(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造化された光電式光検出器（６）を有し、この光検出器が、互いに隣接するように第１の伝導性型式の共通の半導体サブストレート（６０）上に配設された複数の検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）であって、幅の狭い長方形部分形状又は円形部分形状の感光性の第２の伝導性型式のストライプ（６１）から成り、これらのストライプの長手方向側面が、本質的に、測定方向（ｘ）に対して垂直に互いに隣接するように配設されており、また、本質的に、検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）の長手方向側面に対して垂直に案内された条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）を介して評価装置と接続されるように構成されている検出器領域と、光検出器（６）の前面を形成する非反射層（６３）と、これらの間に配設された絶縁体層（６２）とを備える、光学位置測定装置のための走査ユニットにおいて、
条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）の少なくとも１つの部分が、複数の検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）の表面にわたって案内されていること、そして、付設された検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）との条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）の接続部において、開口部が非反射層（６３）内に設けられていることを特徴とする走査ユニット。
【請求項２】
構造化された光電式光検出器（６）を有し、この光検出器が、互いに隣接するように第１の伝導性型式の共通の半導体サブストレート（６０）上に配設された複数の検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）であって、幅の狭い長方形部分形状又は円形部分形状の感光性の第２の伝導性型式のストライプ（６１）から成り、これらのストライプの長手方向側面が、本質的に、測定方向（ｘ）に対して垂直に互いに隣接するように配設されており、また、本質的に、検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）の長手方向側面に対して垂直に案内された条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）を介して評価装置と接続されるように構成されている検出器領域と、光検出器（６）の前面を形成する非反射層（６３）と、これらの間に配設された絶縁体層（６２）とを備える、光学位置測定装置のための走査ユニットにおいて、
条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）の少なくとも１つの部分が、複数の検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）の表面にわたって案内されていること、そして、付設された検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）との条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）の接続部において、非反射層（６３）が薄いストライプ状の第２の伝導性型式の層（６１）と接続されていることを特徴とする走査ユニット。
【請求項３】
検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）が、互いに周期的に配設されており、その際、隣接する複数の検出器領域が、互いに位相のずれた走査信号を供給するグループ（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）を形成するように構成されていること、そして、それぞれ１つの条導体（Ｌ；Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８；Ｌ３１，Ｌ３２）が、位相の同じ走査信号を供給する種々のグループの検出器領域（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）と接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査ユニット。
【請求項４】
活性化された４つの検出器領域が、それぞれ９０°だけ位相のずれた４つの走査信号を供給するグループ（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）を形成するように構成されていること、また、活性化された検出器領域（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の少なくとも２つのグループが測定方向（ｘ）に相並んで配設されていること、そして、平行な４つの条導体（Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８）が、位相の同じ走査信号を供給するグループ（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の検出器領域と接続されていることを特徴とする請求項３に記載の走査ユニット。
