CN110392820B - 绝对编码器 - Google Patents

Abstract

绝对编码器具有：光学式标尺，其具有光学图案；模块封装件(300B)，其将向光学式标尺照射出光的发光元件(31)及对来自光学式标尺的反射光进行受光的受光元件(32)利用光透过性树脂(33A)覆盖；以及控制部，其基于受光元件(32)与反射光相应地输出的信号，对光学式标尺的绝对旋转角度进行运算，在模块封装件(300B)配置有遮光性树脂(34B)，该遮光性树脂(34B)在光透过性树脂(33A)的与光学式标尺相对的面露出且经过发光元件(31)的发光面(310)的中心和受光元件(32)的受光面(320)的中心的中间位置。

Description

绝对编码器

技术领域

本发明涉及对测定对象物的绝对旋转角度进行检测的绝对编码器。

背景技术

在对测定对象物的绝对旋转角度进行检测的旋转编码器的其中1个存在绝对编码器。绝对编码器是基于在光学式标尺上的光学图案进行反射而射入至受光元件的光信号，对光学式标尺的绝对旋转角度进行计算的编码器。在该绝对编码器中，如果在绝对旋转角度的运算中所使用的光线以外的不需要的光线射入至受光元件，则绝对旋转角度的检测精度降低，因此希望将不需要的光线去除。

专利文献1的光学式编码器将光源、光检测器和光源狭缝封入至封装件，在光源狭缝的一端形成有遮光部。通过该结构，专利文献1的光学式编码器通过遮光部防止不需要的光线的行进。

专利文献1：日本特开2007－333667号公报

发明内容

但是，在作为上述现有技术的专利文献1中，无法对由封装件和光学式标尺之间的多重反射引起的角度检测精度的降低进行抑制。封装件和光学式标尺之间的多重反射是下述现象，即，从光源射出的光线在光学式标尺进行反射后，在封装件的表面进行反射，进一步在光学式标尺进行反射。该多重反射的光射入至光检测器，由此检测精度降低。通过多重反射所产生的光线，与光学式标尺的旋转相应地光线量及光线的图案会改变，因此难以通过运算装置去除。因此，在专利文献1中，存在下述问题，即，无法高精度地对测定对象物的绝对旋转角度进行检测。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够高精度地对测定对象物的绝对旋转角度进行检测的绝对编码器。

为了解决上述的课题并达到目的，本发明的绝对编码器具有：光学式标尺，其具有光学图案；模块封装件，其将向光学式标尺照射出光的发光元件及对来自光学式标尺的反射光进行受光的受光元件，利用光透过性树脂覆盖；以及控制部，其基于受光元件与反射光相应地输出的信号，对光学式标尺的绝对旋转角度进行运算。另外，本发明的绝对编码器形成为在将向受光元件的发光元件侧的端部照射的光线的角度设为θ1，将从受光元件的受光面至光透过性树脂的上表面为止的距离设为L3，将从受光元件的发光元件侧的端部至受光面的与发光元件侧相反侧的端部为止的距离设为L4的情况下，2×tanθ1×L3＞L4成立。

发明的效果

本发明所涉及的绝对编码器具有下述效果，即，能够高精度地对测定对象物的绝对旋转角度进行检测。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的绝对编码器的结构的图。

图2是表示实施方式1所涉及的模块封装件的结构的剖视图。

图3是表示实施方式1所涉及的模块封装件的结构的俯视图。

图4是表示实施方式1所涉及的绝对编码器所具有的角度运算部的结构的框图。

图5是表示实施方式1所涉及的绝对编码器的角度运算部从受光元件接收的信号的波形例的图。

图6是表示图5所示的波形被校正为均一的分布后的波形的图。

图7是用于说明根据图6所示的波形对粗略的绝对旋转角度进行计算的方法的图。

图8是用于说明根据在图7中说明的粗略的绝对旋转角度对精细的绝对旋转角度进行计算的方法的图。

图9是用于说明对比例的模块封装件产生的杂散光的例子的图。

图10是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件内的光线的行进路线的图。

图11是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件防止多重反射光向受光元件射入的情形的图。

图12是表示通过实施方式1所涉及的模块封装件的受光元件检测的信号的波形例的图。

图13是表示通过对比例的模块封装件的受光元件检测的信号的波形例的图。

图14是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件所具有的遮光性树脂的配置位置的图。

图15是用于说明对比例的模块封装件产生的杂散光的第3例的图。

图16是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件所具有的结构要素的尺寸关系的图。

图17是表示实施方式2所涉及的模块封装件的第1结构例的图。

图18是表示实施方式2所涉及的模块封装件的第2结构例的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的绝对编码器详细地进行说明。此外，本发明不受这些实施方式限定。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的绝对编码器的结构的图。绝对编码器1是对作为测定对象物的旋转体的旋转角度进行检测的装置，具有光学式标尺2、模块封装件300和控制部4。绝对编码器1进行检测的旋转角度是绝对旋转角度。此外，在图1中，将与光学式标尺2相对侧的面即模块封装件300的上表面图示在下侧，将模块封装件300的底面图示在上侧。

光学式标尺2与电动机等旋转装置所具有的旋转轴5连结，与旋转轴5的旋转相应地旋转。光学式标尺2使用圆板状的部件而构成。光学式标尺2在圆板状的部件的上表面具有光学图案200，其是表示明暗中的“明”的线状的图案即反射部201、和表示“暗”的线状的图案即非反射部202交替地配置而成的。

反射部201是对来自后面记述的发光元件31的光线进行反射的部分，非反射部202是将来自发光元件31的光线吸收或者散射的部分。反射部201在从圆板状的部件的中心部朝向外周部的方向上配置有多条。另外，非反射部202在从圆板状的部件的中心部朝向外周部的方向上配置有多条。换言之，多条反射部201及多条非反射部202配置为，线状的一端朝向光学图案200的中心，另一端朝向光学图案200的外侧方向。

非反射部202配置在反射部201之间，反射部201配置在非反射部202之间。在光学式标尺2中，在圆板状的部件的外周部的环状区域内，反射部201及非反射部202以按辐射线状地排列的方式交替地配置有反射部201和非反射部202。反射部201及非反射部202具有各种尺寸宽度。换言之，反射部201以各种间隔排列，非反射部202以各种间隔排列。

