(57)【要約】【課題】入射する光のスポット径が小さい場合であっても、光が入射した二次元位置を精度良く且つ高速に検出することができる位置検出センサを提供する。【解決手段】第１画素部２２においてＹ軸方向における一端２０ａに入射位置が近づくほど、第１電荷信号の強度は減少し、第２画素部２３においてＹ軸方向における一端２０ａに入射位置が近づくほど、第２電荷信号の強度は増加する。第３画素部３２においてＸ軸方向における一端３０ａに入射位置が近づくほど、第３電荷信号の強度は減少し、第４画素部３３においてＸ軸方向における一端３０ａに入射位置が近づくほど、第４電荷信号の強度は増加する。算出部６５は、第１電気信号の強度の積算値Ｄｘ１と第２電気信号の強度の積算値Ｄｘ２とに基づいて第２検出位置を算出し、第３電気信号の強度の積算値Ｄｙ１と第４電気信号の強度の積算値Ｄｙ２とに基づいて第１検出位置を算出する。【選択図】図１
2019056590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射位置を検出する位置検出センサであって、
前記光の入射光量に応じた第１電気信号を生成する第１画素部、及び第１方向において前記第１画素部と並んで配置され且つ前記光の入射光量に応じた第２電気信号を生成する第２画素部を各々含んでおり前記第１方向に沿って配列される複数の第１画素対を有する第１画素対群と、
前記光の入射光量に応じた第３電気信号を生成する第３画素部、及び前記第１方向と交差する第２方向において前記第３画素部と並んで配置され且つ入射した前記光の入射光量に応じた第４電気信号を生成する第４画素部を各々含んでおり前記第２方向に沿って配列される複数の第２画素対を有し、前記第１画素対群と交差する第２画素対群と、
前記第１方向における前記入射位置である第１位置、及び前記第２方向における前記入射位置である第２位置を算出する算出部と、
を備え、
前記第１画素部において前記第１画素対群の前記第２方向における第１端に前記入射位置が近づくほど、前記第１電気信号の強度は減少し、
前記第２画素部において前記第２方向における前記第１端に前記入射位置が近づくほど、前記第２電気信号の強度は増加し、
前記第３画素部において前記第２画素対群の前記第１方向における第２端に前記入射位置が近づくほど、前記第３電気信号の強度は減少し、
前記第４画素部において前記第１方向における前記第２端に前記入射位置が近づくほど、前記第４電気信号の強度は増加し、
前記算出部は、前記第１電気信号の強度の積算値と、前記第２電気信号の強度の積算値とに基づいて前記第２位置を算出し、前記第３電気信号の強度の積算値と、前記第４電気信号の強度の積算値とに基づいて、前記第１位置を算出する、位置検出センサ。
【請求項２】
前記第１画素対群は、前記第１画素部を覆っており前記光を透過する第１透過フィルタ、及び前記第２画素部を覆っており前記光を透過する第２透過フィルタを更に有し、
前記第２画素対群は、前記第３画素部を覆っており前記光を透過する第３透過フィルタ、及び前記第４画素部を覆っており前記光を透過する第４透過フィルタを更に有し、
前記第１透過フィルタにおける前記光の透過率は、前記第２方向における前記第１端に近づくほど減少し、
前記第２透過フィルタにおける前記光の透過率は、前記第２方向における前記第１端に近づくほど増加し、
前記第３透過フィルタにおける前記光の透過率は、前記第１方向における前記第２端に近づくほど減少し、
前記第４透過フィルタにおける前記光の透過率は、前記第１方向における前記第２端に近づくほど増加する、請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項３】
前記第１画素対群は、前記第１画素部の一部を除く他の部分を覆っており前記光を遮光する第１遮光部、及び前記第２画素部の一部を除く他の部分を覆っており前記光を遮光する第２遮光部を更に有し、
前記第２画素対群は、前記第３画素部の一部を除く他の部分を覆っており前記光を遮光する第３遮光部、及び前記第４画素部の一部を除く他の部分を覆っており前記光を遮光する第４遮光部を更に有し、
前記第１画素部の一部における前記第１方向の幅は、前記第２方向における前記第１端に近づくほど減少し、
前記第２画素部の一部における前記第１方向の幅は、前記第２方向における前記第１端に近づくほど増加し、
前記第３画素部の一部における前記第２方向の幅は、前記第１方向における前記第２端に近づくほど減少し、
前記第４画素部の一部における前記第２方向の幅は、前記第１方向における前記第２端に近づくほど増加する、請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項４】
前記第１画素部における前記第１方向の幅は、前記第２方向における前記第１端に近づくほど減少し、
前記第２画素部における前記第１方向の幅は、前記第２方向における前記第１端に近づくほど増加し、
前記第３画素部における前記第２方向の幅は、前記第１方向における前記第２端に近づくほど減少し、
前記第４画素部における前記第２方向の幅は、前記第１方向における前記第２端に近づくほど増加する、請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項５】
前記第１画素部は、前記第２方向に沿って配列された複数の第１画素を含み、
前記第２画素部は、前記第２方向に沿って配列された複数の第２画素を含み、
前記第３画素部は、前記第１方向に沿って配列された複数の第３画素を含み、
前記第４画素部は、前記第１方向に沿って配列された複数の第４画素を含み、
前記第１画素の前記第１方向の幅は、該第１画素が前記第２方向における前記第１端に近いほど小さく、
前記第２画素の前記第１方向の幅は、該第２画素が前記第２方向における前記第１端に近いほど大きく、
前記第３画素の前記第２方向の幅は、該第３画素が前記第１方向における前記第２端に近いほど小さく、
前記第４画素の前記第２方向の幅は、該第４画素が前記第１方向における前記第２端に近いほど大きい、請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項６】
前記第１画素部は、前記第２方向に沿って配列された複数の第１画素を含み、
前記第２画素部は、前記第２方向に沿って配列された複数の第２画素を含み、
前記第３画素部は、前記第１方向に沿って配列された複数の第３画素を含み、
前記第４画素部は、前記第１方向に沿って配列された複数の第４画素を含み、
前記第１画素部は、前記複数の第１画素の各々と電気的に接続されており前記複数の第１画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第１アンプを有し、
前記第２画素部は、前記複数の第２画素の各々と電気的に接続されており前記複数の第２画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第２アンプを有し、
前記第３画素部は、前記複数の第３画素の各々と電気的に接続されており前記複数の第３画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第３アンプを有し、
前記第４画素部は、前記複数の第４画素の各々と電気的に接続されており前記複数の第４画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第４アンプを有し、
前記第１アンプの増幅率は、該第１アンプと電気的に接続される前記第１画素が前記第２方向における前記第１端に近いほど小さく、
前記第２アンプの増幅率は、該第２アンプと電気的に接続される前記第２画素が前記第２方向における前記第１端に近いほど大きく、
前記第３アンプの増幅率は、該第３アンプと電気的に接続される前記第３画素が前記第１方向における前記第２端に近いほど小さく、
前記第４アンプの増幅率は、該第４アンプと電気的に接続される前記第４画素が前記第１方向における前記第２端に近いほど大きい、請求項１に記載の位置検出センサ。
【請求項７】
光の入射位置を検出する位置検出センサであって、
第１方向に沿って配列され且つ前記光の入射光量に応じた第１電気信号を生成する複数の第１画素部を有する第１画素群と、
前記第１方向と交差する第２方向に沿って配列され且つ前記光の入射光量に応じた第２電気信号を生成する複数の第２画素部を有し、前記第１画素群と交差する第２画素群と、
前記第１方向における前記入射位置である第１位置、及び前記第２方向における前記入射位置である第２位置を算出する算出部と、
を備え、
前記第１画素部において前記第１画素群の前記第２方向における第１端に前記入射位置が近づくほど、前記第１電気信号の強度は減少し、
前記第２画素部において前記第２画素群の前記第１方向における第２端に前記入射位置が近づくほど、前記第２電気信号の強度は減少し、
前記第１電気信号の強度の積算値に基づいて前記第１位置を算出し、前記第２電気信号の強度の積算値に基づいて前記第２位置を算出する、位置検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、入射する光を検出する光半導体集積回路が記載されている。この光半導体集積回路では、光検出用の光素子が、或る中心点周りに並ぶ４つの領域に配置されている。この光半導体集積回路は、これらの光素子からの出力を比較することで、光が入射した二次元位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７８９５号公報
【特許文献２】特開平３−３４３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば光制御の分野において光のスポットが入射した二次元位置の検出に用いられる位置検出センサとして、例えば、プロファイルセンサ、或いは４分割フォトダイオードを用いた位置検出センサ（以下、単に４分割フォトダイオードと呼ぶ）が挙げられる。プロファイルセンサでは、二次元に配置された画素のうち各行毎に互いに結線された画素から出力される電気信号により、列方向における射影像が取得され、各列毎に互いに結線された画素から出力される電気信号により、行方向における射影像が取得される。そして、プロファイルセンサは、これらの斜影像を用いて光のスポットが入射した二次元位置を検出する。しかし、このようなプロファイルセンサでは、それらの射影像を得る為に、多くの電気信号が読み出されるので、４つの電気信号のみが読み出される４分割フォトダイオードと比較して、出力される電気信号の読み出しに時間が掛かる傾向がある。従って、プロファイルセンサでは、光のスポットが入射した二次元位置を、４分割フォトダイオードよりも高速に検出することは難しい。
【０００５】
