(57)【要約】      （修正有）【課題】同じ輝度を有する複数の光が同時に入射した場合であっても、各光の入射位置をそれぞれ区別して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において第１画素対群２０のＹ軸方向における一端２０ａに入射位置が近づくほど、電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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、電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮの強度は増加する。第３画素部３２において第２画素対群３０のＸ軸方向における一端３０ａに入射位置が近づくほど、電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１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、Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭの強度は増加する。算出部６５は、これらの電荷信号に基づいて、第１検出位置及び第２検出位置に重み付けを行う。【選択図】図１
2019057564.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電気信号及び前記第２電気信号を用いて重心演算を行うことにより、前記第１方向における前記入射位置である第１位置を算出し、前記第３電気信号及び前記第４電気信号を用いて重心演算を行うことにより、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３電気信号の強度、及び前記第４電気信号の強度に基づいて、前記第１位置に重み付けを行い、前記第１電気信号の強度、及び前記第２電気信号の強度に基づいて、前記第２位置に重み付けを行う、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電気信号を用いて重心演算を行うことにより、前記第１方向における前記入射位置である第１位置を算出し、前記第２電気信号を用いて重心演算を行うことにより、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、
前記算出部は、前記第２電気信号の強度を用いて、前記第１位置に重み付けを行い、前記第１電気信号の強度を用いて、前記第２位置に重み付けを行う、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、二方向のそれぞれにおける入射光強度分布を検出する光検出装置が開示されている。この光検出装置は、Ｍ行Ｎ列に２次元配列された画素の位置に第１及び第２のフォトダイオードを有している光検出部と、第ｍ行にあるＮ個の第１のフォトダイオードと電気的に接続されている第１信号処理部と、第ｎ行にあるＭ個の第２のフォトダイオードと電気的に接続されている第２信号処理部と、を備える。第１信号処理部は、第ｍ行にあるＮ個の第１のフォトダイオードから転送される電荷の量に応じた電圧値を出力する。第２信号処理部は、第ｎ行にあるＭ個の第２のフォトダイオードから転送される電荷の量に応じた電圧値を出力する。この光検出装置は、第１信号処理部から出力される電圧値により、列方向における入射光強度分布を取得し、第２信号処理部から出力される電圧値により、行方向における入射光強度分布を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１８０５２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、例えば特許文献１に開示されたプロファイルセンサ（光検出装置）が挙げられる。このプロファイルセンサでは、二方向のそれぞれの射影像（入射光強度分布）に基づいて、光が入射した二次元位置を算出することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のプロファイルセンサでは、同じ輝度を有する複数の光が同時に光検出部に入射した場合に、次のような問題が生じることがある。例えば、同じ輝度を有する２つの光が、光検出部の一方の対角線上の二角にそれぞれ同時に入射した場合と、光検出部の他方の対角線上の二角にそれぞれ同時に入射した場合とで、各射影像は同じになることがある。すなわち、二方向のそれぞれにおける射影像に基づいて算出され得る二次元位置が複数通り存在することがある。このような場合、それらの光が入射した二次元位置をそれぞれ精度良く検出することは難しい。
【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、同じ輝度を有する複数の光が同時に入射した場合であっても、各光の入射位置を精度良く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電気信号及び第２電気信号を用いて重心演算を行うことにより、第１方向における入射位置である第１位置を算出し、第３電気信号及び第４電気信号を用いて重心演算を行うことにより、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３電気信号の強度、及び第４電気信号の強度に基づいて、第１位置に重み付けを行い、第１電気信号の強度、及び第２電気信号の強度に基づいて、第２位置に重み付けを行う。
【０００８】
上記の位置検出センサでは、第１画素部に光が入射すると、第１画素部は、光の入射光量に応じた第１電気信号（例えば電荷信号）を生成する。同様に、第２画素部に光が入射すると、第２画素部は、光の入射光量に応じた第２電気信号（例えば電荷信号）を生成する。複数の第１画素対は第１方向に沿って配列されているので、算出部は、第１画素部及び第２画素部の位置に第１電気信号及び第２電気信号の強度で重み付け演算（重心演算）を行うことにより、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。また、第３画素部に光が入射すると、第３画素部は、光の入射光量に応じた第３電気信号（例えば電荷信号）を生成する。同様に、第４画素部に光が入射すると、第４画素部は、光の入射光量に応じた第４電気信号（例えば電荷信号）を生成する。複数の第２画素対は第２方向に沿って配列されているので、算出部は、第３画素部及び第４画素部の位置に第３電気信号及び第４電気信号の強度で重み付け演算を行うことにより、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。加えて、算出部は、第１方向における光の入射位置に対する第３電気信号及び第４電気信号の強度の変化を利用して、第３電気信号及び第４電気信号の強度に基づいて第１位置に重み付けを行う。また、第２方向における光の入射位置に対する第１電気信号及び第２電気信号の強度の変化を利用して、第１電気信号及び第２電気信号の強度に基づいて第２位置に重み付けを行う。これにより、同じ輝度を有する複数の光が同時に受光部に入射した場合であっても、それぞれの光の第１位置及び第２位置を、それらの重み付けの差によって区別することができる。その結果、各光の入射位置について第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、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、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。
