００５２】ここで、図７，図８のごとく、光電流ｉａ
，ｉｂは入射光ビーム６の入射位置Ｘにより、極大，極
小を示しつつ変化するが、位置出力Ｖｘは（１）式のご
とく、両者の比により与えられるため、位置Ｘに対し、
直線的に変化する出力となる。

【００５３】一方、加算器２２で加算された全電流相当
電圧（Ｖａ＋Ｖｂ）は比較器２５で定電流駆動回路２４
からの出力に相当する比較電圧ＶＳＨ（図８）と比較さ
れ、全電流相当電圧（Ｖａ＋Ｖｂ）が比較電圧ＶＳＨよ
り高い場合は、「Ｈ」が出力され、逆に低い場合には、
「Ｌ」が出力される。したがって、比較器２５の出力は
図９に示すごとく、入射光ビーム６の入射位置に対して
、ディジタル的に変化するディジタル位置出力Ｐｘとな
る。

【００５４】すなわち、この実施例では、従来の位置の
アナログ出力のみならず、位置のディジタル出力が可能
なため、たとえば、ディジタル出力をカウンタに入力し
て、パルス数を積算することにより、位置を測定するな
ど、エンコーダ的な使用も可能となる。

【００５５】この場合、移動方向はアナログ電圧を微分
すればよい。また、位置のアナログ出力Ｖｘは従来例で
説明したように、オフセット誤差が無視できないが、デ
ィジタル値は光位置検知素子の抵抗層３のパターンピッ
チで決まるため、このようなオフセット誤差を本質的に
持たず、したがって、ディジタル出力Ｐｘを基準として
、アナログ出力Ｖｘを補正すれば、位置検出精度を大幅
に向上できるという利点がある。

【００５６】上記実施例では、光位置検知素子Ａの抵抗
層３として、中心抵抗部３１と枝状抵抗部３２からなる
魚骨状のパターンを示したが、図３ないし図５に示すよ
うに別のパターンも使用できる。

【００５７】上記実施例と同じ魚骨状のパターンでも、
図５に示すようにすれば、検出電極間の全抵抗を大きく
でき、アナログ位置出力のオフセット誤差低減に有利で
ある。

【００５８】また、図４では、櫛歯状に形成し、アナロ
グ位置出力に位置による摂動が多少生じるが、図５より
もさらに検出電極間の全抵抗を大きくでき、したがって
、オフセット誤差はさらに改善できる。

【００５９】図３は矩形状に切り抜いたパターンの場合
を示しているが、この場合も検出電極間の抵抗を大きく
することができる。

【００６０】図１０はこの発明の第２の実施例の光位置
検出器の構成説明図であり、検出回路２０内には、さら
に、比較積分増幅器２６および出力増幅器２８と光源駆
動回路２７が接続されている。

【００６１】すなわち、比反転増幅器２１ａの出力端に
現れる電圧Ｖａは加算器２２および出力増幅器２８の（
−）入力端に加えるようになっている。この出力増幅器
２８の（＋）入力端はアースされ、出力端からアナログ
出力Ｖｘが出力されるようになっている。

【００６２】また、加算器２２の出力は比較積分増幅器
２６の（−）入力端に加えられるようになっており、こ
の比較積分増幅器２６の（＋）入力端には、基準電圧Ｖ
ｒｅｆ　が印加されている。

【００６３】比較積分増幅器２６の出力は比較器２５の
一方の入力端と光源駆動回路２７の入力端とに入力され
るようになっている。比較器２５の他方の入力端には、
比較電圧ＶＳＨが印加され、出力端には、ディジタル位
置信号Ｐｘが出力するようになっている。また、光源駆
動回路２７は図１における定電流駆動回路２４に代わる
ものであり、上記光源７を駆動するものである。