これに対し、４分割フォトダイオードでは、原点を中心とする第１象限〜第４象限に配置された４つの画素から４つの電気信号がそれぞれ読み出され、それらの電気信号の比をとることで、光のスポットが入射した二次元位置が検出される。このような４分割フォトダイオードでは、プロファイルセンサと比較して、読み出される電気信号の数が少ないので、電気信号の読み出しに要する時間を抑えることができる。これにより、光のスポットが入射した二次元位置を高速に検出することが可能になる。しかし、このような４分割フォトダイオードでは、二次元位置を算出する為に、４つの画素からそれぞれ出力される４つの電気信号の比を用いる必要があるので、画素数が４つに限定されると共に、光のスポットがその４つの画素の全てに入射することが要求される。このような４分割フォトダイオードに入射する光のスポット径の大きさが小さい場合、いずれかの画素に入射しなくなることがあるので、電荷信号の比を利用して二次元位置を算出することができなくなるおそれがある。また、４分割フォトダイオードの中心から離れた位置に光のスポットが入射した場合には、各電気信号の強度差の直線性が損なわれるため、その二次元位置を精度良く検出することが困難となる。よって、原理的に位置検出が可能なスポット光の移動範囲は、スポット光の直径程度に限定され、また、一般的に精度良く位置検出が可能な範囲は、スポット光の半径程度とされる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、入射する光のスポット径が小さい場合であっても、光が入射した二次元位置を精度良く且つ高速に検出することができる位置検出センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による位置検出センサは、光の入射位置を検出する位置検出センサであって、光の入射光量に応じた第１電気信号を生成する第１画素部、及び第１方向において第１画素部と並んで配置され且つ光の入射光量に応じた第２電気信号を生成する第２画素部を各々含んでおり第１方向に沿って配列される複数の第１画素対を有する第１画素対群と、光の入射光量に応じた第３電気信号を生成する第３画素部、及び第１方向と交差する第２方向において第３画素部と並んで配置され且つ入射した光の入射光量に応じた第４電気信号を生成する第４画素部を各々含んでおり第２方向に沿って配列される複数の第２画素対を有し、第１画素対群と交差する第２画素対群と、第１方向における入射位置である第１位置、及び第２方向における入射位置である第２位置を算出する算出部と、を備え、第１画素部において第１画素対群の第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１電気信号の強度は減少し、第２画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第２電気信号の強度は増加し、第３画素部において第２画素対群の第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第３電気信号の強度は減少し、第４画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第４電気信号の強度は増加し、算出部は、第１電気信号の強度の積算値と、第２電気信号の強度の積算値とに基づいて第２位置を算出し、第３電気信号の強度の積算値と、第４電気信号の強度の積算値とに基づいて、第１位置を算出する。
【０００８】
上記の位置検出センサでは、第１画素対群に光のスポットが入射すると、算出部は、第１画素部において生成される第１電気信号（例えば電荷信号）の積算値と、第２画素部において生成される第２電気信号（例えば電荷信号）の積算値とに基づいて、第２方向における光の入射位置である第２位置を算出する。また、第２画素対群に光のスポットが入射すると、算出部は、第３画素部において生成される第３電気信号（例えば電荷信号）の積算値と、第４画素部において生成される第４電気信号（例えば電荷信号）の積算値とに基づいて、第１方向における光の入射位置である第１位置を算出する。このように、算出部は、各画素部（すなわち各第１画素部、各第２画素部、各第３画素部、及び各第４画素部）毎に電気信号の強度を読み出すのではなく、電気信号をまとめて読み出し、それらの電気信号の強度の積算値に基づいて、第１位置及び第２位置を算出する。従って、上記の位置検出センサによれば、各画素毎に電気信号の強度を読み出すプロファイルセンサと比較して、第１位置及び第２位置を高速に検出することができる。また、上記の位置検出センサでは、４分割フォトダイオードよりも多くの画素部を配置することができるので、光のスポット径が小さい場合であっても、各画素部の大きさ及び配置を調整することにより、出力される電気信号に基づいて光のスポットが入射した二次元位置を算出することができる。更に、このような調整により、各画素部に入射する電気信号の強度が光のスポットの入射位置によって大きく偏るような事態が生じることを抑えることもできる。その結果、光のスポットの入射位置によらず、第１位置及び第２位置を精度良く検出することができる。
【０００９】
また、上記の位置検出センサでは、第１画素対群は、第１画素部を覆っており光を透過する第１透過フィルタ、及び第２画素部を覆っており光を透過する第２透過フィルタを更に有し、第２画素対群は、第３画素部を覆っており光を透過する第３透過フィルタ、及び第４画素部を覆っており光を透過する第４透過フィルタを更に有し、第１透過フィルタにおける光の透過率は、第２方向における第１端に近づくほど減少し、第２透過フィルタにおける光の透過率は、第２方向における第１端に近づくほど増加し、第３透過フィルタにおける光の透過率は、第１方向における第２端に近づくほど減少し、第４透過フィルタにおける光の透過率は、第１方向における第２端に近づくほど増加してもよい。このような第１透過フィルタ及び第２透過フィルタを第１画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第１画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１画素部に入射する光の入射光量は減少し、これに応じて、第１画素部において生成される第１電気信号の強度も減少する。これに対し、第２画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第２画素部に入射する光の入射光量は増加し、これに応じて、第２画素部において生成される第２電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第１画素対群を好適に実現することができる。また、上記のような第３透過フィルタ及び第４透過フィルタを第２画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第３画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第３画素部に入射する光の入射光量は減少し、これに応じて、第３画素部において生成される第３電気信号の強度も減少する。これに対し、第４画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第４画素部に入射する光の入射光量は増加し、これに応じて、第４画素部において生成される第４電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第２画素対群を好適に実現することができる。
【００１０】
また、上記の位置検出センサでは、第１画素対群は、第１画素部の一部を除く他の部分を覆っており光を遮光する第１遮光部、及び第２画素部の一部を除く他の部分を覆っており光を遮光する第２遮光部を更に有し、第２画素対群は、第３画素部の一部を除く他の部分を覆っており光を遮光する第３遮光部、及び第４画素部の一部を除く他の部分を覆っており光を遮光する第４遮光部を更に有し、第１画素部の一部における第１方向の幅は、第２方向における第１端に近づくほど減少し、第２画素部の一部における第１方向の幅は、第２方向における第１端に近づくほど増加し、第３画素部の一部における第２方向の幅は、第１方向における第２端に近づくほど減少し、第４画素部の一部における第２方向の幅は、第１方向における第２端に近づくほど増加してもよい。このような各第１遮光部及び各第２遮光部を第１画素対群が有することにより、第１画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１画素部に入射する光の入射光量は減少し、これに応じて、第１画素部において生成される第１電気信号の強度も減少する。これに対し、第２画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第２画素部に入射する光の入射光量は増加し、これに応じて、第２画素部において生成される第２電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第１画素対群を好適に実現することができる。また、上記の第３遮光部及び第４遮光部を第２画素対群が有することにより、第３画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第３画素部に入射する光の入射光量は減少し、これに応じて、第３画素部において生成される第３電気信号の強度も減少する。これに対し、第４画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第４画素部に入射する光の入射光量は増加し、これに応じて、第４画素部において生成される第４電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第２画素対群を好適に実現することができる。
【００１１】
また、上記の位置検出センサでは、第１画素部における第１方向の幅は、第２方向における第１端に近づくほど減少し、第２画素部における第１方向の幅は、第２方向における第１端に近づくほど増加し、第３画素部における第２方向の幅は、第１方向における第２端に近づくほど減少し、第４画素部における第２方向の幅は、第１方向における第２端に近づくほど増加してもよい。このような各第１画素部及び各第２画素部を第１画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第１画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１画素部に入射する光の入射光量は減少し、これに応じて、第１画素部において生成される第１電気信号の強度も減少する。これに対し、第２画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第２画素部に入射する光の入射光量は増加し、これに応じて、第２画素部において生成される第２電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第１画素対群を好適に実現することができる。また、上記の第３画素部及び第４画素部を第２画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第３画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第３画素部に入射する光の入射光量は減少し、これに応じて、第３画素部において生成される第３電気信号の強度も減少する。これに対し、第４画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第４画素部に入射する光の入射光量は増加し、これに応じて、第４画素部において生成される第４電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第２画素対群を好適に実現することができる。
【００１２】
