JP2016057127A - センサ及びセンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発生部と検出部との位置決めがより容易で、検出部の出力をより安定させることができるセンサ等を提供する。
【解決手段】センサ３１は、光を発する発生部４１と、当該光を検出する検出部３５と、発生部４１及び検出部３５が設けられる基板５０とを備え、基板５０は、発生部４１が設けられる第１部分５１と検出部３５が設けられる第２部分５２とが一体であり、二箇所で直角に折り曲げられて第１部分５１の発生部４１が設けられた面と第２部分５２の検出部３５が設けられた面とが平行に設けられて対向し、二箇所の折り曲げ軸である第１軸ＬＡと第２軸ＬＢは平行であり、発生部４１の光の出射点４１Ｓと第１軸ＬＡとの距離と、検出部３５の配置中心Ｓ０と第２軸ＬＢとの距離とが等しく、光の出射点４１Ｓと配置中心Ｓ０は、折り曲げ前の基板５０において第１軸ＬＡ及び第２軸ＬＢに対して直角に交差する同一直線Ｌ１上に存する。
【選択図】図７

Description

本発明は、センサ及びセンサの製造方法に関する。

ロータリエンコーダの構成として、光を発する発光素子が設けられた基板と、発光素子から発せられた光を検出する受光素子が設けられた基板とをロータリエンコーダの筐体内に収める構成が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００１−０２７５５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のロータリエンコーダは、発光素子と受光素子とが別個の基板に存することから、組み立てにおいて発光素子から発せられる光の照射範囲と受光素子による受光範囲との関係を決定するための位置決めを行わなければならないという問題がある。位置決めを誤ることによる位置ずれが生じると、受光素子の出力が意図された出力にならないことがあり、センシングに伴う出力の不安定を招く。特に、受光素子が複数である場合、位置ずれが生じると複数の受光素子の各々の出力にばらつきが生じ、センシングに伴う出力の不安定を招く。

上記のような特許文献１のロータリエンコーダに係る問題は、光の検出によるロータリエンコーダに限らず、検出対象（例えば光等）を発する発生部と、発生部により発生した検出対象を検出する検出部とが別個の基板に設けられたセンサに共通する問題である。

本発明は、発生部と検出部との位置決めがより容易なセンサ及びセンサの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、検出部の出力をより安定させることができるセンサ及びセンサの製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のセンサは、所定の検出対象を発生させる発生部と、前記発生部により発生した前記検出対象を検出する検出部と、前記発生部及び前記検出部が設けられる基板とを備え、前記基板は、前記発生部が設けられる第１部分と前記検出部が設けられる第２部分とが一体であり、二箇所で直角に折り曲げられて前記第１部分の前記発生部が設けられた面と前記第２部分の前記検出部が設けられた面とが平行に設けられて対向し、前記二箇所の一方における折り曲げ軸である第１軸と前記二箇所の他方における折り曲げ軸である第２軸は平行であり、前記発生部の前記検出対象の発生中心点である第１点と前記第１軸との距離と、前記検出部による前記検出対象の検出領域の中心又は検出部が有する複数の検出領域の配置中心のいずれか一方である第２点と前記第２軸との距離とが等しく、前記第１点と前記第２点は、折り曲げ前の基板に沿う同一直線上に存し、前記直線と前記第１軸及び前記第２軸とは直角に交差又は立体交差する。

従って、発生部が設けられる第１部分と検出部が設けられる第２部分とが分離しないので、基板を折り曲げる又は湾曲させる等の簡易な作業により発生部と検出部との位置決めを行うことができる。このように、本発明のセンサによれば、発生部と検出部との位置決めがより容易になる。また、第１部分の発生部が設けられた面と第２部分の検出部が設けられた面とが平行に設けられて対向し、第１軸と第２軸が平行であり、第１点と第１境目との距離と第２点と第２境目との距離とが等しく、第１点と第２点が折り曲げ前の基板において第１軸及び第２軸に対して直角に交差又は立体交差する同一直線上に存することで、第１点と第２点は、折り曲げ後の第１部分及び第２部分に直交する同一直線上に存することになる。このため、発生部と検出部とをより高精度に対向させることができるので、検出部の出力をより安定させることができる。

本発明のセンサでは、前記検出対象は光であり、前記基板の前記発光素子及び前記受光素子が設けられる面に前記光の反射防止処理が施されている。

従って、発生部から発せられる光の基板による反射を低減することができる。このため、反射光の検出による検出部の出力を低減することができるので、検出部の出力をより安定させることができる。

本発明のセンサでは、前記発光素子と前記受光素子との間の空間である被検出領域で回転動作することで前記光に影響を与えるスケールと、前記スケールを回転可能に支持するシャフトを有する回転支持部とを備え、前記シャフトに前記光の反射防止処理が施されている。

従って、発生部から発せられる光のシャフトによる反射を低減することができる。このため、反射光の検出による検出部の出力を低減することができるので、検出部の出力をより安定させることができる。