【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、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、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電気信号を用いて重心演算を行うことにより、第１方向における入射位置である第１位置を算出し、第２電気信号を用いて重心演算を行うことにより、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、算出部は、第２電気信号の強度を用いて、第１位置に重み付けを行い、第１電気信号の強度を用いて、第２位置に重み付けを行う。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、同じ輝度を有する複数の光が同時に入射した場合であっても、各光の入射位置を精度良く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】一実施形態の位置検出センサの作用・効果を説明する為の図である。
【図６】第１変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図７】第２変形例による受光部を示す概略構成図である。
【図８】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９】第３変形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１０】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１１】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。
【図１９】比較例としてのプロファイルセンサが有する課題を説明する為の図である。
【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、入射した光のスポット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り、例えばプロファイルセンサである。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。位置検出センサ１は、図１に示されるように、受光部１０と、第１信号処理部４０と、第２信号処理部５０と、演算処理部６０とを備える。
【００１９】
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る第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。以降では、複数の第１画素部２２及び複数の第２画素部２３をまとめて、複数の画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ（Ｎは、２以上の整数であり、第１画素対群２０の画素数を示す）と称する。
【００２０】
なお、本実施形態では、奇数番号が付された各画素部Ｐｘ１，Ｐｘ３…ＰｘＮ−１は、各第１画素部２２に対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｘ２，Ｐｘ４…ＰｘＮは、各第２画素部２３に対応するものとする。各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮは、入射した光のスポットＬの入射光量に応じた電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮをそれぞれ生成する。具体的には、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電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1（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電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮ（第２電気信号）を生成する。
【００２１】
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。以降では、複数の第３画素部３２及び複数の第４画素部３３をまとめて、複数の画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ（Ｍは、２以上の整数であり、第２画素対群３０の画素数を示す）と称する。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。
【００２２】
なお、本実施形態では、奇数番号が付された各画素部Ｐｙ１，Ｐｙ３…ＰｙＭ−１は、各第３画素部３２に対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｙ２，Ｐｙ４…ＰｙＭは、各第４画素部３３に対応するものとする。各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭは、入射した光のスポットＬの入射光量に応じた電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭをそれぞれ生成する。具体的には、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電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１（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電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭ（第４電気信号）を生成する。
【００２３】
複数の画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮの幅Ｓｘ、及び複数の画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭの幅Ｓｙのいずれか大きい方に対して、光のスポットＬの直径Ｗは大きくなるように設定される。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の半径である。従って、光のスポットＬの直径Ｗは、２ωで表される。
【数１】
2019057564.tif 000003
【００２４】
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る複数の第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。
【００２５】
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。
【００２６】
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電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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。
