CN100535606C - 光学式编码器 - Google Patents

Abstract

提供一种光学式编码器，具备配置光透射部分(9)和光非透射部分(8)，通过照射输入光(4)而使其输出图形成为光学式代码的光学式度盘(7)；光源单元和感光单元，光非透射部分由与入射输入光的一侧展宽了的八字形相对的至少一组倾斜面(8a、8b)构成，设定成对于来自光源(1)的输入光(4)，其光轴(6)的入射角大于等于临界角，构成为入射到一方倾斜面(8a)的入射光(4)全反射后入射到另一方倾斜面(8b)，由另一方倾斜面至少反射一部分，而且，构成为由另一方倾斜面(8b)反射了的反射光(10)不会入射到光源(1)的发光单元以及发光单元周围的反射部分(3)，能够抑制由从光学式度盘的光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道以及自身轨道中产生的误差。

Description

光学式编码器

技术领域

本发明涉及具备光学式度盘(scale)的光学式编码器，特别是涉及降低检测误差的技术。

背景技术

光学式编码器一般通过使从光源出射的平行光束照射到交替地配置了光透射部分和光非透射部分的光学式度盘，变换为调制信号，由感光元件把该调制信号变换为电信号，检测旋转轴的旋转角度、旋转速度或者直线移动的物体的位置和速度。

作为以低价格、高精度为目的的光学式编码器的现有例，例如可以举出专利文献1。依据该专利文献1，记载了在现有方法中，例如由于通过「在玻璃板上实施铬蒸镀，腐蚀镀铬层，加工成透明部分和不透明部分」生成图形，制作光学式度盘，因此存在价格升高的问题，而为了解决该问题，在光透射部分之间例如通过树脂成形而具备对于入射光线入射角成为大于等于临界角的倾斜部分，从而设置遮光部分(光非透射部分)，并且记载了如果交替地具备该遮光部分和光透射部分，则成为与蒸镀铬形成的缝隙列相同的光学式度盘，能够达到由树脂成形实现的低成本。在表示该专利文献1的一个实施例的图2的说明中，记载了「使临界角小于等于45°，使在光栅中形成一个凸起的例如10a、10b那样的倾斜面之间的延长线上构成的角度为90°，例如使入射到10a或者10b那样的倾斜面上的光的入射角为45°，例如使入射到9a或者9b那样的平坦面上的光的入射角度为0°。」、「入射到倾斜面10a的光由于入射角成为45°，因此被全反射，被直角地反射，在另一个倾斜面10b上以45°的角度入射，再次被全反射，被直角地反射，返回到原来的入射一侧。」。

进而，作为其它的现有例，可以举出专利文献2以及专利文献3。

例如，在专利文献2中，记载了在由聚碳酸酯构成的透光性构件的表面上，交替地形成了光透射部分和由对于入射的光线其入射角设定为大于等于临界角的倾斜面构成的光非透射部分的光学式度盘，记载了如果使用聚碳酸酯则由于进行全反射的入射角的范围拓宽，因此即使在入射光倾斜地入射到光学式度盘中的情况下，全反射后返回到原来的入射方向的可能性高，难以产生杂散光。

另外，在专利文献3中，记载为光路变换功能包括对于可动代码板的厚度充分小的凹凸形状，在上述区域的至少一方至少形成一个或者多于一个的该凹凸图形，这样，做成多个凹凸构造，抑制凹凸构造的厚度。

专利文献1：日本特开昭60-140119号公报(第1～2页，第1，2图)

专利文献2：日本特开昭62-5131号公报(第1～3页，第1～3，5图)

专利文献3：日本特开平11-287671号公报(第4页，第1～3图)

现有的光学式编码器由于如以上那样构成，因此存在以下的问题。

在入射到光学式度盘的相邻倾斜面之间构成90°的遮光部分的光被全反射返回到原来的入射一侧的情况下，理想的是由反射产生的光损失为0，反射方向成为与入射光矢量完全平行。即，该反射光沿着与入射光轨迹相反的方向返回，到达光源。但是，由于上述倾斜面构成的角度根据成型精度等，大多从90°稍稍偏移，因此到达光源的反射光位置入射到光学元件的电极或者冲模垫(ダィパッド)等能够光学地成为反射膜的位置的可能性大。如果在上述反射膜上入射来自度盘遮光部分的反射光线，则以从入射位置引出的反射膜的垂线为对称轴，进而被全反射。

通常，光学式度盘由多个轨道构成，从光源出射的光束由透镜等变换为大致平行光，照射上述多个轨道。即，光源配置在多个轨道占据的宽度的大致中央部分。

从而，来自某个轨道(假设称为第1轨道。)的度盘遮光部分的被反射了的光由上述反射膜进一步反射，入射到存在于对于上述反射膜的垂线对称位置上的其它轨道(假设称为第2轨道)。

入射到该对称位置的光束的光量由于根据第1轨道的度盘图形而被调制，因此在本来感光由第2轨道的光学式度盘调制了的透射光的感光元件中重叠基于第1轨道的调制光。这时，基于来自第1轨道的反射光的调制信号与基于透射了第1轨道的透射光的调制信号成为相反相位。上述基于第1轨道的反射光的调制信号在基于第2轨道的检测中带来误差。

上述现象在来自第2轨道的度盘遮光部分的反射光中也同样产生，在基于第1轨道的检测中发生误差。

另外，即使在轨道仅是一条的情况下也相同，有时来自自身轨道的反射光成为检测误差。

如上所述，在具备了相邻的倾斜面之间构成90°的遮光部分的光学式度盘的情况下，入射到光学式度盘上的光线中，入射到遮光部分的光成为沿着与入射方向相反方向行进的反射光，该入射方向与反射方向几乎成为平行。

这一点可以说在入射光的光轴对于光学式度盘几乎垂直的情况下，对于在玻璃等透明基板上具有通过铬蒸镀和腐蚀加工等形成的透明部分(相当于光透射部分)和不透明部分(相当于遮光部分)的光学式度盘也相同。即，入射到某个轨道的光线的一部分通过由蒸镀了铬等的遮光部分反射，入射到发光点周围的电极或者冲模垫上，进行反射，与上述现有例相同，入射到其它的轨道，有可能产生检测误差。

另外，在上述专利文献1至3的任一个中，都没有记载或者提出上述那样的来自遮光部分(光非透射部分)的反射光发生误差的情况。

发明内容

本发明是为了解决上述现有的问题点而完成的，目的在于提供能够抑制由从光学式度盘的光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道以及自身轨道中产生的检测误差的光学式编码器。

本发明的光学式编码器具备配置由平坦面构成的光透射部分和由倾斜面构成的光非透射部分，通过照射输入光而使其输出图形成为光学式代码的光学式度盘、设置了用于照射上述入射光的大于等于一个光源的光源单元、设置了感光上述输出图形的大于等于一个感光元件的感光单元，上述光非透射部分由与入射上述输入光的一侧展宽了的八字形相对的至少一组倾斜面构成，设定成对于来自上述光源的输入光其光轴的入射角大于等于临界角，构成为入射到一方倾斜面的入射光被全反射后入射到另一方的倾斜面，由另一方倾斜面至少反射一部分，而且构成为由上述另一方倾斜面反射了的反射光不会入射到上述光源的发光单元以及发光单元周围的反射单元。

另外，在具备配置光透射部分和光非透射部分，通过照射输入光而使其输出图形成为光学式代码的光学式度盘、设置了用于照射上述输入光的大于等于一个光源的光源单元、设置了感光上述输出图形的大于等于一个感光元件的感光单元的光学式编码器中，用反射防止膜覆盖上述光源的发光单元周围的反射单元。