本発明のセンサは、ロータリエンコーダである。

従って、本発明によりロータリエンコーダに連結された回動動作体の回動角度等の角位置を検出することができる。

上記の目的を達成するための本発明のセンサの製造方法は、所定の検出対象を発生させる発生部と、前記発生部により発生した前記検出対象を検出する検出部と、前記発生部及び前記検出部が設けられる基板とを備えるセンサの製造方法であって、前記発生部が設けられる第１部分、前記検出部が設けられる第２部分及び前記第１部分と前記第２部分とを接続する接続部が一体である基板を形成する工程と、前記第１部分に前記発生部を設け、前記第２部分に検出部を設ける工程と、前記第１部分の前記発生部が設けられた面と前記第２部分の前記検出部が設けられた面とが平行に設けられて対向するように二箇所で直角に基板を折り曲げる工程とを含み、前記二箇所の一方における折り曲げ軸である第１軸と前記二箇所の他方における折り曲げ軸である第２軸を平行とし、前記発生部の前記検出対象の発生中心点である第１点と前記第１軸との距離と、前記検出部による前記検出対象の検出領域の中心又は検出部が有する複数の検出領域の配置中心のいずれか一方である第２点と前記第２軸との距離とを等しくし、前記第１点と前記第２点を、折り曲げ前の基板において前記第１軸及び前記第２軸に対して直角に交差又は立体交差する直線上に配置する。

従って、発生部が設けられる第１部分と検出部が設けられる第２部分とが分離しないので、基板を折り曲げる又は湾曲させる等の簡易な作業により発生部と検出部との位置決めを行うことができる。このように、本発明のセンサによれば、発生部と検出部との位置決めがより容易になる。また、第１部分の発生部が設けられた面と第２部分の検出部が設けられた面とが平行に設けられて対向し、第１軸と第２軸が平行であり、第１点と第１境目との距離と第２点と第２境目との距離とが等しく、第１点と第２点が折り曲げ前の基板において第１軸及び第２軸に対して直角に交差又は立体交差する同一直線上に存することで、第１点と第２点は、第１部分及び第２部分に直交する同一直線上に存することになる。このため、発生部と検出部とをより高精度に対向させることができるので、検出部の出力をより安定させることができる。

本発明のセンサ及びセンサの製造方法によれば、発生部と検出部との位置決めをより容易とすることができる。また、本発明のセンサ及びセンサの製造方法によれば、検出部の出力をより安定させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るセンサの構成図である。 図２は、センサの外観斜視図である。 図３は、発生部、光学スケール及び検出部の配置の一例を説明する説明図である。 図４は、光学式エンコーダのブロック図である。 図５は、光学スケールのパターンの一例を示す説明図である。 図６は、基板の一例を示す斜視図である。 図７は、折り曲げられる前の基板の一例を示す平面図である。 図８は、発生部及び検出部が設けられる側の面における回路配置と、その裏面に設けられている構成との対応関係の一例を示す図である。 図９は、ステータのボディ及びボディに設けられている構成の一例を示す斜視図である。 図１０は、ステータのシャシに設けられている構成の一例を示す斜視図である。 図１１は、発生部と検出部との位置関係の一例を示す図である。 図１２は、発生部と検出部との位置関係の一例を示す図である。 図１３は、回路実装前の基板の一例を示す平面図である。 図１４は、被検出領域に光学スケールを設けるためのステータの組み立ての一例を示す図である。 図１５は、検出部の一例を説明するための説明図である。 図１６は、検出部の第１受光部の一例を説明するための説明図である。 図１７は、検出部の第３受光部の一例を説明するための説明図である。 図１８は、光学スケールによる偏光成分の分離を説明するための説明図である。 図１９は、光学スケールによる偏光成分の分離を説明するための説明図である。 図２０は、光学スケールによる偏光成分の分離を説明するための説明図である。 図２１は、光学式エンコーダの機能ブロック図である。 図２２は、光学スケールの回転角度と各受光部の偏光成分の光強度変化を説明するための説明図である。 図２３は、光学スケールの回転角度とリサージュ角度との関係を説明するための説明図である。 図２４は、発生部を説明するための図である。 図２５は、発生部からの光の発生範囲と検出部及びシャフトの位置との関係の一例を示す図である。 図２６は、センサの製造に係る工程の流れの一例を示すフローチャートである。 図２７は、検出部が有する複数の受光素子の別の配置例を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ３１の構成図である。図２は、センサ３１の外観斜視図である。図１は、図２の断面模式図である。図３は、発生部４１、光学スケール１１及び検出部３５の配置の一例を説明する説明図である。図４は、光学式エンコーダ２のブロック図である。図５は、光学スケール１１のパターンの一例を示す説明図である。センサ３１は、電磁波（例えば光）からなる検出対象を発生させる発生部４１と、被検出領域を挟んで発生部４１により発生した検出対象を検出する検出部３５と、発生部４１及び検出部３５が設けられる基板５０と、を備える。本実施形態では、センサ３１は、さらに、モータ等の回転機械に連結されたシャフト１２及び当該シャフト１２の端部に取り付けられて被検出領域で回転可能に設けられる回転体（光学スケール１１）を有するロータ１０と、ステータ２０とを有している。なお、被検出領域とは、発生部４１と検出部３５との間の空間である。本実施形態における発生部４１は、光を発する発光素子である。具体的には、発生部４１は、例えば発光素子としての発光ダイオード（点光源）を有する。本実施形態における検出部３５は、発光素子である発生部４１から発せられた光を受光する受光素子である。より具体的には、本実施形態の検出部３５は、偏光層ＰＰ１を有する第１受光部ＰＤ１と、偏光層ＰＰ２を有する第２受光部ＰＤ２と、偏光層ＰＰ３を有する第３受光部ＰＤ３と、偏光層ＰＰ４を有する第４受光部ＰＤ４の四つの受光素子を有する。図３では、発生部４１から発せられる光源光７１から各受光部（第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４）への入射光７３が各偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４を通過することを示すために偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４と第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４とが分離して描かれているが、実際には両者は当接している。