光学图案200是反射部201及非反射部202以各种间隔配置的图案，因此如果向旋转的光学图案200照射光线，则光线的反射和非反射与反射部201及非反射部202的配置间隔相应地被重复。由此，反射部201及非反射部202以对向后面记述的受光元件32上投影的光强度分布进行调制的方式起作用。

在光学式标尺2仅设置1条轨迹，该轨迹具有由反射部201及非反射部202构成的光学图案200。反射部201及非反射部202以对光学式标尺2的旋转角度赋予特征的间隔进行配置。如上所述，光学式标尺2具有旋转角度固有的光学图案200。在反射部201及非反射部202的配置图案中，例如使用诸如M系列这样的近似随机符号图案。

光学式标尺2例如由不锈钢等金属基材形成。在形成光学图案200时，在金属基材的表面通过镀敷技术等形成非反射部202，金属基材部被镜面精加工而形成反射部201。此外，只要是能够形成反射部201及非反射部202的方法，则也可以通过任意方法而形成光学图案200。

模块封装件300是具有作为投光功能的发光元件31及作为受光功能的受光元件32的受光模块。模块封装件300配置为在光学图案200的上侧与光学图案200相对。模块封装件300对从发光元件31射出的光中的、由光学图案200反射而向受光元件32射入而来的光进行检测，将与检测到的光相对应的信号向控制部4输出。

控制部4与受光元件32相比在后级侧与受光元件32连接。控制部4具有角度运算部41和发光量调整部42。角度运算部41基于从模块封装件300所具有的受光元件32输出的信号，对光学式标尺2的绝对旋转角度进行运算。角度运算部41计算出的绝对旋转角度与旋转轴5的旋转位置相对应。如上所述，角度运算部41基于与编码化的光学图案200相对应的信号，对旋转轴5的旋转位置进行运算。角度运算部41将表示旋转轴5的位置数据的绝对旋转角度作为位置数据而输出至外部装置。发光量调整部42基于从受光元件32输出的信号，对发光元件31射出的光的发光量进行调整。

如上所述，关于绝对编码器1，角度运算部41根据与向受光元件32射入的光线相对应的信号对绝对旋转角度进行运算。此外，控制部4也可以基于绝对旋转角度，进行测定对象物的旋转控制。绝对编码器1无需进行从受光元件32输出的脉冲信号的累计，因此不需要在电源接通时向原点的复位动作，能够迅速地启动。

图2是表示实施方式1所涉及的模块封装件的结构的剖视图。另外，图3是表示实施方式1所涉及的模块封装件的结构的俯视图。在图2及图3中，图示出作为模块封装件300的一个例子的模块封装件300A的结构。

此外，在图2中，将与光学图案200相对的面即模块封装件300A的上表面图示在下侧，将模块封装件300A的底面图示在上侧。另外，在后面记述的图9至图11、图15至图18中，也将模块封装件的上表面图示在下侧，将模块封装件的底面图示在上侧。另外，在图2中，省略了封装件基板30A及光透过性树脂33A的阴影线。另外，在后面记述的图9至图11、图15至图18中，也省略了封装件基板及光透过性树脂的阴影线。另外，图3是模块封装件300A的俯视图，但为了明确与图2的剖视图的对应关系而附加了阴影线。

模块封装件300A具有封装件基板30A、发光元件31、受光元件32、光透过性树脂33A和作为遮光部的遮光性树脂34A。此外，在下面的说明中，为了便于说明，有时将对封装件基板30A的上表面及底面进行配置的方向称为水平方向，将与封装件基板30A的上表面及底面垂直的方向称为铅垂方向。

封装件基板30A是对发光元件31及受光元件32进行安装的基板，与未图示的编码器基板连接。编码器基板是与模块封装件300A相比在后级侧执行各种处理的基板，配置有控制部4。具体地说，编码器基板具有执行控制部4的处理的处理电路。此外，封装件基板30A的上表面为矩形形状，在该全部4边设置有端子。而且，各端子与编码器基板连接。在设置于封装件基板30A的端子，应用端面通孔或者背面电极等。在封装件基板30A的全部4边设置有端子，由此发光元件31及受光元件32的安装精度提高。

封装件基板30A具有矩形形状的上表面，在矩形形状的上表面配置有发光元件31及受光元件32。封装件基板30A优选由与编码器基板相同的基板构成。编码器基板例如由环氧玻璃基板构成。在该情况下，优选封装件基板30A也由环氧玻璃基板构成。

发光元件31是将光射出的元件，向光学式标尺2照射出光。对于发光元件31应用例如近红外的点光源LED(Light Emitting Diode)。发光元件31在其上表面配置有发光面310，从发光面310将光射出。发光元件31以发光面310成为水平方向的方式与封装件基板30A接合。

受光元件32是对光进行受光的元件，对来自光学式标尺2的反射光进行受光。在受光元件32，例如应用由1维地排列的像素的集合构成的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器或者CCD(Charge Coupled Device)图像传感器这样的拍摄器件。受光元件32在其上表面配置有受光面320，通过受光面320对光进行受光。受光元件32以受光面320成为水平方向的方式与封装件基板30A接合。

受光元件32对与来自光学式标尺2的反射光相对应的信号进行输出。具体地说，受光元件32将由受光面320受光的光变换为模拟的电压信号，并且将模拟的电压信号由在受光元件32内置的A/D(Analog-to-Digital)变换器而变换为数字的信号，向后级的控制部4输出。此外，在这里，省略了A/D变换器的图示。A/D变换器向控制部4输出的信号，是与由光学式标尺2反射而受光元件32受光的光相对应的信号。因此，控制部4接收的信号，与光学式标尺2的旋转位置相对应。

光透过性树脂33A形成为将封装件基板30A的上表面覆盖。因此，光透过性树脂33A的底面及上表面成为矩形形状。光透过性树脂33A为了保护发光元件31及受光元件32，将封装件基板30A上的发光元件31及受光元件32覆盖。光透过性树脂33A为了使线膨胀系数与封装件基板30A相匹配，例如由环氧树脂类树脂构成。

