CN100355078C - 光编码器用集成电路 - Google Patents

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Abstract

一种光编码器用集成电路，可降低利用光编码器的位置检测信号的噪声，具备：由受光元件的检测信号生成位置检测信号的信号处理部；至少在信号处理部与受光元件间形成的被上拉到电源电位的带状的电源电位层(32a)；由电源电位层(32a)上方形成的作为导体层的各个不同层所形成的多个导体层(36，38)。作为电气连接电源电位层(32a)上交叉的受光元件与信号处理部的连接线(34)，在电源电位层(32a)的正上方区域(54)，通过多个导体层(36)、(38)中的最下层(36)以外的导体层(38)形成。由于电源电位层(32a)与连接线(34)远离，可抑制电源噪声混入位置检测信号。

Description

光编码器用集成电路
技术领域
本发明涉及具有从受光元件的检测信号生成位置检测信号的信号处理部的光编码器用集成电路，特别涉及具有为了抑制从信号处理部侧面的光侵入而上拉到电源电位的电源电位层的集成电路。
背景技术
这种光编码器及其信号处理用的集成电路，例如作为打印头的位置检测部件被利用。这里，对其结构和工作原理的一个例子参照附图进行简要描述。
图5是包含光编码器用集成电路10的打印头位置检测机构12的概略结构示意图。如图5所示，位置检测机构12包括光源14、定标器16、受光元件阵列18及信号处理电路20。在伴随打印头(未图示)的移动沿箭头方向自由移动的带状的定标器16上，例如沿着较长方向等间隔地交叉设置透光部(缝隙)22和遮光部24。因此，光源14、定标器16及受光元件阵列18的配置位置关系是；从光源14来的光，通过透光部22到达受光元件阵列18，并由于遮光部24被遮挡。而且，如图5所示，受光元件阵列18及信号处理电路20一起构成集成电路10。
图6表示受光元件阵列18及信号处理电路20的概略结构的平面图(上面图)，图7是依据图6的受光元件阵列18的检测信号生成位置检测信号的信号处理电路20的概略结构图。图6例中，受光元件阵列18由属于多个组(图6中只显示两组)的受光元件(例如光二极管)26a、26b构成，它们(图6中属于第一组的受光元件26a和属于第二组的受光元件26b)交互排列在一列。而且，该列沿着定标器16的移动方向。因此，如图7所示，受光元件26a、26b被各组中的放大器28a、28b放大，各放大器28a、28b的输出在比较器30进行比较。依据作为比较器30的比较结果的输出信号，生成位置检测信号。
图8(a)表示对应定标器16的结构，依据上述位置检测机构12生成位置检测信号(即信号处理电路20的输出)的一个例子的说明图。如图8所示，一个位置检测信号，例如，光透过透过部的位置为高电平(H)，而光被遮光部遮断的位置为低电平(L)。因此，从这样的位置检测信号的脉冲数或者相位，可获得打印头从原点开始的移动位置和移动速度。
由上述位置检测机构1 2产生的位置检测信号，有例如图8(b)所示的振铃噪声混入的情况。根据发明者的研究，判明了噪声的一个原因是从受光元件阵列18与信号处理电路20的电气连接区域混入电源噪声。以下，参照图面对此进行说明。
如图6所示，信号处理电路20的周围，为了抑制从其侧面向内部的光侵入，设置了电源电位层32。电源电位层32是在基板上形成的带状的层(例如通过外延生长形成的与导体性质相近的层)，如字面意思，被上拉到电源电位(施加电源电位)。而且，信号处理电路20的整个上面，为了抑制从其上方对内部的光侵入，覆盖遮光金属层。
图9是放大表示图6的信号处理电路20的受光元件阵列侧18的边界区域L的平面图。图10是图9的A-A剖面图。从这些图可明白，在区域L中，电气连接各受光元件26a、26b与信号处理电路20内部的连接线34，形成多层结构。即，连接线34包括：与各受光元件26a、26b连接的第一导体层36；使第一导体层36与受光元件26a、26b的各组进行连接的第二导体层38；连接两个导体层36、38的通孔40。这样，由于第一导体层36及第二导体层38形成不同的层，进行立体布线，连接线34按每组隔离。因此，该区域中，第一导体层36及第二导体层38都在电源电位层32之上形成。各层通过绝缘层适当隔离，图9中为了理解简单省略了绝缘层。
如图10所示，在基板42上，从下开始(基板42侧开始)电源电位层32、绝缘层(例如SiO2)44、第一导体层36、绝缘层(例如SiO2)46、第二导体层38、绝缘层(例如SiO2)48、遮光金属层50、绝缘层(例如SiO2)52，按照公知的制造工艺叠层。因此，发明人注意到，对于这种结构，第一导体层36与电源电位层32仅夹着绝缘层44，存在距离比较近的问题，是噪声混入的一个重要原因。即，在这种结构中，电源噪声从电源电位层32传送到第一导体层36，与来自受光元件26a、26b的检测信号重叠。而且，由于信号处理电路20内部的放大器28a、28b是高增益的放大器，在这里混入的微小的噪声被大幅放大。
发明内容
本发明的光编码器用集成电路具备：由受光元件的检测信号生成位置检测信号的信号处理部；至少在所述信号处理部与受光元件间形成的被上拉到电源电位的带状的电源电位层；由所述电源电位层上方形成的作为导体层的各个不同层所形成的多个导体层；作为电气连接所述电源电位层上交叉的受光元件与所述信号处理部的连接线，在该电源电位层的正上方区域，通过上述多个导体层中的最下层以外的导体层形成。