另外，在具备配置光透射部分和光非透射部分，通过照射输入光而使其输出图形成为光学式代码的光学式度盘、设置了用于照射上述输入光的大于等于一个光源的光源单元、设置了感光上述输出图形的大于等于一个感光元件的感光单元的光学式编码器中，上述光源接合到基板上的冲模垫上，使上述冲模垫的面积几乎等于该冲模垫与上述光源的接触面积。

另外，在具备配置了光透射部分和光非透射部分的具有大于等于一个轨道，通过照射输入光而使其输出图形成为光学式代码的光学式度盘、设置了用于照射上述输入光的大于等于一个光源的光源单元、设置了感光上述输出图形的大于等于一个感光元件的感光单元的光学式编码器中，构成为使得以上述光源的光轴为对称轴，在来自上述光源的输入光的照射区内的与上述光非透射部分对称的位置，配置上述光学式度盘的没有轨道的部分。

依据本发明，光非透射部分由与入射上述输入光的一侧展宽了的八字形相对的至少一组倾斜面构成，设定成对于来自上述光源的输入光其光轴的入射角大于等于临界角，构成为入射到一方倾斜面的入射光被全反射后入射到另一方倾斜面，由另一方倾斜面至少反射一部分，而且构成为由上述另一方倾斜面反射了的反射光不会入射到上述光源的发光单元以及发光单元周围的反射单元，因此来自光学式度盘上的某个轨道的光非透射部分的反射光不会入射到光源的发光单元周围的反射单元而被吸收或者散射，从而，也几乎不会再次入射到其它轨道或者自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。

另外，由于用反射防止膜覆盖了光源的发光单元周围的反射单元，因此即使来自光学式度盘上的某个轨道的光非透射部分的反射光入射到光源的发光单元周围的反射单元，由于被反射防止膜吸收，因此也几乎不会再次入射到其它轨道或者自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。

另外，由于光源与基板上的冲模垫接合，使上述冲模垫的面积几乎等于该冲模垫与上述光源的接触面积，因此来自光学度盘上的某个轨道的光非透射部分的反射光入射到作为光源的发光单元周围的反射单元的冲模垫的概率降低，几乎不会再次入射到其它轨道或者自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。

另外，由于构成为以光源的光轴为对称轴，在来自光源的输入光的照射区域内的与光非透射部分对称的位置配置光学式度盘的没有轨道的部分，因此即使来自光源的输入光由光非透射部分反射，成为反射光，由光源的发光单元周围的反射单元再次反射后再次入射到光学式度盘，也几乎不会再次入射到其它轨道以及自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从非光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。

附图说明

图1表示现有的光学式编码器的代表性的结构，(a)是在包括各轨道的面剖开后的光学式编码器的剖面图，(b)是光源单元的平面图，(c)是在与(a)的剖面正交的面切割的光学式度盘的剖面图。

图2表示本发明实施形态1的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的剖面图。

图3表示本发明实施形态1的光学式编码器的结构，(a)是从感光单元观看的平面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的平面图。

图4表示本发明实施形态1的光学式编码器的其它结构，(a)是从感光单元观看的平面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的平面图。

图5表示本发明实施形态1的光学式编码器的又一种其它结构，(a)是从感光单元观看的平面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的平面图。

图6表示本发明实施形态2的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的平面图。

图7表示本发明实施形态3的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的平面图。

图8是表示本发明实施形态4的光学式编码器的结构的剖面图。

图9表示本发明实施形态5的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的剖面图。

图10表示本发明实施形态6的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的剖面图。

图11是表示本发明实施形态8的光学式编码器的主要部分的平面图。

图12是表示本发明实施形态9的光学式编码器的主要部分的平面图。

图13是表示本发明实施形态10的光学式编码器的结构的剖面图。

图14表示本发明实施形态10的光学式编码器的结构，(a)是从感光单元观看的平面图，(b)是把(a)的一部分放大表示的平面图。

具体实施方式

实施形态1

在说明实施形态之前，首先，根据附图说明在如专利文献1至3中所示的现有光学式编码器中，通过从光学式度盘的光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道以及自身轨道中产生误差的状况。图1表示上述现有的光学式编码器的代表性的结构，更具体地讲，(a)是在包括各轨道的面剖开后的光学式编码器的剖面图，(b)是从光学式度盘一侧观看光源单元的平面图，(c)是在与(a)的剖面正交的面切割了的光学式度盘的剖面图。

如图1(a)、(b)那样，从基板116上具备的例如LED那样的发光元件(光源)101的发光点102出射的光线103由透镜104变成为平行光，入射到由光学式度盘105的光透射部分和遮光部分(光非透射部分)构成的轨道106。如图1(c)所示，轨道106由V凸起107(与成为光非透射部分的倾斜面相当)和平坦部分(与成为光透射部分的平坦面相当)构成，V凸起107的顶角的设计值成为90°。光学式度盘105的折射率选择为使得根据与空气等外围部分的折射率差所决定的临界角小于等于45°。

入射到轨道106的光线(输入光)103中，入射到V凸起107的光由于在V凸起的斜面(倾斜面)以入射角45°入射，因此在V凸起107的斜面进行二次全反射，成为沿着与入射方向相反方向行进的反射光108。反射光108由透镜104折射，再次返回到发光元件101。

通常，由于制造误差，多数情况下V凸起107的顶角的角度稍稍偏离作为设计值的90°，或者，光线103对于V凸起107的入射角稍稍偏离45°。从而，反射光108的一部分或者大部分没有返回到发光点102而入射到其周围的电极109或者冲模垫110。这里，记述反射光108入射到电极109的情况，而入射到冲模垫110的情况也产生同样的现象。另外，图1中，为了易于了解，在电极109以及冲模垫110上施加阴影线示出。

作为电极109的材料一般使用金属，由于其反射率高，因此反射光108以从对于电极109的入射地点延伸的电极109的垂线111为对称轴，再次反射。然后，入射到物镜104被折射，入射到与轨道106不同的其它轨道112。由于轨道112也由光透射部分和遮光部分构成，因此反射光108的一部分通过轨道112的光透射部分，由设置在光学式度盘105的与光源101的相反一侧(图1中光学式度盘105的上方)的感光元件113感光。

通过轨道106的光设定成根据光透射部分和遮光部分的排列图形，成为受到某种程度调制的调制信号。另一方面，反射光108成为受到与上述调制信号相反相位的调制。从而，在感光元件113中入射：从发光元件101出射，由透镜104变成平行光，通过轨道112的光透射部分直接入射的光线114；和由轨道106调制，与轨道106的透射光相反相位的入射光108中，通过了轨道112的光透射部分的光线115这两者。即，如果光学式度盘105在图1(a)中沿着与纸面垂直的方向移动，则由于感光元件113输出反映了轨道112的光透射部分的排列图形的原本应该检测的输出反映了轨道106的遮光部分的排列图形的输出叠加了的信号，因此发生检测误差。

当然，由于来自轨道112的遮光部分的反射光也经过电极109或者冲模垫110入射到轨道16，因此在感光元件117的输出中也包括检测误差。

图2以及图3表示本发明实施形态1的光学式编码器的结构，图2(a)是表示整体的剖面图，图2(b)是放大表示图2(a)的V凸起附近(用圆圈包围的部分)的剖面图，图3(a)是表示从感光单元观看的平面图，图3(b)是放大表示图3(a)的一部分(用圆圈包围的部分)的平面图。另外，图2表示图3(b)的A-A线的剖面。