また、上記の位置検出センサでは、第１画素部は、第２方向に沿って配列された複数の第１画素を含み、第２画素部は、第２方向に沿って配列された複数の第２画素を含み、第３画素部は、第１方向に沿って配列された複数の第３画素を含み、第４画素部は、第１方向に沿って配列された複数の第４画素を含み、第１画素の第１方向の幅は、該第１画素が第２方向における第１端に近いほど小さく、第２画素の第１方向の幅は、該第２画素が第２方向における第１端に近いほど大きく、第３画素の第２方向の幅は、該第３画素が第１方向における第２端に近いほど小さく、第４画素の第２方向の幅は、該第４画素が第１方向における第２端に近いほど大きくてもよい。このような各第１画素部及び各第２画素部を第１画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第１画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１画素部に入射する光の入射光量が減少し、これに応じて、第１画素部において生成される第１電気信号の強度も減少する。これに対し、第２画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第２画素部に入射する光の入射光量が増加し、これに応じて、第２画素部において生成される第２電気信号の強度も増加する。このような構成によれば、上記の位置検出センサの第１画素対群を好適に実現することができる。また、上記の第３画素部及び第４画素部を第２画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第３画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第３画素部に入射する光の入射光量が減少し、これに応じて、第３画素部において生成される第３電気信号の強度も減少する。これに対し、第４画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第４画素部に入射する光の入射光量が減少し、これに応じて、第４画素部において生成される第４電気信号の強度も増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第２画素対群を好適に実現することができる。
【００１３】
また、上記の位置検出センサでは、第１画素部は、第２方向に沿って配列された複数の第１画素を含み、第２画素部は、第２方向に沿って配列された複数の第２画素を含み、第３画素部は、第１方向に沿って配列された複数の第３画素を含み、第４画素部は、第１方向に沿って配列された複数の第４画素を含み、第１画素部は、複数の第１画素の各々と電気的に接続されており複数の第１画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第１アンプを有し、第２画素部は、複数の第２画素の各々と電気的に接続されており複数の第２画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第２アンプを有し、第３画素部は、複数の第３画素の各々と電気的に接続されており複数の第３画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第３アンプを有し、第４画素部は、複数の第４画素の各々と電気的に接続されており複数の第４画素の各々において生成される電気信号の強度を増幅する複数の第４アンプを有し、第１アンプの増幅率は、該第１アンプと電気的に接続される第１画素が第２方向における第１端に近いほど小さく、第２アンプの増幅率は、該第２アンプと電気的に接続される第２画素が第２方向における第１端に近いほど大きく、第３アンプの増幅率は、該第３アンプと電気的に接続される第３画素が第１方向における第２端に近いほど小さく、第４アンプの増幅率は、該第４アンプと電気的に接続される第４画素が第１方向における第２端に近いほど大きくてもよい。このような各第１アンプ及び各第２アンプを第１画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第１画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１画素部から出力される第１電気信号の強度が減少する。これに対し、第２画素部において第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第２画素部から出力される第２電気信号の強度が増加する。このような構成によれば、上記の位置検出センサの第１画素対群を好適に実現することができる。また、上記の各第３アンプ及び各第４アンプを第２画素対群が有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第３画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第３画素部から出力される第３電気信号の強度が減少する。これに対し、第４画素部において第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第４画素部から出力される第４電気信号の強度が増加する。従って、このような構成によれば、上記の位置検出センサの第２画素対群を好適に実現することができる。
【００１４】
本発明の一実施形態による位置検出センサは、光の入射位置を検出する位置検出センサであって、第１方向に沿って配列され且つ光の入射光量に応じた第１電気信号を生成する複数の第１画素部を有する第１画素群と、第１方向と交差する第２方向に沿って配列され且つ光の入射光量に応じた第２電気信号を生成する複数の第２画素部を有し、第１画素群と交差する第２画素群と、第１方向における入射位置である第１位置、及び第２方向における入射位置である第２位置を算出する算出部と、を備え、第１画素部において第１画素群の第２方向における第１端に入射位置が近づくほど、第１電気信号の強度は減少し、第２画素部において第２画素群の第１方向における第２端に入射位置が近づくほど、第２電気信号の強度は減少し、第１電気信号の強度の積算値に基づいて第１位置を算出し、第２電気信号の強度の積算値に基づいて第２位置を算出する。このような形態であっても、上記の効果と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、入射する光のスポット径が小さい場合であっても、光が入射した二次元位置を精度良く且つ高速に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の位置検出センサの概略構成図である。
【図２】複数の第１透過フィルタ、複数の第２透過フィルタ、複数の第３透過フィルタ、及び複数の第４透過フィルタを示す上面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】第１変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図６】第２変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図７】第２変形例の別の例による受光部を示す概略構成図である。
【図８】第３変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図９】第３変形例による受光部の第１画素対群を示す概略構成図である。
【図１０】第３変形例による受光部の第２画素対群を示す概略構成図である。
【図１１】第３変形例の別の例による受光部を備える位置検出センサを示す概略構成図である。
【図１２】第３変形例の別の例による受光部を示す概略構成図である。
【図１３】第３変形例の別の例による受光部の第２画素対群を示す概略構成図である。
【図１４】第４変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図１５】第４変形例による受光部の第１画素対群を示す概略構成図である。
【図１６】第４変形例による受光部の第２画素対群を示す概略構成図である。
【図１７】第５変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図１８】比較例としてのプロファイルセンサを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の位置検出センサの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
（実施形態）
図１は、本実施形態の位置検出センサ１を示す概略構成図である。位置検出センサ１は、光のスポットＬの入射位置について二次元位置を検出するセンサである。具体的には、位置検出センサ１は、Ｘ軸方向（第１方向）における光のスポットＬの入射位置である第１検出位置（第１位置）と、Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向（第２方向）における光のスポットＬの入射位置である第２検出位置（第２位置）とを検出する。なお、光のスポットＬの輝度分布は、次の式（１）により表されるガウシアン分布（中央近傍が最も強く、周辺へ向けて次第に弱くなる強度分布）を有する。式（１）において、Ｉは、光のスポットＬの強度であり、ｒは、光のスポットＬの中心からの距離である。また、ωは、強度Ｉが１／ｅ２となるときの距離ｒであり、ガウシアン分布を有する光のスポットＬの半径を示す。光のスポットＬの直径Ｗは、２ωで表される。
【数１】
2019056590.tif 000003
【００１９】
位置検出センサ１は、図１に示されるように、受光部１０と、演算処理部６０とを備える。受光部１０は、第１画素対群２０と、第２画素対群３０とを有する。第１画素対群２０は、ＸＹ面内においてＸ軸方向に沿って配列された複数の第１画素対２１を含む。複数の第１画素対２１の各々は、Ｘ軸方向において互いに並んで配置された第１画素部２２及び第２画素部２３を含む。各第１画素部２２及び各第２画素部２３は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って交互に並んでいる。各第１画素部２２に光のスポットＬが入射すると、各第１画素部２２は、その光のスポットＬの入射光量に応じた第１電荷信号（第１電気信号）を生成する。同様に、各第２画素部２３に光のスポットＬが入射すると、各第２画素部２３は、光の入射光量に応じた第２電荷信号（第２電気信号）を生成する。
【００２０】
第２画素対群３０は、第１画素対群２０と交差しており、第１画素対群２０上に配置されている。第２画素対群３０は、ＸＹ面内においてＹ軸方向に沿って（例えば間欠的に）配列された複数の第２画素対３１を含む。複数の第２画素対３１の各々は、Ｙ軸方向において互いに並んで配置される第３画素部３２及び第４画素部３３を含む。各第３画素部３２及び各第４画素部３３は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って交互に並んでいる。各第３画素部３２に光のスポットＬが入射すると、各第３画素部３２は、その光のスポットＬの入射光量に応じた第２電荷信号（第３電気信号）を生成する。同様に、各第４画素部３３に光のスポットＬが入射すると、各第４画素部３３は、光の入射光量に応じた第４電荷信号（第４電気信号）を生成する。なお、第２画素対群３０を第１画素対群２０上に配置させる方法としては、第２画素対群３０を含む基板と第１画素対群２０を含む基板とを貼り合わせることが考えられる。
