DE4332859C2 - Positionsgeber zur Erfassung der Lage eines Licht- oder Teilchenstrahls - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Positionsgeber zur Erfassung der Lage eines Licht- oder Teilchenstrahls gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. Ein derartiger Positionsgeber ist aus der DE 35 40 418 A1 bekannt. Der Be­ griff "Lichtstrahl" ist im folgenden im weitesten Sinne zu verstehen und betrifft elektromagnetische Strahlung über den sichtbaren Bereich hinaus, oder auch Teilchen, die in einem Wandler Licht erzeugen.

Positionsgeber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art finden überall dort Verwendung, wo die Veränderung der Lage eines Lichtstrahls relativ zu einem Positionsgeber Informationen über eine physikalische Variable liefern.

So finden Positionsgeber Verwendung als Winkelmesser, wenn der Lichtstrahl seine Lage nicht verändert und der Positi­ onsgeber beispielsweise auf einer Zylindermantelfläche ei­ nes rotierenden Objektes angeordnet ist. Positionsgeber können andererseits zur Justage von Geräten verwendet wer­ den, wobei der Geber selbst starr mit einem Gerät verbunden ist und ein zur Justierung dienender Referenzlichtstrahl, beispielsweise ein Laserstrahl, auf die Positionsgeberober­ fläche einfällt.

Es sind Positionsgeber bekannt, die im wesentlichen aus ei­ ner homogenen, photosensitiven Detektorfläche und einer Signalauslese- und -auswerteschaltung bestehen. Mit dieser werden vom Auftreffpunkt eines Lichtstrahls auf der homoge­ nen Detektorfläche zu zwei aufeinander senkrecht stehenden Detektorflächenrändern Ströme abgetastet und daraus die La­ ge des Auftreffpunktes des Lichtstrahls auf dem Detektor berechnet. Inhomogenitäten in der Photosensibilität bzw. in den Widerstandswerten der Detektorfläche verfälschen das Ergebnis der Positionsbestimmung. Auch Streulicht oder auf die Detektorfläche einfallendes Tageslicht verfälschen das Ergebnis, da dadurch die Ströme nicht mehr allein ihre Ur­ sache in dem Auftreffen des zu messenden Lichstrahls auf der Detektoroberfläche haben.

Aus der DE 35 40 418 A1 ist eine optische Fühlereinrichtung bekannt. Es handelt sich dabei um einen CCD-Zeilensensor, bei dem ein Lichtstrahl in Form eines Lichtbalkens von mehreren Pixeln erfaßt wird. Die Meßwerte werden einem Abtastschaltkreis zugeführt. Das Ausgangssignal des Abtastschaltkreises wird integriert und mit einem Referenzwert aus einer Referenz­ spannungsquelle verglichen. Der Zeitpunkt des Überschrei­ tens des Referenzwerts durch das Meßsignal und der Zeit­ punkt des Unterschreitens des Referenzwerts durch das Meß­ signal wird in Haltekreisen festgehalten und für die Er­ mittlung des Schwerpunktes des symmetrischen Meßsignals herangezogen. Der Schwerpunkt des in Form einer Gauß- Funktion vorliegenden Meßsignals entspricht der Position des Lichtbalkens.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Positionsgeber vorzustellen, der bei höherer Genauigkeit eine absolute Positionsangabe auch bei Umgebungslicht er­ möglicht, wobei die Detektorfläche sehr groß und preisgün­ stig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Positionsgeber aus einer großflächigen Diodenstruktur, deren Elektroden streifenförmig angeordnet sind. Die Abmessungen der streifenförmigen Elektroden sind so gewählt, daß ein typi­ scher zu messender Lichtstrahl z. B. 5 bis 10 Streifen mindestens teilweise überdeckt. Die auf die jeweiligen Photodioden fallenden Anteile des Lichtstrahls werden entweder direkt über den Photostrom oder über den Spannungsabfall des Photostroms an einem externen oder integrierten Widerstand gemessen.