例如，LED那样的光源1配置在基板2上设置的冲模垫3上。作为冲模垫3的材料，与电极相同，一般使用金属，其反射率高。另外，基板2具备吸收光或者使其散射、极力减少正反射的光的表面。从光源1出射(照射)的光线(输入光)4由透镜5折射，使得对于其光轴6成为大致平行光。光线4由透镜5折射后，入射到光学式度盘7。

如图3所示，光学式度盘7由多个轨道14、15(在图3中，施加阴影线表示。)构成，在各轨道14、15中以周期P、宽度P/2排列有V凸起8。图3中，作为一个例子，表示直线式的度盘。光学式度盘7对于光源1、冲模垫3以及透镜5，相对地沿着图3(a)中的箭头方向移动。

光学式度盘7由V凸起8(相当于由与入射输入光4的一侧扩展了的八字形相对的至少一组倾斜面构成的光非透射部分。)和平坦部分9(相当于由平坦面构成的光透射部分。)构成，V凸起8的倾斜面8a、8b的倾斜角如图2(b)所示，对于平坦部分9(平坦面)成为(45-α)°。其中，α具有0＜α＜45°的数值。另外，倾斜面8a、8b构成的角度成为(90+2α)°，即(90+γ)°。其中，0＜γ＜90°。

另外，光学式度盘7的折射率选择为使得根据与空气等外周部分的折射率差决定的临界角θc小于(45-α)°。即，光非透射部分由与入射输入光4的一侧(在图2中是下侧)扩展了的八字形相对的至少一组倾斜面8a、8b构成，设定成对于来自光源1的输入光4，其光轴6的入射角大于等于临界角。从而，入射到V凸起8的光线4由于被全反射，因此不会入射到感光元件11a，只有入射、透射平坦部分9的光线入射到感光单元11的感光元件11a被检测。

另外，这里平坦部分9与V凸起8的宽度的比例没有特别限定，有时也有平坦部分9的宽度为0的情况。进而，感光元件11a并不限于单一元件，也有由多个元件构成的情况。

图2中表示沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起8的右斜面(右侧的斜面)8a的情况。在光线4的行进方向平行于光轴6的情况下，由于入射角是(45-α)°，因此全反射后入射到左斜面(左侧的倾斜面)8b。对于左斜面8b的入射角由于成为(45+3α)°，因此在这里也全反射后成为反射光10。这时，反射光10的行进方向与光轴6构成的角度成为4α。由于倾斜面8a、8b构成的角度从(90+2α)°即90度偏离，因此反射光10与入射光4不平行。

反射光10在光学式度盘7与外周部分的边界折射，在与光轴6构成的角度成为θ以后，由透镜5折射，到达光源单元(基板2)，而在本实施形态的光学式度盘中，设定上述α，使得反射光10对于基板2的入射位置处于冲模垫3的外侧(不入射到光源1的发光单元以及发光元件周围的例如冲模垫3或者电极等的反射部分)，即，

x＞w    (1)

这里，x是反射光10在基板2上的入射位置与光源1的发光点的距离，w是从冲模垫3的端点到光源1的发光点的距离。

另外，在本实施形态中，基板2具备吸收光或者使其散射、极力减少正反射的光的表面，而在与冲模垫3同样地进行正反射的比例高的情况下，上述w可以置换为从正反射率高的区域的端点到光源1的发光点的距离。

在本实施形态的情况下，x能够表示如下。

[数1]

$x=\left(\frac{-\mathrm{ah}}{f}\right)+(f-\frac{\mathrm{Lh}}{f}+h)\×\tan \left(\mathrm{\θ}\right)---\left(2\right)$

θ＝sin^-1(nsin(4α))(3)

这里，f表示透镜5的焦距，h表示光源1的厚度，a表示光线4对于光学式度盘7的入射位置与光轴6的距离，L表示透镜主面与光学式度盘7的下表面的距离，n表示光学式度盘7的折射率。另外，假定光线4与反射光10在左斜面8b中的反射点的距离s、反射光10在左斜面8b中的反射点与反射光10在光学式度盘7的下表面交叉的点的距离s2以及物镜5的像差中的每一个都是可忽略的充分小的程度。另外，光学式度盘7的外部为折射率1的空气。

当可以写为tanθ＝θ，sinθ＝θ，sin(4α)＝4α时，从(1)式、(2)式、(3)式，能够表示为

[数2]

$\mathrm{\α}>\frac{\mathrm{wf}+\mathrm{ah}}{4n(f^2+\mathrm{hf}-\mathrm{Lh})}\left(\mathrm{rad}\right)---\left(4\right)$

例如，在w＝0.5mm，f＝5mm，h＝0.25mm，a＝2mm，L＝5mm，n＝1.5时，如果计算(4)式，则计算出

α＞0.02(rad)≈1.15(deg)

另外，在本实施形态中，对于表示光线4对光学式度盘7的入射位置的所有的a或者大部分a的值，设定α使得满足(4)式。如果设a采用-2mm到+2mm的值，则当a＝+2mm时(4)式的右边成为最大值。其中，关于a，把图2的左方向作为+，而其它的变量是标量(没有方向的正值)。在本实施形态中，设定大于等于上述的1.15(deg)的α。

进而，如上所述，光学式度盘7的临界角θc成为小于(45-α)°的(θc＜45-α)。

即

α＜45-θc(deg)(5)

从n＝1.5，满足

α＜3.19(deg)

另外，在本实施形态中，在(2)式以及(4)式中分别表示x以及α，而如果光学系统的结构改变，则当然有改变的可能性。

另外，上述α的值可以不依赖于光学式度盘7的临界角θc而为小于等于3°。这是为了减小由右斜面8a反射了的光线4没有入射到左斜面8b而向未预料的方向行进成为发散光的概率。

如上所述，依据本实施形态，构成为使得入射到一方倾斜面8a的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面8b，由另一方倾斜面8b全反射，而且，构成为使得由另一方倾斜面8b反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射单元(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，从光学式度盘7上的某个轨道(例如轨道14)的光非透射部分(V凸起8)反射了的光线10由于没有入射到光源1的电极或者冲模垫3等反射部分中而被吸收或者散射，因此几乎不会入射到其它轨道(例如轨道15)以及自身轨道(例如轨道14)的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分(V凸起8)反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，在上述中，说明了构成为使得入射到一方倾斜面8a的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面8b，由另一方倾斜面8b全反射的情况。依据这种结构，除去上述效果以外，由于在光非透射部分(倾斜面8a、8b)中可靠地把入射光全反射，不会漏泄到感光元件11a的配置一侧，因此还可以得到能够抑制成为误差原因的杂散光这样的效果。而并不限于由另一方倾斜面8b全反射的情况，对于由另一方倾斜面8b至少反射一部分的情况也相同，通过构成为由另一方倾斜面8b反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，能够抑制由从光非透射部分(V凸起8)反射了的光线产生的检测误差。

另外，在光线4对于光轴6仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，即，在平坦面(平坦部分9)的垂线与来自光源1的入射光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下，可以把(3)式像以下那样变形。式中，在ψ中，以图2中的光轴6为基准，以反时针旋转为正，其它部分与(3)式的情况，是标量。当然，下述公式通过使ψ为0，也能够适用在光线4与光轴6平行入射的情况。

θ＝|sin^-1(nsin(4α-ψ))|(3a)

另外，在表示光线4的入射位置的所有的a或者大部分a的值中，α可以设定为

(-45+θc+ψ)/3＜α＜45-θc+ψ(deg)(5a)

其中，在满足

ψ≤4α，即，α≥ψ/4

的情况下，可以作为满足(5a)式的同时，满足通过把(3a)式代入到(2)式进而代入到(1)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α，在满足