【００２１】
第１画素対群２０は、複数の第１画素部２２上にそれぞれ配置される複数の第１透過フィルタ２４と、複数の第２画素部２３上にそれぞれ配置される複数の第２透過フィルタ２５とを更に有する。また、第２画素対群３０は、複数の第３画素部３２上にそれぞれ配置された複数の第３透過フィルタ３４と、複数の第４画素部３３上にそれぞれ配置される複数の第４透過フィルタ３５とを更に有する。各第１透過フィルタ２４、各第２透過フィルタ２５、各第３透過フィルタ３４、及び各第４透過フィルタ３５は、入射した光を透過する。図２は、各第１透過フィルタ２４、各第２透過フィルタ２５、各第３透過フィルタ３４、及び各第４透過フィルタ３５を示す上面図である。図２に示されるように、各第１透過フィルタ２４及び各第２透過フィルタ２５は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って交互に並んでいる。また、各第３透過フィルタ３４及び各第４透過フィルタ３５は、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って交互に並んでいる。図１及び図２において、各第１透過フィルタ２４、各第２透過フィルタ２５、各第３透過フィルタ３４、及び各第４透過フィルタ３５の透過率が色の濃淡で示されており、透過率が小さいほど濃く、透過率が大きいほど薄くなっている。
【００２２】
図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。図３に示されるように、各第１透過フィルタ２４は、各第１画素部２２を覆っており、各第２透過フィルタ２５は、各第２画素部２３を覆っている。図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図である。図４に示されるように、各第３透過フィルタ３４は、各第３画素部３２を覆っており、各第４透過フィルタ３５は、各第４画素部３３を覆っている。再び図１を参照する。各第１透過フィルタ２４における透過率は、各第１画素部２２上において第１画素対群２０のＹ軸方向における一端２０ａ（第１端）に近づくほど徐々に減少（すなわち単調減少）し、第１画素対群２０のＹ軸方向における他端２０ｂに近づくほど徐々に増加（すなわち単調増加）する。或いは、各第１透過フィルタ２４における透過率は、第１画素部２２上においてＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど段階的に減少し、Ｙ軸方向における他端２０ｂに近づくほど段階的に増加してもよい。
【００２３】
このような各第１透過フィルタ２４を光が透過すると、各第１画素部２２に入射する光のスポットＬの入射光量は、光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加する。これに応じて、各第１画素部２２において生成される第１電荷信号の強度も、入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、入射位置がＹ軸方向における他端２０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加する。
【００２４】
これに対し、各第２透過フィルタ２５における透過率は、各第２画素部２３上において、Ｙ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、Ｙ軸方向における他端２０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少する。このような各第２透過フィルタ２５を光が透過すると、各第２画素部２３に入射する光のスポットＬの入射光量は、光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少する。これに応じて、各第２画素部２３において生成される第２電荷信号の強度も、入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、入射位置がＹ軸方向における他端２０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少する。このように、各第１透過フィルタ２４と各第２透過フィルタ２５とで、Ｙ軸方向における透過率の増減の向きが逆になっている。
【００２５】
また、各第３透過フィルタ３４における透過率は、各第３画素部３２上において、第２画素対群３０のＸ軸方向における一端３０ａ（第２端）に近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、第２画素対群３０のＸ軸方向における他端３０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加する。このような各第３透過フィルタ３４を光が透過すると、各第３画素部３２に入射する光のスポットＬの入射光量は、光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加する。これに応じて、各第３画素部３２において生成される第３電荷信号の強度も、入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、入射位置がＸ軸方向における他端３０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加する。
【００２６】
これに対し、各第４透過フィルタ３５における透過率は、各第４画素部３３上において、Ｘ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、Ｘ軸方向における他端３０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少する。このような各第４透過フィルタ３５を光が透過すると、各第４画素部３３に入射する光のスポットＬの入射光量は、光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少する。これに応じて、各第４画素部３３において生成される第４電荷信号の強度も、入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、入射位置がＸ軸方向における他端３０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少する。このように、各第３透過フィルタ３４と各第４透過フィルタ３５とで、Ｘ軸方向における透過率の増減の向きが逆になっている。
【００２７】
演算処理部６０は、アンプ６１，６２と、Ａ／Ｄ変換器６３，６４と、算出部６５とを有している。アンプ６１は、各第１画素部２２及び各第２画素部２３と電気的に接続されている。アンプ６１には、複数の第１画素部２２から出力される第１電荷信号の強度の積算値Ｄｘ１、及び、複数の第２画素部２３から出力される第２電荷信号の強度の積算値Ｄｘ２が入力される。第１電荷信号の強度の積算値Ｄｘ１、及び第２電荷信号の強度の積算値Ｄｘ２は、アンプ６１により差動の電圧信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器６３は、アンプ６１の出力端と電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換器６３は、アンプ６１の出力端から出力される電圧値をデジタル値に変換し、該デジタル値を出力する。このデジタル値は、第１電荷信号の積算値Ｄｘ１と、第２電荷信号の積算値Ｄｘ２との差に応じたものである。
【００２８】
また、アンプ６２は、各第３画素部３２及び各第４画素部３３と電気的に接続されている。アンプ６２には、複数の第３画素部３２から出力される第３電荷信号の強度の積算値Ｄｙ１、及び複数の第４画素部３３から出力される第４電荷信号の強度の積算値Ｄｙ２が入力される。第３電荷信号の強度の積算値Ｄｙ１、及び第４電荷信号の強度の積算値Ｄｙ２は、アンプ６２により、差動の電圧信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器６４は、アンプ６２の出力端と電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換器６４は、アンプ６２の出力端から出力される電圧値をデジタル値に変換し、該デジタル値を出力する。このデジタル値は、第３電荷信号の積算値Ｄｙ１と、第４電荷信号の積算値Ｄｙ２との差に応じたものである。
【００２９】
算出部６５は、Ａ／Ｄ変換器６３，６４と電気的に接続されている。算出部６５は、Ａ／Ｄ変換器６３，６４から出力されるデジタル信号に基づいて、すなわち各積算値Ｄｘ１，Ｄｘ２，Ｄｙ１，Ｄｙ２に基づいて、Ｘ軸方向における光のスポットＬの入射位置である第１検出位置、及びＹ軸方向における光のスポットＬの入射位置である第２検出位置を算出する。上述したように、各第１画素部２２において生成される第１電荷信号の強度は、光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど減少し、各第２画素部２３において生成される第２電荷信号の強度は、光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど増加する。算出部６５は、このような各電荷信号の強度の変化を利用して、第１電荷信号の強度の積算値Ｄｘ１と、第２電荷信号の強度の積算値Ｄｘ２とに基づいて第２検出位置を算出する。例えば、算出部６５は、積算値Ｄｘ１及び積算値Ｄｘ２の差と、積算値Ｄｘ１及び積算値Ｄｘ２の合計値との比率を算出することによって、第２検出位置を算出する。具体的には、算出部６５は、次の式（２）を用いて比率Ｒｙを算出し、その比率Ｒｙに基づいて第２検出位置を算出する。なお、積算値Ｄｘ１と積算値Ｄｘ２との合計値は、既知の光のスポットＬの光量に基づいて予め定められているものとする。
【数２】
2019056590.tif 000004
【００３０】
また、上述したように、各第３画素部３２において生成される第３電荷信号の強度は、光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど減少し、各第４画素部３３において生成される第４電荷信号の強度は、光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端３０ａに近づくほど増加する。算出部６５は、このようなＸ軸方向における光のスポットＬの入射位置に対する各電荷信号の強度の変化を利用して、第３電荷信号の強度の積算値Ｄｙ１と、第４電荷信号の強度の積算値Ｄｙ２との比率とに基づいて第１検出位置を算出する。例えば、算出部６５は、積算値Ｄｙ１及び積算値Ｄｙ２の差と、積算値Ｄｙ１及び積算値Ｄｙ２の合計値との比率を算出することによって、第１検出位置を算出する。具体的には、算出部６５は、次の式（３）を用いて比率Ｒｘを算出し、その比率Ｒｘに基づいて第１検出位置を算出する。なお、積算値Ｄｙ１と積算値Ｄｙ２との合計値は、既知の光のスポットＬの光量に基づいて予め定められているものとする。
【数３】
2019056590.tif 000005
【００３１】
