Многоэлементный фотоприемник для преобразователей линейных и угловых перемещений в код

(54) МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ФОТОПРИЕМНИКДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕ 1 ЦЕНИЙ В КОД ов АН УССРданович,кий я к измерио ССС1977.СССР1980. С Ф ГОСУДАРСТ 8 ЕНКЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельстВ 64 1484, кл. Н 03 М 1/22,Авторское свидетельствоФ 864320, кл. Н 03 М 1/24,57) Изобретение относи ельной технике, а имен ам преобразования анал ации (перемещений) в д му (код), и может бытьприборо- и машинострозобретения - упрощение зготовления многоэлеме о к устройстговой инфорскретную форспользованонии. Цельтехнологиитных фотопри1571759 емников путем расширения спектра тра-. вителей при травлении полупроводникавой пленки и снижения требований к5 ,совмещению фотошаблонов при изготовлении нефоточувствительных элементов. Поставленная цель достигается тем, что в многоэлементном фотоприемнике, содержащей диэлектрическую подложку 1, электроды 2"4, фоточувствительные ;элементы 6, нефоточувствительные элементы 5, выполнены в виде узких щелей, которые расположены между металлическимиэлектродами 2"4 Фотоприемника и ширина которых определяется 15 соотношением 01 Ы (1, 61/ЗУ, где 1 щ - ширина щели в радиальном направлении, И- ширина межэлектродного Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам преобразования аналоговой инФормации (перемещения) в дискретнуюФорму (код), и может быть использовано в приборо- и машиностроении.Цель. изобретения - упрощение технологии изготовления многоэлементныхфотоприемников путем выполнения нефоточувствительных элементов в видеузких щелей, расположенных посредине между металлическими электродамифотоприемника, ширина которых удов,летворяет соотношению 0,1 И, 11/ЗМ .На чертеже схематически изображенмногоэлементный фотоприемник для преобразования перемещения в код. 40Фотоприемник содержит диэлектрическую подложку 1, проводники в видекольцевых металлических электродов2-4, нефоточувствительные элементы,выполненные в виде узких щелей 5, фоточувствительные элементы 6.Принцип работы многоэлементногоФотоприемника заключается в следую"щем. На диэлектрическую подложку 1из стекла или ситалла нанесены 2 п+1концентрических кольцевых электродов,На электроды 2 подается положительноенапряжение питания, на электроды 3 -отрицательное, а электроды 4 являются информационными. За формирование. сигнала одного двоичного разряда отвечает пара смежных кодовых дорожек,в которых функцию нефоточувствительных ячеек выполняют узкие щели 5,расстояния. Выполнение нефоточувствительных элементов в виде узких. щелейпозволяет полностью исключить подтрав металлических электродов, обеспечивая тем самым надежный контактих с полупроводниковой пленкой, атакже уменьшить требования к совмещению фотошаблонов при изготовлениинефоточувствительных элементов, т.к.их расположение может быть достаточно произвольным в межэлектродном расстоянии. Одновременно с упрощениемтехнологии достигнуто и некотороеповышение точности преобразованияза счет уменьшения паразитной подснетки фоточувствительного слоя приналичии узких щелей, 1 ил. расположенные параллельно метаЛлическим электродам 2-4 посрег:;.:е междуними. Сплошной слой по;,упроводниковойпленки, нанесенный на подложку 1 ирасположенный между щелями 5 в каждойдорожке, является фоточувствительнымэлементом 6. Радиальный световойштрих попадает на рабочее поле фотоприемника и перекрывает все кодовыедорожки по линии считывания. В зависимости от положения р световогоштриха последний попадает в каждойкодовой дорожке на фоточувствительный элемент 6 или в узкую щель 5, лишенную полупроводникового слоя. Приэтом выходной сигнал, снимаемый ссигнального электрода 4 -го разряда, формируется путем суммированияфототоков противоположного направления двух кодовых дорожек, При этомтемновые токи этих дорожек вычитаются и на выходе данного разряда возникает периодическая последовательность положительных и отрицательныхсигналов первичного фототока проводимости. Возникающая при этом комбинация положительных или отрицательных сигналов считывается в виде п-разрядного параллельного двоичного кодаи представляет собой цифровой эквивалент величины угла у . Упрощениетехнологии изготовления многоэлементного фотоприемника заключается в том,что выполнение