JP2001041775A - 光電式エンコーダ - Google Patents
光電式エンコーダInfo
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- JP2001041775A JP2001041775A JP11212632A JP21263299A JP2001041775A JP 2001041775 A JP2001041775 A JP 2001041775A JP 11212632 A JP11212632 A JP 11212632A JP 21263299 A JP21263299 A JP 21263299A JP 2001041775 A JP2001041775 A JP 2001041775A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化したときの高性能化を図った光電式エ
ンコーダを提供する。 【解決手段】 メインスケールと、このメインスケール
に対してその測定軸方向に相対移動可能に配置されてス
ケール格子を読み取るセンサヘッドとを有し、センサヘ
ッドは、メインスケールに光を照射する光源と、メイン
スケールからの光を受光して位相の異なる複数の変位信
号を出力する受光部とを備え、受光部５は、透明基板４
０と、その表面に形成された半導体薄膜５２を加工して
所定ピッチで配列された複数のフォトダイオードＰＤ
と、これらのフォトダイオードＰＤを覆って形成され
て、前記透明基板４０を透過して各フォトダイオードＰ
Ｄに入射される光を内部に閉じ込める反射膜５５とを有
する。
ンコーダを提供する。 【解決手段】 メインスケールと、このメインスケール
に対してその測定軸方向に相対移動可能に配置されてス
ケール格子を読み取るセンサヘッドとを有し、センサヘ
ッドは、メインスケールに光を照射する光源と、メイン
スケールからの光を受光して位相の異なる複数の変位信
号を出力する受光部とを備え、受光部５は、透明基板４
０と、その表面に形成された半導体薄膜５２を加工して
所定ピッチで配列された複数のフォトダイオードＰＤ
と、これらのフォトダイオードＰＤを覆って形成され
て、前記透明基板４０を透過して各フォトダイオードＰ
Ｄに入射される光を内部に閉じ込める反射膜５５とを有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光電式エンコー
ダを小型化したときの精度向上技術に関する。
ダを小型化したときの精度向上技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電式エンコーダは基本的に、光源と、
この光源からの光を透過してスケールに照射する第１の
光学格子と、スケール上に形成された第２の光学格子
と、この第２の光学格子の透過又は反射光を透過させる
第３の光学格子と、この第３の光学格子の透過光を受光
する受光素子とを備えて構成される。光電式エンコーダ
には透過型と反射型とがあるが、特に反射型エンコーダ
では、光源と受光素子を第１及び第３の光学格子が形成
されたインデックススケールと共にメインスケールの一
方側に配置してセンサヘッドを構成することにより、全
体を小型にすることができる。また、受光素子として、
第３の光学格子を兼ねた受光素子アレイにより構成する
方式も知られている。
この光源からの光を透過してスケールに照射する第１の
光学格子と、スケール上に形成された第２の光学格子
と、この第２の光学格子の透過又は反射光を透過させる
第３の光学格子と、この第３の光学格子の透過光を受光
する受光素子とを備えて構成される。光電式エンコーダ
には透過型と反射型とがあるが、特に反射型エンコーダ
では、光源と受光素子を第１及び第３の光学格子が形成
されたインデックススケールと共にメインスケールの一
方側に配置してセンサヘッドを構成することにより、全
体を小型にすることができる。また、受光素子として、
第３の光学格子を兼ねた受光素子アレイにより構成する
方式も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光電式エンコーダを小
型にした場合、受光素子から得られる変位信号のピーク
・ピーク値ＶPPと直流オフセット電圧ＶDCの比ＶPP／Ｖ
DCが小さくなり、高精度位置測定が困難になるという問
題がある。受光部に、複数の受光素子を配列形成した受
光素子アレイを使用した場合、受光素子アレイの配列ピ
ッチがスケール格子ピッチに対応して小さくなると、各
受光素子は、受光面積が小さくなるだけでなく、光電変
換に寄与する体積も小さいものとなる。特に受光素子ア