【請求項５】
活性化された検出器領域（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の複数のグループが、測定方向（ｘ）に相前後してかつ相並んで配設されていること、また、位相のズレに応じた数の条導体（Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８）が、測定方向（ｘ）に相前後して配設された位相の同じ走査信号を供給するグループ（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）と接続されていること、そして、測定方向（ｘ）に互いに平行に配設されたグループ（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の位相の同じ走査信号を検出する条導体（Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８）が互いに接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の走査ユニット。
【請求項６】
測定方向（ｘ）に互いに平行に配設されたグループ（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の位相の同じ走査信号を検出する条導体（Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８）の接続部が、構造化された光検出器（６）の背面に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の走査ユニット。
【請求項７】
構造化された光検出器（６）が、測定方向（ｘ）に相前後して配設されたそれぞれ複数の検出器領域（Ｄ）を有する複数のグループ（Ｄ；Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１；Ｒ１〜Ｒ８）を備え、その際、グループの１つの部分が、基準パルス信号を発生させるための基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）を、またグループの他の部分が、増分信号を発生させるための増分信号検出器領域（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）を備えること、そして、基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）が基準パルス条導体（Ｌ３１，Ｌ３２）と、また位相の同じ出力信号を供給する増分信号検出器領域（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）がそれぞれ１つの増分信号条導体（Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８）と接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の走査ユニット。
【請求項８】
少なくとも増分信号条導体（Ｌ１〜Ｌ８；Ｌ１１〜Ｌ２８）が、増分信号検出器領域（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の感光性の表面にわたって案内されており、それぞれ位相の同じ出力信号を供給する増分信号検出器領域（Ｉ１〜Ｉ６；Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）と接続されていることを特徴とする請求項７に記載の走査ユニット。
【請求項９】
測定方向（ｘ）に相前後してかつ相並んで配設された位相の同じ出力信号を供給する検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１もしくはＩ２０，Ｉ２１）のそれぞれ２つのグループを有する増分信号検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の２つのグループが設けられており、また増分信号検出領域（Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）の両方のグループの間に、基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）のグループが設けられていること、そして、増分信号条導体（Ｌ１１〜Ｌ２８）が、それぞれ構造化された光検出器（６）の端面へと案内されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の走査ユニット。
【請求項１０】
基準パルス条導体（Ｒ１〜Ｒ８）が、測定方向に相並んで配設された増分信号検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）のグループの間へと案内されていることを特徴とする請求項９に記載の走査ユニット。
【請求項１１】