而且，上述光编码器用集成电路中，位于与上述连接线交叉区域的上述电源电位层的宽度，最好比除此之外的区域的宽度窄。
附图说明
图1是放大表示本发明一实施方式的包含于光编码器用集成电路中的信号处理电路的受光元件阵列侧的边界区域的平面图。
图2是图1的B-B剖面图。
图3是放大表示本发明其他实施方式的包含于光编码器用集成电路中的信号处理电路的受光元件阵列侧的边界区域的平面图。
图4是图3的C-C剖面图。
图5是包括光编码器用集成电路的打印头的位置检测机构的概略结构的示意图。
图6是表示光编码器用集成电路的受光元件阵列及信号处理电路的概略结构的平面图。
图7是依据图6的受光元件阵列的检测信号生成位置检测信号的信息处理电路的概略结构图。
图8是表示对应定标器的结构，依据图5的位置检测机构生成位置检测信号(即信号处理电路的输出)的一个例子的说明图。
图9是放大表示图6的信号处理电路的受光元件阵列侧的边界区域的平面图。
图10是图9的A-A剖面图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是放大表示本发明实施方式1的包含于光编码器用集成电路中的信号处理电路的受光元件阵列18侧的边界区域(即相当于图6的区域L的部分)的主要部分平面图，图2是图1的B-B剖面图。对于本实施方式的光编码器用集成电路，上述区域L以外的部分，可与上述区域同样地构成。因此在以下的说明中，对这些同样的结构要素赋予相同的符号，省略对其重复说明。
本实施方式中的第一导体层36及第二导体层38的连接形式自身与图9及图10所示是同样的，不同点在于该区域的电源电位层32a的宽度Wd1比其他部分的宽度Wd0窄，避免第一导体层36在电源电位层32a上重叠。即，本实施方式中，在电源电位层32a的正上方区域54(图2)，不配置多个导体层中的最下层(本实施方式中是第一导体层36)，而作为在正上方区域54中与电源电位层32a交叉的连接线34，使用最下层以外的层(本实施方式中是第二导体层38)。这样，本实施方式中，由于电源电位层32a与连接线34尽量远离，减少了它们之间的寄生电容，可抑制从电源电位层32a经由该寄生电容到连接线34的噪声混入。
因此，本实施方式中，电源电位层32a的宽度Wd1在与连接线34交叉的区域比其他部分(即未交叉区域)的宽度Wd0窄。由此，电源电位层32a与连接线34(这里是第二导体层38)的重叠区域变窄，进一步减少寄生电容，实现了从电源电位层32a到连接线34的噪声混入的进一步抑制。
实施方式2.
图3是放大表示本发明实施方式1的包含于光编码器用集成电路中的信号处理电路的受光元件阵列侧的边界区域(即相当于图6的区域L的部分)的主要部分平面图，图4是图3的C-C剖面图。对于本实施方式的光编码器用集成电路，上述区域L以外的部分，可与上述实施方式1同样地构成。因此在以下的说明中，对这些同样的结构要素赋予相同的符号，省略对其重复说明。
如图3所示，第一导体层36及第二导体层38的连接本身与图1、2所示是同样的，不同点在于这些连接结构设置在受光元件阵列18侧的滑动位置。因此，本实施方式中，在电源电位层32b的正上方区域56，也不配置多个导体层中的最下层(本实施方式中是第一导体层36)，而作为在正上方区域56中与电源电位层32b交叉的连接线34，使用最下层以外的层(本实施方式中是第二导体层38)。这样，本实施方式中，也是由于电源电位层32b与连接线34尽量远离，减少了它们之间的寄生电容，可抑制从电源电位层32b经由该寄生电容到连接线34的噪声混入。
而且本实施方式中，电源电位层32b只在与连接线34交叉的部分有切口，使该部分的电源电位层32b的宽度Wd2比其他部分(即来交叉区域)的宽度Wd0窄。由此，电源电位层32b与连接线34(这里是第二导体层38)的重叠区域变窄，使寄生电容较小，实现了从电源电位层32b到连接线34的噪声混入的进一步抑制。
以上，对本发明的最佳实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。例如，上述实施方式的任一个，都显示了用作连接线的导体层有两个的情况，但并不限于此，导体层有三个以上的情况也可适用同样的方法。另外，不管连接线的数量和导体层间的连接结构，如果某种集成电路，采用了与电源电位层交叉的作为连接线的导体层中的至少一个，该连接线至少作为在电源电位层上方的层而形成多个导体层，则可以采用本发明的结构。
依据本发明，在连接受光元件和其信号处理部的连接线与电源电位层交叉的部分，可使电源电位层与连接线间的寄生电容较小，可抑制从电源电位层到连接线的电源噪声混入。由此，可以实现光编码器的位置检测精度的提高以及信号处理部和受光元件的信赖性的提高。

Claims (2)

1.一种光编码器用集成电路，具备：
由受光元件的检测信号生成位置检测信号的信号处理部；
至少在所述信号处理部与受光元件间形成的被上拉到电源电位的带状的电源电位层；
在所述电源电位层上方形成的作为导体层的各个不同层所形成的多个导体层；
其特征在于，作为电气连接所述电源电位层上交叉的受光元件与所述信号处理部的连接线，在该电源电位层的正上方区域，通过所述多个导体层中的最下层以外的导体层形成。
2.如权利要求1所述的光编码器用集成电路，其特征在于，位于与所述连接线交叉区域的所述电源电位层的宽度，比除此之外的区域的宽度窄。
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