レイをアモルファスシリコン等の半導体薄膜により形成
した場合、光電変換層が薄いため、受光素子に入射した
光の多くが光電変換されずに突き抜けてしまう。
型にした場合、受光素子から得られる変位信号のピーク
・ピーク値ＶPPと直流オフセット電圧ＶDCの比ＶPP／Ｖ
DCが小さくなり、高精度位置測定が困難になるという問
題がある。受光部に、複数の受光素子を配列形成した受
光素子アレイを使用した場合、受光素子アレイの配列ピ
ッチがスケール格子ピッチに対応して小さくなると、各
受光素子は、受光面積が小さくなるだけでなく、光電変
換に寄与する体積も小さいものとなる。特に受光素子ア
レイをアモルファスシリコン等の半導体薄膜により形成
した場合、光電変換層が薄いため、受光素子に入射した
光の多くが光電変換されずに突き抜けてしまう。
【０００４】小型化に伴ってＶPP／ＶDCが小さくなるも
う一つの理由は、原点検出機構との関係にある。通常、
メインスケールには原点検出用パターンを形成し、セン
サヘッドにはその原点検出用パターンを検出するための
光源と受光素子が、スケール検出用の光源と受光素子と
は別に設けられる。従って、全体を小型化した場合に
は、スケール検出用の光源と原点検出用の光源とが近接
して配置され、原点検出用光源からの光がスケール検出
用の受光素子にも入り込む。これにより直流オフセット
電圧ＶDCが大きくなる。
う一つの理由は、原点検出機構との関係にある。通常、
メインスケールには原点検出用パターンを形成し、セン
サヘッドにはその原点検出用パターンを検出するための
光源と受光素子が、スケール検出用の光源と受光素子と
は別に設けられる。従って、全体を小型化した場合に
は、スケール検出用の光源と原点検出用の光源とが近接
して配置され、原点検出用光源からの光がスケール検出
用の受光素子にも入り込む。これにより直流オフセット
電圧ＶDCが大きくなる。
【０００５】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、小型化したときの高性能化を図った光電式エン
コーダを提供することを目的としている。
もので、小型化したときの高性能化を図った光電式エン
コーダを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、第１に、測
定軸に沿ってスケール格子が形成されたメインスケール
と、このメインスケールに対してその測定軸方向に相対
移動可能に配置されて前記スケール格子を読み取るセン
サヘッドとを有し、前記センサヘッドは、前記メインス
ケールに光を照射する光源と、前記メインスケールから
の光を受光して位相の異なる複数の変位信号を出力する
受光部とを備えた光電式エンコーダにおいて、前記受光
部は、透明基板と、この透明基板の表面に形成された感
光性薄膜を加工して作られた複数の受光素子と、これら
複数の受光素子を覆って形成されて、前記透明基板を透
過して各受光素子に入射される光を各受光素子内部に閉
じ込める反射膜とを有することを特徴とする。
定軸に沿ってスケール格子が形成されたメインスケール
と、このメインスケールに対してその測定軸方向に相対
移動可能に配置されて前記スケール格子を読み取るセン
サヘッドとを有し、前記センサヘッドは、前記メインス
ケールに光を照射する光源と、前記メインスケールから
の光を受光して位相の異なる複数の変位信号を出力する
受光部とを備えた光電式エンコーダにおいて、前記受光
部は、透明基板と、この透明基板の表面に形成された感
光性薄膜を加工して作られた複数の受光素子と、これら
複数の受光素子を覆って形成されて、前記透明基板を透
過して各受光素子に入射される光を各受光素子内部に閉
じ込める反射膜とを有することを特徴とする。
【０００７】この発明によると、受光素子の表面に反射
膜を設けることにより、透明基板を介して受光素子に入
射される光を素子内部に閉じ込めて複数回反射させ、光
電変換層を複数回通過させることができる。これによ
り、受光素子の寸法が微細になっても、大きな光電変換
効率が得られ、従って、大きなＶPP／ＶDCが得られる。
また反射膜は、受光素子への無用な迷光の入射を遮る働
きをする。従って、原点検出用光源が隣接して配置され
ても、その影響を低減することができ、これもＶPP／Ｖ
DCの向上につながる。
膜を設けることにより、透明基板を介して受光素子に入
射される光を素子内部に閉じ込めて複数回反射させ、光
電変換層を複数回通過させることができる。これによ
り、受光素子の寸法が微細になっても、大きな光電変換
効率が得られ、従って、大きなＶPP／ＶDCが得られる。
また反射膜は、受光素子への無用な迷光の入射を遮る働