нефоточувствительныхэлементов в виде узких щелей позволяет полностью исключить явление под15 30 35 40 50 5 151трава полупроводникового слоя под металлическими электродами 2-4, обеспечивая гарантированный контакт электродов 2-4 с полупроводниковой пленкой, а также упростить и снизить требования к Фотошаблону прн выполненииоперации формирования щелей 5, таккак полупроводниковый слой покрываетне сплошная пленка металла, а сформированная сетка металлических электродов 2-4. Кроме этого, исключается необходимость использования специальныхреперных меток, выполненных вне кодового рабочего поля фотоприемника инеобходимых для выполнения операциисовмещения фотошаблонов. Выполнениемногоэлементных Фотоприемников с узкими щелями 5 позволяет применятьболее широкий спектр необходиМых травителей, так как к ним в данном случае предъявляются менее жесткие требования в плане взаимодействия с металлическими электродами 2-4 фотоприемника,Ширина 1 щелей 5 в радиальномнаправлении и ширина И межпроводникового расстояния -должны удовлетворять соотношению 0,1 ИФ 1, 1/31,которое получено экспериментальнымпутем с помощью разрядной дорожкиопытного образца фотоприемника. Нижний предел ширины щелей 5 определяется чистотой подложки 1, на которойвыполнен Фотоприемник, и ширина должна быть такой, чтобы гарантироватьотсутствие тока между электродами2-4 Фотоприемника при попадании светового штриха в область щели 5, те.при этом щели 5 должны полностьювыполнять свое функциональное назначение - пространственных логическихнулей фотоприемника. Верхний пределширины щелей 5, равный одной третимежэлектродного расстояния, гарантирует при небольших отклонениях щелей5 от середины межэлектродного расстояния при операции совмещения фотошаблона полную защиту фоторезистивнымслоем металлических электродов 2-4от травителя для полупроводниковойпленки при травлении последней, Кроме того, при выполнении ширины. щелей5 в указанных пределах процесс совмещения Фотошаблона является наименеетрудоемким и наиболее точным.Одновременно с упрощением технологии изготовления в многоэлементномФотоприемнике с узкими щелями 5 до-стигается и повышение точности пре- образования перемещения в код, Это связано с уменьшением погрешностей преобразования, обусловленных внутренними оптическим помехами, Свет, попадающий на нечувствительные к све.ту ячейки фотоприемника, т.е. участ 1 ки, непокрытые Фотослоем, проникает(частично внутрь подложки 1 и, многократно отражаясь от поверхностей под" ложки 1, засвечивает изнутри Фоточувствительные ячейки смежных разрядов, причем количество света, попадающеговнутрь подложки 1 и создающего паразитную подсветку ячеек, зависит от положения светового штриха, т.е. является функцией координаты, поскольку оно зависит от количества щелей 5,через которые свет попадает внутрь подложки 1. Частично паразитное влияние внутренних подсветок компенсируется за счет попарно дифференциального включения разрядных дорожек. В предлагаемом техническом решении световой поток, попадающий внутрь подложки 1, значительно меньше, чем в известных устройствах. Это следует из того, что световой поток, будучи пропорционаленплощади, значительно меньше из-за меньшей площади нечувствительных к свету ячеек предлагаемого фотоприемника, т.е, .непокрытых фотослоем участков. Поэтому паразитная подсветка изнутри Фоточувствительных ячеек Фотоприемника распространяющимся по .подложке 1 светом, приводящая к дополнительной погрешности преобразования, значительно меньше.формула изобретенияМногоэлементный фотоприемник дляпреобразователей линейных и угловыхперемещений в код, содержащий диэлек"трическую подложку с нанесенными на нее проводниками и расположенными между ними фоточувствительными и нефоточувствительными элементами в двоичном коде, о т л и ч. а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения технологии изготовления многоэлементного Фотоприемника, в нем нефоточувствительные элементы выполнены в виде узких щелей в фоточувствительных элементах и расположены между проводниками фотоприемника, ширина каждой щели определяется соотношениемО 1 И 1 а /ЗЫ,157159 Составитель Е.БударинаТехред И;Дидык Корректор С,Шекмар Редактор А.Огар Заказ 1521 Тираж 61 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 где 1 - ширина щели в радиальном направлении; Ы - ширина межпроводникового расстояния,