【００２７】
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電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮ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。
【００２８】
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電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１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。
【００２９】
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電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭ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。
【００３０】
第１信号処理部４０は、受光部１０に対してＹ軸方向に並んで配置されている。第１信号処理部４０は、複数のスイッチ素子４１と、シフトレジスタ４２とを有している。各スイッチ素子４１は、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮに対応して設けられている。各スイッチ素子４１の入力端は、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮと電気的に接続されている。シフトレジスタ４２は、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮから電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮを順次読み出す為に設けられる。シフトレジスタ４２は、各スイッチ素子４１の動作を制御する制御信号を出力する。各スイッチ素子４１は、シフトレジスタ４２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４１が順次閉じられると、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮにおいて生成された電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮが、各スイッチ素子４１の出力端から順次出力される。
【００３１】
第２信号処理部５０は、受光部１０に対してＸ軸方向に並んで配置されている。第２信号処理部５０は、複数のスイッチ素子５１と、シフトレジスタ５２とを有している。各スイッチ素子５１は、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭに対応して設けられている。各スイッチ素子５１の入力端は、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭと電気的に接続されている。シフトレジスタ５２は、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭから電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭを順次読み出す為に設けられる。シフトレジスタ５２は、各スイッチ素子５１の動作を制御する制御信号を出力する。各スイッチ素子５１は、シフトレジスタ５２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５１が順次閉じられると、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭにおいて生成された電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭが、各スイッチ素子５１の出力端から順次出力される。
【００３２】
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、各スイッチ素子４１の出力端と電気的に接続されている。アンプ６１は、各スイッチ素子４１の出力端から出力される電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮに応じた電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器６３は、アンプ６１と電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換器６３は、アンプ６１から出力される電圧値をデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器６３は、このデジタル値を出力する。このデジタル値は、電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮの強度に応じたものである。従って、以降では、このデジタル値を電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮの強度に置き換えて説明することがある。
【００３３】
また、アンプ６２は、各スイッチ素子５１の出力端と電気的に接続されている。アンプ６２は、各スイッチ素子５１の出力端から出力される電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭに応じた電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器６４は、アンプ６２と電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換器６４は、アンプ６２から出力される電圧値をデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器６４は、このデジタル値を出力する。このデジタル値は、電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度に応じたものである。従って、以降では、このデジタル値を電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度に置き換えて説明することがある。
【００３４】
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から出力されるデジタル値を時系列データとして受け取る。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。また、算出部６５は、Ａ／Ｄ変換器６４から出力されるデジタル値を時系列データとして受け取る。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６５は、Ｘ軸方向における射影像、及びＹ軸方向における射影像に基づいて、すなわちＡ／Ｄ変換器６３，６４から受け取った電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮ，Ｄｙ１〜ＤｙＭ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。
【００３５】