きをする。従って、原点検出用光源が隣接して配置され
ても、その影響を低減することができ、これもＶPP／Ｖ
DCの向上につながる。
【０００８】この発明において好ましくは、光源とメイ
ンスケールの間にはインデックススケールが設けられ
る。この場合、受光素子が形成された透明基板は、イン
デックススケールの基板と一体のものとして反射型の光
電式エンコーダを構成することにより、これらを別々に
用意する場合に比べて、センサヘッドの組立が容易にな
り、小型化が図られる。またこの発明において好ましく
は、複数の受光素子は、所定ピッチで配列されて受光側
インデックス格子を兼ねた受光素子アレイとして構成さ
れる。更にこの発明において、受光素子を覆う反射膜は
例えば、各受光素子の端子電極を引き出す配線として用
いられる金属膜により形成することができる。この様に
配線膜と反射膜を同じ金属膜のパターニングにより形成
すれば、工程は簡単になる。更にこの発明において好ま
しくは、受光素子が形成された透明基板の裏面に、特定
方向からの光を選択的に受光素子に入射させるための光
ガイド部材が設けられるものとする。これにより、迷光
の影響がより低減される。
ンスケールの間にはインデックススケールが設けられ
る。この場合、受光素子が形成された透明基板は、イン
デックススケールの基板と一体のものとして反射型の光
電式エンコーダを構成することにより、これらを別々に
用意する場合に比べて、センサヘッドの組立が容易にな
り、小型化が図られる。またこの発明において好ましく
は、複数の受光素子は、所定ピッチで配列されて受光側
インデックス格子を兼ねた受光素子アレイとして構成さ
れる。更にこの発明において、受光素子を覆う反射膜は
例えば、各受光素子の端子電極を引き出す配線として用
いられる金属膜により形成することができる。この様に
配線膜と反射膜を同じ金属膜のパターニングにより形成
すれば、工程は簡単になる。更にこの発明において好ま
しくは、受光素子が形成された透明基板の裏面に、特定
方向からの光を選択的に受光素子に入射させるための光
ガイド部材が設けられるものとする。これにより、迷光
の影響がより低減される。
【０００９】この発明は、第２に、測定軸に沿ってスケ
ール格子が形成されたメインスケールと、このメインス
ケールに対してその測定軸方向に相対移動可能に配置さ
れて前記スケール格子を読み取るセンサヘッドとを有
し、前記センサヘッドは、前記メインスケールに光を照
射する光源と、前記メインスケールからの光を受光して
変位信号を出力する受光素子とを備えた光電式エンコー
ダにおいて、前記受光素子の受光面側に、特定方向から
の光を選択的に前記受光素子に入射させるための光ガイ
ド部材が設けられていることを特徴とする。
ール格子が形成されたメインスケールと、このメインス
ケールに対してその測定軸方向に相対移動可能に配置さ
れて前記スケール格子を読み取るセンサヘッドとを有
し、前記センサヘッドは、前記メインスケールに光を照
射する光源と、前記メインスケールからの光を受光して
変位信号を出力する受光素子とを備えた光電式エンコー
ダにおいて、前記受光素子の受光面側に、特定方向から
の光を選択的に前記受光素子に入射させるための光ガイ
ド部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】この発明によると、光ガイド部材を受光素
子の受光面側に配置することによって、無用な迷光の受
光素子への入射が防止される。特に、センサヘッドに、
メインスケールに形成された原点検出用パターンを検出
するための原点検出用光源及び原点検出用受光素子が設
けられている場合に、原点検出用光源からのスケール検
出用受光素子への無用な光入射がなくなり、大きなＶPP
／ＶDCが得られる。更にこの発明において、センサヘッ
ドに、メインスケールに形成された原点検出用パターン
を検出するための原点検出用光源及び原点検出用受光素
子が設けられる場合に、原点検出用受光素子の光入射部
にも、原点検出用光源からメインスケールに照射されて
反射した光を選択的に入射させるための光ガイド部材を
設けることが好ましく、これにより原点検出機能の向上
が図られる。
子の受光面側に配置することによって、無用な迷光の受
光素子への入射が防止される。特に、センサヘッドに、
メインスケールに形成された原点検出用パターンを検出
するための原点検出用光源及び原点検出用受光素子が設
けられている場合に、原点検出用光源からのスケール検
出用受光素子への無用な光入射がなくなり、大きなＶPP
／ＶDCが得られる。更にこの発明において、センサヘッ
ドに、メインスケールに形成された原点検出用パターン