図６は、基板５０の一例を示す斜視図である。図７は、折り曲げられる前の基板５０の一例を示す平面図である。図８は、発生部４１及び検出部３５が設けられる側の面における回路配置と、その裏面に設けられている構成との対応関係の一例を示す図である。図９は、ステータ２０のボディ２１及びボディ２１に設けられている構成の一例を示す斜視図である。図１０は、ステータ２０のシャシ２２に設けられている構成の一例を示す斜視図である。図１１及び図１２は、発生部４１と検出部３５との位置関係の一例を示す図である。図１３は、回路実装前の基板の一例を示す平面図である。図１４は、被検出領域に光学スケール１１を設けるためのステータ２０の組み立ての一例を示す図である。図１５は、検出部３５の一例を説明するための説明図である。基板５０は、発生部４１が設けられる第１部分５１と検出部３５が設けられる第２部分５２とが一体である。例えば図６、図７に示すように、基板５０は、半円弧状の第１部分５１、円状の第２部分５２を含む一つの基板である。基板５０は、例えばフレキシブルプリント基板（Flexible printed circuits：ＦＰＣ）からなり、発生部４１及び検出部３５を含む各種の回路（例えば図６に示すＩＣ回路６０等）が実装されている。より具体的には、ＦＰＣは、例えばポリイミド膜又はフォトソルダーレジスト膜からなる絶縁体をベースフィルムとして、ベースフィルム上に接着層及び導体層を形成し、導体層のうち端子部（はんだ付け部を含む）を除く部分を絶縁体で被覆した可撓性を有する配線基板である。導体層は、銅等の電気伝導体からなり、導体層のパターンにより各種の回路等の部品に接続される信号線及び電力線が設けられる。本発明に採用可能なフレキシブル基板の具体的構成は、これに限られるものでなく適宜変更可能である。ＩＣ回路６０等、検出部３５及び発生部４１を除く各種の回路は、例えば後述する図２１に示すプリアンプＡＭＰ、差動演算回路ＤＳ、フィルター回路ＮＲ、逓倍回路ＡＰ等を構成する。以下、基板５０において発生部４１及び検出部３５が設けられる側の面を表面５０Ａ、その反対側の面を裏面５０Ｂと記載することがある（図８参照）。また、基板５０の表面５０Ａのうち、第１部分５１の表面５１Ａ及び第２部分の表面５２Ａについて区別して記載することがある。また、基板５０の裏面５０Ｂのうち、第１部分５１の裏面５１Ｂ及び第２部分の裏面５２Ｂについて区別して記載することがある。

基板５０は、第１部分５１において発生部４１を含む電子部品が設けられる面及び第２部分５２において検出部３５を含む電子部品が設けられる面の少なくとも一方の面の裏側の面に、電子部品が設けられる面を平面に保つ板状の支持部材が取り付けられている。具体的には、例えば図７に示すように、受光素子を構成するフォトダイオード（第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４）の他、第２部分において受光素子と同一の面（表面５２Ａ）に設けられる部品６１は、その裏面５２ＢにおけるＩＣ回路６０の実装範囲の内側に設けられる。部品６１は、第２部分５２において受光素子と同一の面（表面５２Ａ）に設けられる他の回路であり、具体的には、例えばＩＣチップ、抵抗器、コンデンサ等の回路部品を含む。ＩＣ回路６０は、例えばＱＦＮ（Quad flat no lead package)方式のパッケージが採用された集積回路である。このように、本実施形態における第２部分５２の支持部材は、集積回路（ＩＣ回路６０）のパッケージであり、当該パッケージが取り付けられた第２部分５２に設けられる一つ以上の電子部品（例えば、検出部３５及び部品６１）は、基板５０を挟んだ裏側に当該パッケージが存する位置に設けられる。なお、集積回路のパッケージの方式は、ＱＦＮ方式に限られず、当該集積回路が設けられた側の面の反対側の面（例えば第２部分５２の表面５２Ａ）を平面に保つことができる支持部材として機能し得る支持構造部を有していればよい。なお、本実施形態において、第２部分５２の表面５２Ａに設けられる他の回路であるＩＣチップ、抵抗器、コンデンサ等の部品６１は、はんだ付けにより配線に接続されるパッケージ回路と、ワイヤーボンディング等の方法により配線に接続されるベアチップとを含んでいるが、一例であってこれに限られるものでなく、いずれか一方であってもよいし、一部又は全部が他の方式を採用した回路であってもよい。

また、図８に示すように、本実施形態の第１部分５１には、発光デバイス４１Ｕをパッケージした発光素子（図２４参照）が設けられる面の裏側にサポート基板６５が設けられている。サポート基板６５は、例えば第１部分５１の反円弧状の形状に対応した半円弧状の板状部材である。より具体的には、第１部分５１及びサポート基板６５は、円板面の中心に当該円板の径よりも小さい径の円状の孔が設けられたドーナツ状（円弧状）の板面を直径に沿って二つに割った場合の一方に対応する半円弧状の板面を有する。サポート基板６５は、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。このように、本実施形態における第１部分５１の支持部材は、第１部分５１の形状に合わせて形成された絶縁性を有する板状部材である。本実施形態におけるサポート基板６５は、あくまで回路でない支持部材の一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