【００６４】次に、この図１０に示すこの発明の第２の
実施例の動作について説明する。光電流ｉａ，ｉｂの電
圧相当値Ｖａ，Ｖｂの加算器２２での加算結果（Ｖａ＋
Ｖｂ）が比較積分増幅器２６で所定の基準電圧Ｖｒｅｆ
　と比較積分されて、その結果により、光源駆動回路２
７が駆動される。

【００６５】これにより、光位置検知素子Ａの総光電流
値が常に一定となるように、（すなわち、（１）式の分
母が一定となるように）、光源７の発光量が制御される
。つまり、比較積分増幅器２６と光源駆動回路２７とに
より、位置検出電極２ａ，２ｂより出力される分割光電
流の内、少なくとも同一次元方向の分割光電流値の和が
一定となるように光源７の発光量を制御する制御手段を
構成している。

【００６６】一方の光電流相当値Ｖａが出力増幅器２８
で増幅されて、アナログ位置出力Ｖｘとして出力される
。

【００６７】光入射ビーム６の入射位置が透明抵抗層３
の枝状抵抗部３２の上にあるときは、光電流変換率が最
大となるため、比較積分増幅器２６の出力は光源７の発
光量を減少するような最小値をとる。

【００６８】逆に、入射位置が枝状抵抗部３２の間にあ
るときは、光電流変換率が最低となるため、比較積分増
幅器２６の出力は最大値をとる。

【００６９】すなわち、比較積分増幅器２６の出力を比
較器２５で所定の基準電圧ＶＳＨと比較し、比較結果と
して、ディジタル位置出力Ｐｘを得る。アナログ位置出
力Ｖｘは上記第１の実施例と同様光電流比の形で与えら
れるため、位置に対して、リニアな出力を示す。

【００７０】この第２の実施例においても、前記第１の
実施例と同様な効果が得られるとともに、割算器２３を
使用する必要がないため、回路が安価に構成できる。

【００７１】次に、この発明の第３の実施例について説
明する。図１１は第３の実施例の光位置検知素子Ａの展
開構成図であり、研磨したセラミック、ポリイミド樹脂
などのプラスチックの基板１上にＡｌなどのバイアス電
極５を蒸着などにより積層し、さらに、ａ−Ｓｉ光起電
力層４，抵抗層３をマスキングにより中心光起電力層４
１，枝状光起電力層４２が各々中心抵抗部３１，枝状抵
抗部３２と重なるように積層している。

【００７２】最後に、抵抗層３ののり部３３ａ，３３ｂ
にＡｌなどの検出電極２ａ，２ｂを蒸着などにより積層
して、光位置検知素子Ａを形成する。

【００７３】このような構成によれば、ａ−Ｓｉ光起電
力層４自身をパターン化しているため、キャリアの層方
向拡散長を考慮する必要はなく、ピッチをさらに細くで
き、ディジタル出力の精度を上げられるという利点があ
る。

【００７４】光起電力層４は単結晶Ｓｉにイオンドーピ
ングで形成したフォトダイオード層をエッチングでパタ
ーン化したものを使用してもよい。

【００７５】また、第１の実施例のごとく、透明基板１
上に位置検出電極２ａ，２ｂ、抵抗層３、光起電力層４
、バイアス電極５の順に積層して形成しても、同様な検
出素子が得られることは明らかである。

【００７６】図１２はこの発明の第４の実施例の光位置
検知素子Ａの展開構成図であり、図１３はこの図１２で
示す光位置検知素子Ａを使用した第４の実施例の構成説
明図である。

【００７７】この第４の実施例の場合は、上記各実施例
の場合とは異なり、２次元の位置検出に応用した場合に
ついて示している。

【００７８】まず、図１２は透明基板１の上にＸ方向の
位置を検出する位置検出電極２ａ，２ｂおよびＹ方向の
位置検出電極２ｃ，２ｄを積層し、さらに、網目状の抵
抗層３，光起電力層４，バイアス電極５を順に積層した
２次元光位置検知素子Ａである。