を検出するための原点検出用光源及び原点検出用受光素
子が設けられる場合に、原点検出用受光素子の光入射部
にも、原点検出用光源からメインスケールに照射されて
反射した光を選択的に入射させるための光ガイド部材を
設けることが好ましく、これにより原点検出機能の向上
が図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１（ａ）（ｂ）は、この発明の実施
の形態１による反射型の光電式エンコーダの平面図とそ
の測定軸ｘ方向の断面図である。この光電式エンコーダ
は、メインスケール１とこれに対してメインスケール１
の測定軸ｘ方向に相対移動可能に配置されたセンサヘッ
ド２とから構成される。メインスケール１は、ガラス基
板等のスケール基板１０を用い、これに所定ピッチのス
ケール格子１１を形成して構成されている。スケール格
子１１とは別のトラックに、原点検出用パターン１２が
形成されている。
の実施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１（ａ）（ｂ）は、この発明の実施
の形態１による反射型の光電式エンコーダの平面図とそ
の測定軸ｘ方向の断面図である。この光電式エンコーダ
は、メインスケール１とこれに対してメインスケール１
の測定軸ｘ方向に相対移動可能に配置されたセンサヘッ
ド２とから構成される。メインスケール１は、ガラス基
板等のスケール基板１０を用い、これに所定ピッチのス
ケール格子１１を形成して構成されている。スケール格
子１１とは別のトラックに、原点検出用パターン１２が
形成されている。
【００１２】センサヘッド２は、メインスケール１の同
じ側に配置された、スケール用光源であるＬＥＤ３と、
インデックススケール４、及び受光部５を有する。イン
デックススケール４は、ガラス基板等の透明基板４０を
用いて構成されている。この透明基板４０に、ＬＥＤ３
からの光を透過するインデックス格子４１が形成され、
またこのインデックス格子４１に隣接して、メインスケ
ール１からの反射光を受光して位相の異なる複数の変位
信号を出力するための受光部５を構成するフォトダイオ
ードアレイＰＤＡが形成されている。
じ側に配置された、スケール用光源であるＬＥＤ３と、
インデックススケール４、及び受光部５を有する。イン
デックススケール４は、ガラス基板等の透明基板４０を
用いて構成されている。この透明基板４０に、ＬＥＤ３
からの光を透過するインデックス格子４１が形成され、
またこのインデックス格子４１に隣接して、メインスケ
ール１からの反射光を受光して位相の異なる複数の変位
信号を出力するための受光部５を構成するフォトダイオ
ードアレイＰＤＡが形成されている。
【００１３】インデックススケール４の透明基板４０上
にはまた、原点検出用パターン１２を検出するために、
スリット６，７が設けられ、これらのスリット６，７上
にそれぞれ、原点検出用受光素子８，原点検出用光源で
あるＬＥＤ９が配置されている。
にはまた、原点検出用パターン１２を検出するために、
スリット６，７が設けられ、これらのスリット６，７上
にそれぞれ、原点検出用受光素子８，原点検出用光源で
あるＬＥＤ９が配置されている。
【００１４】図２は、受光部５の要部を拡大して示す断
面図である。この受光部５は、透明基板４０上に形成さ
れたアモルファスシリコン膜５２を加工して所定ピッチ
でフォトダイオードＰＤ（ＰＤ１，ＰＤ２，…）を配列
形成したフォトダイオードアレイＰＤＡとして構成され
ている。具体的にフォトダイオードアレイＰＤＡは、次
のようにして作られる。まず透明基板４０上にＩＴＯ膜
等の透明導電膜５１を介して、ｐ型，ｉ型，ｎ型のアモ
ルファスシリコンを順次堆積する。更にその上にＮｉ等
の電極膜を堆積する。そして電極膜をパターニングして
端子電極５３を分離した後、この端子電極５３をマスク
としてアモルファスシリコンをエッチングする。
面図である。この受光部５は、透明基板４０上に形成さ
れたアモルファスシリコン膜５２を加工して所定ピッチ
でフォトダイオードＰＤ（ＰＤ１，ＰＤ２，…）を配列
形成したフォトダイオードアレイＰＤＡとして構成され
ている。具体的にフォトダイオードアレイＰＤＡは、次
のようにして作られる。まず透明基板４０上にＩＴＯ膜
等の透明導電膜５１を介して、ｐ型，ｉ型，ｎ型のアモ
ルファスシリコンを順次堆積する。更にその上にＮｉ等
の電極膜を堆積する。そして電極膜をパターニングして
端子電極５３を分離した後、この端子電極５３をマスク
としてアモルファスシリコンをエッチングする。
【００１５】この実施の形態では、以上のように形成さ
れたフォトダイオードアレイＰＤＡを覆うようにシリコ