Die Streifenelektroden können in zwei Gruppen senkrecht zueinander in Matrixform angeordnet werden, sie können jedoch auch sternförmig und/oder konzentrisch angeordnet sein, und zwar auf einem starren Glas- oder Metallsubstrat oder auch auf einer biegbaren Folie.

Die Photodioden können als Schottky-Dioden oder als pin- Dioden ausgelegt sein, aus amorphem oder kristallinem Silizium bestehen und mit photolithographischen Metho­ den auf dem Substrat aufgebracht sein.

Die Auswerteschaltung kann ebenfalls integriert in Si­ liziumdünnfilmtechnik hergestellt sein und Dekoder oder Schieberegister und Dünnfilmtransistoren aufweisen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1a bis 1d eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, eindimensionalen Positionsgebers in Draufsicht, Seiten­ ansicht, sein Schaltschema sowie ein typisches Ausgangssignal,

Fig. 2 einen zweidimensionalen Positions­ geber in Matrixanordnung in Draufsicht,

Fig. 3 ein ausführlicheres Schaltschema der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Darstellung des Photostroms als Funktion der Streifenelektrodennummer zur Erläuterung der Störsignalunter­ drückung,

Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 noch ein weiteres Schaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine Photodiodenanordnung nach einer weiteren Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 8 die Positionsmessung eines Licht­ schattens,

Fig. 9 eine integrierte Auswerteschaltung,

Fig. 10 eine Adressierungsmethode,

Fig. 11 eine Photodiodenanordnung nach einer weiteren Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, und

Fig. 12 eine Photodiodenanordnung nach einer wei­ teren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1a zeigt einen Positionsgeber zur eindimensionalen Lokalisierung eines Lichtflecks 20. Der Lichtfleck 20 bedeckt zumindest teil­ weise sechs Streifenelektroden 13, die parallel zueinander dicht beabstandet angeordnet sind. Unter den Streifenelek­ troden 13 befindet sich ein Photoleiter 12, beispielsweise aus amorphem Silizium. Darunter befindet sich die Grundelek­ trode 11, die auf dem Substrat 10 aufgebracht ist. Fig. 1b zeigt die Anordnung im Querschnitt. Die Streifenelektoden 13 sind aus einem TCO-Material (transparent conducting oxide) gefertigt, so daß ein Teil des einfallenden Lichtes auf die Photoleiterschicht treffen kann. Fig. 1c zeigt schematisch eine Aneinanderreihung von Photodioden, die sich aus der räumlichen Anordnung gemäß der Fig. 1a bzw. 1b ergibt. Fig. 1d zeigt die Photostromstärke, gemessen an den zumindest teilweise vom Lichtstrahl getroffenen Streifenelektroden 13. Man erkennt, daß mit der Elektrodenstruktur die Photostromstärkeverteilung gemessen wird, die eine genaue Positionszuordnung des Lichtstrahles ermöglicht.

Solche eindimensionalen Positionsgeber eignen sich auch zur Bestimmung der Winkellage von sich drehenden Teilen, wenn das Substrat zu einer Zylindermantelfläche bzw. einem Teil einer solchen Fläche gekrümmt ist. Wie weiter unten noch erläutert wird, ist es nicht zwingend, die Elektroden als gerade Streifen parallel zueinander anzuordnen, auch rota­ tionssymmetrische Anordnungen sind beispielsweise denkbar.

Die Dioden können als Schottky-Dioden oder pin-Dioden ausgebildet sein, als Substrat kommt grundsätzlich eine Vielzahl von Materialien in Betracht wie beispielsweise Metall, Keramik oder Glas, wobei im letzten Fall, bei dem die Grundelektrode 11 auch aus einem transparenten, leitenden Oxid hergestellt ist, auch eine Beleuchtung des Positions­ gebers durch das Substrat hindurch möglich ist. Ebenfalls denkbar sind flexible Substrate, beispielsweise aus Kunst­ stoffolie, solange die Beschränkungen hinsichtlich des elektrischen Verhaltens bei mechanischen Belastungen der Beschichtungen berücksichtigt werden.