なお、第１画素部２２、第２画素部２３、第３画素部３２、及び第４画素部３３のそれぞれに個別のアンプが電気的に接続されてもよい。この場合、各アンプから、第１電荷信号の強度の積算値Ｄｘ１に応じた電圧値、第２電荷信号の強度の積算値Ｄｘ２に応じた電圧値、第３電荷信号の強度の積算値Ｄｙ１に応じた電圧値、及び第４電荷信号の強度の積算値Ｄｙ２に応じた電圧値がそれぞれ出力される。算出部６５は、これらの電圧値（すなわち積算値Ｄｘ１，Ｄｘ２，Ｄｙ１，Ｄｙ２）に基づいて、上記と同様に、第１検出位置及び第２検出位置を算出する。
【００３２】
以上に説明した、本実施形態の位置検出センサ１によって得られる効果を、比較例が有する課題とともに説明する。例えばロボット制御又は光制御といった分野において、入射した光のスポットの位置検出に特化したプロファイルセンサが提案されている。プロファイルセンサは、例えばＭＥＭＳ制御応用等に適用される。図１８は、比較例としてのプロファイルセンサ１００を示す図である。図１８に示されるように、プロファイルセンサ１００は、受光部１０１と、第１信号処理部１１０と、第２信号処理部１２０と、演算処理部１３０とを備える。受光部１０１は、二次元に配列された複数の画素１０２を有する。各画素１０２は、２つの領域に分割されている。各画素１０２の２つの領域には、Ｙ軸方向画素１０３及びＸ軸方向画素１０４がそれぞれ設けられている。各Ｙ軸方向画素１０３は、列毎に（すなわちＹ軸方向に）それぞれ互いに結線されており、各Ｘ軸方向画素１０４は、行毎に（すなわちＸ軸方向に）それぞれ互いに結線されている。
【００３３】
第１信号処理部１１０は、複数のスイッチ素子１１１と、シフトレジスタ１１２とを有している。各スイッチ素子１１１の入力端は、各Ｙ軸方向画素１０３と電気的に接続されている。シフトレジスタ１１２は、各Ｙ軸方向画素１０３から電荷信号を順次読み出す為に設けられる。シフトレジスタ１１２は、各スイッチ素子１１１の動作を制御する制御信号を出力する。各スイッチ素子１１１は、シフトレジスタ１１２から出力される制御信号により順次閉じられる。各スイッチ素子１１１が順次閉じられると、各Ｙ軸方向画素１０３において生成された電荷信号が、各スイッチ素子１１１の出力端から順次出力される。アンプ１３１は、各スイッチ素子１１１の出力端から出力される電荷信号に応じた電圧値を出力する。この電圧値は、Ａ／Ｄ変換器１３３によってデジタル値に変換されたのち、順次時系列データとして算出部１３５に入力する。この時系列データは、Ｘ軸方向における射影像（プロファイル）を示すものである。算出部１３５は、このＸ軸方向における射影像により、光のスポットの入射位置についてＸ軸方向における位置を算出する。
【００３４】
第２信号処理部１２０は、複数のスイッチ素子１２１と、シフトレジスタ１２２とを有している。各スイッチ素子１２１の入力端は、各Ｘ軸方向画素１０４と電気的に接続されている。シフトレジスタ１２２は、各Ｘ軸方向画素１０４から電荷信号を順次読み出す為に設けられる。シフトレジスタ１２２は、各スイッチ素子１２１の動作を制御する制御信号を出力する。各スイッチ素子１２１は、シフトレジスタ１２２から出力される制御信号により順次閉じられる。各スイッチ素子１２１が順次閉じられると、各Ｘ軸方向画素１０４において生成された電荷信号が、各スイッチ素子１２１の出力端から順次出力される。アンプ１３２は、各スイッチ素子１２１の出力端から出力される電荷信号に応じた電圧値を出力する。この電圧値は、Ａ／Ｄ変換器１３４によってデジタル値に変換されたのち、順次時系列データとして算出部１３５に入力する。この時系列データは、Ｙ軸方向における射影像を示すものである。算出部１３５は、このＹ軸方向における射影像により、光のスポットの入射位置についてＹ軸方向における位置を算出する。
【００３５】
しかし、プロファイルセンサ１００では、このように、Ｘ軸方向における射影像、及びＹ軸方向における射影像を得る為に、多くの電荷信号が読み出されるので、４つの電荷信号のみが読み出される４分割フォトダイオードと比較して、電荷信号の読み出しに時間が掛かる。従って、プロファイルセンサ１００では、光のスポットが入射した二次元位置を、４分割フォトダイオードよりも高速に検出することは難しい。
【００３６】
その一方で、４分割フォトダイオードでは、原点を中心とする第１象限〜第４象限に配置された４つの画素から４つの電荷信号がそれぞれ読み出され、それらの電荷信号の比に基づいて、光のスポットが入射した二次元位置が検出される。このような４分割フォトダイオードは、プロファイルセンサと比較して、読み出される電荷信号の数が少ないので、電荷信号の読み出しに要する時間を抑えることができる。これにより、光のスポットが入射した二次元位置を高速に検出することが可能になる。しかし、このような４分割フォトダイオードでは、二次元位置を算出する為に、４つの画素からそれぞれ出力される４つの電気信号の比を用いる必要があるので、画素数が４つに限定されると共に、光のスポットがその４つの画素の全てに入射することが要求される。このような４分割フォトダイオードにおいて、入射する光のスポット径が小さい場合、４つの画素のいずれかに入射しなくなることがあるので、電荷信号の比を利用して二次元位置を算出することができなくなるおそれがある。また、４分割フォトダイオードの中心から離れた位置に光のスポットが入射した場合には、各電気信号の強度の差の直線性が損なわれるので、その二次元位置を精度良く検出することが困難となる。
【００３７】
本実施形態の位置検出センサ１では、上述したように、算出部６５は、Ｙ軸方向における光の入射位置に対する各第１電荷信号及び各第２電荷信号の強度の変化を利用して、第１電荷信号の強度の積算値Ｄｘ１と、第２電荷信号の強度の積算値Ｄｘ２とに基づいて、第２検出位置を算出する。また、Ｘ軸方向における光の入射位置に対する各第３電荷信号及び各第４電荷信号の強度の変化を利用して、第３電荷信号の強度の積算値Ｄｙ１と、第４電荷信号の強度の積算値Ｄｙ２とに基づいて、第１検出位置を算出する。このように、算出部６５は、各画素部（すなわち各第１画素部２２、各第２画素部２３、各第３画素部３２、及び各第４画素部３３）毎に電荷信号の強度を読み出すのではなく、電荷信号をまとめて読み出し、それらの電荷信号の強度の積算値に基づいて第１検出位置及び第２検出位置を算出する。従って、位置検出センサ１では、プロファイルセンサ１００と比較して、電荷信号の読み出しに要する時間を抑えることができる。これにより、位置検出センサ１は、第１検出位置及び第２検出位置を、プロファイルセンサ１００よりも高速に検出することができる。また、位置検出センサ１では、４分割フォトダイオードよりも多くの画素部を配置することができるので、光のスポットＬの直径Ｗが小さい場合であっても、各画素部の大きさ及び配置を調整することにより、出力される電気信号に基づいて光のスポットＬが入射した二次元位置を算出することができる。更に、このような調整により、各画素部に入射する電気信号の強度が光のスポットＬの入射位置によって大きく偏るような事態が生じることを抑えることもできる。その結果、光のスポットの入射位置によらず、第１検出位置及び第２検出位置を精度良く検出することができる。
【００３８】
（第１変形例）
図５は、第１変形例による受光部１０Ａを示す概略構成図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、本変形例による受光部１０Ａの第１画素対群２０Ａが、複数の第１透過フィルタ２４及び複数の第２透過フィルタ２５に代えて、複数の第１遮光部２６及び複数の第２遮光部２７を有する点、及び、受光部１０Ａの第２画素対群３０Ａが、複数の第３透過フィルタ３４及び複数の第４透過フィルタ３５に代えて、複数の第３遮光部３６及び複数の第４遮光部３７を有する点である。
【００３９】
各第１遮光部２６は、各第１画素部２２上に配置されており、入射した光を遮光する。各第１遮光部２６は、各第１画素部２２の一部２２ａを除く部分を覆っている。各一部２２ａにおけるＸ軸方向の幅は、第１画素対群２０ＡのＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、第１画素対群２０Ａの他端２０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加している。一例では、各一部２２ａは、Ｙ軸方向における一端２０ａ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。この場合、各第１遮光部２６は、その二等辺三角形状でくり抜かれた形状を呈する。
【００４０】
また、各第２遮光部２７は、各第２画素部２３上に配置されており、入射した光を遮光する。各第２遮光部２７は、複数の第２画素部２３の一部２３ａを除く部分を覆っている。各一部２３ａにおけるＸ軸方向の幅は、Ｙ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、Ｙ軸方向における他端２０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少している。一例では、複数の第２画素部２３の一部２３ａは、Ｙ軸方向における他端２０ｂ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。この場合、各第２遮光部２７は、その二等辺三角形状でくり抜かれた形状を呈する。
【００４１】
このような第１遮光部２６及び第２遮光部２７を第１画素対群２０Ａが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、各第１画素部２２において光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、各第１画素部２２に入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、各第１画素部２２において生成される第１電荷信号の強度も減少する。これに対し、各第２画素部２３において光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、各第２画素部２３に入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、各第２画素部２３において生成される第２電荷信号の強度も増加する。
【００４２】
各第３遮光部３６は、各第３画素部３２上に配置されており、入射した光を遮光する。各第３遮光部３６は、各第３画素部３２の一部３２ａを除く部分を覆っている。各一部３２ａにおけるＹ軸方向の幅は、第２画素対群３０ＡのＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少し、第２画素対群３０Ａの他端３０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加している。一例では、各一部３２ａは、Ｘ軸方向における一端３０ａ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。この場合、各第３遮光部３６は、その二等辺三角形状でくり抜かれた形状を呈する。
【００４３】