基板５０は、第１部分５１と第２部分５２とを接続する接続部５３を有する。具体的には、例えば図６、図７に示すように、接続部５３は、第１部分５１と第２部分５２との間で、第１部分５１の円弧の外周部と第２部分５２の円弧の外周部とを接続するよう設けられている。

接続部５３は、発生部４１（又は検出部３５）に接続される配線を有する。本実施形態では、接続部５３は、発生部４１に接続される信号線及び電力線を具備する。具体的には、接続部５３の配線は、例えばＦＰＣに実装された信号線及び電力線として設けられている。なお、本実施形態の接続部５３には回路が設けられていないが、接続部５３に回路等の部品を設けることもできる。

図６、図７に示すように、本実施形態の接続部５３は、第１部分５１及び第２部分５２に比して、第１部分５１と第２部分５２との間での接続部５３の延設方向に直交する方向であって基板５０の板面に沿う方向の幅が小さい。

基板５０は、発生部４１及び検出部３５に接続される配線を含むハーネス部５４を備える。具体的には、例えば図６、図７に示すように、ハーネス部５４は、第１部分５１から接続部５３の反対側に延出されるよう設けられている。ハーネス部５４は、発生部４１、検出部３５及び基板５０に設けられた各種の回路に接続される信号線及び電力線を具備する。具体的には、ハーネス部５４の配線は、例えばＦＰＣに実装された信号線及び電力線として設けられている。本実施形態では、発生部４１の配線は、第１部分５１、接続部５３及びハーネス部５４に設けられている。また、検出部３５の配線は、第２部分５２及びハーネス部５４に設けられている。

また、ハーネス部５４は、例えば図１に示すように、コネクタＣＮＴと接続されている。コネクタＣＮＴは、センサ３１と他の装置（例えば演算装置３）とを接続するインターフェースである。センサ３１は、コネクタＣＮＴを介して演算装置３と接続されている。すなわち、ハーネス部５４は、基板５０に設けられた各種の回路と他の装置（例えば演算装置３）とを接続する配線として機能する。なお、ハーネス部５４に回路等の部品を設けてもよい。

基板５０は、第１部分５１と第２部分５２とが平行になるよう設けられる。具体的には、基板５０は、図１、図６に示すように、発生部４１と検出部３５とが対向する形状（コの字状）に折り曲げられる。本実施形態では、基板５０は、接続部５３に設けられた二箇所の折り曲げ位置５５ａ，５５ｂで表面５０Ａを内側にするように直角に折り曲げられる。すなわち、基板５０は、接続部５３に対して第１部分５１及び第２部分５２が直角になるよう折り曲げられ、かつ、第１部分５１と第２部分５２とが対向する位置に存する。これにより、第１部分５１と第２部分５２とが平行に設けられて、発生部４１と検出部３５とが対向する。本実施形態では、二箇所の折り曲げ位置５５ａ，５５ｂのうち、第１部分５１に近い方の折り曲げ位置を折り曲げ位置５５ａとし、第２部分５２に近い方の折り曲げ位置を折り曲げ位置５５ｂとしている。

第１部分５１において発生部４１が設けられる側の面と、第２部分５２において検出部３５が設けられる側の面とは、基板５０における同一の面（表面５０Ａ）である。発生部４１が設けられる側の面と検出部３５が設けられる側の面とが対向するよう設けられることで、発生部４１と検出部３５との位置関係は、図３等に示すように、発生部４１により発生した検出対象（例えば光）が検出部３５により検出可能な位置関係になる。また、対向する発生部４１と検出部３５の間の空間が被検出領域になる。

このように、基板５０は、発生部４１が設けられる第１部分５１、検出部３５が設けられる第２部分５２及び第１部分５１と第２部分５２とを接続する接続部５３が一体であり、二箇所の折り曲げ位置５５ａ，５５ｂで直角に折り曲げられて第１部分５１の発生部４１が設けられた面（表面５１Ａ）と第２部分５２の検出部３５が設けられた面（表面５２Ａ）とが平行に設けられて対向する。ここで、図７に示すように、折り曲げ位置５５ａにおける折り曲げ軸である第１軸ＬＡと折り曲げ位置５５ｂにおける折り曲げ軸である第２軸ＬＢは平行である。折り曲げ軸とは、基板５０を折り曲げる際に、折り曲がる基板の折り曲げ箇所（例えば折り曲げ位置５５ａ，５５ｂ）を挟んで対向する一方（例えば第１部分５１又は第２部分５２）に対する他方（例えば接続部５３）の回動動作の動作中心軸となる軸をさす。本実施形態における第１軸ＬＡ、第２軸ＬＢはそれぞれ、基板５０における折り曲げ位置５５ａ，５５ｂに折り目として形成される二つの折り曲げ線と重なる位置に存する。

また、基板５０の折り曲げ前の平面上における発生部４１の検出対象の発生中心点である第１点と第１軸ＬＡとの距離と、検出部３５による検出対象の検出領域の中心又は検出部３５が有する複数の検出領域の配置中心のいずれか一方である第２点と第２軸ＬＢとの距離とが等しい。具体的には、図７に示すように、本実施形態における発生部４１の光の出射点４１Ｓと、折り曲げ位置５５ａにおける折り曲げ線、すなわち第１軸ＬＡとの距離Ｗ１と、検出部３５が有する四つの受光素子である第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４の配置中心Ｓ０と、折り曲げ位置５５ｂにおける折り曲げ線、すなわち第２軸ＬＢとの距離Ｗ２とが等しい。ここで、発生部４１の光の出射点４１Ｓが本実施形態における第１点であり、配置中心Ｓ０が本実施形態における第２点である。