基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）のタイミング信号を検出する基準パルス条導体（Ｌ３１）が、測定方向（ｘ）に相並んで配設されたこの側の増分信号検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１）のグループの間の一方の端面へと、また基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）のプッシュプル信号を検出する基準パルス条導体（Ｌ３２）が、測定方向（ｘ）に相並んで配設されたこの側の増分信号検出器領域（Ｉ２０，Ｉ２１）のグループの間の他方の端面へと案内されていることを特徴とする請求項１０に記載の走査ユニット。
【請求項１２】
基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）のタイミング信号及びプッシュプル信号を検出する基準パルス条導体（Ｌ３１，Ｌ３２）が、部分的に重なり合って配設されるように、測定方向（ｘ）に相並んで配設された一方又は他方の側の増分信号検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１もしくはＩ２０，Ｉ２１）のグループの間に案内されていることを特徴とする請求項１０に記載の走査ユニット。
【請求項１３】
基準パルス条導体（Ｌ３１，Ｌ３２）が、少なくとも部分的に、測定方向（ｘ）に相並んで配設された増分信号検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）のグループの互いに向かい合って位置する側縁部（６ａ，６ｂ）にわたって案内されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の走査ユニット。
【請求項１４】
測定方向（ｘ）にそれぞれ相前後して位置する増分信号検出器領域（Ｉ１０，Ｉ１１，Ｉ２０，Ｉ２１）のグループが、位相の同じ出力信号のためのそれぞれ１つの増分信号条導体（Ｌ１１〜Ｌ２８）と接続されていること、そして、増分信号条導体（Ｌ１１〜Ｌ２８）が、基準パルス検出器領域（Ｒ１〜Ｒ８）にわたって案内されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の走査ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、特許請求項１及び２の上位概念による構造化された光電式光検出器を有する光学位置測定装置のための走査ユニットに関する。
【０００２】
ＷＯ９９／０８０７４から、光学位置測定装置のための走査ユニットが公知であり、この位置測定装置は、周期的な増分信号の外に、少なくとも１つの基準パルス信号も、スケール及びこのスケールに対して相対的に可動な走査ユニットの一定の基準位置において供給する。スケール上には、少なくとも１つの基準マーキング領域が、増分目盛りトラック内に統合されるように配設されており、走査ユニットは、測定方向に、隣接するように配設された少なくとも３つの活性化された検出器領域を備える検出器配置を有する。３つの検出器領域の２つは、基準パルス信号検出器領域を形成し、基準パルス信号を発生させるために使用され、その際、基準パルス信号検出器領域の相対的配置は、測定方向に、スケール上への基準マーキング領域の構造化に依存して選択されている。基準パルス信号検出器領域の間に配設された検出器領域は、少なくとも１つの増分信号を発生させるために使用される。
【０００３】
特にこの刊行物の図３から、基準パルス信号検出器領域のための、また増分信号検出器領域のための活性化された検出器領域の配置を読み取ることができるように、検出器領域の端面に対する活性化された種々の検出器領域の接触を行い、多数の平行な導体ガイドのために、検出器領域の横方向の配置は、活性化された検出器領域及び接触条導体は配設すべきである、ボードもしくは光検出器の半導体サブストレート上の多くの場所を必要とする。従って、活性化された検出器領域の横方向に必要な条導体のためのこの場所は、検出器領域及び条導体を収容するための半導体サブストレート上の活性化された検出器領域のためには使用されることができない。
【０００４】
しかしながら、増分信号及び基準パルス信号を発生させるためには、走査ユニットの受信側にできるだけ多く透過光方法又は反射光方法で受信する光を入力するために、光検出器の感光性の検出器領域をできるだけ大きな面積にすることは、特別な意義がある。これとは、確かに、走査ユニットができるだけ小さい容積を要求すべきである光学位置測定装置の小型化が対立し、これは、サブストレート上での検出器領域のために極僅かな面しか使用可能でないということになる。この面上では、相対的及び絶対的な測定の際に、ひどい汚染のような不利な条件の下でも、増分信号及び基準パルス信号の申し分のない検出及び供給が保証されているというように、増分信号検出器領域も基準パルス検出器領域も配設されている。
【０００５】
特開昭第６０−１５４１１２号公報からは、位置を検出するための光電式のトランスデューサが公知であり、このトランスデューサは、ｎ形伝導の半導体サブストレート上に、互いに半径方向に、また互いに分離されるように配設されたｐ形伝導の４つの感光性の半導体領域を備える。センサ特性の相違が可能であることを回避するため、４つの感光性の半導体領域は、４分の１の円形に、互いに半径方向に、また幅の狭い絶縁体ウェブによって互いに分離されるように互いに簡潔に配設されている。感光性の半導体領域を備える光電式のトランスデューサの側は、透明な絶縁体フィルムで覆われている。感光性の半導体領域の表面には、アノード側の電極が設けられており、感光性の半導体領域と、透明な絶縁体フィルムを貫通するオームの導体を介して接続されている。ｎ形伝導の半導体サブストレートは、感光性の半導体領域の共通のカソードとして使用される。感光性の半導体領域のアノード側の接続部は、感光性の半導体領域の縁部を越え、正方形の感光性のトランスデューサの角部領域を、このトランスデューサ内で完結円を形成する４分の１の円形の感光性の半導体領域と共に利用する。