ン酸化膜等の絶縁膜５４が形成され、更にその上にフォ
トダイオードアレイＰＤＡの主要部を覆うように、反射
膜５５が形成されている。反射膜５５は例えば、フォト
ダイオードアレイＰＤＡの端子電極５３を外部に引き出
すための配線と同時に金属膜により形成される。
れたフォトダイオードアレイＰＤＡを覆うようにシリコ
ン酸化膜等の絶縁膜５４が形成され、更にその上にフォ
トダイオードアレイＰＤＡの主要部を覆うように、反射
膜５５が形成されている。反射膜５５は例えば、フォト
ダイオードアレイＰＤＡの端子電極５３を外部に引き出
すための配線と同時に金属膜により形成される。
【００１６】図３は、フォトダイオードアレイＰＤＡの
レイアウトを配線と共に示している。各フォトダイオー
ドＰＤは、スケール格子との関係で位相が９０°異なる
Ａ，Ｂ相、及びこれらの反転位相のＡＡ，ＢＢ相の４相
の正弦波状変位信号を出力するものである。これらのフ
ォトダイオードＰＤの４相の変位信号出力線となる信号
配線５８と、これらと各フォトダイオードの端子電極５
３を接続する信号線５７とが、例えばＡｌ膜を用いた二
層配線技術により形成される。フォトダイオードＰＤを
覆う反射膜５５は、信号配線５７，５８のいずれかと同
じＡｌ膜を用いて形成される。
レイアウトを配線と共に示している。各フォトダイオー
ドＰＤは、スケール格子との関係で位相が９０°異なる
Ａ，Ｂ相、及びこれらの反転位相のＡＡ，ＢＢ相の４相
の正弦波状変位信号を出力するものである。これらのフ
ォトダイオードＰＤの４相の変位信号出力線となる信号
配線５８と、これらと各フォトダイオードの端子電極５
３を接続する信号線５７とが、例えばＡｌ膜を用いた二
層配線技術により形成される。フォトダイオードＰＤを
覆う反射膜５５は、信号配線５７，５８のいずれかと同
じＡｌ膜を用いて形成される。
【００１７】この実施の形態によると、図２に示したよ
うに、メインスケール１からの信号光である反射光は、
透明基板４０を通して各フォトダイオードＰＤに入射す
る。この入射光は、反射膜５５があるためにフォトダイ
オードＰＤを突き抜けることはなく、フォトダイオード
ＰＤ内で複数回の反射を繰り返す。即ち、入射光はフォ
トダイオードＰＤ内に閉じ込められ、この結果フォトダ
イオードＰＤが微細寸法のものであっても、高い光電変
換効率が得られる。また、原点検出用ＬＥＤ９等からの
迷光は、反射膜５５により反射されて、フォトダイオー
ドＰＤに入射しない。以上により、スケールピッチの小
さい光電式エンコーダを構成した場合にも、ＶPP／ＶDC
の大きい変位信号が得られる。
うに、メインスケール１からの信号光である反射光は、
透明基板４０を通して各フォトダイオードＰＤに入射す
る。この入射光は、反射膜５５があるためにフォトダイ
オードＰＤを突き抜けることはなく、フォトダイオード
ＰＤ内で複数回の反射を繰り返す。即ち、入射光はフォ
トダイオードＰＤ内に閉じ込められ、この結果フォトダ
イオードＰＤが微細寸法のものであっても、高い光電変
換効率が得られる。また、原点検出用ＬＥＤ９等からの
迷光は、反射膜５５により反射されて、フォトダイオー
ドＰＤに入射しない。以上により、スケールピッチの小
さい光電式エンコーダを構成した場合にも、ＶPP／ＶDC
の大きい変位信号が得られる。
【００１８】［実施の形態２］図４（ａ）は、この発明
の実施の形態２による反射型の光電式エンコーダの平面
図であり、同図（ｂ）はその測定軸方向の断面図、同図
（ｃ）は測定軸と直交する方向の原点検出部の断面図で
ある。先の実施の形態と対応する部分には、先の実施の
形態と同一符号を付して詳細な説明は省く。
の実施の形態２による反射型の光電式エンコーダの平面
図であり、同図（ｂ）はその測定軸方向の断面図、同図
（ｃ）は測定軸と直交する方向の原点検出部の断面図で
ある。先の実施の形態と対応する部分には、先の実施の
形態と同一符号を付して詳細な説明は省く。
【００１９】この実施の形態では、インデックススケー
ル４に、光源側インデックス格子４１ａと受光側インデ
ックス格子４１ｂを形成した場合を示している。受光素
子５ａは、受光側インデックス格子４１ｂから得られる
４相の信号光を受光する４個のフォトダイオードを単結
晶シリコン基板に集積形成したＩＣである。またこの実
施の形態の場合、原点検出用のスリット６，７のうち、
受光側のスリット６は、インデックススケール４の光源
側インデックス格子４１ａと受光側インデックス格子４
１ｂとの間に配置している。これは、スケールの幅方向
寸法をできるだけ小さくするためである。
ル４に、光源側インデックス格子４１ａと受光側インデ
ックス格子４１ｂを形成した場合を示している。受光素