また、第１点と第２点は、折り曲げ前の基板５０に沿う同一直線上に存し、当該直線と第１軸ＬＡ及び第２軸ＬＢとは直角に交差する。第１軸ＬＡ及び第２軸ＬＢに直交する同一直線上に存する。具体的には、図７に示すように、発生部４１の光の出射点４１Ｓと配置中心Ｓ０は、折り曲げ位置５５ａ，５５ｂにおける二つの折り曲げ線、すなわち第１軸ＬＡ及び第２軸ＬＢに直交する同一直線である直線Ｌ１上に存する。

また、四つの受光素子の各々は、所定の平面上の異なる位置に配置され、所定の平面上の一点に対する四つの受光素子の各々からの距離が全て等しく、一点と四つの受光素子の各々の受光領域の中心とを結ぶ四つの線分は、互いに直角を形成する。具体的には、検出部３５が有する四つの受光素子である第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４は、基板５０の第２部分５２の表面５２Ａ上で一点（配置中心Ｓ０）に対して等距離に配置されている。また、表面５２Ａ上で、第１受光部ＰＤ１と第３受光部ＰＤ３とが配置中心Ｓ０を挟んで点対称の位置に配置され、第２受光部ＰＤ２と第４受光部ＰＤ４とが配置中心Ｓ０を挟んで点対称の位置に配置されている。また、本実施形態では、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４の各々が有する受光領域の形状及び面積は全て等しい。また、検出部３５は、第１受光部ＰＤ１の受光領域の中心と第３受光部ＰＤ３の受光領域の中心とが配置中心Ｓ０を中点として距離２Ｗ離して配置されており、第２受光部ＰＤ２の受光領域の中心と第４受光部ＰＤ４の受光領域の中心とが配置中心Ｓ０を中点として距離２Ｗ離して配置されている。言い換えれば、第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４の四つの受光素子の受光領域の中心と配置中心Ｓ０との距離は、全て距離Ｗであり、等しい。なお、本実施形態において、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４の受光領域の中心と配置中心Ｓ０との距離Ｗは、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４の幅ｗより大きい。また、第１受光部ＰＤ１の受光領域の中心、配置中心Ｓ０及び第３受光部ＰＤ３の受光領域の中心を通過する仮想軸をｘ軸とし、第２受光部ＰＤ２の受光領域の中心、配置中心Ｓ０及び第４受光部ＰＤ４の受光領域の中心を通過する仮想軸をｙ軸とすると、ｘ軸とｙ軸とは第２部分５２の表面５２Ａ上で直交している。すなわち、第２部分５２の表面５２Ａ上で、第１受光部ＰＤ１の受光領域の中心と第２受光部ＰＤ２の受光領域の中心とが形成する角θ１は、９０°である。同様に、第２受光部ＰＤ２の受光領域の中心と第３受光部ＰＤ３の受光領域の中心とが形成する角θ２、第３受光部ＰＤ３の受光領域の中心と第４受光部ＰＤ４の受光領域の中心とが形成する角θ３及び第４受光部ＰＤ４の受光領域の中心と第１受光部ＰＤ１の受光領域の中心とが形成する角θ４は、９０°である。このように、四つの受光素子（第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４）は、表面５２Ａ上で配置中心Ｓ０を円の中心とした同一円周上で、９０°等配置されている。また、ｘ軸とｙ軸とによるｘｙ平面は、発生部４１の光の出射点４１Ｓと配置中心Ｓ０とを結ぶｚ軸と直交している。すなわち、発生部４１側から表面５２Ａをｚ軸方向に沿って見下ろした場合、出射点４１Ｓは配置中心Ｓ０と重なる。すなわち、一点（配置中心Ｓ０）を通る所定の平面（例えば第２部分５２の表面５２Ａ）の法線である直線Ｌ２（図１２参照）は、発光素子（発生部４１）の光の出射点４１Ｓの中心を通る。これにより、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４は、発光部４１の光の出射点４１Ｓから等距離に配置される。

第１部分５１又は第２部分５２の一方は、他方よりも小さい。具体的には、例えば図６、図７に示すように、本実施形態における円弧状の第１部分５１の径は、円状の第２部分５２の径と略同一である。ただし、第１部分５１は、半円状のＦＰＣの内周側に半円状の切欠部５１ａが設けられている半円弧状の形状を有する。このため、基板５０に占める第１部分５１の面積は、第２部分５２の面積よりも小さい。

検出部３５は、被検出領域における物理量の変化により生じる検出対象（例えば光等の電磁波）の変化を検出する。物理量の変化は、例えば被検出領域に存する回転体の回転による。具体的には、例えば図１〜図３に示すように、被検出領域にはロータ１０の光学スケール１１が設けられる。センサ３１は、回転体としての光学スケール１１の回転による検出対象の検出結果の変化に応じた出力を行うセンサである。すなわち、センサ３１は、ロータ１０に回転動作を伝達するよう接続された回動動作体の角位置を検出するロータリエンコーダとして機能する。