【０００６】
米国特許明細書第６５２，６９３号からは、複数のストライプ状の光起電力電池を有する光起電力モジュールが公知であり、この光起電力電池は、層状に重なり合って配設されるように、電気伝導性のサブストレート層、半導体本体及び透明な電気伝導性の層を備える。更に、それぞれの光起電力電池は、予め形成された薄いフィルム格子及び接続構造を有し、これらは、透明な電気伝導性の層と接続されており、またこれらは、ストライプ状の光起電力電池を直列接続で電気的に互いに接続し、光起電力により得られた電流をバスバーに供給し、このバスバーは、得られた光起電力によるエネルギを準備する。
【０００７】
本発明の基本に置かれる課題は、使用可能な面の最適な利用にあり、この面は、構造化された光電式光検出器を有する走査ユニットの光検出器のサブストレート上の検出器領域のために使用可能であり、この光検出器は、幅の狭い長方形部分形状又は円形部分形状の感光性のストライプから成り、これらのストライプの長手方向側面は、本質的に、測定方向に対して垂直に互いに隣接するように配設されている。
【０００８】
この課題は、本発明によれば、特許請求項１及び２の特徴により解決される。
【０００９】
本発明による解決策は、全体のサブストレート面又はボード面を、特に測定方向に対して横方向に延在するサブストレートの幅を、完全に検出器領域のために利用できることによって、走査ユニットの光検出器のサブストレート上での検出器領域のために使用可能な、増分信号及び場合によっては基準パルス信号を発生させるための面の最適な利用を可能にする。何故なら、個々の検出器領域へと通じる条導体が、検出器領域の表面にわたって案内されており、それぞれの検出器領域と接続されているからである。高価な（シリコンの）半導体サブストレート面の最適な利用は、光検出器の小型化を考慮に入れるばかりでなく、製造コストも低減する。
【００１０】
本発明による解決策は、走査信号を発生させるために、検出器領域の長手方向延長部が測定方向に対して横方向に最大であり、従って、不利な条件の下でも尚十分に光が入力されるという特別な利点を備える。
【００１１】
本発明による解決策の発展構成は、検出器領域が、互いに周期的かつ等間隔に配設されており、その際、隣接する複数の検出器領域が、互いに位相のずれた走査信号を供給するグループを形成するように構成されていること、そして、それぞれ１つの条導体が、位相の同じ走査信号を供給する種々のグループの検出器領域と接続されていることを特徴とする。
【００１２】
グループ式に統合された検出器領域を介して、いわゆるスケールの「単領域走査」が保証されており、この単領域走査においては、走査信号を発生させるための全体の信号成分が、常に走査されるスケールの目盛り周期だけから生じる。このような配置は、特にスケールの汚染に対する不感性に関して有利である。何故なら、走査信号を発生させるために寄与する位相のずれた信号成分が、皆等しく影響を受けるからである。
【００１３】
特に、活性化されたそれぞれ４つの検出器領域は、それぞれ９０°だけ位相のずれた４つの走査信号を供給するグループを形成するように構成されており、その際、活性化された検出器領域の少なくとも２つのグループは測定方向に相並んで配設されており、平行な４つの条導体は、位相の同じ走査信号を供給するグループの検出器領域と接続されている。
【００１４】
更に有利なことに、活性化された検出器領域の複数のグループは、測定方向に相前後してかつ相並んで配設することができ、その際、位相のズレに応じた数の条導体は、測定方向に相前後して配設された位相の同じ走査信号を供給するグループと接続されている。その際、測定方向に互いに平行に配設されたグループの位相の同じ走査信号を検出する条導体は互いに接続されている。
【００１５】
測定方向に互いに平行に配設されたグループの位相の同じ走査信号を検出する条導体の接続部は、特に構造化された光検出器の背面に配設することができる。
【００１６】
このような走査ユニットの運転のために、構造化された光検出器は、測定方向に、特に、相前後して配設されたそれぞれ複数の検出器領域を有する複数のグループを備え、その際、グループの１つの部分は、基準パルス信号を発生させるための基準パルス検出器領域を、またグループの他の部分は、増分の信号を発生させるための増分信号検出器領域を有する。基準パルス検出器領域は基準パルス条導体と、また位相の同じ出力信号を供給する増分信号検出器領域はそれぞれ１つの増分信号条導体と接続されている。
【００１７】
本発明による解決策の有利な発展構成は、少なくとも増分信号条導体が、増分信号検出器領域の感光性の表面にわたって案内されており、それぞれ位相の同じ出力信号を供給する増分信号検出器領域と接続されていることを特徴とする。
【００１８】