ψ＞4α，即，α＜ψ/4

的情况下，可以作为满足(5a)式的同时，满足通过把(3a)式代入到后述的(6)式进而代入到(1)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α。

另外，在上述中，说明了沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起8的右倾斜面8a的情况，而在沿着光轴6的右侧行进的光线4入射到V凸起8的左倾斜面8b的情况下，表现出与上述左右对称的现象。

另外，上述中如图3所示，说明了光学式度盘7是直线式的情况，但并不限于这种情况，例如也可以是图4或者图5所示那样的旋转式，这种情况下也可以得到相同的效果。

图4以及图5分别表示光学式度盘是旋转式的光学式编码器的一个例子以及其它例子，(a)是从感光单元观看的平面图，(b)是放大表示(a)的一部分(用圆圈包围的部分)的平面图。另外，在图4以及图5中，在各轨道14、15上施加阴影线表示。

图4中，在各轨道14、15中以周期2φ、宽度φ排列V凸起8，光学式度盘7对于光源1、冲模垫3、透镜5，相对地沿着图4中的箭头方向移动(以光学式度盘7的中心轴为旋转轴旋转)。

另外，在图5中，在各轨道14、15中排列V凸起8，图4中的V凸起8的顶边沿着光学式度盘7的半径方向延伸，而图5中的V凸起8的顶边沿着与光学式度盘7的半径方向正交的方向(对于光学式度盘7的移动方向成为平行)延伸。在各轨道14、15上5个V凸起8构成一组，以周期2φ、宽度φ排列这些组。光学式度盘7对于光源1、冲模垫3、透镜5，相对地沿着图5中的箭头方向移动(以光学式度盘7的中心轴为旋转轴旋转)。

另外，图5中，表示出5个V凸起8构成一组的情况，但并不限于这种情况，构成一个组的V凸起8的数量可以是几个。

另外，在图3所示的直线式的光学式度盘7中，也可以配置成V凸起8的顶边对于光学式度盘7的移动方向成为平行。

另外，在图3、图4、图5中，表示在光学式度盘7中配置2个轨道14、15的情况，但并不限这种情况，轨道的数量也可以是几个。当然也可以是一个。

实施形态2

图6表示本发明实施形态2的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是放大表示(a)的V凸起附近(用圆圈包围的部分)的剖面图。

在实施形态1中，说明了沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起8的右斜面8a中的情况，而在本实施形态中，说明沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起8的左斜面8b的情况。这种情况下表现出与沿着光轴6的右侧行进的光线4入射到V凸起的右斜面8a的情况左右对称的现象。

与实施形态1相同，光学式度盘7由V凸起8和平坦部分9构成，V凸起8的倾斜面8a、8b的倾斜角对于平坦部分9(平坦面)成为(45-α)°。其中，α具有0＜α＜45°的数值。另外，倾斜面8a、8b构成的角度成为(90+2α)°即(90+γ)°。其中，0＜γ＜90。另外，光学式度盘7的折射率选择为使得根据与空气等外周部分的折射率差所决定的临界角θc小于(45-α)°。

如图6所示，在光线4的行进方向平行于光轴6的情况下，入射角由于是(45-α)°，因此全反射入射到右斜面8a。对于右斜面8a的入射角由于成为(45+3α)°，因此在这里也全反射后成为反射光10。这时，反射光10的行进方向与光轴6构成的角度成为4α。

反射光10由光学式度盘7的下表面折射，在与光轴6构成的角度成为θ以后，由透镜5折射，到达基板2，而与实施形态1相同，设定上述α使得反射光10向基板2的入射位置处于冲模垫3的外侧(不入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的例如冲模垫或者电极等反射部分)。

在本实施形态的情况下，x由于反射光10的方向对于光轴6与实施形态1相反，因此可以表示如下。

[数3]

$x=\left(\frac{\mathrm{ah}}{f}\right)+(f-\frac{\mathrm{Lh}}{f}+h)\×\tan \left(\mathrm{\θ}\right)---\left(6\right)$

这里，假设光线4与反射光10在右斜面8a的反射点的距离s、反射光10在右斜面8a的反射点与反射光10在光学式度盘7的下表面交叉的点的距离s2以及透镜5的像差中的每一个都是可以忽略的充分小的程度。

当可以写为tanθ＝θ，sinθ＝θ，sin(4α)＝4α时，从(1)式、(3)式、(6)式，可以表示如下。

[数4]

$\mathrm{\α}>\frac{\mathrm{wf}-\mathrm{ah}}{4n(f^2+\mathrm{hf}-\mathrm{Lh})}\left(\mathrm{rad}\right)---\left(7\right)$

例如，在w＝0.5mm，f＝5mm，h＝0.25mm，a＝2mm，L＝5mm，n＝1.5的情况下，如果计算(7)式，则计算为

α＞0.013(rad)≈0.76(deg)

另外，在本实施形态中，也假设基板2具备吸收光或者使其散射、正反射的光极少的表面，而与冲模垫3相同地在正反射的比例高的情况下，上述w可以置换为从正反射率高的区域的端点到光源1的发光点的距离。

另外，在本实施形态中，对于表示光线4对光学式度盘7的入射位置的所有的a或者大部分a的值，设定α使得满足(1)式。如果设a采用-2mm到+2mm的值，则当a＝-2mm时，(7)式右侧的值成为最大，该值与实施形态1相同。

α＞0.02(red)＝1.15(deg)

式中，关于a以图6的左方向为+，其它变量是标量(没有方向的正值)。即，即使光线4入射到右斜面8a以及左斜面8b的任一个斜面，都可以设定比使(4)式或者(7)式中的a变化时右边的最大值大的α。

进而，α的值可以设定成满足(5)式，从n＝1.5，满足

α＜3.19(deg)

另外，在本实施形态中，用(6)式以及(7)式分别表示x以及α，而如果光学系统的结构改变，则当然公式也有可能改变。

另外，与实施形态1相同，α的值可以不依赖于光学式度盘7的临界角θc而是3°左右。这是为了减少由左斜面8b反射了的光线4没有入射到右斜面8a而向未预料的方向行进成为杂散光的概率。

如上所述，依据本实施形态，构成为使得入射到一方倾斜面8b的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面8a，由另一方倾斜面8a进行全反射，而且，构成为使得由另一方倾斜面8a反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，由于从光学式度盘7上的某个轨道的光非透射部分(V凸起8)反射了的光线10没有入射到光源1的电极或者冲模垫3等反射部分而被吸收或者散射，因此也几乎不会入射到其它轨道以及自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分(V凸起8)反射了的光线10再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，在上述中，说明了构成为使得入射到一方倾斜面8b的入射光4全反射后入射到另一方斜面8a，由另一方倾斜面8a全反射的情况。由于在光非透射部分(倾斜面8a、8b)中可靠地把入射光全反射，不会漏泄到感光元件11a的配置一侧，因此还可以得到能够抑制成为误差原因的杂散光的效果。而并不限于由另一方倾斜面8a全反射的情况，关于由另一方倾斜面8a至少反射一部分的情况也相同，通过构成为使得由另一方倾斜面8a反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，能够抑制由从光非透射部分(V凸起8)反射了的光线10产生的检测误差。

另外，在光线4对于光轴6倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，即，在平坦面(平坦部分9)的垂线与来自光源1的输入光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下，可以把(3)式变形如下。式中，在ψ中，以图6中的光轴为基准，以反时针旋转为正，其它是标量。

θ＝|sin^-1(nsin(4α+ψ))|(3b)

另外，在表示光线4的入射位置的所有的a或者大部分a的值中，α可以设定如下。

(-45+θc-ψ)/3＜α＜45-θc-ψ(deg)(5b)