Fig. 2 zeigt eine Matrixanordnung zweier Schichten zu­ einander senkrecht verlaufender Streifenelektroden 11 bzw. 13, die durch eine Photoleiterschicht 12 voneinander getrennt sind. Durch das Auslesen der Photoströme über die streifenförmigen Elektroden 13 bzw. die Grundelek­ troden 11 erhält man so die Projektion des Lichtstrahl­ flecks 20 in x- und y-Richtung. Unter dem Positions­ geber bzw. rechts daneben sind die entsprechenden Photo­ stromstärkeverteilungen aufgezeichnet.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für einen eindimensionalen Positionsgeber nach Fig. 1 mit Ansteuerung und Signalverar­ beitung. Ein Analogschalter 32 leitet die Signale der Streifenelektroden 33, gesteuert durch den Adreßbus 31, seriell zu einem Strom/Spannungswandler 34. Die Spannungs­ signale werden anschließend mit dem Analog/Digitalwandler 35 digitalisiert und können für die Auswertung der Photostrom­ stärkeverteilung in einem PC oder Mikrocontroller eingelesen werden. Natürlich ist auch eine parallele Datenverarbeitung möglich, falls die im speziellen Anwendungsfall vorliegende Streifenelektrodenzahl dies zuläßt. Entsprechend kann statt der angegebenen Strom/Spannungswandlung mit einem Integrator auch eine Ladungsmessung erfolgen.

Fig. 4 zeigt zur Verdeutlichung des Auswerteverfahrens für den Positionsgeber die Photostromstärke als Funktion der Streifenelektrodennummer bei einer eindimensionalen Elek­ trodenanordnung. Erfindungsgemäß wird für jede Streifenelek­ trode n die zugehörige Photostromstärke gemessen. Der gemes­ senen Photostromstärkenverteilung wird durch eine geeignete Parameterreduktion eine eindeutige, die Stromstärkenvertei­ lung beschreibende Position zugeordnet. Als Beispiel für eine solche, die Verteilung beschreibende Funktion ist die Schwerpunktbildung angegeben. Bei der Bestimmung des Schwer­ punktes n_sp

können Rauschen 26 oder auch Störsignale 25 von vornherein diskriminiert werden, so daß diese nicht in die Berechnung des Schwerpunkts eingehen. Dazu eignet sich beispielsweise die Einführung eines Schwellenwertes oder andere Diskrimi­ nierungsmethoden. Die Schwerpunktposition n_sp kann bis auf den Bruchteil der Breite einer Streifenelektrode er­ rechnet werden. Die Streifenelektrodenbreite, die bereits aufgrund ihrer Herstellungsart (Photolithographie) sehr gering gewählt werden kann, stellt somit keine untere Grenze der Auflösung bei der Positionsbestimmung dar.

Die Möglichkeit, nur die Umgebung der eigentlichen inte­ ressierenden Verteilung zu berücksichtigen, macht den erfin­ dungsgemäßen Positionsgeber besonders für großflächige Detek­ toren attraktiv.

Fig. 5 zeigt eine Variante des Positionsgebers, bei der statt des Photostroms der einzelnen Streifenelektroden der durch den Photostrom über einen Widerstand 41 erzeugte Spannungsabfall gemessen wird. Diese Variante ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Widerstände integriert hergestellt werden können, d. h. direkt bei der Herstellung des Positionsgebers realisiert werden können. Die Wider­ stände müssen (lokal) möglichst homogen sein, da Streu­ ungen der Widerstandswerte direkt das zu messende Span­ nungssignal verfälschen.

Fig. 6 zeigt eine zweidimensionale Anordnung des Positions­ gebers nach Fig. 3. Die Photoströme der matrixartig ange­ ordneten Elektroden werden jeweils über einen Analogschal­ ter 32 durchgeschaltet. Die Adressierung 31 für Grund- bzw. Deckelektroden kann dabei unabhängig oder auch ver­ einfacht synchron erfolgen. Natürlich kann die zweidimen­ sionale Anordnung auch mit der Spannungsmessung gemäß Fig. 5 realisiert werden.