算出部６５は、次のようにして第１検出位置を算出する。すなわち、算出部６５は、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮのＸ軸方向における位置に各電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮの強度で重み付け演算（重心演算）することにより第１検出位置を算出する。具体的には、算出部６５は、次の式（２）及び式（３）を用いて第１検出位置を算出する。ＰＡ１は、第１検出位置である。式（２）では、ｉは、２，３…Ｎ−１であり、式（３）では、ｉは、１，２…Ｎである。
【数２】
2019057564.tif 000004
【数３】
2019057564.tif 000005
【００３６】
また、算出部６５は、次のようにして第２検出位置を算出する。すなわち、算出部６５は、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭのＹ軸方向における位置に各電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度で重み付け演算することにより第２検出位置を算出する。具体的には、算出部６５は、次の式（４）及び式（５）を用いて第２検出位置を算出される。ＰＢ１は、第２検出位置である。式（４）では、ｉは、２，３…Ｍ−１であり、式（５）では、ｉは、１，２…Ｍである。
【数４】
2019057564.tif 000006
【数５】
2019057564.tif 000007
なお、光のスポットの直径Ｗが、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮのＸ軸方向の幅Ｓｘ、及び各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＮのＹ軸方向の幅Ｓｙのうち大きい方よりも大きい場合には、算出部６５は、第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１をサブピクセルの単位の精度で算出することができる。
【００３７】
更に、算出部６５は、第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１に加えて、第１重み付け情報及び第２重み付け情報を算出する。第１重み付け情報は、各第１画素部２２において生成される電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1の強度、及び、各第２画素部２３において生成される電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮの強度に基づいて算出される。例えば、第１重み付け情報は、各第１画素部２２において生成される電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1の強度の積算値と、第１画素対群２０の全画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ（すなわち、各第１画素部２２及び各第２画素部２３）において生成される電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮの強度の積算値との比をとることによって算出される。一例では、第１重み付け情報は、次の式（６）を用いて算出される。ＰＢ２は、第１重み付け情報であり、ｊ＝１，２…Ｎ／２である。Ｃ（ＰＡ１，Ｗ）は、第１検出位置ＰＡ１と光のスポットの直径Ｗとに基づく補正項である。なお、Ｃ（ＰＡ１，Ｗ）は、光のスポットの直径Ｗが、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮのＸ軸方向の幅Ｓｘ、及び各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭのＹ軸方向の幅Ｓｙよりも小さい場合に、第１重み付け情報ＰＢ２をより精度良く得る為に付加する項であって、必須ではない。
【数６】
2019057564.tif 000008
【００３８】
上述したように、各第１画素部２２において生成される電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮ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Ｙ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Ｄｘ１〜ＤｘＮの強度の変化を利用して、第２検出位置ＰＢ１に第１重み付け情報ＰＢ２で重み付けを行う。
【００３９】
第２重み付け情報は、各第３画素部３２において生成される電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１の強度と、各第４画素部３３において生成される電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭの強度とに基づいて算出される。例えば、第２重み付け情報は、各第３画素部３２において生成される電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−１の強度の積算値と、第２画素対群３０の全画素部Ｐｙ１〜ＰｙＮ（すなわち、各第３画素部３２及び各第４画素部３３）において生成される電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度の積算値との比を取ることによって算出される。一例では、第２重み付け情報は、次の式（７）を用いて算出される。ＰＡ２は、第２重み付け情報であり、ｊ＝１，２…Ｍ／２である。Ｃ（ＰＢ１，Ｗ）は、第２検出位置ＰＢ１と光のスポットの直径Ｗとに基づく補正項である。なお、Ｃ（ＰＢ１，Ｗ）は、光のスポットの直径Ｗが、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮのＸ軸方向の幅Ｓｘ、及び各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭのＹ軸方向の幅Ｓｙよりも小さい場合に、第２重み付け情報ＰＡ２をより精度良く得る為に付加する項であって、必須ではない。
【数７】
2019057564.tif 000009
【００４０】
上述したように、各第３画素部３２において生成される電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１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電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭ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に近づくほど増加する。このように、Ｘ軸方向における光のスポットＬの入射位置に対して各電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度が変化する。従って、算出部６５は、このような各電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度の変化を利用して、第１検出位置ＰＡ１に第２重み付け情報ＰＡ２で重み付けを行う。
【００４１】