遮光性树脂34A是用于对不需要的光线即杂散光的行进进行抑制的部件，与光透过性树脂33A同样地由环氧树脂类树脂等构成。作为不需要的光线的杂散光，是不希望向受光元件32射入的光。不需要的光线的例子是在光透过性树脂33A和外部的界面进行了菲涅尔反射的光。遮光性树脂34A对从发光元件31射出的光中的、不希望向受光元件32射入的光进行吸收或者散射。遮光性树脂34A吸收或者散射的光，是从发光元件31射出的光、从发光元件31射出而在光透过性树脂33A内反射的光、和从发光元件31射出而在封装件基板30A和光学式标尺2之间多重反射的光。

遮光性树脂34A具有板状的形状，以板状的表面及背面成为铅垂方向的方式配置在发光元件31和受光元件32之间。具体地说，以将配置有发光元件31的区域和配置有受光元件32的区域断开的方式配置有遮光性树脂34A。即，如图2及图3所示，以将配置有发光元件31的光透过性树脂33A的左侧的区域420和配置有受光元件32的光透过性树脂33A的右侧的区域421断开的方式对遮光性树脂34A进行配置。在该情况下，以发光元件31侧的光透过性树脂33A和受光元件32侧的光透过性树脂33A不相连的方式，在封装件基板30A上形成有遮光性树脂34A。在图2中，示出下述情况，即，遮光性树脂34A的水平方向的第1面处于与光透过性树脂33A的上表面相同的面内，且遮光性树脂34A的水平方向的第2面处于与光透过性树脂33A的底面相同的面内。遮光性树脂34A的水平方向的第1面处于与光透过性树脂33A的上表面相同的面内，因此在模块封装件300A的上表面中，遮光性树脂34A露出。换言之，遮光性树脂34A在光透过性树脂33A的与光学式标尺2相对的面从光透过性树脂33A露出。

此外，以不对发光元件31射出至光学图案200的光线中的希望向受光元件32射入的光线进行遮光的方式配置有遮光性树脂34A。即，以希望向受光元件32射入的光线的路径不经过遮光性树脂34A的方式配置有遮光性树脂34A。在模块封装件300A中，以板状的遮光性树脂34A的表面及背面与封装件基板30A的上表面垂直的方式配置有遮光性树脂34A。

另外，已知环氧玻璃基板使近红外线等的光的一部分透过。因此，在封装件基板30A应用环氧玻璃基板的情况下，从发光元件31射出的光线直接地或者在光透过性树脂33A内反射而传递至封装件基板30A，有可能作为不需要的光线而到达至受光元件32。由于存在如上所述的情况，因此可以在封装件基板30A应用黑色环氧玻璃基板。另外，为了光线不向环氧玻璃基板内射入，或者光线不在环氧玻璃基板内传导，在环氧玻璃基板的表面应用金属膜、黑色抗蚀层或者它们的组合而防止不需要的光线的到达是有效的。此外，如果是得到与使用这些材料的方法相同的效果的方法，则也可以应用使用了其它材料的方法。

在这里，对角度运算部41的结构进行说明。图4是表示实施方式1所涉及的绝对编码器所具有的角度运算部的结构的框图。角度运算部41具有光量分布校正部411、边缘检测部412、粗检测部413、高精度检测部414和旋转角度检测部415。

从受光元件32输出的信号被发送至光量分布校正部411。由此，光量分布校正部411接收来自受光元件32的信号。受光元件32向光量分布校正部411输入的信号的波形，例如是将横轴设为像素的位置、将纵轴设为信号强度的如图5所示的波形。

图5是表示实施方式1所涉及的绝对编码器的角度运算部从受光元件接收的信号的波形例的图。图5所示的图形的横轴是像素，纵轴是信号强度。此外，后面记述的图6至图8、图12及图13所示的图形也与图5的图形同样地是横轴为像素，纵轴为信号强度。

图5中的等级1的信号14与光学式标尺2的反射部201中的图案相对应，等级0的信号15与光学式标尺2的非反射部202中的图案相对应。

由于发光元件31本身的光量分布、及受光元件32的各像素的增益波动等的影响，等级1的信号14及等级0的信号15针对每个像素而信号强度变得不均一。因此，光量分布校正部411将信号强度的极大值不均一的分布校正为信号强度的极大值均一的分布。在这里的光量分布校正部411将图5所示的信号强度校正为图6所示的信号强度。

图6是表示图5所示的波形被校正为均一的分布后的波形的图。如图6所示，光量分布校正部411以针对每个像素的信号强度的极大值变得均一的方式对等级1的信号14及等级0的信号15进行校正。换言之，光量分布校正部411对等级1的信号14在各像素成为相同，且等级0的信号15在各像素成为相同这样的信号的波形进行校正。在图6中，将校正后的波形作为校正后波形16而图示出。

此外，通过光量分布校正部411实现的校正方法，如果是将光量分布变得均一的方法，则其方法可以是任意的方法。光量分布校正部411将校正后波形16发送至边缘检测部412。

边缘检测部412基于校正后波形16，针对每个边缘对信号强度与预先设定的阈值等级17一致的像素值进行计算。边缘检测部412将计算出的像素值作为边缘像素值而发送至粗检测部413。

粗检测部413基于边缘像素值，对光学式标尺2的光学图案200中的、投影在受光元件32上的位图案进行解码，对粗略的绝对旋转角度进行计算。在这里，使用图7对粗略的绝对旋转角度的计算方法进行说明。

图7是用于说明根据图6所示的波形对粗略的绝对旋转角度进行计算的方法的图。在图7中，将与校正后波形16相对应的位列通过位列18示出。粗检测部413基于边缘像素值所示的边缘的位置，将校正后波形16如图7所示这样变换为“1”或者“0”的位列18。并且，粗检测部413参照在控制部4所具有的未图示的存储器内预先保存的查找表19，根据与位列18一致的编码而求出粗略的绝对旋转角度100。查找表19是对与光学图案200相对应的位列进行储存的表格。粗检测部413将粗略的绝对旋转角度100发送至高精度检测部414。

高精度检测部414基于粗略的绝对旋转角度100，高精度地对投影在受光元件32上的图案的相位偏差量进行运算。粗检测部413求出的粗略的绝对旋转角度100，成为光学式标尺2的位单位的绝对旋转角度100。因此，高精度检测部414对直至与成为基准的像素即基准像素最接近的边缘像素的位置为止的相位偏差量进行检测，由此对精细的绝对旋转角度进行计算。