また、各第４遮光部３７は、各第４画素部３３上に配置されており、入射した光を遮光する。各第４遮光部３７は、複数の第４画素部３３の一部３３ａを除く部分を覆っている。各一部３３ａにおけるＹ軸方向の幅は、Ｘ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に（或いは段階的に）増加し、Ｘ軸方向における他端３０ｂに近づくほど徐々に（或いは段階的に）減少している。一例では、各一部３３ａは、Ｘ軸方向における他端３０ｂ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。この場合、各第４遮光部３７は、その二等辺三角形状でくり抜かれた形状を呈する。
【００４４】
このような第３遮光部３６及び第４遮光部３７を第２画素対群３０Ａが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、各第３画素部３２において光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、各第３画素部３２に入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、各第３画素部３２において生成される第３電荷信号の強度も減少する。これに対し、各第４画素部３３において光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、各第４画素部３３に入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、各第４画素部３３において生成される第４電荷信号の強度も増加する。
【００４５】
（第２変形例）
図６は、第２変形例による受光部１０Ｂを示す概略構成図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、本変形例による受光部１０Ｂの第１画素対群２０Ｂが、複数の第１透過フィルタ２４及び複数の第２透過フィルタ２５を有していない点、受光部１０Ｂの第２画素対群３０Ｂが、複数の第３透過フィルタ３４及び複数の第４透過フィルタ３５を有していない点、並びに、第１画素対群及び第２画素対群の各画素部の形状が異なる点である。第１画素対群２０Ｂの各第１画素対２１Ｂの第１画素部２２ＢのＸ軸方向における幅は、第１画素対群２０ＢのＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に増加しており、第１画素対群２０Ｂの他端２０ｂに近づくほど徐々に減少している。一例では、各第１画素部２２Ｂは、Ｙ軸方向における一端２０ａ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。これに対し、各第２画素部２３ＢのＸ軸方向の幅は、Ｙ軸方向における一端２０ａに近づくほど徐々に増加しており、Ｙ軸方向における他端２０ｂに近づくほど徐々に減少している。一例では、各第２画素部２３Ｂは、Ｙ軸方向における他端２０ｂ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。
【００４６】
このような各第１画素部２２Ｂ及び各第２画素部２３Ｂを第１画素対群２０Ｂが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第１画素部２２Ｂにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、第１画素部２２Ｂに入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、第１画素部２２Ｂにおいて生成される第１電荷信号の強度も減少する。これに対し、第２画素部２３Ｂにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、第２画素部２３Ｂに入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、第２画素部２３Ｂにおいて生成される第２電荷信号の強度も増加する。
【００４７】
第２画素対群３０Ｂの各第２画素対３１Ｂの各第３画素部３２ＢにおけるＹ軸方向の幅は、第２画素対群３０ＢのＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に増加しており、第２画素対群３０Ｂの他端３０ｂに近づくほど徐々に減少している。一例では、各第３画素部３２Ｂは、Ｘ軸方向における一端３０ａ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。これに対し、各第４画素部３３ＢのＹ軸方向の幅は、Ｘ軸方向における一端３０ａに近づくほど徐々に増加しており、Ｘ軸方向における他端３０ｂに近づくほど徐々に減少している。一例では、各第４画素部３３Ｂは、Ｘ軸方向における他端３０ｂ側に向かって先細った二等辺三角形状を呈している。
【００４８】
このような各第３画素部３２Ｂ及び各第４画素部３３Ｂを第２画素対群３０Ｂが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第３画素部３２Ｂにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、第３画素部３２Ｂに入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、第３画素部３２Ｂにおいて生成される第３電荷信号の強度も減少する。これに対し、第４画素部３３Ｂにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、第４画素部３３Ｂに入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、第４画素部３３Ｂにおいて生成される第４電荷信号の強度も増加する。
【００４９】
図７は、本変形例の別の例による受光部１０Ｃを示す概略構成図である。図７に示されるように、第１画素対群２０Ｃの各第１画素対２１Ｃの第１画素部２２Ｃ及び第２画素部２３Ｃが、Ｙ軸方向における中央部付近を境に２つに分割されており、第２画素対群３０Ｃの各第２画素対３１Ｃの第３画素部３２Ｃ及び第４画素部３３Ｃが、Ｘ軸方向における中央付近を境に２つに分割されている。この場合、各第１画素部２２ＣのＹ軸方向における両端から電荷信号が出力され、各第２画素部２３ＣのＹ軸方向における両端から電荷信号が出力される。これらの電荷信号は、アンプ６１（図１参照）に入力する。また、各第３画素部３２ＣのＸ軸方向における両端から電荷信号が出力され、各第４画素部３３ＣのＸ軸方向における両端から電荷信号が出力される。これらの電荷信号は、アンプ６２（図１参照）に入力する。ここで、例えば第１画素部２２Ｃにおいて生成される電荷信号が第１画素部２２Ｃ内を移動する距離が長くなるほど、その電荷信号の読み出しに時間が掛かる。これは、第１画素部２２Ｃを構成する拡散層における電荷信号の移動速度が遅く、電荷信号を転送するのに時間が掛かるためであると考えられる。他の画素部についても同様である。そこで、本変形例の受光部１０Ｃでは、各画素部（すなわち、第１画素部２２Ｃ、第２画素部２３Ｃ、第３画素部３２Ｃ、及び第４画素部３３Ｃ）を２つに分割することで、各画素部において生成される電荷信号が各画素部内を移動する距離を短くすることができる。これにより、電荷信号の読み出しに要する時間を抑えることができ、フレームレートの高速化を図ることができる。
【００５０】
（第３変形例）
図８は、第３変形例による受光部１０Ｄを示す概略構成図である。図９は、本変形例による受光部１０Ｄの第１画素対群２０Ｄを示す概略構成図である。図１０は、本変形例による受光部１０Ｄの第２画素対群３０Ｄを示す概略構成図である。
【００５１】
図９に示されるように、第１画素対群２０Ｄの各第１画素対２１Ｄの第１画素部２２Ｄは、複数の第１画素２２ｄを有している。複数の第１画素２２ｄは、正方形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って配列されている。複数の第１画素２２ｄは、Ｙ軸方向において互いに結線されている。第１画素２２ｄのＸ軸方向の幅は、該第１画素２２ｄがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｄがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。なお、第１画素２２ｄのＹ軸方向の幅についても、第１画素２２ｄのＸ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第１画素２２ｄのＹ軸方向の幅は、該第１画素２２ｄがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｄがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。第１画素２２ｄの面積も、該第１画素２２ｄがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｄがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。
【００５２】
各第１画素対２１Ｄの第２画素部２３Ｄは、複数の第２画素２３ｄを有している。複数の第２画素２３ｄは、正方形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って配列されている。複数の第２画素２３ｄは、Ｙ軸方向において互いに結線されている。第２画素部２３ＤのＸ軸方向の幅は、該第２画素２３ｄがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素２３ｄがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど小さくなっている。なお、第２画素２３ｄのＹ軸方向の幅についても、第２画素２３ｄのＸ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第２画素２３ｄのＹ軸方向の幅は、該第２画素２３ｄがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素２３ｄがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど小さくなっている。従って、第２画素２３ｄの面積も、該第２画素２３ｄがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素２３ｄがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど小さくなっている。
【００５３】
このような各第２画素部２３Ｄ及び各第２画素部２３Ｄを第１画素対群２０Ｄが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、各第１画素部２２Ｄにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、各第１画素部２２Ｄに入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、各第１画素部２２Ｄにおいて生成される第１電荷信号の強度も減少する。これに対し、各第２画素部２３Ｄにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、第２画素部２３Ｄに入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、第２画素部２３Ｄにおいて生成される第２電荷信号の強度も増加する。