子５ａは、受光側インデックス格子４１ｂから得られる
４相の信号光を受光する４個のフォトダイオードを単結
晶シリコン基板に集積形成したＩＣである。またこの実
施の形態の場合、原点検出用のスリット６，７のうち、
受光側のスリット６は、インデックススケール４の光源
側インデックス格子４１ａと受光側インデックス格子４
１ｂとの間に配置している。これは、スケールの幅方向
寸法をできるだけ小さくするためである。
【００２０】この様なインデックススケール４の透明基
板４０の裏面には、図４（ｂ）に示すように、メインス
ケール１からの反射光を受光素子５ａに導くための光ガ
イド部材４０１ａが設けられている。また図４（ｃ）に
示すように、透明基板４０の裏面の、原点検出用ＬＥＤ
９によるメインスケール１からの反射光が原点検出用受
光素子８に入射する位置にも、その反射光を受光素子８
に導くための光ガイド部材４０１ｂが設けられている。
これらの光ガイド部材４０１（４０１ａ，４０１ｂ）
は、受光面に対して特定の傾斜角を持って入射する信号
光成分のみを通過させるような光ガイドが形成された微
小なルーバーである。
板４０の裏面には、図４（ｂ）に示すように、メインス
ケール１からの反射光を受光素子５ａに導くための光ガ
イド部材４０１ａが設けられている。また図４（ｃ）に
示すように、透明基板４０の裏面の、原点検出用ＬＥＤ
９によるメインスケール１からの反射光が原点検出用受
光素子８に入射する位置にも、その反射光を受光素子８
に導くための光ガイド部材４０１ｂが設けられている。
これらの光ガイド部材４０１（４０１ａ，４０１ｂ）
は、受光面に対して特定の傾斜角を持って入射する信号
光成分のみを通過させるような光ガイドが形成された微
小なルーバーである。
【００２１】図５（ａ）（ｂ）は、その様な光ガイド部
材４０１を薄膜技術により形成する方法を示している。
図５（ａ）に示すように、インデックススケール基板４
０に斜め方向からのスパッタ、蒸着等により、傾斜した
粒界をもつ針状結晶の堆積膜４００を形成する。そして
この堆積膜４００を、図５（ｂ）に示すように、斜め方
向からのエッチングガスの供給により、粒界に隙間が形
成されるようなエッチングを行うことにより、特定方向
の光ガイドを行う光ガイド部材４０１が得られる。
材４０１を薄膜技術により形成する方法を示している。
図５（ａ）に示すように、インデックススケール基板４
０に斜め方向からのスパッタ、蒸着等により、傾斜した
粒界をもつ針状結晶の堆積膜４００を形成する。そして
この堆積膜４００を、図５（ｂ）に示すように、斜め方
向からのエッチングガスの供給により、粒界に隙間が形
成されるようなエッチングを行うことにより、特定方向
の光ガイドを行う光ガイド部材４０１が得られる。
【００２２】光ガイド部材４０１には上述した薄膜技術
によるものの他、薄板を板金加工したもの、フイルム状
に加工されているライトコントロールフィルム（３Ｍ社
製の商品名）、分子を特定方向に配向させた液晶等を用
い得る。
によるものの他、薄板を板金加工したもの、フイルム状
に加工されているライトコントロールフィルム（３Ｍ社
製の商品名）、分子を特定方向に配向させた液晶等を用
い得る。
【００２３】この実施の形態によると、スケール検出部
と原点検出部が近接して配置される小型エンコーダであ
っても、スケール検出部に原点検出用光が入り込み、原
点検出部にスケール検出用光が入り込む事態が確実に防
止される。従って、変位信号，原点検出信号共に大きな
ＶPP／ＶDCが得られる。
と原点検出部が近接して配置される小型エンコーダであ
っても、スケール検出部に原点検出用光が入り込み、原
点検出部にスケール検出用光が入り込む事態が確実に防
止される。従って、変位信号，原点検出信号共に大きな
ＶPP／ＶDCが得られる。
【００２４】なお、実施の形態２では、受光部にインデ
ックス格子４１ｂを有し、受光素子５ａとしてモノリシ
ックＩＣを用いる場合を示したが、実施の形態１と同様
に、受光側インデックス格子を省き、受光側インデック
ス格子を兼ねた受光素子アレイを用いてもよい。
ックス格子４１ｂを有し、受光素子５ａとしてモノリシ
ックＩＣを用いる場合を示したが、実施の形態１と同様
に、受光側インデックス格子を省き、受光側インデック
ス格子を兼ねた受光素子アレイを用いてもよい。
【００２５】［実施の形態３］図６は、実施の形態１と
実施の形態２の手法を組み合わせた実施の形態３の要部
構成を、図２に対応する断面図で示している。即ち、実
施の形態１と同様に、受光部５を構成するフォトダイオ
ードアレイＰＤＡを反射膜５５により覆う。これと同時