【００７９】このような２次元光位置検知素子Ａにおい
ては、入射光ビーム６により、検出電極２に流れる光電
流の総和は入射光ビーム６が抵抗層３の網目の交点上に
きたとき最大に、網目の間にきたとき最小になる。

【００８０】次に、図１３において、位置検出回路２０
の定電流駆動回路２４により、光源７が駆動されると、
光源７の放射光は先端がＸ，Ｙ両方向に動くファイバ１
０を導光して、２次元位置検知素子Ａに入射光ビーム６
が入射する。

【００８１】この入射光ビーム６により、光起電力層４
に生じた光電流は網目状抵抗層３を流れて検出電極２ａ
〜２ｄで検出され、光電流ｉａ，ｉｂが非反転増幅器２
１ａ，２１ｂで電流−電圧変換され、加算器２２ａで加
算されて、一方の光電流相当電圧Ｖａと加算結果（Ｖａ
＋Ｖｂ）が割算器２３ａで割算され、Ｘ方向アナログ位
置出力Ｖｘとして出力される。

【００８２】他方の光電流ｉｃ，ｉｄが非反転増幅器２
１ｃ，２１ｄで電流電圧変換され、加算器２２ｂで加算
されて、一方の光電流相当電圧Ｖｃと加算結果（Ｖｃ＋
Ｖｄ）が割算器２３ｂで割算され、Ｙ方向アナログ位置
出力Ｖｙとして出力される。

【００８３】また、加算結果（Ｖａ＋Ｖｂ），（Ｖｃ＋
Ｖｄ）が各々比較器２５ａ，２５ｂで基準電圧ＶＳＨと
比較され、比較結果が各々ディジタル位置出力Ｐｘ，Ｐ
ｙとして出力される。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
光電変換層に抵抗層を積層し、光電変換層にバイアス電
極からバイアス電位を与え、少なくとも二つ以上の位置
検出電極を設け、光電変換層あるいは抵抗層を光ビーム
照射面積に対する光電変換層あるいは抵抗面積比が光ビ
ームの入射位置に応じて周期的に変化するようにパター
ン化した光位置検知素子を設け、位置検出電極から出力
される分割光電流の比に対応したアナログ演算値をアナ
ログ出力手段で出力するとともに、光電流変換率の変化
に対応したパルスをディジタル出力手段から発生するよ
うに構成したので、ディジタル的な使用方法にも適用で
きるとともに、アナログ出力に特有なＳ／Ｎ比低下や、
出力オフセット誤差を改善して位置検出精度を向上でき
るという効果を奏する。

【００８５】また、請求項２の発明によれば、位置検出
電極より出力される分割光電流の内同一次元方向の分割
光電流値の和に対応したパルスをディジタル出力手段か
ら出力するように構成したので、位置検出精度の向上と
ディジタル的に用いる用途に対応することができる。

【００８６】さらに、請求項３の発明によれば、位置検
出電極より出力される分割光電流の内、少なくとも同一
次元方向の分割光電流値の和が一定となるように光源の
発光量を制御手段で制御するとともに、この制御手段の
出力に対応してディジタル出力手段からパルスを出力す
るように構成したので、位置検出精度の向上とディジタ
ル的使用が可能であることに加えて、割算器が不要とな
ることから、回路構成が簡略になり、ひいてはコストダ
ウンにつながる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による光位置検出器の
全体構成を示す構成説明図である。