图8是用于说明根据在图7中说明的粗略的绝对旋转角度对精细的绝对旋转角度进行计算的方法的图。高精度检测部414如图8所示，对从基准像素21至与基准像素21最接近的边缘像素的位置即边缘像素位置22为止的相位偏差量20进行检测。基准像素21是在对精细的绝对旋转角度进行计算时设为基准的像素，可以是任意的像素。相位偏差量20与基准像素21的位置和边缘像素位置22之差相对应。高精度检测部414将粗略的绝对旋转角度100及相位偏差量20发送至旋转角度检测部415。

旋转角度检测部415基于相位偏差量20，对比光学式标尺2的1个位单位精细的绝对旋转角度进行计算。具体地说，旋转角度检测部415将粗检测部413计算出的粗略的绝对旋转角度100和高精度检测部414计算出的相位偏差量20相加，由此对精细的绝对旋转角度进行计算。旋转角度检测部415将计算出的精细的绝对旋转角度作为位置数据而输出至外部装置。

如上所述，绝对编码器1将从发光元件31射出的光线中的、由光学式标尺2的光学图案200反射出的光线通过受光元件32进行受光，根据受光的光的光量分布图案对绝对旋转角度进行检测。此时，如果作为不需要的光线的杂散光射入至受光元件32，则受光元件32受光的光线的信号品质降低，在边缘检测部412检测的边缘像素位置22叠加误差。因此，在绝对旋转角度叠加误差，因此为了高精度地对绝对旋转角度进行检测，需要对作为不需要的光线的杂散光进行抑制。该杂散光是不需要的光线，成为使绝对旋转角度的检测精度恶化的原因。

在这里，对使绝对旋转角度的检测精度恶化的杂散光路径进行说明。在这里，对杂散光路径中的在对比例的模块封装件内多重反射出的光线的路径进行说明。

图9是用于说明对比例的模块封装件产生的杂散光的例子的图。在这里，对在对比例的模块封装件300X内产生的杂散光进行说明。在图9中，示出了对比例的模块封装件300X的剖视图。

对比例的模块封装件300X具有与封装件基板30A相同的封装件基板30X、与发光元件31相同的发光元件31X、与受光元件32相同的受光元件32X和与光透过性树脂33A相同的光透过性树脂33X。另外，发光元件31X具有与发光面310相同的发光面310X，受光元件32X具有与受光面320相同的受光面320X。另外，对比例的模块封装件300X不具有遮光性树脂34A。

在图9中示出了下述光线的例子，即，从发光元件31X射出的光线，在对比例的模块封装件300X内进行反射而射入至受光元件32X。发光元件31X是等方向扩散光源，因此光线向全方位射出。由此，从发光元件31X射出的光线在各种方向行进。因此，在没有遮光性树脂34A的情况下，如图9所示，在模块封装件300X内，存在在光透过性树脂33X的界面重复菲涅尔反射之后，射入至受光元件32X的光线。即，在光透过性树脂33X内，在光透过性树脂33X的上表面及侧面对光线进行菲涅尔反射，菲涅尔反射出的光线的一部分射入至受光面320X。由此，期望的光以外的杂散光射入至受光面320X，使绝对旋转角度的检测精度恶化。

因此，在实施方式1中，如图2所示在模块封装件300A中，以将配置有发光元件31的区域420和配置有受光元件32的区域421分割的方式设置遮光性树脂34A。

如上所述，在模块封装件300A内配置有遮光性树脂34A，因此能够防止从发光元件31射出的光从发光元件31侧即左侧的区域420进入至受光元件32侧即右侧的区域421。因此，能够防止在光透过性树脂33A反射出的光线的一部分即杂散光射入至受光面320。

图10是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件内的光线的行进路线的图。此外，在图10中，示出了作为模块封装件300的一个例子的模块封装件300B的剖视图。模块封装件300B具有封装件基板30B、发光元件31、受光元件32、光透过性树脂33A和作为遮光部的遮光性树脂34B。在封装件基板30B设置有槽，插入有遮光性树脂34B的一部分。遮光性树脂34B由与遮光性树脂34A相同的部件形成。

在模块封装件300B中，从发光元件31射出的光线在各种方向行进。在该情况下，在光透过性树脂33A内，与配置有遮光性树脂34B的区域相比在左侧的区域401，在光透过性树脂33A的上表面及侧面对光线进行反射。与配置有遮光性树脂34B的区域相比左侧的区域401，是光透过性树脂33A内的配置有发光元件31的区域。

另外，照射至遮光性树脂34B的光线，由遮光性树脂34B吸收或者散射。换言之，从发光元件31射出的光线被遮光性树脂34B遮挡。由此，杂散光没有侵入至光透过性树脂33A内的与配置有遮光性树脂34B的区域相比右侧的区域402。与配置有遮光性树脂34B的区域相比右侧的区域402，是光透过性树脂33A内的配置有受光元件32的区域。

如上所述，在模块封装件300B内配置有遮光性树脂34B，因此能够防止从发光元件31射出的光从左侧的区域401进入至右侧的区域402。因此，能够防止在光透过性树脂33A反射出的光线的一部分即杂散光射入至受光面320。

在模块封装件300B中，优选构成为遮光性树脂34B进入至封装件基板30B，以使得在遮光性树脂34B和封装件基板30B之间不产生间隙。此外，即使在遮光性树脂34B和封装件基板30B之间产生微小的间隙，在该情况下，抑制不需要的光线的效果也几乎不变。

在制造模块封装件300B时，例如，在封装件基板30B对发光元件31及受光元件32进行安装，通过光透过性树脂33A模塑形成封装件基板30B的上表面侧。然后，通过向光透过性树脂33A及封装件基板30B的切削等而在发光元件31和受光元件32之间形成槽。具体地说，在光透过性树脂33A中的发光元件31和受光元件32之间的区域通过切割等而在铅垂方向掘出槽。而且，该槽进一步在铅垂方向挖入至封装件基板30B内的中途为止。在光透过性树脂33A形成槽后，在该槽埋入遮光性树脂34B，由此能够在模块封装件300B内将遮光性树脂34B成型。如上所述，遮光性树脂34B配置在将封装件基板30B挖入的区域及将光透过性树脂33A挖入的区域。此外，模块封装件300B如果具有光透过性树脂33A及遮光性树脂34B，则制造方法不受限定。