【００５４】
図１０に示されるように、第２画素対群３０Ｄの各第２画素対３１Ｄの第３画素部３２Ｄは、複数の第３画素３２ｄを有している。複数の第３画素３２ｄは、正方形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って配列されている。複数の第３画素３２ｄは、Ｘ軸方向において互いに結線されている。第３画素３２ｄのＹ軸方向の幅は、該第３画素３２ｄがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど小さくなっており、該第３画素３２ｄがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど大きくなっている。なお、第３画素３２ｄのＸ軸方向の幅についても、第３画素３２ｄのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第３画素３２ｄのＸ軸方向の幅は、該第３画素３２ｄがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど小さくなっており、該第３画素３２ｄがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど大きくなっている。従って、第３画素３２ｄの面積も、該第３画素３２ｄがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど小さくなっており、該第３画素３２ｄがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど大きくなっている。
【００５５】
各第２画素対３１Ｄの第４画素部３３Ｄは、複数の第４画素３３ｄを有している。複数の第４画素３３ｄは、正方形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って配列されている。複数の第４画素３３ｄは、Ｘ軸方向において互いに結線されている。第４画素部３３ＤのＹ軸方向の幅は、該第４画素３３ｄがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第４画素３３ｄがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。なお、第４画素３３ｄのＸ軸方向の幅についても、第４画素３３ｄのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第４画素３３ｄのＸ軸方向の幅は、該第４画素３３ｄがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第４画素３３ｄがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。従って、第４画素３３ｄの面積も、該第４画素３３ｄがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第４画素３３ｄがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。
【００５６】
このような各第３画素部３２Ｄ及び各第４画素部３３Ｄを第２画素対群３０Ｄが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、各第３画素部３２Ｄにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、各第３画素部３２Ｄに入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、各第３画素部３２Ｄにおいて生成される第３電荷信号の強度も減少する。これに対し、各第４画素部３３Ｄにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、各第４画素部３３Ｄに入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、各第４画素部３３Ｄにおいて生成される第４電荷信号の強度も増加する。
【００５７】
なお、図８、図９、及び図１０に示されるように、受光部１０Ｄは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って二次元に配列される複数の領域Ｒによって区画されている。各領域Ｒ内には、第１画素２２ｄ、第２画素２３ｄ、第３画素３２ｄ、及び第４画素３３ｄが含まれている。
【００５８】
図１１は、本変形例の別の例による受光部１０Ｅを備える位置検出センサ１Ｅを示す概略構成図である。図１１に示されるように、位置検出センサ１Ｅは、受光部１０Ｅと、演算処理部６０とを備えている。図１２は、本変形例による受光部１０Ｅを示す概略構成図である。図１３は、本変形例による受光部１０Ｅの第２画素対群３０Ｅを示す概略構成図である。図１３は、図１２の第１画素対群２０Ｅを省略したものである。
【００５９】
本変形例による受光部１０Ｅと受光部１０Ｄとの相違点は、各画素の形状及び配置である。図１２に示されるように、第１画素対群２０Ｅの第１画素対２１Ｅにおいて、第１画素部２２Ｅの第１画素２２ｅ、及び第２画素部２３Ｅの第２画素２３ｅは、長方形状を呈しており、Ｙ軸方向において互いに接するように交互に配置されている。第１画素２２ｅのＸ軸方向の幅と、第２画素２３ｅのＸ軸方向の幅とは、互いに一致しており、Ｙ方向における位置によらず一定である。
【００６０】
第１画素２２ｅのＹ軸方向の幅は、第１画素２２ｄのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第１画素２２ｅのＹ軸方向の幅は、該第１画素２２ｅがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｅがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。従って、第１画素２２ｅの面積も、該第１画素２２ｅがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｅがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。
【００６１】
第２画素２３ｅのＹ軸方向の幅も、第２画素２３ｄのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第２画素２３ｅのＹ軸方向の幅は、該第２画素２３ｅがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素２３ｅがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど小さくなっている。従って、第２画素２３ｅの面積も、該第２画素２３ｅがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素２３ｅがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど小さくなっている。
【００６２】
図１３に示されるように、第２画素対群３０Ｅの第２画素対３１Ｅにおいて、第３画素部３２Ｅの第３画素３２ｅ、及び第４画素部３３Ｅの第４画素３３ｅは、長方形状を呈しており、Ｙ軸方向において互いに接するように交互に配置されている。第３画素３２ｅのＸ軸方向の幅と、第４画素３３ｅのＸ軸方向の幅とは、互いに一致しており、Ｙ方向における位置によらず一定である。また、第３画素３２ｅ及び第４画素３３ｅのＸ軸方向の幅は、第１画素２２ｅ及び第２画素２３ｅのＸ軸方向の幅と等しい。
【００６３】
第３画素３２ｅのＹ軸方向の幅は、第３画素３２ｄのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第３画素３２ｅのＹ軸方向の幅は、該第３画素３２ｅがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど小さくなっており、該第３画素３２ｅがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど大きくなっている。従って、第３画素３２ｅの面積も、該第３画素３２ｅがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど小さくなっており、該第３画素３２ｅがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど大きくなっている。
【００６４】
第４画素３３ｅのＹ軸方向の幅も、第４画素３３ｄのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第４画素３３ｅのＹ軸方向の幅は、該第４画素３３ｅがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第４画素３３ｅがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。従って、第４画素３３ｅの面積も、該第４画素３３ｅがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第４画素３３ｅがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。
【００６５】
図１１、図１２、及び図１３を参照すると、第１画素対群２０Ｅと第２画素対群３０Ｅとが、Ｙ軸方向において互いに接するように交互に並んでおり、第１画素２２ｅと第２画素２３ｅと第３画素３２ｅと第４画素３３ｅとが互いに隙間なく配置されていることがわかる。このように各画素が配置されることにより、受光部１０Ｅの開口率を向上させることができる。その結果、入射する光のスポットＬに対する感度を高めることができ、ダイナミックレンジの拡大を図ることができる。
【００６６】
図１１に示されるように、演算処理部６０のアンプ６１は、複数の第１画素部２２Ｅ（図１２参照）、及び複数の第２画素部２３Ｅ（図１２参照）と電気的に接続されている。また、演算処理部６０のアンプ６２は、複数の第３画素部３２Ｅ（図１３参照）、及び複数の第４画素部３３Ｅ（図１３参照）と電気的に接続されている。位置検出センサ１Ｅでは、光のスポットＬが受光部１０Ｅに入射すると、第１電荷信号の強度の積算値Ｄｘ１、及び、複数の第２電荷信号の強度の積算値Ｄｘ２が、アンプ６１に入力する。また、第３電荷信号の強度の積算値Ｄｙ１、及び、第４電荷信号の強度の積算値Ｄｙ２が、アンプ６２に入力する。算出部６５は、これらの積算値Ｄｘ１，Ｄｘ２，Ｄｙ１，Ｄｙ２に基づいて、上記実施形態の位置検出センサ１と同様に、第１検出位置及び第２検出位置を算出する。本変形例による位置検出センサ１Ｅによれば、上記実施形態の位置検出センサ１の効果と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
（第４変形例）
図１４は、第４変形例による受光部１０Ｆを示す概略構成図である。図１５は、本変形例による受光部１０Ｆの第１画素対群２０Ｆを示す概略構成図である。図１６は、本変形例による受光部１０Ｆの第２画素対群３０Ｆを示す概略構成図である。
【００６８】