ロータ１０は、図５に示す円板形状（又は多角形形状）の部材である光学スケール１１を有している。光学スケール１１は例えば、シリコン、ガラス、高分子材料などで形成されている。光学スケール１１は円輪状もしくは中空であってもよい。図５に示す光学スケール１１は、信号トラックＴ１を一方の板面に有している。また、ロータ１０には、光学スケール１１の取り付けられた板面に対し他方の板面にシャフト１２が取り付けられている。光学スケール１１は、傾斜していても傾斜角度が小さい場合には偏光分離の機能に影響がない。本実施形態における光学スケール１１は、発光素子（発生部４１）と受光素子（検出部３５）との間の空間である被検出領域で動作することで光に影響を与える部材として機能する。

ステータ２０は、軸受２６ａ，２６ｂと、シャフト１２と、シャフト１２の端部に取り付けられた光学スケール１１と、検出部３５とを囲む、遮光性の部材でできている。このため、ステータ２０の内部では、外来の光ノイズを抑制できる。本実施形態におけるステータ２０は、基板５０及び部材（光学スケール１１）を収納する筐体として機能する。ステータ２０は、部材を動作可能に支持する第１筐体と、基板５０の一部分が固定される第２筐体とを有する。具体的には、ステータ２０は、例えば図９、図１０に示すように、第１筐体として機能するボディ２１と、第２筐体として機能するシャシ２２と、カバー２３とを備えている。ボディ２１は、軸受２６ａ，２６ｂを介してシャフト１２を回転可能に支持するハウジングである。ボディ２１の内周が軸受２６ａ，２６ｂの外輪に固定されており、シャフト１２の外周が軸受２６ａ，２６ｂの内輪に固定されている。シャフト１２がモータ等回転機械からの回転により回転すると、シャフト１２に連動して光学スケール１１が回転中心Ｚｒを軸中心として回転する。ボディ２１は、基板５０が設けられたシャシ２２をボディ２１に取り付けるための開口部２１ａを有する。シャシ２２には、基板５０の第２部分５２のうち、検出部３５が設けられた側の反対側の面（裏面）の少なくとも一部分と当接するように基板５０が固定されている。具体的には、上記のように、基板５０の裏面５０Ｂには、センサ３１を構成する部品としてのＩＣ回路６０が設けられている。シャシ２２は、例えば図１０に示すように、裏面のＩＣ回路６０を外側から覆うとともに第２部分５２の円状の外周部と当接する形状を有する。コの字状に折り曲げられた基板５０の接続部５３は、シャシ２２に固定されることでシャシ２２に支持された第２部分５２から立設するように位置する。このように、本実施形態では、基板５０は、第２部分５２がシャシ２２に固定されることでシャシ２２に固定されている。カバー２３は、ステータ２０の円筒状の外周面の一部を形成する部材である。カバー２３は、ボディ２１の開口部２１ａ側、すなわち、シャシ２２からハーネス部５４が延出される切欠部２１ｂの反対側に設けられる。ボディ２１とシャシ２２とが組み付けられた状態で、さらにカバー２３が開口部２１ａを覆うように組み付けられることで、ボディ２１、シャシ２２及びカバー２３は円筒状のステータ２０を形成し、ステータ２０の内部を外部の光ノイズから遮光する。このように、シャシ２２及びカバー２３は、ハウジングであるボディ２１の蓋として機能する。

また、第１部分５１は、被検出領域の反対側の面が第１筐体（例えばボディ２１）に接着される。具体的には、第１部分５１の被検出領域の反対側の面（裏面５１Ｂ）は、板状部材（例えばサポート基板６５）を介して第１筐体に接着される。より具体的には、本実施形態のサポート基板６５は、第１部分５１と当接する面及びその反対側の面の両面に粘着性を有するテープが貼り付けられている。当該テープは、所謂両面テープであり、両面が粘着性を有する。すなわち、サポート基板６５は、一方の面がテープを介して第１部分５１の裏側の面（裏面５１Ｂ）に接着されている。また、サポート基板６５は、一方の面が第１部分５１に接着された状態で、他方の面が粘着性を有する状態になっていることになる。他方の面は、ボディ２１からシャフト１２が延出している面であって、シャシ２２側に存する面（以下、接着面２１ｃと記載）とテープを介して接着される。このように、第１部分５１又は第２部分５２の一方（本実施形態では、第２部分５２）は、第２筐体（シャシ２２）に固定され、第１部分５１又は第２部分５２の他方（本実施形態では、第１部分５１）は、被検出領域の反対側の面が第１筐体（ボディ２１）に接着される。また、板状部材（例えばサポート基板６５）は、一方の面が他方の被検出領域の反対側の面（裏面５１Ｂ）に接着された状態で、他方の面が第１筐体（ボディ２１）に接着される。なお、第１部分５１又は第２部分５２の他方（例えば第１部分５１）の被検出領域の反対側の面（例えば裏面５１Ｂ）と第１筐体（例えばボディ２１）との間に介在する板状部材（例えばサポート基板６５）は、基板５０に比して剛性が高いことが望ましい。

なお、本実施形態では、第１部分５１の被検出領域の反対側の面がサポート基板６５を介して第１筐体に接着されているが、これは接着の具体的形態の一例であってこれに限られるものでない。例えば、第１部分５１の裏面５１Ｂは、接着剤やテープ（両面テープ等）で接着面２１ｃに接着されてもよい。具体的には、例えばサポート基板６５の外周付近又は内周部の数点に接着剤を点状に塗布し、サポート基板６５と第１部分５１の裏面５１Ｂ及びサポート基板６５と接着面２１ｃとをスポット固定するようにしてもよい。また、スポット固定において接着剤が固化するまでの補強として、さらにテープを併用するようにしてもよい。また、第１部分５１と第２部分５２の関係は逆であってもよい。すなわち、第１部分５１が第２筐体に固定され、第２部分５２の他方の被検出領域の反対側の面（裏面５２Ｂ）が第１筐体に接着されるようにしてもよい。ただし、この場合、例えば第２部分５２の形状が本実施形態における第１部分５１の形状と同様になる等、基板５０及び基板５０に設けられる回路（例えば部品６１等）の構成は、筐体（例えばステータ２０）の構成に対する干渉等を考慮した形態を取る。