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４０と、第２信号処理部５０と、演算処理部１１０とを備える。プロファイルセンサ１００と本実施形態の位置検出センサ１との相違点は、本変形例の受光部１０１が、複数の画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ，Ｐｙ１〜ＰｙＭに代えて、複数の画素部１０２を有している点、及び、本変形例の演算処理部１１０が算出部６５に代えて算出部１１１を有している点である。
【００４２】
複数の画素部１０２は、ＸＹ平面内において二次元に配列されている。各画素部１０２は、２つの領域に分割されている。各画素部１０２の２つの領域には、Ｙ軸方向画素部１０３及びＸ軸方向画素部１０４がそれぞれ設けられている。各Ｙ軸方向画素部１０３は、列毎に（すなわちＹ軸方向に）それぞれ結線されており、第１信号処理部４０と電気的に接続されている。各Ｘ軸方向画素部１０４は、行毎に（すなわちＸ軸方向に）それぞれ結線されており、第２信号処理部５０と電気的に接続されている。第１信号処理部４０は、各Ｙ軸方向画素部１０３において生成された電荷信号を読み出し、該電荷信号を演算処理部１１０に出力する。第２信号処理部５０は、各Ｘ軸方向画素部１０４において生成された電荷信号を読み出し、該電荷信号を演算処理部１１０に出力する。演算処理部１１０の算出部１１１は、それらの電荷信号から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取得し、これらの射影像に基づいて、第１検出位置及び第２検出位置を検出する。
【００４３】
しかしながら、このようなプロファイルセンサ１００では、同じ輝度を有する複数の光のスポットが同時に受光部１０１に入射した場合に、各光のスポットの入射位置（すなわち第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難しい。図１９は、プロファイルセンサが有する課題を説明する為の図である。図１９の（ａ）は、同じ輝度を有する２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが、受光部１０１の一方の対角線上の二角に同時に入射した状態を示している。図１９の（ｂ）は、同じ輝度を有する２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが、受光部１０１の他方の対角線上の二角に同時に入射した状態を示している。図１９の（ａ）及び（ｂ）には、２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが受光部１０１のそれぞれの位置に入射した場合における、Ｘ軸方向の射影像Ｉｘ、及びＹ軸方向の射影像Ｉｙが併せて示されている。
【００４４】
図１９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが、受光部１０１の一方の対角線上の二角にそれぞれ同時に入射した場合と、受光部１０１の他方の対角線上の二角にそれぞれ同時に入射した場合とで、Ｘ軸方向の射影像Ｉｘ及びＹ軸方向の射影像Ｉｙは同じになる。つまり、このような場合、各射影像Ｉｘ，Ｉｙに基づいて算出され得る入射位置（すなわち、各光のスポットＬＡ，ＬＢのそれぞれについての第１検出位置及び第２検出位置）が複数通り存在することとなる。つまり、算出部１１１が、このような各射影像Ｉｘ，Ｉｙに基づいて入射位置を算出すると、その入射位置は、実際に各光のスポットＬＡ，ＬＢが入射した入射位置とは異なってしまうことがある。従って、上記のプロファイルセンサ１００では、同じ輝度を有する複数の光のスポットＬＡ，ＬＢが同時に受光部１０１に入射した場合に、各光のスポットＬＡ，ＬＢの入射位置をそれぞれ精度良く検出することが難しいという問題がある。
【００４５】
これに対し、本実施形態の位置検出センサ１では、算出部６５は、第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１に加えて、第１重み付け情報ＰＢ２及び第２重み付け情報ＰＡ２を算出する。そして、算出部６５は、第１検出位置ＰＡ１に第２重み付け情報ＰＡ２で重み付けを行い、第２検出位置ＰＢ１に第１重み付け情報ＰＢ２で重み付けを行う。同じ輝度を有する複数の光のスポットが同時に受光部１０に入射した場合には、各光のスポットの第１検出位置ＰＡ１にそれぞれ第２重み付け情報ＰＡ２で重み付けを行い、各光のスポットの第２検出位置ＰＢ１にそれぞれ第１重み付け情報ＰＢ２で重み付けを行う。図５は、位置検出センサ１の作用・効果を説明する為の図である。図５の（ａ）には、同じ輝度を有する２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが、受光部１０の一方の対角線上の二角に同時に入射した状態が示されており、Ｘ軸方向の射影像Ｉｘ１、及びＹ軸方向の射影像Ｉｙ１が併せて示されている。図５の（ｂ）には、同じ輝度を有する２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが、受光部１０の他方の対角線上の二角に同時に入射した状態が示されており、Ｘ軸方向の射影像Ｉｘ２、及びＹ軸方向の射影像Ｉｙ２が併せて示されている。
【００４６】
図５の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、２つの光のスポットＬＡ，ＬＢが、受光部１０の一方の対角線上の二角にそれぞれ同時に入射した場合と、受光部１０の他方の対角線上の二角にそれぞれ同時に入射した場合とで、Ｘ軸方向の射影像Ｉｘ１とＸ軸方向の射影像Ｉｘ２とは互いに異なり、Ｙ軸方向の射影像Ｉｙ１とＹ軸方向の射影像Ｉｙ２とは互いに異なる。従って、算出部６５は、これらの射影像の違いの差を利用して、すなわち、第１重み付け情報ＰＢ２及び第２重み付け情報ＰＡ２による重み付けの差を利用して、各光のスポットＬＡ，ＬＢの第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１を、各光のスポットＬＡ，ＬＢ毎に区別して算出することができる。すなわち、位置検出センサ１によれば、同じ輝度を有する複数の光のスポットが受光部１０に同時に入射した場合であっても、光のスポットの各々について第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１を精度良く検出することができる。
【００４７】
（第１変形例）
図６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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮの強度も増加する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１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電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭの強度も増加する。
【００５４】
（第２変形例）
図７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。
【００５５】