另外，在应用对比例的模块封装件300X的情况下，有时在模块封装件300X和光学图案200之间多重反射出的光线会射入至受光元件32X。另一方面，在模块封装件300B中，在模块封装件300B和光学图案200之间多重反射出的光线不会射入至受光元件32。

图11是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件防止多重反射光向受光元件射入的情形的图。在这里，对模块封装件300B和光学式标尺2之间的光线路径进行说明。在图11中，示出了模块封装件300B的剖视图。

从发光元件31射出的光线的一部分，在光学式标尺2所具有的光学图案200的反射部201反射，然后，送至模块封装件300B的光透过性树脂33A的表面。而且，送来至光透过性树脂33A的表面的光线由遮光性树脂34B吸收或者散射。由此，在模块封装件300B中，送来至光透过性树脂33A的表面的光线不会再次进入至光学图案200的反射部201。

在对比例的模块封装件300X的情况下，即，没有遮光性树脂34B的情况下，从发光元件31X射出的光线的一部分，在光学式标尺2所具有的光学图案200的反射部201进行反射，然后，在模块封装件300X的光透过性树脂33X的表面进行反射。并且，在光透过性树脂33X的表面反射出的光线，在光学图案200的反射部201反射而射入至受光元件32X。如上所述，有时通过对比例的模块封装件300X和光学式标尺2之间的多重反射而产生不需要的光线的路径。

在图11中由实线表示的光线的路径，是绝对旋转角度的检测所需的正规的光线路径901，由虚线表示的光线的路径是不需要的光线的光线路径902。在模块封装件300B的情况下，光线路径901的光线在光学式标尺2的位置P52处反射后，射入至受光元件32。另一方面，在图9所示的对比例的模块封装件300X的情况下，光线路径902的光线在光学式标尺2的位置P51处反射后，由光透过性树脂33X反射，并且在光学式标尺2的位置P53处反射，射入至受光元件32X。在该情况下，关于在正规的光线路径901行进的光线由光学式标尺2反射的位置P52、和在光线路径902行进的不需要的光线由光学式标尺2反射的位置P51、P53，光学式标尺2的径向方向的位置不同。而且，与在位置P52处反射出的光线相对应的波形是理想的波形，与此相对，与在位置P51、P53处反射出的光线相对应的波形，从理想的波形产生偏差。其原因在于，经过了径向位置不同的2点即位置P51、P53的图案射入至受光元件32X，其结果，产生依赖于光学式标尺2上的位置的不需要的光线。因此，如果受光元件32X对在位置P51、P53处反射出的光线进行受光，则受光元件32X检测的信号的波形成为相对于理想的波形而畸变的波形。

在这里，说明仅对正规的光线路径901的光线进行受光的情况下的信号的波形和对正规的光线路径901的光线及非正规的光线路径902的光线两者进行受光的情况下的信号的波形的比较。

仅对正规的光线路径901的光线进行受光的情况下的信号的波形，是由实施方式1的模块封装件300A或者模块封装件300B的受光元件32检测的光线的信号。另一方面，对正规的光线路径901的光线及非正规的光线路径902的光线这两者进行受光的情况下的信号的波形，是由对比例的模块封装件300X的受光元件32X检测的光线的信号。

图12是表示通过实施方式1所涉及的模块封装件的受光元件检测的信号的波形例的图。图13是表示通过对比例的模块封装件的受光元件检测的信号的波形例的图。

图12所示的信号的波形，是模块封装件300A或者模块封装件300B的受光元件32仅对正规的光线路径901的光线进行受光的情况下的波形71。另外，图13所示的信号的波形，是模块封装件300X的受光元件32X对正规的光线路径901及非正规的光线路径902两者的光线进行受光的情况下的波形72。图12所示的波形71是基于正规的光线路径901的光线的理想的波形，与此相对，图13所示的波形72是图12所示的波形71发生了畸变。如上所述，如果相对于正规的光线路径901的光线而叠加了光线路径902的不需要的光线，则图12所示的波形71成为如图13所示的波形72那样发生了畸变的波形。

与光线路径902的不需要的光线相对应的信号，与光学图案200上的反射位置相应地变化。即，光学图案200虽然针对每个位置而配置有各种图案，但与光线路径902的不需要的光线相对应的信号，针对光线向光学图案200的每个照射位置而产生各种信号。如上所述，由光学图案200反射出的不需要的光线，针对光学图案200的每个旋转位置而受到各种影响。另一方面，在光透过性树脂33A内反射出的不需要的光线，与光学图案200无关而始终为恒定量。因此，由光学图案200反射出的不需要的光线，与在光透过性树脂33A内反射出的不需要的光线相比难以进行校正。

如上所述，由光学图案200反射出的不需要的光线，针对与绝对旋转角度相对应的每个反射位置而使影响变化，因此仅通过将绝对编码器1出厂时的校正，无法将由不需要的光线产生的影响去除。

在模块封装件300B的情况下，不需要的光线的光线路径902，经过发光元件31的发光面310和受光元件32的受光面320的中间位置。因此，将模块封装件300B的遮光性树脂34B配置在发光面310和受光面320的中间位置。由此，光线路径902的光线在由光学式标尺2反射后，照射至在光透过性树脂33A的上表面露出的遮光性树脂34B，由遮光性树脂34B吸收或者散射。由此，光线路径902的光线不会在封装件基板30B的上表面进行反射，因此光线路径902的光线不会照射至光学式标尺2。因此，光线路径902的光线不会由光学式标尺2反射，因此光线路径902的光线不会照射至受光面320。此外，也可以将模块封装件300A的遮光性树脂34A配置在发光面310和受光面320的中间位置。

在这里，对遮光性树脂34A、34B的配置位置具体地进行说明。图14是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件所具有的遮光性树脂的配置位置的图。从上表面观察模块封装件300A的情况下的遮光性树脂34A的配置位置和从上表面观察模块封装件300B的情况下的遮光性树脂34B的配置位置相同。因此，在这里，对模块封装件300B中的遮光性树脂34B的配置位置进行说明。