【図２】図１の実施例に適用される光位置検知素子の分
解斜視図である。

【図３】図１の実施例における光位置検知素子の抵抗層
のパターンの異なる例を示す平面図である。

【図４】図１の実施例における光位置検知素子の抵抗層
のパターンの異なる例を示す平面図である。

【図５】図１の実施例における光位置検知素子の抵抗層
の異なる例を示すパターンの平面図である。

【図６】図１の実施例における光位置検知素子の入射位
置に対する光電流出力の関係を示す説明図である。

【図７】図６の光位置検知素子における出力電流ｉａの
波形図である。

【図８】図６の光位置検知素子における合成出力電流（
ｉａ＋ｉｂ）の波形図である。

【図９】図１の実施例におけるパルス出力の波形図であ
る。

【図１０】この発明の第２の実施例による光位置検出器
の全体構成を示す構成説明図である。

【図１１】図１０の実施例に適用される光位置検知素子
の分解斜視図である。

【図１２】この発明に適用される光位置検知素子の他の
実施例の分解斜視図である。

【図１３】この発明の第３の実施例による光位置検出器
の全体構成を示す構成説明図である。

【図１４】従来の光位置検知素子の分解斜視図である。

【図１５】従来の光位置検出器の全体構成を示す構成説
明図である。

【符号の説明】

Ａ　　光位置検知素子 １　　基板 ２ａ　　位置検出電極 ２ｂ　　位置検出電極 ２ｃ　　位置検出電極 ２ｄ　　位置検出電極 ３　　抵抗層 ４　　光起電力層 ５　　バイアス電極 ６　　入射光ビーム ７　　光源 ９　　移動スリット板 ２０　　位置検出回路 ２１ａ　　非反転増幅器 ２１ｂ　　非反転増幅器 ２１ｃ　　非反転増幅器 ２１ｄ　　非反転増幅器 ２２　　加算器 ２２ａ　　加算器 ２２ｂ　　加算器 ２３　　割算器 ２３ａ　　割算器 ２３ｂ　　割算器 ２４　　定電流駆動回路 ２５　　比較器 ２６　　比較積分増幅器 ２７　　光源駆動回路 ２８　　出力増幅器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光源より放射された光ビームにより光
   電流を生成する光電変換層とこの光電変換層に積層され
   た抵抗層と上記光電変換層にバイアス電位を与えるバイ
   アス電極と上記抵抗層を流れる上記光電流を分流して検
   出する少なくとも二つ以上の位置検出電極とを有し、か
   つ上記光ビームの入射位置により周期的に光電流変換率
   が変化するように構成された光位置検知素子と、上記位
   置検出電極より出力される分割光電流の比に対応したア
   ナログ演算値を出力するアナログ出力手段と、上記光電
   流変換率の変化に対応したパルスを出力するディジタル
   出力手段とを備えた光位置検出器。
2. 【請求項２】　　光源より放射された光ビームにより光
   電流を生成する光電変換層と上記光電変換層に積層され
   た抵抗層と上記光電変換層にバイアス電位を与えるバイ
   アス電極と上記抵抗層を流れる上記光電流を分流して検
   出する少なくとも二つ以上の位置検出電極が設けられる
   とともに光ビームの入射位置により周期的に光電流変換
   率が変化するように構成された光位置検知素子と、上記
   位置検出電極より出力される分割光電流の内同一次元方
   向の分割光電流値の和に対応したパルスを出力するディ
   ジタル出力手段と、上記光電流変換率の変化に対応した
   パルスを出力するディジタル出力手段とを備えた光位置
   検出器。
3. 【請求項３】　　光源より放射された光ビームにより光
   電流を生成する光電変換層と上記光電変換層に積層され
   た抵抗層と上記光電変換層にバイアス電位を与えるバイ
   アス電極と上記抵抗層を流れる上記光電流を分流して検
   出する少なくとも二つ以上の位置検出電極が設けられる
   とともに上記光ビームの入射位置により周期的に光電流
   変換率が変化するように構成された光位置検知素子と、
   上記位置検出電極より出力される分割光電流の比に対応
   したアナログ値を出力するアナログ出力手段と、上記位
   置検出電極より出力される分割光電流の内少なくとも同
   一次元方向の分割光電流値の和が一定となるように上記
   光源の発光量を制御する制御手段と、この制御手段の出
   力に対応したパルスを出力するディジタル出力手段とを
   備えた光位置検出器。