其中，在满足

ψ≥-4α，即，α≥-ψ/4

的情况下，可以作为满足(5b)式的同时，满足通过把(3b)式代入到(6)式进而代入到(1)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α，在满足

ψ＜-4α，即，α＜-ψ/4

的情况下，可以作为满足(5b)式的同时，满足通过把(3b)式代入到上述的(2)式进而进入到(1)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α。

另外，在实施形态1以及2中，在光线4对于光轴6仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，分别表示了光线4入射到右斜面8a以及左斜面8b时的α设定范围，而在实际进行设计时，可以设定满足在实施形态1以及2中表示的两种设定范围条件的α。

另外，光学式度盘7当然也可以是例如图3所示的直线式或者例如图4或图5所示的旋转式的任一种。

实施形态3

图7表示本发明实施形态3的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是放大表示(a)的V凸起附近(用圆圈包围的部分)的剖面图。

与实施形态1、2相同，光学式度盘7由V凸起12和平坦部分9构成，而与实施形态1、2不同，V凸起12的倾斜面12a、12b的倾斜角对于平坦部分9(平坦面)成为(45+α)°。其中，α具有0＜α＜45°的数值。另外，倾斜面12a、12b构成的角度成为(90-2α)°即(90-γ)°。其中，0＜γ＜90°。

另外，选择光学式度盘7的折射率，使得根据与空气等外周部分的折射率差决定的临界角θc小于(45-3α)°。从而，由于入射到V凸起12的光线4被反射，因此不会入射到发光元件11而入射到平坦部分9，只有透射的光线入射到感光元件11被检测。

图7中表示沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起12的右斜面(右侧的倾斜面)12a的情况。在光线4的行进方向与光轴6平行的情况下，由于入射角是(45+α)°，因此全反射后入射到左斜面(左侧的倾斜面)12b。由于对于左斜面12b的入射角成为(45-3α)°，因此在这里也全反射后成为反射光10。这时，反射光10的行进方向与光轴6构成的角度成为4α。由于倾斜面12a、12b构成的角度偏离(90-2α)°即90°，因此反射光10与入射光4不平行。

反射光10在光学式度盘7与外周部分的边界折射，与光轴6构成的角度成为θ以后，由透镜5折射，到达基板2，在本实施形态中，设定上述α，使得反射光10对于基板2的入射位置处于冲模垫3的外侧(不入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的例如冲模垫或者电极等反射部分)，即

x＞w    (1)

这里，x是反射光10在基板2上的入射位置与光源1的发光点的距离，w是从冲模垫3的端点到光源1的发光点的距离。

本实施例情况下的x与实施形态2相同，可以表示如下。

[数5]

$x=\left(\frac{\mathrm{ah}}{f}\right)+(f-\frac{\mathrm{Lh}}{f}+h)\×\tan \left(\mathrm{\θ}\right)$

θ＝sin^-1(nsin(4α))(3)

这里，f表示物镜5的焦距，h表示光源1的厚度，a表示光线4对于光学式度盘7的入射位置与光轴6的距离，L表示透镜主面与光学式度盘7的下表面的距离，n表示光学式度盘7的折射率。这里，假设光线4与反射光10在左斜面12b的反射点的距离s、反射光10在左斜面12b中的反射点与反射光10在光学式度盘7的下表面交叉的点的距离s2以及物镜5的像差中的每一个都是可以忽略的充分小的程度。另外，光学式度盘7的外部为折射率1的空气。

当可以写为tanθ＝θ，sinθ＝θ，sin(4α)＝4α时，从(1)式、(3)式、(6)式，能够表示为

[数6]

$\mathrm{\α}>\frac{\mathrm{wf}-\mathrm{ah}}{4n(f^2+\mathrm{hf}-\mathrm{Lh})}\left(\mathrm{rad}\right)---\left(7\right)$

例如，在w＝0.5mm，f＝5mm，h＝0.25mm，a＝-2mm～+2mm，L＝5mm，n＝1.7的情况下，如果计算(7)式，则a＝-2mm时右边的值成为最大，计算为

α＞0.018(rad)≈1.01(deg)

设定满足该条件的α。其中，关于α以图7的左方向为正，其它变量，是标量(没有方向的正值)。这里，光学式度盘7的折射率n与实施形态1以及2不同，成为1.7。

另外，在本实施形态中，也假定基板2具备吸收光或者使其散射、正反射的光极少的表面，与冲模垫3相同地在正反射的比例高的情况下，上述w可以置换为从正反射率高的区域的端点到光源1的发光点的距离。

进而，如上所述，度盘7的临界角θc成为小于(45-3α)°的(θ＜45-3α)。

即，

α＜(45-θc)/3(deg)(8)

从n＝1.7，满足

α＜2.99(deg)。

另外，在本实施形态中，分别用(6)式以及(7)式表示x以及α，而如果光学系统的结构改变，则当然公式也有可能改变。

如上所述，依据本实施形态，构成为使得入射到一方倾斜面12a的反射光4全反射后入射到另一方倾斜面12b，由另一方倾斜面12b全反射，而且，构成为由另一方倾斜面12b反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，光学式度盘中，从某个轨道的光非透射部分(V凸起12)反射了的光线10由于不会入射到电源光源1的电极或者冲模垫3等反射部分而被吸收或者散射，因此也几乎不会入射到其它轨道或者自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分(V凸起12)反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，在上述中，说明了构成为使得入射到一方倾斜面12a的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面12b，由另一方倾斜面12b全反射的情况。由于在光非透射部分(倾斜面12a、12b)中可靠地把入射光全反射，不会入射到反射元件11a的配置一侧，因此还可以得到能够抑制成为误差原因的杂散光的效果。而并不限于由另一方倾斜面12b全反射的情况，关于由另一方倾斜面12b至少反射一部分的情况也相同，由另一方倾斜面12b反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光单元)的电极或者冲模垫3等反射部分)，能够抑制由从光非透射部分(V凸起12)反射了的光线产生的检测误差。

另外，在光线4对于光轴6向外侧仅倾斜ψ，入射到光学式度盘7的情况下，即，平坦面(平坦部分9)的垂线与来自光源1的入射光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下，与实施形态2相同，可以把(3)式变形如下。其中，ψ中，以图7中的光轴6为基准，以反时针旋转为正，其它与(3)式的情况相同，是标量。

θ＝|sin^-1(nsin(4α+ψ))|(3b)

另外，在表示光线4的入射位置的所有的a或者大部分a的值中，α可以设定如下。

-45+θc-ψ＜α＜(45-θc-ψ)/3(deg)(5c)

其中，在满足

ψ≥-4α，即，α≥-ψ/4

的情况下，可以作为满足(5c)式的同时，满足通过把(3b)式代入到(6)式进而代入到(1)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α，在满足

ψ＜-4α，即，α＜-ψ/4

的情况下，可以作为满足(5b)式的同时，满足通过把(3b)式代入到上述的(2)式进而代入到(1)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α。

另外，在上述中，说明了沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起12的右斜面12a的情况，而在沿着光轴6的右侧行进的光线4入射到V凸起12的左斜面12b的情况下，表现出与上述左右对称的现象。

另外，在沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起12的左斜面12b的情况下，可以满足0＜α＜45°，而且满足从(1)式、(2)式、(3a)式得到的条件式以及以下的(5d)式。

-45+θc+ψ＜α＜(45-θc+ψ)/3(deg)(5d)

其中，这是

ψ≤4α，即，α≥ψ/4

时的条件。在

ψ＞4α，即，α＜ψ/4

的情况下，可以满足0＜α＜45°，而且满足从(1)式、(6)式、(3a)式得到的条件以及(5d)式。

另外，在本实施形态中，在光线4对于光轴6仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，分别表示了光线4入射到右斜面8a以及左斜面8b时的α设定范围，而实际进行设计时，可以设定满足在本实施形态中表示的两种设定范围条件的α。