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。上記実施形態と同様に、複数の第１画素部２２Ｂ及び複数の第２画素部２３Ｂをまとめて、複数の画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ（Ｎは、２以上の整数であり、第１画素対群２０Ｂの画素数を示す）と称する。なお、上記実施形態と同様に、奇数番号が付された各画素部Ｐｘ１，Ｐｘ３…ＰｘＮ−１は、各第１画素部２２Ｂに対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｘ２，Ｐｘ４…ＰｘＮは、各第２画素部２３Ｂに対応するものとする。そして、上記実施形態と同様に、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮにおいて生成される電荷信号をＤｘ１〜ＤｘＮと称する。
【００５６】
このような画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ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電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮの強度も増加する。
【００５７】
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。
【００５８】
上記実施形態と同様に、複数の第３画素部３２Ｂ及び複数の第４画素部３３Ｂをまとめて、複数の画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ（Ｍは、２以上の整数であり、第２画素対群３０Ｂの画素数を示す）と称する。なお、上記実施形態と同様に、奇数番号が付された各画素部Ｐｙ１，Ｐｙ３…ＰｙＭ−１は、各第３画素部３２Ｂに対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｙ２，Ｐｙ４…ＰｙＭは、各第４画素部３３Ｂに対応するものとする。そして、上記実施形態と同様に、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭにおいて生成される電荷信号をＤｙ１〜ＤｙＭと称する。
【００５９】
このような画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ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電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１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電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭの強度も増加する。
【００６０】
図８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８に示されるように、第１画素対群２０Ｃの各第１画素対２１Ｃの画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ（各第１画素部２２Ｃ及び各第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の画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ（各第３画素部３２Ｃ及び各第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、第１画素対群２０Ｃの各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮのＹ軸方向における両側に、第１信号処理部４０（図１参照）が配置され、第２画素対群３０Ｃの各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭのＸ軸方向における両側に、第２信号処理部５０（図１参照）が配置される。そして、各第１信号処理部４０のスイッチ素子４１の入力端が、画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮと電気的に接続され、各第２信号処理部５０のスイッチ素子５１の入力端が、画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭと電気的に接続される。各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮにおいてＹ軸方向における光のスポットＬの入射位置がスイッチ素子４１から離れるほど、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮにおいて生成される電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮの読み出しに時間が掛かる。これは、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮを構成する拡散層における電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮの移動速度が遅く、各電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮを転送するのに時間が掛かるためであると考えられる。画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ及び電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭ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Ｐｘ１〜ＰｘＮ，Ｐｙ１〜ＰｙＭを２つに分割し、第１信号処理部４０を各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮのＹ軸方向における両端に配置し、第２信号処理部５０を各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭのＸ軸方向における両端に配置することで、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ，Ｐｙ１〜ＰｙＭにおいて光のスポットＬが入射した部分から各スイッチ素子４１，５１に至るまでの距離を短くしている。これにより、電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮ，Ｄｙ１〜ＤｙＭの読み出しに要する時間を抑えることができ、フレームレートをより速くすることができる。
【００６１】
（第３変形例）
図９は、第３変形例による受光部１０Ｄを備える位置検出センサ１Ｄを示す概略構成図である。図９に示されるように、位置検出センサ１Ｄは、受光部１０Ｄと、第１信号処理部４０Ａ，４０Ｂと、第２信号処理部５０Ａ，５０Ｂと、演算処理部６０Ｄとを備えている。図１０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１１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。
【００６２】
図１０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。
【００６３】
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。
【００６４】