接着剤を用いる場合も、接着剤を第１筐体（例えばボディ２１の接着面２１ｃ）又は第１部分５１若しくは第２部分５２の他方の被検出領域の反対側の面に塗布し、第１筐体と他方とを当接させるだけで他方の被検出領域の反対側の面を第１筐体に接着することができるので、センサ３１の組み立てがより容易になる。

上述したロータ１０のシャフト１２が回転すると、図３に示すように、光学スケール１１が、例えばＲ方向に検出部３５に対して相対的に移動する。これにより、光学スケール１１の信号トラックＴ１が検出部３５に対して相対的に移動する。光学スケール１１は、面内における偏光子の偏光方向Ｐｍが所定の方向を向いており、かつ偏光方向Ｐｍが回転により変化する。検出部３５は、発生部４１の光源光７１が光学スケール１１に透過して入射する入射光（透過光）７３を受光して、図５に示す光学スケール１１の信号トラックＴ１を読み取ることができる。

光学式エンコーダ２は、上述したセンサ３１と、演算装置３と、を備えており、図４に示すように、センサ３１と、演算装置３とが接続されている。演算装置３は、例えばモータ等の回転機械の制御部５と接続されている。

光学式エンコーダ２は、光学スケール１１に光源光７１が透過して入射する入射光７３を検出部３５で検出する。演算装置３は、検出部３５の検出信号からセンサ３１のロータ１０と検出部３５との相対位置を演算し、相対位置の情報を制御信号として、モータ等の回転機械の制御部５へ出力する。

演算装置３は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータであり、入力インターフェース４ａと、出力インターフェース４ｂと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ｃと、ＲＯＭ（Read Only Memory）４ｄと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４ｅと、内部記憶装置４ｆと、を含んでいる。入力インターフェース４ａ、出力インターフェース４ｂ、ＣＰＵ４ｃ、ＲＯＭ４ｄ、ＲＡＭ４ｅ及び内部記憶装置４ｆは、内部バスで接続されている。なお、演算装置３は、専用の処理回路で構成してもよい。

入力インターフェース４ａは、センサ３１の検出部３５からの入力信号を受け取り、ＣＰＵ４ｃに出力する。出力インターフェース４ｂは、ＣＰＵ４ｃから制御信号を受け取り、制御部５に出力する。

ＲＯＭ４ｄには、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のプログラムが記憶されている。内部記憶装置４ｆは、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等であり、オペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している。ＣＰＵ４ｃは、ＲＡＭ４ｅをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ４ｄや内部記憶装置４ｆに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。

内部記憶装置４ｆには、光学スケール１１による偏光方向Ｐｍと検出部３５の出力とを対応付けたデータベースが記憶されている。または、内部記憶装置４ｆには、発生部４１の光の出射点４１Ｓと、配置中心Ｓ０（検出部３５）との距離Ｄ（図１２参照）の値と、光学スケール１１の位置情報とを対応付けたデータベースが記憶されている。

図５に示す信号トラックＴ１は、ワイヤーグリッドパターンとよばれる金属細線（ワイヤー）ｇの配列が図１に示す光学スケール１１に形成されている。光学スケール１１は、信号トラックＴ１として、隣り合う金属細線ｇを平行に直線的に配置している。このため、光学スケール１１は、光源光７１が照射される位置によらず同じ偏光軸となり、面内における偏光子の偏光方向が一方向を向いている。

また、ワイヤーグリッドパターンとよばれる金属細線ｇを有する光学スケール１１は、光誘起の偏光板に比較して、耐熱性を高めることができる。また、光学スケール１１は、局所的にも、交差するような部分のないラインパターンとなっているため、高精度で誤差の少ない光学スケール１１とすることができる。また、光学スケール１１は、一括した露光またはナノインプリント技術により安定して製造することもできるため、高精度で誤差の少ない光学スケール１１とすることができる。なお、光学スケール１１は、光誘起の偏光板としてもよい。

複数の金属細線ｇは、交差せず配置されている。隣り合う金属細線ｇの間は、光源光７１の全部又は一部が透過可能な透過領域ｄである。金属細線ｇの幅及び隣り合う金属細線ｇの間隔、つまり金属細線ｇの幅及び透過領域ｄの幅は、発生部４１の光源光７１の波長より十分小さくする場合、光学スケール１１は、光源光７１の入射光７３を偏光分離することができる。このため、光学スケール１１は、面内における偏光方向Ｐｍが一様な偏光子を有している。光学スケール１１は、回転する周方向において、検出部３５へ入射する入射光７３の偏光軸が光学スケール１１の回転に応じて変化する。本実施形態において、偏光軸の変化は、光学スケール１１の１回転に対して２回の増減を繰り返すことになる。

光学スケール１１は、偏光方向の異なるセグメントを細かくする必要がない。そして、光学スケール１１は、一様な偏光方向Ｐｍを有しているため、偏光方向Ｐｍの異なる領域の境界がなく、この境界による入射光７３の偏光状態の乱れを抑制できる。本実施形態の光学式エンコーダ２は、誤検出またはノイズを生じさせる可能性を低減することができる。