に、実施の形態２と同様に、透明基板４０の裏面には光
ガイド部材４０１を形成する。この実施の形態によれ
ば、光電変換効率の向上と迷光除去の効果により、更に
大きなＶPP／ＶDCを得ることができる。
実施の形態２の手法を組み合わせた実施の形態３の要部
構成を、図２に対応する断面図で示している。即ち、実
施の形態１と同様に、受光部５を構成するフォトダイオ
ードアレイＰＤＡを反射膜５５により覆う。これと同時
に、実施の形態２と同様に、透明基板４０の裏面には光
ガイド部材４０１を形成する。この実施の形態によれ
ば、光電変換効率の向上と迷光除去の効果により、更に
大きなＶPP／ＶDCを得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、受
光部に信号光の受光素子突き抜けを防止する反射膜を形
成し、或いは受光部への迷光の入射を防止する光ガイド
部材を設けることにより、小型化した場合の光電式エン
コーダの高性能化を図ることができる。
光部に信号光の受光素子突き抜けを防止する反射膜を形
成し、或いは受光部への迷光の入射を防止する光ガイド
部材を設けることにより、小型化した場合の光電式エン
コーダの高性能化を図ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１による光電式エンコ
ーダの構成を示す図である。
ーダの構成を示す図である。
【図２】 同実施の形態による受光部の要部拡大断面図
である。
である。
【図３】 同実施の形態によるフォトダイオードアレイ
のレイアウトを示す図である。
のレイアウトを示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による光電式エンコ
ーダの構成を示す図である。
ーダの構成を示す図である。
【図５】 同実施の形態における光ガイド部材の形成法
を示す図である。
を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態３による光電式エンコ
ーダの要部構成を示す図である。
ーダの要部構成を示す図である。
１…メインスケール、２…センサヘッド、３…ＬＥＤ、
４…インデックススケール、５，５ａ…受光素子、６，
７…原点検出用スリット、８…原点検出用受光素子、９
…原点検出用ＬＥＤ、５５…反射膜、４０１ａ，４０１
ｂ…光ガイド部材。
４…インデックススケール、５，５ａ…受光素子、６，
７…原点検出用スリット、８…原点検出用受光素子、９
…原点検出用ＬＥＤ、５５…反射膜、４０１ａ，４０１
ｂ…光ガイド部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F103 BA00 BA37 CA02 CA03 DA11 DA12 EA02 EA04 EA15 EB06 EB12 EB16 EB21 EB31 EB35 ED18 ED21 FA13 FA15
Claims (9)
- 【請求項１】 測定軸に沿ってスケール格子が形成され
たメインスケールと、このメインスケールに対してその
測定軸方向に相対移動可能に配置されて前記スケール格
子を読み取るセンサヘッドとを有し、前記センサヘッド
は、前記メインスケールに光を照射する光源と、前記メ
インスケールからの光を受光して位相の異なる複数の変
位信号を出力する受光部とを備えた光電式エンコーダに
おいて、 前記受光部は、 透明基板と、 この透明基板の表面に形成された感光性薄膜を加工して
作られた複数の受光素子と、 これら複数の受光素子を覆って形成されて、前記透明基
板を透過して各受光素子に入射される光を各受光素子内
部に閉じ込める反射膜とを有することを特徴とする光電
式エンコーダ。 - 【請求項２】 前記光源とメインスケールとの間に前記
光源からの光を透過して前記メインスケールを照射する
インデックススケールを有することを特徴とする請求項
１記載の光電式エンコーダ。 - 【請求項３】 前記受光素子が形成された透明基板は、
前記インデックススケールの基板を兼ねていることを特
徴とする請求項２記載の光電式エンコーダ。 - 【請求項４】 前記複数の受光素子は、所定ピッチで配
列されて受光素子アレイを構成していることを特徴とす
る請求項１記載の光電式エンコーダ。 - 【請求項５】 前記反射膜は、前記各受光素子の端子電
極を引き出す配線として用いられる金属膜により形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光電式エンコ
ーダ。 - 【請求項６】 前記受光素子が形成された透明基板の裏
面に、特定方向からの光を選択的に前記受光素子に入射
させるための光ガイド部材が設けられていることを特徴