此外，图14是模块封装件300B的俯视图，但为了明确与图10的剖视图的对应关系而附加了阴影线。如图14所示，在模块封装件300B中，遮光性树脂34B配置为经过发光面310的中心和受光面320的中心的中间位置。具体地说，以从遮光性树脂34B的中心至发光面310的中心为止的距离和从遮光性树脂34B的中心至受光面320的中心为止的距离变得相同的方式对遮光性树脂34B进行配置。

此外，在这里，对构成为遮光性树脂34B的中心来到发光面310和受光面320的中间位置的情况进行了说明，但在发光面310和受光面320的中间位置存在有遮光性树脂34B即可。因此，遮光性树脂34B的中心也可以从发光面310和受光面320的中间位置偏离。

在应用对比例的模块封装件300X的情况下，有时由光学图案200反射出的光线在受光元件32X和光透过性树脂33X之间多重反射而射入至受光元件32X。

图15是用于说明对比例的模块封装件产生的杂散光的第3例的图。在这里，对由光学图案200反射出的光线在受光元件32X和光透过性树脂33X之间多重反射的情况进行说明。在图15中，示出了对比例的模块封装件300X的剖视图。

如图15所示，在应用对比例的模块封装件300X的情况下，从发光元件31X射出的光线由光学式标尺2反射，然后，向受光元件32X照射。向受光元件32X照射的光线的一部分由受光面320X的周边或者受光面320X本身反射。由受光面320X本身对光线进行反射的原因在于，受光面320X是使用反射性材料构成的。

由受光面320X的周边或者受光面320X本身反射出的光线，在光透过性树脂33X的表面通过菲涅尔反射进行反射，再次朝向受光元件32X。在正规的光线路径901行进的光线由光学式标尺2反射的位置P52和在非正规的光线路径903行进的不需要的光线由光学式标尺2反射的位置P54，在光学式标尺2所具有的光学图案200的径向方向偏离。即，位置P54从位置P52起在旋转轴5的径向方向偏离。

因此，直至到达至受光元件32X为止的光路长度，在光线路径901和光线路径903中是不同的。因此，到达至受光元件32X时的光学式标尺2的位图案的扩大率在光线路径901和光线路径903中是不同的。因此，如果受光元件32X对光线路径901的光线和光线路径903的光线这两者进行了受光，则在由受光元件32X受光的光量分布发生畸变。换言之，由于受光元件32X对光线路径903的光线进行受光，由此相对于受光元件32X仅对光线路径901的光线进行了受光的情况下的光量分布而产生畸变。因此，如果受光元件32X对光线路径903的光线进行了受光，则在绝对旋转角度的检测精度产生误差。

模块封装件300X和光学式标尺2的相对性的距离越远，则向受光元件32X射入的光线的角度越接近垂直，因此不需要的光线越容易射入至受光元件32X。因此，模块封装件300X和光学式标尺2越分离，则受光元件32X和光透过性树脂33X之间的多重反射越容易发生。

在实施方式1中，对模块封装件300A、300B所具有的结构要素的尺寸关系进行调整，由此对光线路径903的不需要的光线向受光元件32射入进行抑制。此外，模块封装件300A所具有的结构要素的尺寸关系和模块封装件300B所具有的结构要素的尺寸关系相同。因此，在这里，对模块封装件300B所具有的结构要素的尺寸关系进行说明。

图16是用于说明实施方式1所涉及的模块封装件所具有的结构要素的尺寸关系的图。考虑下述情况，即，模块封装件300B和光学式标尺2配置在以容许的最大距离远离的位置。将从模块封装件300B的上表面至光学式标尺2为止的距离设为距离L1，将从发光面310的中心至受光元件32的发光元件31侧的端面为止的距离设为距离L2。在该情况下，通过距离L1及距离L2，决定向受光元件32的发光元件31侧的端面射入的光线的角度θ1。在该情况下，将光透过性树脂33A的折射率n1和光透过性树脂33A和光学式标尺2之间的空气的折射率nx应用于斯内尔定律而对角度θ1进行计算。根据斯内尔定律，在将从空气侧向光透过性树脂33A射入的光线的角度设为角度θx的情况下，成为n1×sinθ1＝nx×sinθx。另外，如果将从光透过性树脂33A向空气侧的光线的射出点和从空气侧向光透过性树脂33A的光线的射入点之间的距离设为距离L0，为则tanθx＝L0/(2×L1)。如上所述，角度θ1是使用角度θx进行计算的，角度θx是使用距离L1、L0进行计算的。如果将从与受光元件32的上表面相同的面内的受光面320至光透过性树脂33A的上表面为止的距离设为距离L3，则距离L0是根据距离L1、L2、L3进行计算的。因此，角度θ1是使用距离L1、L2、L3进行计算的。

另外，将从受光元件32的发光元件31侧的端部至受光面320的与发光元件31侧相反侧的端部为止的距离设为距离L4。此外，受光元件32的发光元件31侧的端部是在铅垂方向延伸的侧端面，受光面320的与发光元件31侧相反侧的端部，是具有受光面320的部件的在铅垂方向延伸的侧端面。

如果将通过光线路径903最初射入至受光元件32的发光元件31侧的端部的位置和第2次射入的位置的距离设为Lx，则成为Lx＝2×tanθ1×L3。

在这里，如果是Lx＞L4，则通过光线路径903最初射入至受光元件32的发光元件31侧的端部的光，第2次的射入从受光面320偏离。另外，与受光元件32的发光元件31侧的端部相比射入至右侧的光的第2次的射入也从受光面320偏离。

因此，如果2×tanθ1×L3＞L4···(1)的关系成立，则能够防止在受光元件32和光透过性树脂33A之间多重反射出的光射入至受光面320。此外，如上所述，角度θ1能够使用距离L1、L2、L3进行计算，因此上述的(1)的关系能够改写为，

(L2/L1)×L3＞L4···(2)。

模块封装件300B构成为满足式(1)，由此能够对不需要的光线射入至受光元件32进行抑制。此外，距离L1也可以是从模块封装件300B的上表面至光学图案200为止的距离。

在这里，对控制部4的硬件结构进行说明。控制部4能够通过控制电路，即处理器及存储器实现。处理器是CPU(Central Processing Unit)等。存储器是RAM(Random AccessMemory)或者ROM(Read Only Memory)等。