另外，光学式度盘7当然可以是例如图3所示那样的直线式或者例如图4或图5所示那样的旋转式的任一种。

实施形态4

图8是表示本发明实施形态4的光学式编码器的结构的剖面图。

与实施形态1以及2相同，光学式度盘7由V凸起8和平坦部分9构成，V凸起8的倾斜面8a、8b的倾斜角对于平坦部分9(平坦面)成为(45-α)°。其中，α具有0＜α＜45°的数值。另外，倾斜面8a、8b构成的角度成为(90+2α)°即(90+γ)°。其中，0＜γ＜90°。

在本实施形态中，表示沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到左斜面8b的情况。

另外，光学式度盘7的折射率选择成使得根据与空气等外周部分的折射率差决定的临界角θc小于(45-α)°。

进而，在本实施形态中，设定在光线4对于光学式度盘7的入射位置a的可采取的全部范围内，反射光10不会入射到物镜5的有效直径D内这样的α。

即，如以下

α-Ltanθ＜-D/2(9)

那样设定上述α。其中，关于α以图8的左方向为+。

这里，假设光线4与反射光10在右斜面8a中的反射点的距离s，以及反射光10在右斜面8a中的反射点与反射光10在光学式度盘7的下表面交叉的点的距离s2中的每一个都是可忽略的充分小的程度。

另外，当可以写为tanθ＝θ，sinθ＝θ，sin(4α)＝4α时，从(3)式、(9)式，能够表示为

α＞(2a+D)/8nL(rad)(10)

例如，如果设a＝-D/2～+D/2，D＝2mm，n＝1.5，L＝10mm，则设定α使得满足

α＞0.03(rad)≈1.91(deg)

进而，设定α的值使得满足(5)式。

从n＝1.5，满足

α＜3.19(deg)

另外，在本实施形态中，用(10)式表示α，而如果光学系统的结构改变，则当然公式也有可能改变。

另外，与实施形态1以及2相同，α的值也可以与光学式度盘7的临界角无关而是3°左右。这是为了减少由左斜面8b反射了的光线4没有入射到右斜面8a而向未预料的方向行进成为发散光的概率。

如上所述，依据本实施形态，构成为使得入射到一方倾斜面8b中的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面8a，由另一方倾斜面8a全反射，而且，构成为使得由另一方倾斜面8a反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，光学式度盘中，从某个轨道的光非透射部分(V凸起8)反射了的光线10不会入射到光源1的电极或者冲模垫3等反射部分，也几乎不会入射到其它轨道以及自身轨道的任一个中。其结果能够抑制由从光非透射部分(V凸起8)反射了的光线10再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，在上述中，说明了构成为使得入射到一方倾斜面8b的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面8a，由另一方倾斜面8a全反射的情况。而由于在光非透射部分(倾斜面8a、8b)中，可靠地把输入光全反射，不会入射到感光元件11a的配置一侧，因此还可以得到能够抑制成为误差原因的杂散光的效果。而并不限于由另一方倾斜面8a全反射的情况，关于由另一方倾斜面8a至少反射一部分的情况也相同，通过构成为使得由另一方倾斜面8a反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，能够抑制由从光非透射部分(V凸起8)反射了的光线产生的检测误差。

另外，在光线4对于光轴6向外侧仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，即，平坦面(平坦部分9)的垂线与来自光源1的输入光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下，与实施形态2相同，可以把(3)式变形如下。其中，ψ中，以反时针旋转为正，其它是标量。

θ＝|sin^-1(nsin(4α+ψ))|(3b)

另外，在表示光线4的入射位置的所有的a或者大部分a的值中，α可以设定如下。

(-45+θc-ψ)/3＜α＜45-θc-ψ(deg)(5b)

其中，在满足

ψ≥-4α，即，α≥-ψ/4

的情况下，可以作为满足(5b)式的同时，满足通过把(3b)式代入到(9)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α，在满足

ψ＜-4α，即，α＜-ψ/4

的情况下，可以作为满足(5b)式的同时，通过把(3b)式代入到以下的(9b)式中得到的条件式和0＜α＜45°的α。

a+Ltanθ＞D/2(9b)

另外，在上述实施形态4中，说明了沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到凸起V凸起8的左斜面8b的情况，而在沿着光轴6的右侧行进的光线4入射到V凸起8的右斜面8a的情况下，表现出与上述左右对称的现象。

另外，在沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到V凸起8的右斜面8b的情况下，可以满足0＜α＜45°，而且满足从(3)式、(9b)式得到的条件式以及(5a)式。

其中，这是

ψ≤4α，即，α≥ψ/4

的条件。在

ψ＞4α，即，α＜ψ/4

的情况下，可以满足0＜α＜45°，而且满足从(3a)式、(9)式得到的条件式以及(5a)式。

另外，则上述实施形态4中，说明了V凸起8的倾斜面8a、8b的倾斜角对于平坦部分9(平坦面)成为(45-α)°的情况，而即使在V凸起8的倾斜面8a、8b的倾斜角对于平坦部分9(平坦面)成为(45+α)°的情况下，也可以用同样的方法，设定在光线4对于光学式度盘7的入射位置a的可采取的所有范围内，反射光10不会入射到物镜5的有效直径D内的α。

另外，在本实施形态中，在光线4对于光轴6仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，分别表示了当光线4入射到右斜面8a以及左斜面8b时的α设定范围，而实际进行设计时，可以设定满足在本实施形态中表示的两种设定范围条件的α。

另外，光学式度盘7当然可以是例如图3所示那样的直线式或者图4或图5所示那样的旋转式的任一种。

实施形态5

图9表示本发明实施形态5的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是放大表示(a)的梯形凸起附近(用圆圈包围的部分)的剖面图。

在实施形态1、2、3以及4中，使用V凸起8或者V凸起12，由其倾斜面8a、8b或者12a、12b反射光线4，而在本实施形态中，使用梯形凸起13，由其倾斜面13a、13b反射光线4。

本实施形态的情况下，也与实施形态1、2、3以及4相同，使倾斜面13a、13b的倾斜角度对于平坦部分(平坦面)9成为(45-α)°或者(45+α)°，通过把α设定成与实施形态1、2等3以及4相同，反射光10不会入射到光源1的电极或者冲模垫3的反射膜。这种情况下，倾斜面13a、13b构成的角度也成为(90+2α)°或者(90-2α)°，即(90+γ)°或者(90-γ)°。其中，0＜γ＜90°。

另外，图9中，作为代表，表示使倾斜角度对于平坦部分9(平坦面)成为(45-α)°，沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到梯形凸起13的右斜面13a的情况。

如上所述，依据本实施形态，构成为使得入射到一方倾斜面13a(或者倾斜面13b)的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)，由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)全反射，而且构成为使得由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，从光学式度盘7上的某个轨道的光非透射部分(梯形凸起13的倾斜面13a、13b)反射了的光线10由于不会入射到光源1的电源或者冲模垫3等反射部分而被吸收或者散射，因此也几乎不会入射到其它轨道以及自身轨道的任一个中。其结果能够抑制由从光非透射部分(梯形凸起13的倾斜面13a、13b)反射了的光线10再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，在上述中，说明了构成为使得入射到一方倾斜面13a(或者倾斜面13b)的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)，由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)全反射的情况。由于在光非透射部分(倾斜面13a、13b)中可靠地把输入光全反射，不会漏泄到感光元件11a的配置一侧，因此还可以得到能够抑制成为误差原因的杂散光的效果。而并不限于由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)全反射的情况，关于由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)反射一部分的情况也相同，通过构成为由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，能够抑制由从光非透射部分(梯形凸起13的倾斜面13a、13b)反射了的光线10产生的检测误差。