とする請求項１記載の光電式エンコーダ。 - 【請求項７】 測定軸に沿ってスケール格子が形成され
たメインスケールと、このメインスケールに対してその
測定軸方向に相対移動可能に配置されて前記スケール格
子を読み取るセンサヘッドとを有し、前記センサヘッド
は、前記メインスケールに光を照射する光源と、前記メ
インスケールからの光を受光して変位信号を出力する受
光素子とを備えた光電式エンコーダにおいて、 前記受光素子の受光面側に、特定方向からの光を選択的
に前記受光素子に入射させるための光ガイド部材が設け
られていることを特徴とする光電式エンコーダ。 - 【請求項８】 前記センサヘッドに、前記メインスケー
ルに形成された原点検出用パターンを検出するための原
点検出用光源及び原点検出用受光素子が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は７に記載の光電式エンコ
ーダ。 - 【請求項９】 前記センサヘッドに、前記メインスケー
ルに形成された原点検出用パターンを検出するための原
点検出用光源及び原点検出用受光素子が設けられ、且つ
前記原点検出用受光素子の光入射部に前記原点検出用光
源から前記メインスケールに照射されて反射した光を選
択的に入射させるための光ガイド部材が設けられている
ことを特徴とする請求項７記載の光電式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11212632A JP2001041775A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 光電式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11212632A JP2001041775A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 光電式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041775A true JP2001041775A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16625884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11212632A Pending JP2001041775A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 光電式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001041775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106149672A (zh) * | 2015-03-30 | 2016-11-23 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 防止夯锤晃动的控制系统和方法、及强夯机 |
| CN106149671A (zh) * | 2015-03-23 | 2016-11-23 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 强夯机自动作业的控制系统和方法、及强夯机 |
-
1999
- 1999-07-27 JP JP11212632A patent/JP2001041775A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106149671A (zh) * | 2015-03-23 | 2016-11-23 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 强夯机自动作业的控制系统和方法、及强夯机 |
| CN106149671B (zh) * | 2015-03-23 | 2018-09-04 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 强夯机自动作业的控制系统和方法、及强夯机 |
| CN106149672A (zh) * | 2015-03-30 | 2016-11-23 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 防止夯锤晃动的控制系统和方法、及强夯机 |
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