控制部4是处理器将由存储器存储的程序读出并执行而实现的。该程序可以说是使计算机执行控制部4的顺序或者方法。存储器被作为处理器执行各种处理时的暂时存储器使用。

另外，也可以将控制部4由专用的硬件实现。另外，关于控制部4的功能，也可以将一部分由专用的硬件实现，将一部分由软件或者固件实现。

此外，在图10及图16中说明的遮光性树脂34B，并不限定于配置在发光面310的中心和受光面320的中心的中间位置的情况，也可以配置在其它区域。

如上所述，在实施方式1的模块封装件300A中，将在封装件基板30A安装的发光元件31及受光元件32的整体利用光透过性树脂33A覆盖，在发光元件31和受光元件32之间设置有遮光性树脂34A。同样地，在模块封装件300B中，将在封装件基板30B安装的发光元件31及受光元件32的整体利用光透过性树脂33A覆盖，在发光元件31和受光元件32之间设置有遮光性树脂34B。因此，模块封装件300A、300B能够将从发光元件31直接向受光元件32射入的不需要的光线由遮光性树脂34A、34B去除，因此能够高精度地对绝对旋转角度进行检测。

另外，在模块封装件300A中，在发光元件31的发光面310的中心和受光元件32的受光面320的中心的中间位置设置有遮光性树脂34A，因此能够对通过光透过性树脂33A和光学式标尺2之间的多重反射产生的不需要的光线进行抑制。同样地，在模块封装件300B中，在发光元件31的发光面310的中心和受光元件32的受光面320的中心的中间位置设置有遮光性树脂34B，因此能够对通过光透过性树脂33A和光学式标尺2之间的多重反射产生的不需要的光线进行抑制。因此，模块封装件300A、300B能够高精度地对绝对旋转角度进行检测。

另外，模块封装件300A、300B构成为满足上述的式(1)，因此能够对不需要的光线向受光元件32射入进行抑制。因此，模块封装件300A、300B能够高精度地对绝对旋转角度进行检测。

另外，封装件基板30A、30B由环氧玻璃基板构成，光透过性树脂33A及遮光性树脂34A、34B均由环氧树脂类树脂构成，因此能够对温度变化时的裂纹等进行抑制。由此，能够提高模块封装件300A、300B的可靠性。

如上所述，根据实施方式1，模块封装件300A、300B在发光元件31所具有的发光面310的中心和受光元件32所具有的受光面320的中心的中间位置具有遮光性树脂34A、34B，因此能够高精度地对测定对象物的绝对旋转角度进行检测。

实施方式2.

接下来，使用图17及图18对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中，使光透过性树脂的上表面相对于受光元件32的受光面320倾斜，由此对由光透过性树脂反射出的光线向受光元件32的受光面320射入进行抑制。

图17是表示实施方式2所涉及的模块封装件的第1结构例的图。对图17的各结构要素中的实现与图2所示的实施方式1的模块封装件300A或者图10所示的实施方式1的模块封装件300B相同功能的结构要素而标注同一标号，省略重复的说明。

实施方式2的模块封装件300C具有封装件基板30B、发光元件31、受光元件32、光透过性树脂33C、和作为遮光部的遮光性树脂34C。如上所述，模块封装件300C取代光透过性树脂33A而具有光透过性树脂33C。

遮光性树脂34C与遮光性树脂34A、34B相比较，铅垂方向的长度短，但其它结构相同。光透过性树脂33C是使用与光透过性树脂33A相同的部件而形成的，形状与光透过性树脂33A不同。光透过性树脂33C与光透过性树脂33A同样地，将封装件基板30B上的发光元件31及受光元件32的整体覆盖。

光透过性树脂33C具有与配置有遮光性树脂34C的区域相比左侧的区域403和与配置有遮光性树脂34C的区域相比右侧的区域404。区域403中的光透过性树脂33C的上表面为上表面150，区域404中的光透过性树脂33C的上表面为上表面151。

遮光性树脂34C的水平方向的第1面，处于与区域403中的光透过性树脂33C的上表面150相同的面内。另外，遮光性树脂34C的水平方向的第2面，在封装件基板30B的内部与封装件基板30B相接。

在实施方式1中，对光透过性树脂33A的光学式标尺2侧的面即上表面为平坦的形状的情况进行了说明，但在实施方式2中，在光透过性树脂33C的上表面151设置有倾斜度。在模块封装件300C中，光透过性树脂33C的上表面中的、受光元件32侧的上表面151，相对于与受光元件32的上表面同一面内的受光面320不平行而倾斜。具体地说，关于区域404的光透过性树脂33C，从遮光性树脂34C侧的端部起朝向与遮光性树脂34C相反侧的端部而层的厚度稍微变厚。关于区域404的光透过性树脂33C，遮光性树脂34C侧的端部处的厚度，与区域403的光透过性树脂33C的厚度相同。在模块封装件300C中，上表面150和上表面151所成的角度为角度θ2。换言之，上表面151的倾斜角度为角度θ2。

如上所述，实施方式2的绝对编码器1的基本结构与实施方式1的绝对编码器1相同，但光透过性树脂33C的区域404中的形状与光透过性树脂33A的区域402中的形状不同。

如图15所示，在对比例的模块封装件300X中，来自光学式标尺2的不需要的光线向受光元件32X射入。在该情况下，关于不需要的光线的光线路径903和正规的光线路径901，向受光元件32X的入射角度大致相同。具体地说，不需要的光线在光透过性树脂33X的上表面进行菲涅尔反射而向受光元件32X射入的角度和正规的光线向受光元件32X射入的角度大致相同。因此，在实施方式2中，将光线射入而来并且使不需要的光线进行反射的上表面151从水平方向倾斜。如上所述，上表面151设置有倾斜度，以使得不需要的光线以宽的反射角度进行反射。

根据如上所述的结构，在模块封装件300C中，由受光元件32反射出的光线，在光透过性树脂33C的上表面151进行菲涅尔反射，但反射光线的角度以上表面151的倾斜角度即角度θ2而倾斜。因此，由受光元件32及上表面151反射出的不需要的光线不易射入至受光元件32的受光面320。作为倾斜角度的角度θ2越大，则通过受光元件32和光透过性树脂33C之间的多重反射产生的不需要的光线，越不易射入至受光面320。因此，角度θ2越大，则能够将区域403中的光透过性树脂33C变得越薄。如上所述，模块封装件300C与实施方式1的光透过性树脂33A相比较，能够将光透过性树脂33C的厚度变薄。