上記実施形態と同様に、複数の第１画素部２２Ｄ及び複数の第２画素部２３Ｄをまとめて複数の画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮと称する。なお、本変形例では、奇数番号が付された各画素部Ｐｘ１，Ｐｘ３…ＰｘＮ−１は、各第１画素部２２Ｄに対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｘ２，Ｐｘ４…ＰｘＮは、各第２画素部２３Ｄに対応するものとする。そして、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮにおいて生成される電荷信号（具体的には、複数の第１画素２２ｄ又は複数の第２画素２３ｄにおいて生成される電荷信号の積算値）をＤｘ１〜ＤｘＮと称する。このような画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ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電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮの強度も増加する。
【００６５】
図１１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。
【００６６】
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。
【００６７】
上記実施形態と同様に、複数の第３画素部３２Ｄ及び複数の第４画素部３３Ｄをまとめて複数の画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭと称する。なお、本変形例では、奇数番号が付された各画素部Ｐｙ１，Ｐｙ３…ＰｙＭ−１は、各第３画素部３２Ｄに対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｙ２，Ｐｙ４…ＰｙＭは、各第４画素部３３Ｄに対応するものとする。そして、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭにおいて生成される電荷信号（具体的には、複数の第３画素３２ｄ又は複数の第４画素３３ｄにおいて生成される電荷信号の積算値）をＤｙ１〜ＤｙＭと称する。このような画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ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電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１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電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭの強度も増加する。
【００６８】
なお、図１０及び図１１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。
【００６９】
図９に示されるように、第１信号処理部４０Ａは、受光部１０ＤのＹ軸方向における片側に配置されている。第１信号処理部４０Ａは、複数のスイッチ素子４３と、シフトレジスタ４２とを備える。各スイッチ素子４３は、各第１画素部２２Ｄ（図１０参照）に対応して設けられており、各スイッチ素子４１（図１参照）と同じ機能を有する。各スイッチ素子４３の入力端は、Ｙ軸方向に沿った列毎に互いに結線された各第１画素部２２Ｄと電気的に接続されている。第１信号処理部４０Ｂは、Ｙ軸方向において受光部１０Ｄに対して第１信号処理部４０Ａとは反対側に配置されている。第１信号処理部４０Ｂは、複数のスイッチ素子４４と、シフトレジスタ４２とを備える。各スイッチ素子４４は、各第２画素部２３Ｄ（図１０参照）に対応して設けられており、各スイッチ素子４１（図１参照）と同じ機能を有する。各スイッチ素子４４の入力端は、Ｙ軸方向に沿った列毎に互いに結線された各第２画素部２３Ｄと電気的に接続されている。
【００７０】
第２信号処理部５０Ａは、受光部１０ＤのＸ軸方向における片側に配置されている。第２信号処理部５０Ａは、複数のスイッチ素子５３と、シフトレジスタ５２とを備える。各スイッチ素子５３は、各第３画素部３２Ｄ（図１１参照）に対応して設けられており、各スイッチ素子５１（図１参照）と同じ機能を有する。各スイッチ素子５３の入力端は、Ｘ軸方向に沿った行毎に互いに結線された各第３画素部３２Ｄと電気的に接続されている。第２信号処理部５０Ｂは、Ｘ軸方向において受光部１０Ｄに対して第２信号処理部５０Ａとは反対側に配置されている。第２信号処理部５０Ｂは、複数のスイッチ素子５４と、シフトレジスタ５２とを備える。各スイッチ素子５４は、各第４画素部３３Ｄ（図１１参照）に対応して設けられており、各スイッチ素子５１（図１参照）と同じ機能を有する。各スイッチ素子５４の入力端は、Ｘ軸方向に沿った行毎に互いに結線された各第４画素部３３Ｄと電気的に接続されている。
【００７１】
演算処理部６０Ｄは、複数のスイッチ素子４３，４４，５３，５４の出力端にそれぞれ電気的に接続されるアンプ６６，６７，６８，６９と、アンプ６６，６７，６８，６９にそれぞれ電気的に接続されるＡ／Ｄ変換器７０，７１，７２，７３と、Ａ／Ｄ変換器７０，７１，７２，７３に電気的に接続される算出部６５とを有する。アンプ６６，６７，６８，６９は、アンプ６１，６２と同じ機能を有する。また、Ａ／Ｄ変換器７０，７１，７２，７３は、Ａ／Ｄ変換器６３，６４と同じ機能を有する。算出部６５は、各アンプ６６，６７，６８，６９から出力される電荷信号に基づいて、第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１を算出する。
【００７２】
本変形例による位置検出センサ１Ｄは、このような構成を有することにより、第１信号処理部４０Ａ，４０Ｂが、画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮから出力される電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮを平行して読み出すことができ、第２信号処理部５０Ａ，５０Ｂが、画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭから出力される電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭをそれぞれ平行して読み出すことができる。これにより、電荷信号の読み出し速度を高速化することが可能になる。従って、本変形例による位置検出センサ１Ｄによれば、第１検出位置ＰＡ１及び第２検出位置ＰＢ１を高速に検出することができる。なお、隣接する複数の画素を単位画素として扱うビニング読み出しを行うことにより、各電荷信号の読み出し速度の高速化を図ってもよい。
【００７３】
図１２は、本変形例の別の例による受光部１０Ｅを示す概略構成図である。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。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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