Fig. 7 zeigt als Beispiel einer nichtorthogonalen Anordnung einen rotationssymmetrischen Positionsgeber, der als Ausgangsgrößen direkt Winkel und Abstand vom Zentrum liefert. Dabei ist eine Streifenelektrodenschicht in Form von konzentrischen Kreisen 11 und die zweite Elektrodenschicht als radiale Anordnung von Elektroden 13 ausgeführt. Auf diese Weise werden als Ausgangsgrößen direkt Winkellage und Abstand vom Zentrum angegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Positionsgeber können auch Schattenstrukturen eines Objektes 45 lokalisiert werden, was mit herkömmlichen Positionsgebern der eingangs geschil­ derten Art nicht möglich ist. Zu diesem Zweck werden die Photostromstärkeverteilungsflanken 46, wie in Fig. 8 gezeigt, herangezogen.

Fig. 9 zeigt die integrierte Ausführung einer Diodenstruk­ tur einschließlich der zugehörigen Analogschalter. Diese Herstellungsform ist besonders interessant bei der Aus­ führung des Positionsgebers in amorphem Silizium. Eine Dekoderschaltung 61 aus TFT (Thin Film Transistor)-Elemen­ ten schaltet eine Streifenelektrode 33 zur Strommessung 65 nur dann über den Schalttransistor 68 durch, wenn die entsprechende Adresse anliegt. Der Photostrom aller nicht adressierten Streifenelektroden wird ungemessen zu einer auf gleichem Potential liegenden Stelle 66 weitergeleitet, so daß durch den Meßvorgang an der Photodiode keine Poten­ tialänderung verursacht wird. Da die mit Dünnfilmtransistoren unter Verwendung von amorphem Silizium erreichbaren Schalt­ frequenzen deutlich geringer sind als etwa bei kristallinen Bauelementen, ist eine optimale Ansteuerung und Realisierung der Analogschalter aus amorphem Silizium notwendig. Im fol­ genden wird ein aus Dünnfilmtransistoren unter Verwendung von amorphem Silizium hergestellter Analogschalter beschrie­ ben, der für hohe Schaltfrequenzen geeignet ist:

Die Grundinverterschaltung, aus der der Analogschalter aufgebaut ist, besteht aus einem Drive-TFT 71 sowie einem Load-TFT 72. Um die erforderlichen Signalpegel zu erhalten, wird die geometrische Abmessung des Load-TFT deutlich kleiner gewählt als die des Drive-TFT, typischerweise ist das Verhältnis mindestens 1 : 10. Aufgrund des asymme­ trischen Größenverhältnisses der beiden TFTs ist auch das dynamische Schaltverhalten unsymmetrisch. Das Schal­ ten von high- auf low-Pegel, bei der die Umladung durch den größeren Drive-TFT realisiert wird, ist schnell, ver­ glichen mit dem Schalten von high- auf low-Pegel, bei der die Umladung durch den kleineren Load-TFT bewirkt wird. Eine Erhöhung der erreichbaren Schaltfrequenz wird dadurch erreicht, daß parallel zum Load-TFT ein weiterer TFT 73 mit Abmessungen, die ungefähr denen des Drive-TFT 71 entsprechen, angeordnet wird. Dieser TFT wird durch ein zusätzliches Signal angesteuert, das deutlich kürzer als das Adreßsignal anliegt. Während dieser Zeit kann die Umladung durch den Load-TFT 72 vernachlässigt werden, so daß im wesentlichen ein symmetrischer Inverteraufbau vorliegt. Liegt am Invertereingang ein low-Pegel an, so schaltet der Zusatz-TFT 73 auf einen etwas reduzierten high-Pegel. Da der Umladevorgang deutlich schneller als durch den Load-TFT 72 erfolgt, kann der Zusatz-TFT schon nach kurzer Zeit wieder abgeschaltet werden. Danach stellt sich der durch den Load-TFT 72 bedingte höhere high-Pegel mit der langsameren Zeitkonstante ein. Da für das Inver­ terverhalten aber nur das Erreichen eines Pegels wesent­ lich ist, kann durch diese Maßnahme eine deutlich höhere Taktrate erreicht werden.