此外，模块封装件300C也可以取代封装件基板30B而具有封装件基板30A。换言之，也可以在模块封装件300A应用光透过性树脂33C。在该情况下，模块封装件300A取代光透过性树脂33A而具有光透过性树脂33C，取代遮光性树脂34A而具有遮光性树脂34C。

另外，在图17中，对在上表面151设置倾斜度的情况进行了说明，但也可以在上表面150设置与上表面151相同的倾斜度。图18是表示实施方式2所涉及的模块封装件的第2结构例的图。对图18的各结构要素中的实现与图17所示的模块封装件300C相同功能的结构要素而标注了同一标号，省略重复的说明。

模块封装件300D具有封装件基板30B、发光元件31、受光元件32、光透过性树脂33D、和作为遮光部的遮光性树脂34C。如上所述，模块封装件300D取代光透过性树脂33C而具有光透过性树脂33D。

光透过性树脂33D是使用与光透过性树脂33C相同的部件而形成的，形状与光透过性树脂33C不同。光透过性树脂33D与光透过性树脂33C同样地，将封装件基板30B上的发光元件31及受光元件32的整体覆盖。

光透过性树脂33D具有与配置有遮光性树脂34C的区域相比左侧的区域405和与配置有遮光性树脂34C的区域相比右侧的区域406。区域405中的光透过性树脂33D的上表面为上表面152，区域406中的光透过性树脂33D的上表面为上表面153。区域406是与区域404相同的区域，上表面153是与上表面151相同的面。

关于模块封装件300D，光透过性树脂33D的上表面152相对于与受光元件32的上表面同一面内的受光面320不平行而倾斜。具体地说，关于区域405的光透过性树脂33D，从遮光性树脂34C侧的端部起朝向与遮光性树脂34C相反侧的端部而层的厚度逐渐变薄。

关于光透过性树脂33D，区域405的遮光性树脂34C侧的端部处的厚度，与区域406的遮光性树脂34C侧的端部处的厚度相同。而且，在模块封装件300D中，光透过性树脂33D的底面和上表面152所成的角度为角度θ2，光透过性树脂33D的底面和上表面153所成的角度为角度θ2。换言之，上表面152、153的倾斜角度为角度θ2。

如上所述在实施方式2中，在光透过性树脂33C、33D的受光元件32侧的上表面151、153设置有倾斜度，因此光线在由受光元件32反射之后在光透过性树脂33C、33D的上表面151、153进行菲涅尔反射时，以作为倾斜角度的角度θ2倾斜而反射。因此，多重反射出的不需要的光线不易射入至受光面320。其结果，模块封装件300C、300D能够高精度地对绝对旋转角度进行检测。另外，能够将光透过性树脂33C、33D的厚度变薄，因此能够削减制作模块封装件300C、300D时的材料费，能够以低成本实现绝对旋转角度的检测。

此外，模块封装件300D也可以取代封装件基板30B而具有封装件基板30A。换言之，可以在模块封装件300A应用光透过性树脂33D。在该情况下，模块封装件300A取代光透过性树脂33A而具有光透过性树脂33D，取代遮光性树脂34A而具有遮光性树脂34C。

另外，在图17及图18中说明的遮光性树脂34C，并不限定于配置在发光面310的中心和受光面320的中心的中间位置的情况，也可以配置在其它区域。

如上所述根据实施方式2，光透过性树脂33C、33D的上表面151、153倾斜，因此由光透过性树脂33C、33D的上表面151、153反射出的不需要的光线不易射入至受光面320。因此，能够高精度地对测定对象物的绝对旋转角度进行检测。

此外，在实施方式1、2中，对绝对编码器1是对旋转角度进行检测的旋转编码器的情况进行了说明，但绝对编码器1也能够应用于对直线性的移动量进行检测的线性编码器。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其它公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1绝对编码器，2光学式标尺，4控制部，5旋转轴，19查找表，30A、30B封装件基板，31、31X发光元件，32、32X受光元件，33A、33C、33D、33X光透过性树脂，34A、34B、34C遮光性树脂，41角度运算部，42发光量调整部，150～153上表面，200光学图案，201反射部，202非反射部，300、300A、300B、300X模块封装件，310、310X发光面，320、320X受光面，411光量分布校正部，412边缘检测部，413粗检测部，414高精度检测部，415旋转角度检测部，901～903光线路径。

Claims (5)

1.一种绝对编码器，其特征在于，具有：

光学式标尺，其具有光学图案；

模块封装件，其将向所述光学式标尺照射出光的发光元件及对来自所述光学式标尺的反射光进行受光的受光元件利用光透过性树脂覆盖；以及

控制部，其基于所述受光元件与所述反射光相应地输出的信号，对所述光学式标尺的绝对旋转角度进行运算，

形成为在将向所述受光元件的所述发光元件侧的端部照射的光线的角度设为θ1，将从所述受光元件的受光面至所述光透过性树脂的上表面为止的距离设为L3，将从所述受光元件的所述发光元件侧的端部至所述受光面的与所述发光元件侧相反侧的端部为止的距离设为L4的情况下，2×tanθ1×L3＞L4成立。

2.根据权利要求1所述的绝对编码器，其特征在于，

在所述模块封装件配置有遮光部，该遮光部在所述光透过性树脂的与所述光学式标尺相对的面露出且经过所述发光元件的发光面的中心和所述受光元件的受光面的中心的中间位置。

3.根据权利要求1或2所述的绝对编码器，其特征在于，

关于所述光透过性树脂，与所述光学式标尺相对的面即上表面相对于所述受光元件的受光面倾斜。

4.根据权利要求2所述的绝对编码器，其特征在于，

所述模块封装件还具有封装件基板，该封装件基板对所述发光元件及所述受光元件进行安装，

所述遮光部配置在所述封装件基板被挖入的区域及所述光透过性树脂被挖入的区域。

5.根据权利要求4所述的绝对编码器，其特征在于，

所述封装件基板是环氧玻璃基板，

所述光透过性树脂及所述遮光部是环氧树脂类树脂。

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