図１５に示されるように、第１画素対群２０Ｆの第１画素対２１Ｆの第１画素部２２Ｆは、複数の第１画素２２ｆ、及び複数の第１アンプ２８を有している。複数の第１画素２２ｆは、四角形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って配列されている。各第１画素２２ｆの面積は、互いに等しい。複数の第１アンプ２８は、複数の第１画素２２ｆとそれぞれ電気的に接続されている。各第１アンプ２８は、各第１画素２２ｆにおいて生成される電荷信号の強度を増幅する。第１アンプ２８の増幅率は、該第１アンプ２８と電気的に接続される第１画素２２ｆが第１画素対群２０ＦのＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さく、該第１画素２２ｆがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きい。各第１アンプ２８の出力端は、Ｙ軸方向において互いに結線されており、アンプ６１（図１参照）の入力端と電気的に接続される。
【００６９】
第１画素対２１Ｆの第２画素部２３Ｆは、複数の第２画素２３ｆ及び複数の第２アンプ２９を有している複数の第２画素２３ｆは、四角形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って配列されている。各第２画素２３ｆの面積は、互いに等しい。複数の第２アンプ２９は、複数の第２画素２３ｆと電気的に接続されており、各第２画素２３ｆにおいて生成される電荷信号の強度を増幅する。第２アンプ２９の増幅率は、該第２アンプ２９と電気的に接続される第２画素２３ｆがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど大きく、該第２画素２３ｆがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど小さい。各第２アンプ２９の出力端は、Ｙ軸方向において互いに結線されており、アンプ６１（図１参照）の入力端と電気的に接続される。アンプ６１の入力端には、複数の第１アンプ２８によって増幅された電荷信号がまとめて入力され、複数の第２アンプ２９によって増幅された電荷信号がまとめて入力される。
【００７０】
このような各第１画素部２２Ｆ及び各第２画素部２３Ｆを第１画素対群２０Ｆが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第１画素部２２Ｆにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、第１画素部２２Ｆから出力される第１電荷信号の強度が減少する。これに対し、第２画素部２３Ｆにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、第２画素部２３Ｆから出力される第２電荷信号の強度が増加する。
【００７１】
図１６に示されるように、第２画素対群３０Ｆの各第２画素対３１Ｆの第３画素部３２Ｆは、複数の第３画素３２ｆ及び複数の第３アンプ３８を有している。複数の第３画素３２ｆは、四角形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って配列されている。各第３画素３２ｆの面積は、互いに等しい。複数の第３アンプ３８は、複数の第３画素３２ｆとそれぞれ電気的に接続されている。各第３アンプ３８は、各第３画素３２ｆにおいて生成される電荷信号の強度を増幅する。第３アンプ３８の増幅率は、該第３アンプ３８と電気的に接続される第３画素３２ｆが第１画素対群２０ＦのＸ軸方向における一端３０ａに近いほど小さく、該第３画素３２ｆがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど大きい。各第３アンプ３８の出力端は、Ｘ軸方向において互いに結線されており、アンプ６２（図１参照）の入力端と電気的に接続される。
【００７２】
各第２画素対３１Ｆの各第４画素部３３Ｆは、複数の第４画素３３ｆ及び複数の第４アンプ３９を有している。複数の第４画素３３ｆは、四角形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って配列されている。各第４画素３３ｆの面積は、互いに等しい。複数の第４アンプ３９は、複数の第４画素３３ｆと電気的に接続されており、各第４画素３３ｆにおいて生成される電荷信号の強度を増幅する。第４アンプ３９の増幅率は、該第４アンプ３９と電気的に接続される第４画素３３ｆがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きく、該第４画素３３ｆがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さい。各第４アンプ３９の出力端は、Ｘ軸方向において互いに結線されており、アンプ６２（図１参照）の入力端と電気的に接続される。アンプ６２の入力端には、複数の第３アンプ３８によって増幅された電荷信号がまとめて入力され、複数の第４アンプ３９によって増幅された電荷信号がまとめて入力される。
【００７３】
このような各第３画素３２ｆ及び各第４画素３３ｆを第２画素対群３０Ｆが有することにより、次の作用が得られる。すなわち、第３画素部３２Ｆにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、第３画素部３２Ｆから出力される第３電荷信号の強度が減少する。これに対し、第４画素部３３Ｆにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、第４画素部３３Ｆから出力される第４電荷信号の強度が増加する。
【００７４】
（第５変形例）
図１７は、第５変形例による受光部１０Ｇを示す概略構成図である。受光部１０Ｇの第１画素群２０Ｇの各第１画素部２２Ｇは、複数の第１画素２２ｇを有している。第１画素群２０Ｇは、上記実施形態における第１画素対群２０に対応する。複数の第１画素２２ｇは、正方形状を呈しており、Ｙ軸方向に沿って配列されている。複数の第１画素２２ｇは、Ｙ軸方向において互いに結線されている。第１画素２２ｇのＸ軸方向の幅は、該第１画素２２ｇがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｇがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。なお、第１画素２２ｇのＹ軸方向の幅についても、第１画素２２ｇのＸ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第１画素２２ｇのＹ軸方向の幅は、該第１画素２２ｇがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｇがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。従って、第１画素２２ｇの面積も、該第１画素２２ｇがＹ軸方向における一端２０ａに近いほど小さくなっており、該第１画素２２ｇがＹ軸方向における他端２０ｂに近いほど大きくなっている。このような各第１画素部２２Ｇを第１画素群２０Ｇが有することにより、各第１画素部２２Ｇにおいて光のスポットＬの入射位置がＹ軸方向における一端２０ａに近づくほど、各第１画素部２２Ｇに入射する光のスポットＬの入射光量は減少し、これに応じて、各第１画素部２２Ｇにおいて生成される第１電荷信号（第１電気信号）の強度も減少する。
【００７５】
受光部１０Ｇの第２画素群３０Ｇの各第２画素部３２Ｇは、複数の第２画素３２ｇを有している。第２画素群３０Ｇは、上記実施形態における第２画素対群３０に対応する。また、第２画素部３２Ｇは、上記実施形態における第４画素部３３に対応する。複数の第２画素３２ｇは、正方形状を呈しており、Ｘ軸方向に沿って配列されている。複数の第２画素３２ｇは、Ｘ軸方向において互いに結線されている。第２画素３２ｇのＹ軸方向の幅は、該第２画素３２ｇがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素３２ｇがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。なお、第２画素３２ｇのＸ軸方向の幅についても、第２画素３２ｇのＹ軸方向の幅の変化と同様の変化をする。すなわち、第２画素３２ｇのＸ軸方向の幅は、該第２画素３２ｇがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素３２ｇがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。従って、第２画素３２ｇの面積も、該第２画素３２ｇがＸ軸方向における一端３０ａに近いほど大きくなっており、該第２画素３２ｇがＸ軸方向における他端３０ｂに近いほど小さくなっている。このような第２画素部３２Ｇを第２画素群３０Ｇが有することにより、各第２画素部３２Ｇにおいて光のスポットＬの入射位置がＸ軸方向における一端３０ａに近づくほど、各第２画素部３２Ｇに入射する光のスポットＬの入射光量は増加し、これに応じて、各第２画素部３２Ｇにおいて生成される第２電荷信号（第２電気信号）の強度も増加する。
【００７６】
算出部６５（図１参照）は、複数の第１画素部２２Ｇにおいて生成される第１電荷信号の積算値Ｄｘ１を用いて、Ｙ軸方向における光の入射位置である第２検出位置を算出する。また、算出部６５は、複数の第２画素部３２Ｇにおいて生成される第２電荷信号の積算値Ｄｙ１を用いて、Ｘ軸方向における光の入射位置である第１検出位置を算出する。従って、この位置検出センサによれば、上記の効果と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
本発明の位置検出センサは、上述した実施形態及び実施例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１，１Ｅ…位置検出センサ、１０，１０Ａ〜１０Ｇ…受光部、２０，２０Ａ〜２０Ｆ…第１画素対群、２０Ｇ…第１画素群、２０ａ，３０ａ…一端、２０ｂ，３０ｂ…他端、２１，２１Ｂ〜２１Ｆ…第１画素対、２２，２２Ｂ〜２２Ｇ…第１画素部、２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａ…一部、２２ｄ〜２２ｇ…第１画素、２３，２３Ｂ〜２３Ｆ，３２Ｇ…第２画素部、２３ｄ〜２３ｆ，３２ｇ…第２画素、２４…第１透過フィルタ、２５…第２透過フィルタ、２６…第１遮光部、２７…第２遮光部、２８…第１アンプ、２９…第２アンプ、３０，３０Ａ〜３０Ｆ…第２画素対群、３０Ｇ…第２画素群、３１，３１Ｂ〜３１Ｆ…第２画素対、３２，３２Ｂ〜３２Ｆ…第３画素部、３２ｄ〜３２ｆ…第３画素、３３，３３Ｂ〜３３Ｆ…第４画素部、３３ｄ〜３３ｆ…第４画素、３４…第３透過フィルタ、３５…第４透過フィルタ、３６…第３遮光部、３７…第４遮光部、３８…第３アンプ、３９…第４アンプ、６０…演算処理部、６１，６２…アンプ、６３，６４…Ａ／Ｄ変換器、６５…算出部、Ｄｘ１，Ｄｘ２，Ｄｙ１，Ｄｙ２…積算値、Ｌ…光のスポット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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