Liegt am Invertereingang ein high-Pegel an, so wird beim Schalten des Zusatz-TFT 73 wieder der reduzierte high- Pegel eingestellt. Erst nach Abschalten des Zusatz-TFT stellt sich der low-Pegel ein. Insgesamt wird also durch den Betrieb mit dem Zusatz-TFT 73 das Schalten auf low- Pegel etwas verlangsamt (um etwas weniger als die Ein­ schaltzeit des Zusatz-TFT). Da dieser Schaltvorgang jedoch nicht zeitbestimmend ist, ergibt sich insgesamt eine deut­ lich höhere Taktrate. Ein besonders vorteilhaftes Adres­ sierungsverfahren bei Verwendung von Dünnfilmtransistoren aus amorphem Silizium wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 10 beschrieben.

Die Adresse der auszulesenden Streifenelektrode wird von der vorgeschalteten kristallinen Elektronik einmal binär codiert und ein zweites Mal als "Anti-Adresse", d. h. als kom­ plementäre Adresse mit negierter Bitinformation erzeugt. Durch eine Adreßcodierung, wie in Fig. 10 gezeigt, wird erreicht, daß alle Adreßdecoder (low-aktiv) durch einen identischen vorgeschalteten Inverter aus TFTs realisiert werden. Die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Adressen wird durch die jeweils vorliegende Bit/Antibit- Auswahl erreicht. Dadurch wird die Schaltzeit unabhängig von der jeweiligen Adresse minimiert. Fig. 10 zeigt eine Adreßcodierung anhand des Adreßbeispiels "9" mit einer 4-Bit-Adresse.

Ein weiterer Vorteil dieser in Fig. 10 gezeigten Adreß­ codierung ist, daß gezielt das Summensignal einzelner Bereiche oder Blöcke eines Positionsgebers angesteuert werden kann, so daß eine flexiblere Adressierung mög­ lich wird. Soll beispielsweise jeweils ein Kanal ausge­ lesen werden, so liegt auf dem Adreßbus eine eindeutige Adresse mit sich daraus ergebender Antibit-Information an. Werden jedoch das LSB und die zugehörige Antibit-Leitung beide auf low gelegt, so werden zwei Analogschalter gleich­ zeitig geschaltet (low-aktiv). Das gleiche Vorgehen führt beim zweiten LSB, dritten LSB bzw. n-ten LSB zu 4, 8 bzw. 2ⁿ gleichzeitig schaltenden Analogschaltern. Dadurch ist es mög­ lich, durch Zusammenfassen von Streifenelektroden in grö­ beren Schritten den Positionsgeber schneller vollständig auszulesen. Ein Beispiel dafür ist etwa eine Suchsequenz, bei der der Positionsgeber abgerastert werden soll, oder bei dem ein Bereich des Sensors mit hoher Auflösung (also kanalweise) und ein anderer Bereich mit gröberer Auflösung durch Zusammenfassen von Kanälen untersucht werden soll. Eine Suchsequenz kann z. B. folgendermaßen ablaufen: Es wird zuerst zwischen der rechten und der linken Sensor­ hälfte durch Schalten des MSB unterschieden. Im nächsten Schritt wird für die gewünschte Sensorhälfte entsprechend das zweite MSB geschaltet, alle niederwertigeren Bits und Antibits bleiben auf low gesetzt (low-aktiv). Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis der Strahlfleck lokalisiert ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein inte­ grierter Widerstand verwendet werden, um direkt einen Potentialabfall als Meßsignal zu erzeugen. Natürlich kann diese mit der Photodiode integriert hergestellte Auslese­ schaltung auch bei Verwendung der einkristallinen Her­ stellungsmethode realisiert werden.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung, mit der eine direkte Messung des Schwer­ punktes einer Photostromverteilung ohne Multiplexer möglich ist. Die in Fig. 11 gezeigte Ausführungsform ist der Ein­ fachheit halber eindimensional ausgelegt. Selbstverständlich läßt sich diese Ausführungsform analog zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform auf zwei Dimensionen erweitern.