更に、測定方向に相前後してかつ相並んで配設された位相の同じ出力信号を供給する検出器領域のそれぞれ２つのグループを有する増分信号検出器領域の２つのグループを設けることができ、また増分信号検出器領域の両方のグループの間に、基準パルス検出器領域のグループを設けることができ、一方で、増分信号条導体は、それぞれ構造化された光検出器の端面へと案内されている。この場合、基準パルス条導体は、測定方向に相並んで配設された増分信号検出器領域のグループの間に配設することができる。
【００１９】
基準パルス信号を発生させるため、基準パルス検出器領域のタイミング信号を検出する基準パルス条導体は、測定方向に相並んで配設されたこの側の増分信号検出器領域のグループの間の一方の端面へと、また基準パルス検出器領域のプッシュプル信号を検出する基準パルス条導体は、測定方向に相並んで配設されたこの側の増分信号検出器領域のグループの間の他方の端面へと案内することができる。
【００２０】
選択的に、基準パルス検出器領域のタイミング信号及びプッシュプル信号を検出する基準パルス条導体は、部分的に重なり合って配設されるように、測定方向に相並んで配設された一方の側の増分信号検出器領域のグループの間に案内することができる。
【００２１】
条導体が、絶縁体層を、少なくとも検出器領域に面した側に備えているので、基準パルス条導体は、少なくとも部分的に、測定方向に相並んで配設された増分信号検出器領域のグループの互いに向かい合って位置する側縁部にわたって案内することができる。
【００２２】
最後に、測定方向にそれぞれ相前後して位置する増分信号検出器領域のグループは、位相の同じ出力信号のためのそれぞれ１つの増分信号条導体と接続することができ、増分信号条導体は、基準パルス検出器領域にわたって案内することができる。
【００２３】
図面に図示された実施例を基にして、本発明に基本を置いた思想を詳細に説明する。
【００２４】
図１は、走査ユニット１と、走査ユニット１に対して相対的に測定方向ｘに可動なスケール２とを有する光学位置測定装置を経る横断面図を示す。走査ユニット１は発信側の部分を有し、この部分は、図２における平面図に図示されたボード３上に、特にボード３の表面上に固定された光を放出するダイオードの形に形成されている光源４と、この光源４に付設された、その平坦な面でもって光源４に面するようにボード３と結合された構造３０上に固定されているシリンダレンズの形のコリメータレンズ５とを備える。
【００２５】
走査ユニット１の受信側の部分にあっては、ボード３上に、活性化された種々の感光性の検出器領域Ｄ（図２）を有する光検出器又は光センサ６が設けられており、これらの検出器領域の間には、それぞれ活性化されてない感光性の領域が配設されている。ボード３に対して僅かな間隔を置いて、図３において平面図に図示された走査プレート７が配設されており、この走査プレートは、測定方向ｘに相並んで配設されるように発信構造７１及び走査構造７２を有する。
【００２６】
走査ユニット１に対して間隔を置いて、スケール２が配設されており、このスケールは、測定方向ｘに延在する測定目盛り２０を有し、この測定目盛りの光学走査部は、走査ユニット１とスケール２との間で相対運動が行なわれる際に走査信号を供給する。図１に概略的に図示された光路Ｓは、光源４から出発し、シリンダレンズ５によって、ボード３に設けられた測定方向ｘに延在する開口部３１を経て、走査プレート７及びこの走査プレート上に配設された発信構造７１へと反射され、発信構造７１を経て、スケール２上に配設された測定目盛り２０へと達し、この測定目盛りによって、測定光Ｓが、走査構造７２を経て、特に半導体サブストレート上に配設された、その上に設けられる感光性の検出器領域Ｄを有する光検出器６へと反射される。
【００２７】
図１に図示された光学位置測定装置は、反射光の形で働き、従って、スケール２上に設けられた測定目盛りは、反射する部分領域及び反射しない部分領域を備え、これらの部分領域は、光路Ｓを反射するか、もしくは反射しない。透過光の形で働く光学位置測定装置においては、スケール２が、走査ユニット１の発信側の部分と走査ユニットの受信側の部分との間に存在し、従って、光源４から出発する光路は、シリンダレンズ５及び走査プレートの発信構造７１を介してスケール２の測定目盛り２０へと、また測定目盛り２０を経て発信構造７１を介して走査ユニット１の光検出器６へと達する。この場合には、スケール２上に設けられた使用される光の波長のための測定目盛り２０の走査領域が、透過性及び非透過性に形成されている。
【００２８】
光学位置測定装置の互いに可動の部分の１つ又は複数の相対位置が限定される場合に、位置測定の正確な絶対関係を形成するため、相対的ズレに関連した増分信号の外に、いわゆる基準パルス信号も必要となり、この基準パルス信号を発生させるために、それぞれの位置測定装置のスケールの側で、１つ又は複数の位置に、基準マーキング領域が配設されている。これにより、このような位置測定装置の走査ユニットは、スケールと走査ユニットとの相対位置を検出すべきである場合に、後に配設された評価装置において適当に加工される相応の基準パルス信号を発生させるという可能性を提供する。
【００２９】
従って、走査ユニットとスケールとの相対位置及び絶対位置を検出するため、但し、これらの位置は、例えば工作機械において、材料と工具との相対的及び絶対的な位置を検出するために使用されるが、スケール上での相応の基準マーキング領域及び基準パルス検出器領域Ｒ並びに増分信号検出器領域Ｉが、光検出器６のサブストレート３上の検出器領域Ｄとして設けられている。
【００３０】