另外，在光线4对于光轴6向外仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，即，平坦面(平坦部分9)的垂线与来自光源1的输入光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下，与实施形态1、2、3以及4相同，可以把(3)式变形为(3a)式或者(3b)式，把(5)式变形为(5a)式、(5b)式、(5c)式或者(5d)式。

另外，光学式度盘7当然可以是例如图3所示那样的直线式或者图4或图5所示那样的旋转式的任一种。

实施形态6

图10表示本发明实施形态6的光学式编码器的结构，(a)是整体的剖面图，(b)是放大表示(a)的梯形凸起附近(用圆圈包围的部分)的剖面图。

在实施形态5中，光学式度盘7构成为交替地排列梯形凸起13和平坦部分9。与此不同，在本实施形态中，没有平坦部分9，连续地排列梯形凸起13，梯形的上底部分(平坦面)13c成为光透射部分。

在本实施形态中也与实施形态5相同，使倾斜面13a、13b的倾斜角度对于上底部分(平坦面)13c成为(45-α)°或者(45+α)°，通过与实施形态1、2、3以及4相同设定α，反射光10不会入射到光源1的电极或者冲模垫3的反射膜中。这种情况下，倾斜面13a、13b构成的角度成为(90+2α)°或者(90-2α)°，即(90+γ)°或者(90-γ)°。其中，0＜γ＜90°。

另外，图10中，作为代表，表示使倾斜角度为(45-α)°，沿着光轴6的左侧行进的光线4入射到梯形凸起13的右斜面13a的情况。

如上所述，依据本实施形态，构成为使得入射到一方倾斜面13a(或者倾斜面13b)的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)，由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)全反射，而且构成为使得由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，从光学式度盘7上的某个轨道的光非透射部分(梯形凸起13的倾斜面13a、13b)反射了的光线10由于不会入射到光源1的电源或者冲模垫3等反射部分而被吸收或者散射，因此也几乎不会入射到其它轨道以及自身轨道的任一个中。其结果能够抑制由从光非透射部分(梯形凸起13的倾斜面13a、13b)反射了的光线10再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，在上述中，说明了构成为使得入射到一方倾斜面13a(或者倾斜面13b)的入射光4全反射后入射到另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)，由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)全反射的情况。由于在光非透射部分(倾斜面13a、13b)中可靠地把输入光全反射，不会漏泄到感光元件11a的配置一侧，因此还可以得到能够抑制成为误差原因的杂散光的效果。而并不限于由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)全反射的情况，关于由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)反射一部分的情况也相同，通过构成为使得由另一方倾斜面13b(或者倾斜面13a)反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)，能够抑制由从光非透射部分(梯形凸起13的倾斜面13a、13b)反射了的光线10产生的检测误差。

另外，在光线4对于光轴6向外侧仅倾斜ψ入射到光学式度盘7的情况下，即，平坦面(上底部分13c)的垂线与来自光源1的输入光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下，与实施形态1、2、3以及4相同，可以分别把(3)式变形为(3a)式或者(3b)式，把(5)式变形为(5a)式、(5b)式、(5c)式或者(5d)式。

另外，光学式度盘7当然可以是例如图3所示那样的直线式或者图4或图5所示那样的旋转式的任一种。

实施形态7

在上述各实施形态中，说明了在具备由与入射输入光的一侧扩展了的八字形相对的至少一组倾斜面构成的光非透射部分的光学式度盘中，两个倾斜面的倾斜角相同的情况。然而，两个倾斜面的倾斜角也可以不同。

以下，说明在实施形态1中所示的光学式编码器中，两个倾斜面8a、8b的倾斜角不同的情况，而在实施形态2至6所示的任一种光学式编码器中也相同。

图2中，对于平坦部分9(平坦面)的倾斜角度例如一方倾斜面8a是(45-α)°，另一方倾斜面8b是(45-β)°。其中，

α≠β

0＜α＜45°

0＜β＜45°

光学式度盘7的折射率选择为使得根据空气等外周部分的折射率差决定的临界角θc成为

θc＜45-α

θc＜45-β

另外，倾斜面8a、8b构成的角度成为(90+α+β)°，即(90+γ)°。其中，0＜γ＜90°。

V凸起8内二次反射了的反射光10在入射光4与光轴6构成的角度成为θ以后，再次由透镜5折射，到达光源部分(基板2)，而在本实施形态的光学式编码器中，设定上述α以及β，使得反射光10对于基板2的入射位置处于冲模垫3的外侧(不入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的例如冲模垫3或者电极等的反射部分)，即

x＞w    (1)

这里，x是反射光10在基板2上的入射位置与光源1的发光点的距离，w是从冲模垫3的端点到光源1的发光点的距离。

从而，可以得到与实施形态1相同的效果。

另外，在本实施形态中，设基板2具备吸收光或者使光散射、极力减少正反射的光的表面，而在与冲模垫3相同地正反射的比例高的情况下，上述w也可以置换为从正反射率高的区域的端点到光源1的发光点的距离。

另外，还省略在平坦面(平坦部分9)的垂线与来自光源1的输入光4的光轴6构成的角度是ψ的情况下的详细说明，而即使两个倾斜面8a、8b的倾斜角不同，也能够得到与实施形态1相同的效果，这一点是很明确的。

进而，能够构成为使得如果倾斜面8a、8b构成的角度成为(90+γ)°，即从90°偏离，则由于反射光10与入射光4不平行，因此在倾斜面8a、8b中，至少一方倾斜面(例如倾斜面8a)对于平坦面倾斜(45-α)°或者(45+α)°，另一方倾斜面(例如倾斜面8b)对于平坦面倾斜45°的情况下，或者，在一方倾斜面(例如倾斜面8a)对于平坦倾斜面(45-)°，另一方倾斜面(例如倾斜面8b)对于平坦面倾斜(45+β)°的情况下，通过适当地设定α以及β的值，入射到一方倾斜面(可以是倾斜面8a、8b的任一个)的入射光全反射后入射到另一方倾斜面，由另一方倾斜面至少反射一部分，而且由另一方倾斜面反射了的反射光10不会入射到光源1的发光单元以及发光单元周围的反射部分(光源1(发光元件)的电极或者冲模垫3等反射部分)。

实施形态8

图11表示本发明实施形态8的光学式编码器的主要部分，更具体地讲，是从光学式度盘一侧观看光源单元的平面图。

一般，在LED或者面发光型的激光二极管等光源1上具备电极19，通过金属线21供给驱动电流，从发光点20出射光。另外，光源1配置在基板2上的冲模垫3上。

在实施形态1中也说明过，作为电极19以及冲模垫3的材料一般使用金属，由于其反射率高，因此在电极19以及冲模垫3上再次反射来自光学式度盘7的反射光10这一点与现有的课题相关。

在本实施形态中，在电极19以及冲模垫3上，具备使反射率降低的例如黑色的抗蚀剂那样的反射防止膜22(图11中，实施格子形的网格表示使得易于理解)。其中，在电极19与金属线21的接合部分附近，为了维持电导通，不具备反射防止膜22。

例如，在形成了切割前的多个LED的晶片上除去发光点以外的部分上用旋转涂层等涂敷黑色抗蚀剂以后，配置具有与所希望的反射防止膜相同位置、相同大小的对于曝光光线的遮光部分的掩模，通过把上述晶片曝光和显影，作为反射防止膜22能够具备所希望的位置以及所希望大小的黑色抗蚀剂。同样，在基板2上也能够具备反射防止膜22。