図１３は、本変形例の別の例による受光部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。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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
図１２及び図１３の両方を参照すると、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。
【００８０】
（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。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、スイッチ素子４１（図１参照）の入力端と電気的に接続される。
【００８１】
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、スイッチ素子４１（図１参照）の入力端と電気的に接続される。スイッチ素子４１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るか、或いは、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。
【００８２】
上記実施形態と同様に、複数の第１画素部２２Ｆ及び複数の第２画素部２３Ｆをまとめて、複数の画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ（Ｎは、２以上の整数であり、第１画素対群２０Ｆの画素数を示す）と称する。なお、上記実施形態と同様に、奇数番号が付された各画素部Ｐｘ１，Ｐｘ３…ＰｘＮ−１は、各第１画素部２２Ｆに対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｘ２，Ｐｘ４…ＰｘＮは、各第２画素部２３Ｆに対応するものとする。そして、上記実施形態と同様に、各画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮから出力される電荷信号（具体的には、複数の第１アンプ２８又は複数の第２アンプ２９から出力される電荷信号の積算値）をＤｘ１〜ＤｘＮと称する。このような画素部Ｐｘ１〜ＰｘＮ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から出力される電荷信号Ｄｘ１，Ｄｘ３…ＤｘＮ−1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から出力される電荷信号Ｄｘ２，Ｄｘ４…ＤｘＮの強度が増加する。
【００８３】
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、スイッチ素子５１（図１参照）の入力端と電気的に接続される。
【００８４】
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、スイッチ素子５１（図１参照）の入力端と電気的に接続される。各スイッチ素子５１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るか、或いは、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。
【００８５】
上記実施形態と同様に、複数の第３画素部３２Ｆ及び複数の第４画素部３３Ｆをまとめて、複数の画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ（Ｍは、２以上の整数であり、第２画素対群３０Ｆの画素数を示す）と称する。なお、上記実施形態と同様に、奇数番号が付された各画素部Ｐｙ１，Ｐｙ３…ＰｙＭ−１は、各第３画素部３２Ｆに対応し、偶数番号が付された各画素部Ｐｙ２，Ｐｙ４…ＰｙＭは、各第４画素部３３Ｆに対応するものとする。そして、上記実施形態と同様に、各画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭにおいて生成される電荷信号（具体的には、複数の第３アンプ３８又は複数の第４アンプ３９から出力される電荷信号の積算値）をＤｙ１〜ＤｙＭと称する。このような画素部Ｐｙ１〜ＰｙＭ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から出力される電荷信号Ｄｙ１，Ｄｙ３…ＤｙＭ−１の強度も減少する。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から出力される電荷信号Ｄｙ２，Ｄｙ４…ＤｙＭの強度も増加する。
【００８６】
（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画素部２２Ｇの各第１画素２２ｇによって構成される受光領域の面積は、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３０ｂに近づくほど段階的に増加している。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電荷信号（第１電気信号）の強度も減少する。この電荷信号をＤｘ１〜ＤｘＮと称する。
【００８７】
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画素部３２Ｇの各第２画素３２ｇによって構成される受光領域の面積は、Ｘ軸方向における一端３０ａに近づくほど段階的に増加し、Ｘ軸方向における他端３０ｂに近づくほど段階的に減少している。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電荷信号（第２電気信号）の強度も増加する。この電荷信号をＤｙ１〜ＤｙＭと称する。
【００８８】
算出部６５は、電荷信号Ｄｘ１〜ＤｘＮを用いて第１検出位置ＰＡ１を算出し、電荷信号Ｄｙ１〜ＤｙＭを用いて第２検出位置ＰＢ１を算出する。更に、算出部６５は、Ｙ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Ｄｘ１〜ＤｘＮの強度の変化を利用して、第２検出位置ＰＢ１に重み付けを行う。また、算出部６５は、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Ｄｙ１〜ＤｙＭの強度の変化を利用して、第１検出位置ＰＡ１に重み付けを行う。このような形態であっても、上記実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。
【００８９】
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】
【００９０】
１，１Ｄ…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、４０，４０Ａ，４０Ｂ…第１信号処理部、４１，４３，４４，５１，５３，５４…スイッチ素子、４２，５２…シフトレジスタ、５０，５０Ａ，５０Ｂ…第２信号処理部、６０，６０Ｄ…演算処理部、６１，６２，６６〜６９…アンプ、６３，６４，７０〜７３…Ａ／Ｄ変換器、６５…算出部、Ｄｘ１〜ＤｘＮ，Ｄｙ１〜ＤｙＭ…電荷信号、Ｌ，ＬＡ，ＬＢ…光のスポット、Ｐｘ１〜ＰｘＮ，Ｐｙ１〜ＰｙＭ…画素部。
【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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【図１９】
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