スケール上での増分目盛りトラック及び基準マーキング領域、並びに増分信号及び基準パルス信号を発生させるための光検出器の増分信号検出器領域及び基準パルス検出器領域の課題、機能及び形状に対する更なる詳細は、前述のＷＯ９９／０８０７４から読み取ることができる。スケール２から来る光束の検出に関しては、図４〜６の実施例において、構造化された検出器配置が設けられており、これらの検出器配置は、活性化された、即ち感光性の複数の検出器領域から成り、これらの検出器領域は、それぞれ１つの幅の狭いストライプ形状を備え、測定方向Ｘに周期的に互いに隣接するように配設されている。このため、適当な半導体サブストレートが、このサブストレート上で一連の感光性の検出器領域が実現されるように構造化される。活性化された種々の検出器領域は、スケールと走査ユニットとの相対運動が行なわれる場合、その都度、位相のずれた増分信号を発生させるために引き合いに出される信号成分を供給する。
【００３１】
図４に概略的に図示された光検出器に対する平面図は、相前後してかつ相並んで配設された走査信号を検出するための検出器領域Ｉ１〜Ｉ６の複数のグループを示し、これらの走査信号は、増分の信号として評価装置に供給される。その際、４つの増分信号検出器領域は、それぞれ１つのグループＩ１〜Ｉ６を形成し、その際、それぞれ、増分信号検出器領域は位相位置０°での部分増分信号を、増分信号検出器領域は位相位置１８０°での部分増分信号を、増分信号検出器領域は位相位置９０°での部分増分信号を、そして増分信号検出器領域は位相位置２７０°での部分増分信号を供給する。
【００３２】
当然、種々の増分信号検出器領域の他の相対的配置も選択することができ、従って、この相対的配置は、その際、他の相対的な位相位置での部分増分信号を、図４に図示された例におけるものとして供給する。例えば、０°、１２０°２４０°．．．での信号を供給する増分信号検出器領域の配置が可能である。基準パルス信号検出器領域は、この配置を備えない。
【００３３】
図４の例で示された活性化された検出器領域の配置は、目盛り周期の内部に位置する、隣接する活性化された４つのグループＩ１〜Ｉ６の検出器領域が、増分目盛りの光学走査が行なわれる際に、それぞれ９０°だけ位相のずれた走査信号を供給するという結果になる。従って、示された検出器領域の配置を介して、いわゆるスケールの「単領域走査」が保証されており、この単領域走査においては、増分信号を発生させるための全体の信号成分が、常に、走査されたスケールの目盛り周期だけから生じる。このような走査は、特にスケールの大きな面積の汚染に対する不感性に関して有利である。何故なら、走査信号を発生させるために寄与する位相のずれた信号成分が、皆等しく影響を受けるからである。
【００３４】
図４には、概略的に、図１による光検出器６の活性化された面の側縁部６ａ，６ｂが図示されており、これらの側縁部は、半導体サブストレートの側縁部を形成し、この半導体サブストレート上で、感光性の検出器領域は構造化されるように形成されている。通常は、検出器領域と接続された条導体が、検出器領域の端面と側縁部６ａ，６ｂとの間に案内されるか、もしくは検出器領域の端面から側縁部を介してボードもしくは半導体サブストレートの背面へと案内されなければならないということによって、活性化された検出器領域の長さが測定方向ｘに対して垂直に制限される。
【００３５】
これに対し、本発明による実施形にあっては、条導体Ｌ１〜Ｌ８が検出器領域Ｄの長手方向延長部に対して横方向に、検出器領域Ｄの表面にわたって案内される。この場合、条導体Ｌ１〜Ｌ８は、少なくとも検出器領域Ｄの上側に面した側に絶縁体を備え、この絶縁体は、所定の検出器領域と接触するための所定の点Ｋでのみ開放される。この方法で、位相の同じ走査信号を供給する個々のグループＩ１〜Ｉ６の検出器領域Ｄが統合され、接続部Ｓ１〜Ｓ４を介して信号を処理するために評価装置に更に導かれる。
【００３６】
図４に図示された実施例は、それぞれ９０°だけ位相のずれた４つの走査信号の統合部を示し、これらの走査信号は、相前後してかつ相並んで配設された検出器領域Ｉ１〜Ｉ６のグループのそれぞれの検出器領域Ｄとの条導体Ｌ１〜Ｌ８の接続部から結果として生じる。
【００３７】
図４による図から読み取ることができるように、検出器領域Ｄが直接光検出器の側縁部６ａ，６ｂにまで案内することができることによって、横方向に検出器領域Ｄの長手方向延長部にわたる条導体Ｌ１〜Ｌ８の案内は、光検出器の使用可能である面の最適な利用を生じさせる。
【００３８】
構造化された検出器配置の他の形は、図５に、例えば半導体サブストレートに対する平面図として図示されており、この半導体サブストレートは、活性化された検出器領域を、活性化されてない領域の外に形成する。この実施形にあっては、増分信号も基準パルス信号も走査信号として供給する検出器領域が設けられており、従って、この配置は、互いに相対的に運動させられる２つのシステムの相対的な位置も、互いに相対的に運動させられるこれらのシステムの絶対的な位置も検出するのに適している。
【００３９】
増分信号は、２つの増分信号検出器領域で検出され、これらの増分信号検出器領域は、基準パルス信号検出器領域によって互いに分離されている。増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０；Ｉ３０及びＩ４０は、グループ式に統合された部分領域によって形成され、これらの部分領域は、測定方向ｘに相前後して配設されている。それぞれ位相の同じ走査信号を供給する検出器領域は、横方向に検出器領域の長手方向延長部わたって、従って測定方向ｘに延在する条導体Ｌ１１〜Ｌ２８によって接触させられる。