另外，这样的反射防止膜22也能够在例如形成了电极19的光源1接合到基板2的冲模垫3上，在电极19上接合了金属线21以后具备。例如，可以用手工作业或者机器人等涂敷成为反射防止膜的黑油墨等。另外，这种情况下，如果使用电绝缘性的反射防止膜22，则电极19与金属线21的接合部分附近也能够用反射防止膜22覆盖。

如上所述，依据本实施形态，由于用反射防止膜覆盖了光源1的发光单元周围的反射部分(光源1的电极19或者冲模垫3等反射部分)的至少一部分，因此即使来自光学式度盘上的某个轨道的光非透射部分的反射光入射到光源1的发光单元周围的反射部分(光源1的电极或者冲模垫3等反射部分)，由于大部分被反射防止膜22吸收，因此几乎不会再次入射到其它轨道或者自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，冲模垫上的反射防止膜22不仅覆盖在冲模垫3上，还可以覆盖基板2上的整个部分。

另外，光学式度盘7当然可以是例如图3所示那样的直线式或者例如图4或图5所示那样的旋转式的任一种。

另外，本实施形态既可以单独实施，也可以与实施形态1至7的任一项同时实施。

另外，在单独实施本实施形态的情况下，不限于光非透射部分由倾斜面构成的情况，例如，也能够适用于由在玻璃等透明基板上设置的铬层等不透明部分构成了光非透射部分的情况，能够抑制由从铬层等不透明部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。另外，作为光非透射部分由不透明部分构成的光学式度盘的制作方法，还有通过在金属板上实施腐蚀加工缝隙的方法。

实施形态9

图12表示本发明实施形态9的光学式编码器的主要部分，更具体地讲，是从光学式度盘一侧观看光源单元的平面图。

一般，LED或者面发光型的激光二极管等光源1上的电极19具有比与金属线21的接触面积充分大的面积，另外，冲模垫3的面积也具有与光源1的接触面积数倍的面积。

在本实施形态中，分别把电极19以及冲模垫3的面积极力减小到与所需要的金属线21以及光源的接触面积同等程度，减小反射部分的面积。

从而，从光学式度盘上的某个轨道的光非透射部分反射了的光线入射到光源1的电极19或者冲模垫3等反射部分(光源1的发光单元周围的反射部分)的概率降低，几乎不会入射到其它轨道以及自身轨道的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，最好是从与光源1的冲模垫3接触的面的外周起均匀地加大冲模垫3的面积，使得成为大于光源1与冲模垫3接触的面的面积。其大小从光源1与冲模垫3接触的面的外周起为100μm或其以内，理想的是50μm或其以内，更理想的是10μm或其以内。

然而，也可以使冲模垫3的面积等于光源1与冲模垫3接触的面的面积或者比其小。

另外，关于电极19难于举出具体的数值，例如，如图12所示，不是在光源1的整个面上而是仅设置在发光点20的单侧。

其中，即使不是极力减小电极19以及冲模垫3的双方的面积，而是至少使一方，例如仅使冲模垫3的面体几乎等于与光源1的接触面积，也可以得到恰如其分的效果。

另外，光学式度盘7当然可以是例如图3所示那样的直线式或者例如图4和图5所示那样的旋转式的任一种。

另外，本实施形态既可以单独实施，也可以与实施形态1至8的任一项同时实施。

另外，在不是与实施形态1至7的任一项同时实施本实施形态的情况下，不限于光非透射部分由倾斜面构成的情况，例如，也能够适用于由设置在玻璃板等透明基板上的铬层等不透明部分构成光非透射部分的情况，能够抑制由从铬层等不透明部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。

实施形态10

图13以及图14表示本发明实施形态10的光学式编码器的结构，图13是剖面图，图14(a)是从感光单元观看的平面图，图14(b)是放大表示图14(a)的一部分(用圆圈包围的部分)的平面图。

在本实施形态中，构成为使得以光源1的光轴6作为对称轴，在与来自光源1的光线(输入光)的照射区内的光非透射部分(例如V凸起8)对称的位置上配置光学式度盘7的没有轨道的部分。

从光源1出射的光线23由轨道14的光非透射部分反射后成为反射光24，由光源1的发光单元周围的反射部分(例如，光源1上的电极(未图示))再次反射，再次入射到光学式度盘7，而在入射反射光24的位置上没有配置轨道，不会成为误差原因。在其它的轨道15中也相同，从光源1出射的光线25由轨道15的光非透射部分反射，成为反射光26，由光源1的发光单元周围的反射部分(例如，光源1上的电极)再次反射，入射到光学式度盘7，而在入射反射光26的位置上没有配置轨道，不会成为误差原因。

这样，依据本实施形态，由于构成为使得以光源1的光轴6为对称轴，在与来自光源1的光线的照射区内的光非透射部分对称的位置上配置光学式度盘7的没有轨道14、15的部分，因此从光学式度盘7上的某个轨道(例如轨道14)光非透射部分反射了的光线24即使由光源1的发光单元周围的反射部分(电极或者冲模垫3等反射部分)再次反射，再次入射到光学式度盘，也几乎不会入射到其它轨道(例如轨道15)以及自身轨道(例如轨道14)的任一个中。其结果，能够抑制由从光非透射部分反射的光线24、26再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的检测误差。

另外，图14中，表示光学式度盘7是旋转式，而且，V凸起8的顶边沿着光学式度盘7的半径方向延伸的情况，但并不限于这种情况，例如，当然也可以如图5所示，V凸起8的顶边对于光学式度盘7的移动方向平行延伸，进而，还可以是例如图3所示那样的直线式。

另外，本实施形态既可以单独实施，也可以与实施形态1至9中的至少任一项同时实施。

另外，在不是与实施形态1至7的任一项同时实施本实施形态的情况下，不限于光非透射部分由倾斜面构成的情况，例如，还能够适用于由在玻璃板等透明基板上设置的铬层等不透明部分构成了光非透射部分的情况，能够抑制由从铬层等不透明部分反射了的光线再次入射到其它轨道或者自身轨道中产生的误差。

Claims (4)

1.一种光学式编码器，该光学式编码器具备：配置有由平坦面构成的光透射部分和由倾斜面构成的光非透射部分，通过照射输入光而使其输出图形成为光学式代码的光学式度盘；设置了一个以上的用于照射上述入射光的光源的光源单元；及设置了一个以上的感光上述输出图形的感光元件的感光单元，其中，将上述光学式度盘夹在中间而相对配置上述光源单元和上述感光单元，该光学式编码器的特征在于，

上述光非透射部分由与越到入射上述输入光的一侧越相互远离的形状相对的至少一组倾斜面构成，设定成对于来自上述光源的输入光其光轴的入射角大于等于临界角，构成为入射到一方倾斜面的入射光全反射后入射到另一方倾斜面，由另一方倾斜面至少反射一部分，而且使得由上述另一方倾斜面反射了的反射光不会入射到上述光源的发光单元以及发光单元周围的反射单元地设定了由上述至少一对倾斜面形成的角度。

2.根据权利要求1所述的光学式编码器，其特征在于，

上述一组倾斜面所成的角度是(90+γ)度或者(90-γ)度，0＜γ＜90。

3.根据权利要求2所述的光学式编码器，其特征在于，

上述一组倾斜面中至少一方倾斜面对于平坦面倾斜(45-α)度或者(45+α)度，0＜α＜45。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学式编码器，其特征在于，

光非透射部分构成为入射到一方倾斜面的入射光全反射后入射到另一方倾斜面，由另一方倾斜面全反射。

Images