Die Elektroden einer jeden Diodengruppe sind wiederum in viele Streifen aufgeteilt, so daß durch die Kenntnis der Streifenelektrodennummer und des Photostroms eines jeden Streifens in bekannter Weise das Profil der Photo­ stromstärkeverteilung gemessen werden kann. Zusätzlich sind bei dieser Ausführungsform jedoch die Flächenverhält­ nisse der Streifenelektroden so ausgeführt, daß direkt die für die Schwerpunktbestimmung erforderliche Größe Photostrom x Streifenelektrodennummer gemessen werden kann. Zu diesem Zweck ist jede Elektrode in zwei voneinander getrennte Elektrodenflächen unterteilt, die jeweils ihren eigenen Abgriff 81 bzw. 82 haben. Dabei hat eine Teilelektrode jeweils eine Breite bzw. bei jeweils gleicher Länge eine Oberfläche, die proportional zur Elektrodennummer ist, und die jeweils andere Teilelektrode hat eine Breite bzw. Oberfläche derart, daß die Summe der Oberflächen der beiden Teilelektroden für alle Elektroden konstant ist. Die Signale der Teilelektroden, deren Oberfläche proportional zur Elektrodennummer wächst, werden auf einen Sammelabgriff 83 geführt, wohingegen die anderen Elektro­ den gemeinsam mit dem Abgriff 84 kontaktiert sind. Am Kontakt 83 liegt demnach das Signal an:

wobei N + 1: die Gesamtzahl der Elektroden bedeutet,
n: der Laufparameter der Elektrodennumerierung ist,
I_nPhoto: die Photostromstärke der n-ten Elektrode bezeichnet.

Am Kontakt 84 liegt dagegen das Signal

an.

Durch Subtraktion der beiden Signale ergibt sich der Ausdruck

Die Addition der beiden Signale ergibt den Gesamtphoto­ strom.

Alternativ zum Aufteilen der Streifenelektrode in zwei Teilelektroden unterschiedlicher Breite kann die gleiche Gewichtung des Photostroms mit der Streifenelektrodennummer durch nachgeschaltete Widerstände erreicht werden. Je nach der Streifenelektrodennummer wird nur ein Bruchteil des Photostroms für die Messung des Ausdrucks

weitergeführt, der Reststrom wird über den parallelen Widerstand für die Messung des zweiten Ausdrucks

geleitet, so daß - wie im obigen Fall - wieder der Schwer­ punkt der Photostromstärkenverteilung

berechnet werden kann. Aufgrund der durch die Verdrahtung erreichten direkten Messung der Ausdrücke (1) und (2) sind die Positionsgeber nach Fig. 11 und Fig. 12 besonders für schnelle Positionsbestimmungen geeignet. Da die Schwerpunktbildung additiv ist, können großflächige Positionsgeber durch Blockbildung (Aneinanderreihen meh­ rerer unabhängiger Strukturen) zusammengesetzt werden. Der Schwerpunkt der Photostromstärkeverteilung wird in diesem Fall durch folgenden Ausdruck ermittelt:

mit m: Blocknummer
Sm: Schwerpunktlage innerhalb des Blocks m
I_mPhoto: Gesamtphotostromstärke des Blocks m.

Eine matrixförmige Anordnung von zwei Gruppen von Streifen­ elektroden ermöglicht die zweidimensionale Lokalisierung eines Lichtflecks, mit direkter Schwerpunktbestimmung.

Claims (13)

1. Positionsgeber zur Erfassung der Lage eines Licht- oder Teilchenstrahls
mit mindestens einer Gruppe einander benachbart ange­ ordneter Photodioden, von denen jede Elektroden und zwischen diesen einen Photoleiter aufweist, wobei min­ destens zwei Elektroden von dem Licht- oder Teilchen­ strahl mindestens teilweise überdeckt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Elektroden der Photodioden streifenförmig gestal­ tet sind, und
• 2. eine Auswerteschaltung den Photostrom oder eine kor­ relierte Größe für die einzelnen Photodioden mißt und anhand der Photostromstärkeverteilung die Lage des Strahls angibt.

2. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Elektroden (13) die gleiche Breite aufweisen und parallel zueinander und dicht nebeneinan­ der angeordnet sind.

3. Positionsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodioden zwei Gruppen jeweils zueinander paral­ leler Elektroden (11, 13) aufweisen und die Elektroden unterschiedlicher Gruppen orthogonal zueinander liegen.

4. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in Form einer Gruppe konzentrischer Kreise angeordnet sind.

5. Positionsgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gruppe streifenförmiger Photodioden radial vom Mittelpunkt der konzentrischen Kreise der Photo­ dioden der ersten Gruppe aus angeordnet ist.

6. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodioden als Schottky- oder pin-Dioden durch Aufbringen von amorphem Silizium auf ein starres Glas-, Keramik- oder Metallsubstrat (10) oder auf Folienmaterial in Lithographietechnik hergestellt sind, oder daß die Diodenstruktur durch Verwendung von kristallinem Silizium realisiert wird.

7. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung den Spannungsabfall des Photo­ stroms an einem externen oder integrierten Widerstand (41) mißt.

8. Positionsgeber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodioden aus amorphem Silizium hergestellt sind und die Auswerteschaltung einen Decoder oder ein Schiebere­ gister zum Auslesen der Signale aus integriert herge­ stellten Dünnfilmtransistoren aufweist.

9. Positionsgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Decoder einen Pre-Charge-Dünnfilmtransistor zur Erhöhung der Schaltfrequenz aufweist.

10. Positionsgeber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dünnfilmtransistor-Decoder identisch aufgebaut sind und deren Adressierung durch ein Paar, bestehend aus einer binär codierten Adresse sowie einer dazu komplementären negierten Adresse, erfolgt.

11. Positionsgeber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Schwerpunkts der Photostromstärke­ verteilung ein Kurvenanpassungsverfahren benutzt wird.

12. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
jede einzelne streifenförmige Elektrode konstanter Breite derart in zwei entlang ihrer Längserstreckung getrennte, zueinander parallele Bereiche aufgeteilt ist, daß die Breite des jeweils ersten Bereichs bei Zählung der nebeneinanderliegenden Elektroden, ausge­ hend von einer Seite des Detektorfeldes proportional zu der jeweiligen Elektroden-Nummer zunimmt und die Breite des jeweils zweiten Bereichs proportional zu der jeweiligen Elektroden-Nummer abnimmt,
und der jeweils erste Bereich mit einem ersten gemein­ samen Abgriff zur Ermittlung der Summe des mit der Elektroden-Nummer gewichteten Photostromes verbunden ist, und der jeweils zweite Bereich mit einem zweiten gemeinsamen Abgriff verbunden ist, so daß aus der Diffe­ renz sowie der Summe der Signale des ersten gemeinsamen Abgriffs und des zweiten gemeinsamen Abgriffs der Schwer­ punkt der Photostromstärkeverteilung bestimmt werden kann.

13. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
jede einzelne streifenförmige Elektrode konstanter Breite derart mit jeweils zwei externen oder internen Widerständen verbunden ist, daß der Anteil des Photo­ stroms, der über den jeweils ersten Widerstand fließt, bei Zählung der nebeneinanderliegenden Elektroden, ausgehend von einer Seite des Detektorfeldes proportional zur Streifenelektroden-Nummer zunimmt, und der Anteil des Photostroms, der über den jeweils zweiten Widerstand fließt, proportional zur Streifenelektroden-Nummer abnimmt,
und der jeweils erste Widerstand jeder Streifenelektrode mit einem ersten gemeinsamen Abgriff zur Ermittlung der Summe des mit der Elektroden-Nummer gewichteten Photostroms verbunden ist, und der jeweils zweite Wider­ stand mit einem zweiten gemeinsamen Abgriff verbunden ist, so daß aus der Differenz sowie der Summe der Signale des ersten gemeinsamen Abgriffs und des zweiten gemein­ samen Abgriffs der Schwerpunkt der Photostromstärkever­ teilung bestimmt werden kann.