【００４０】
増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０，Ｉ３０，Ｉ４０は、それぞれ９０°だけ位相のずれた増分信号を供給し、これに応じて、条導体Ｌ１１〜Ｌ２８を介して、相応の接点によって相応の検出器領と統合されている。従って、例えば条導体Ｌ１１，Ｌ１７，Ｌ２１及びＬ２７は、位相位置０°を供給し、一方条導体Ｌ１２，Ｌ１８，Ｌ２２及びＬ２８は、９０°だけ位相のずれた２７０°の位相位置を、相前後して配設されたそれぞれ４つの検出器領域の検出器グループを介して供給する。この場合、例えば条導体Ｌ１１は、接点Ｋ１において検出器領域Ｉ１０１を検出し、一方、条導体Ｌ２８は、接点Ｋ２において検出器領域Ｉ４１３を検出する等々である。
【００４１】
増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０，Ｉ３０，Ｉ４０の間に配設された基準パルス信号検出器領域は、測定方向に相前後して配設された複数の同一の基準パルス検出器領域Ｒ１〜Ｒ８を備え、これらの基準パルス検出器領域は、グループ式に相並んで配設された増分信号検出器領域とは違って、一貫して、検出器配置の一方の側縁部から他方の側縁部へと形成されている。基準パルス信号を発生させるため、基準パルス検出器領域Ｒ１〜Ｒ８は、タイミング及びプッシュプル導体Ｌ３１，Ｌ３２と接触させられ、その際、それぞれ１つの検出器領域Ｒ１〜Ｒ８は飛び越され、従ってそれぞれの第２の検出器領域Ｒ１〜Ｒ８は、タイミング導体Ｌ３１かプッシュプル導体Ｌ３２かのいずれかと接続されている。
【００４２】
図４による条導体の配置に類似して、図５に図示された実施例の場合も、条導体Ｌ１１〜Ｌ２８が、横方向に増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０，Ｉ３０，Ｉ４０の検出器領域にわたって、検出器配置の端面へと案内されている。条導体Ｌ１１〜Ｌ２８が、全体で僅かな感光性の面を、検出器領域を横断する際に占めるので、図５に図示された構成から逸脱して、それぞれ１つの個々の条導体も、測定方向に相前後して配設されたグループの０°，２７０°，１８０°及び９０度の位相のずれた走査信号を、相応の増分信号検出器領域との接触が与えられることによって検出するために、全（増分信号及び基準パルス）検出器領域にわたって案内される。このことは、確かに、基準パルス検出器領域Ｒ１〜Ｒ８を越えた条導体の案内を条件とするが、しかしながら大きな面積の基準パルス検出器領域に基づいて、基準パルス検出器領域を僅かにしか損なわないことを意味する。
【００４３】
基準パルス検出器領域Ｒ１〜Ｒ８のためのタイミング及びプッシュプル導体Ｌ３１，Ｌ３２は、図５に図示された実施例にあっては、測定方向ｘに相並んで位置する増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０もしくはＩ３０，Ｉ４０の間を経るように案内されている。この構成は、いずれにしても、相並んで配設された増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０もしくはＩ３０，Ｉ４０を分離するために必要な間隙を利用し、従って、活性化された、即ち感光性の面は何ら必要とされない。相並んで配設された増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０並びにＩ３０，Ｉ４０の間のタイミング及びプッシュプル導体Ｌ３１，Ｌ３２の配置によって、増分信号検出器領域Ｉ１０，Ｉ２０，Ｉ３０，Ｉ４０の端面も、基準パルス検出器領域Ｒ１〜Ｒ８の端面も、直接検出器配置の側縁部にまで案内すること、従って、活性化された、即ち感光性の最大の面を検出器領域のために設けることが可能である。
【００４４】
しかしながらまた、光検出器の構成及び構造の大きさに応じて、図４及び５における図から逸脱して、異なった条導体の案内も可能である。従って、例えば、図５による配置にあるタイミング及びプッシュプル導体Ｌ３１、Ｌ３２は、検出器配置の側縁部に沿って案内することができる。これは、もちろん、増分信号検出器領域の端面も、基準パルス検出器領域の端面も、直接検出器配置の側縁部にまで案内するという可能性を制限する。
【００４５】
図６は、光検出器６の表面にわたって案内された条導体Ｌを有する光電式光検出器もしくは光センサの透視図法による概略図を示し、この条導体は、２つの接触位置Ｋ３、Ｋ４において、活性化された、即ち感光性の光検出器６の検出器領域と接続されている。
【００４６】
光電式光検出器６の半導性の基体は、例えばシリコンから成り、幅の広いｎ形伝導層６０（３００μｍ〜４００μｍの厚さ）を有し、この層の表面には、等間隔に分配されるように配設された、複数の本質的に薄いｐ形伝導層６１（約０．５５μｍの厚さ）が延在する。ｎ形伝導層６０とｐ形伝導層６１との間には、遮断層として作用する空間電荷層（空乏層）が形成される。
【００４７】
光電式光検出器６の前面は、金属の非反射層６３を備えており、絶縁層６２によって構造化され、この層は、例えば絶縁体としての二酸化シリコンから構成することができる。従って、絶縁をする領域又は活性化されてない領域６５の間には、活性化された感光性の検出器領域６４もしくはＤが延在する。
【００４８】
活性化された感光性の検出器領域６４もしくはＤ上へと当たる電磁的な光は、ｐ形伝導層６１を経て空間電荷層内へと達し、そこで大部分が吸収される。この場合、空間電荷層内には電子正孔対が生じる。この空間電荷層は、これらのキャリヤ対を分離し、電子はｎ形側へ、正孔はｐ形側へ流れる。入射する光の効率のための量であるこの光流を測定できるようにするため、光電式光検出器６は、適当な電気的な開閉装置へと統合される。
【００４９】
活性化された検出器領域６４の長手方向延長部に対して垂直に、またこの検出器領域の表面にわたって敷設された、又はその他に用意された条導体Ｌは、電気伝導性の部分８並びに絶縁体層９から成り、この絶縁体層は、少なくとも電気伝導性の部分８と光電式光検出器６の表面との間に設けられている。絶縁体層９は、例えば位相の同じ走査信号を検出し評価装置へと更に導くために、所望の位置にだけ、条導体Ｌが、光検出器６の相応の検出器領域Ｄを接触させるように作用する。
【００５０】
条導体Ｌが光検出器６の相応の検出器領域６４もしくはＤと接続されるべきである接点Ｋ３、Ｋ４には、開口部が非反射層６３内に設けられているか、もしくは、図６に図示されているように、非反射層６３だけが位置６６において、絶縁体層６２の橋渡しの下にｐ形伝導層６１を接触させ、これにより相応の電荷を、走査信号を派生させるために出力することができるように沈下させられている。
【００５１】
接点Ｋ３、Ｋ４における相応の検出器領域６４との条導体Ｌとの接続は、絶縁体層９を相応に取り除くことによって、又は完全に接触させることによって行なうことができる。例えば、接点Ｋ３、Ｋ４における条導体Ｌの電気伝導性の部分８は、レーザ光線によって、非反射層６３の表面もしくは沈下した当該検出器領域Ｄの表面６６と伝導可能に接続することができる。
【００５２】
本発明は、その実施に当たって、前述の優れた実施例に制限されるものではなく、図面及び説明において表現された解決策を、基本的にその他の構成の場合も使用する多数の変形例も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  走査ユニット及びスケールを有する光学位置測定装置を示す。
【図２】  走査ユニットのボードに対する平面図を示す。
【図３】  走査ユニットの走査プレートに対する平面図を示す。
【図４】  検出器領域を位相の同じ走査信号と接触させる条導体でもって増分信号を発生させるための検出器領域の相前後してかつ相並んで配設された複数のグループの概略図を示す。
【図５】  増分信号検出器領域及び基準パルス検出器領域、並びに位相及びタイミングの同じ走査信号を供給する検出器領域を統合する条導体の相並んでかつ相前後して配設されたグループの概略図を示す。
【図６】  位相の同じ走査信号を供給する検出器領域を統合しかつこの検出器領域にわたって敷設された条導体を有する光検出器の透視図法による概略図を示す。
【符号の説明】
１                走査ユニット
２                スケール
３                ボード
４                光源
５                コリメータレンズ
６                光検出器又は光センサ
６ａ，６ｂ        側縁部
７                走査プレート
８                電気伝導性の部分
９                絶縁体層
２０              測定目盛り
３０              構造
３１              開口部
６０              ｎ形伝導層
６１              ｐ形伝導層
６２              絶縁層
６３              非反射層
６４              活性化された領域
６５              絶縁をする領域又は活性化されてない領域
６６              位置
７１              発信構造
７２              走査構造
Ｄ                検出器領域
Ｄ２              検出器領域
Ｉ                増分信号検出器領域
Ｉ１〜Ｉ６        検出器領域
Ｉ１０〜Ｉ４０    増分信号検出器領域
Ｉ１０１          検出器領域
Ｉ４０３          検出器領域
Ｋ                点
Ｋ１              接点
Ｋ２              接点
Ｋ３，Ｋ４        接点
Ｌ                条導体
Ｌ１〜Ｌ８        条導体
Ｌ１１〜Ｌ２８    条導体
Ｌ３１            タイミング導体
Ｌ３２            プッシュプル導体
Ｒ                基準パルス検出器領域
Ｒ１〜Ｒ８        基準パルス検出器領域
Ｓ                光路
Ｓ１〜Ｓ４        接続部
ｘ                測定方向
【図１】
0004526003.tif 000002
【図２】
0004526003.tif 000003
【図３】
0004526003.tif 000004
【図４】
0004526003.tif 000005
【図５】
0004526003.tif 000006
【図６】
0004526003.tif 000007