図１６は、検出部３５の第１受光部ＰＤ１の一例を説明するための説明図である。図１７は、検出部３５の第３受光部ＰＤ３の一例を説明するための説明図である。発生部４１は、例えば発光ダイオードである。図３に示すように、発生部４１から照射される光源光７１は、上述した光学スケール１１を透過して、入射光７３として、偏光層ＰＰ１、偏光層ＰＰ２、偏光層ＰＰ３及び偏光層ＰＰ４を透過し、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４に入射する。ｚ軸方向から平面視でみると、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれが発生部４１の周囲に配置されている。第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれから配置中心Ｓ０までの距離は等しい。この構造により、演算手段であるＣＰＵ４ｃの演算負荷を軽減することができる。

図１６に示すように、第１受光部ＰＤ１は、シリコン基板３４と、受光部３７と、第１偏光層３９ａとを含む。また、図１７に示すように、第３受光部ＰＤ３は、シリコン基板３４と、受光部３７と、第２偏光層３９ｂとを含む。例えば、シリコン基板３４はｎ型半導体であり、受光部３７はｐ型半導体であり、シリコン基板３４と受光部３７とによりＰＮ接合で形成されたフォトダイオードを構成することができる。第１偏光層３９ａ及び第２偏光層３９ｂは、光誘起の偏光層、または金属細線を平行に配列したワイヤーグリッドパターン等で形成することができる。第１偏光層３９ａは、図３に示す光学スケール１１に光源光７１から入射する入射光７３を第１の偏光方向に分離し、第２偏光層３９ｂは、上記入射光７３を第２の偏光方向に分離する。これら第１の分離光の偏光軸と、第２の分離光の偏光軸とは、相対的に９０°異なることが好ましい。この構成により、演算装置３のＣＰＵ４ｃは、偏光角度の演算を容易とすることができる。

同様に、図１６及び図１７を用いて説明すると、第２受光部ＰＤ２は、シリコン基板３４と、受光部３７と、第１偏光層３９ａとを含む。また、図１７に示すように、第４受光部ＰＤ４は、シリコン基板３４と、受光部３７と、第２偏光層３９ｂとを含む。例えば、シリコン基板３４はｎ型半導体であり、受光部３７はｐ型半導体であり、シリコン基板３４と受光部３７とによりＰＮ接合で形成されたフォトダイオードを構成することができる。第１偏光層３９ａ及び第２偏光層３９ｂは、光誘起の偏光層、または金属細線を平行に配列したワイヤーグリッドパターン等で形成することができる。第１偏光層３９ａは、図３に示す光学スケール１１に光源光７１から入射する入射光７３を第１の偏光方向に分離し、第２偏光層３９ｂは、上記入射光７３を第２の偏光方向に分離する。これら第１の分離光の偏光軸と、第２の分離光の偏光軸とは、相対的に９０°異なることが好ましい。この構成により、演算装置３のＣＰＵ４ｃは、偏光角度の演算を容易とすることができる。

第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４は、入射光７３をそれぞれ異なる偏光方向に分離する偏光層ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３及びＰＰ４を介して受光する。このため、偏光層ＰＰ１が分離する偏光軸と、偏光層ＰＰ２が分離する偏光軸とは、相対的に４５°異なることが好ましい。偏光層ＰＰ２が分離する偏光軸と、偏光層ＰＰ３が分離する偏光軸とは、相対的に４５°異なることが好ましい。偏光層ＰＰ３が分離する偏光軸と、偏光層ＰＰ４が分離する偏光軸とは、相対的に４５°異なることが好ましい。偏光層ＰＰ４が分離する偏光軸と、偏光層ＰＰ１が分離する偏光軸とは、相対的に４５°異なることが好ましい。この構成により、演算装置３のＣＰＵ４ｃは、偏光角度の演算を容易とすることができる。

図１８、図１９及び図２０は、光学スケール１１による偏光成分の分離を説明するための説明図である。図１８のように、光学スケール１１の信号トラックＴ１により偏光方向Ｐｍに偏光された入射光が入射する。図１８において、センシング範囲には、異物Ｄ１及び異物Ｄ２がある。入射光の偏光方向Ｐｍは、上述した第１の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）と、第２の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）と、で表現することができる。上述したように、第１の偏光方向と、第２の偏光方向とは、９０°異なる方向であることが好ましく、基準方向に対して例えば＋４５°成分と−４５°成分のようになっている。図１８、図１９及び図２０において、ワイヤーグリッドの軸方向は、紙面に対して平行に示されているが、紙面に対して同一の角度で傾斜していても傾斜角度が小さい場合には偏光分離の機能に影響がない。すなわち、光学スケール１１は、回転軸に対して傾斜していても、偏光分離素子として機能する。

第１受光部ＰＤ１は、図１９に示すように、入射光を第１の偏光方向に分離する第１偏光層３９ａを介して検知するため、第１の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）を検知する。第３受光部ＰＤ３は、図２０に示すように、入射光を第２の偏光方向に分離する第２偏光層３９ｂを介して検知するため、第２の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）を検知する。同様に、第２受光部ＰＤ２は、図１９に示すように、入射光を第１の偏光方向に分離する第１偏光層３９ａを介して検知するため、第１の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）を検知する。第４受光部ＰＤ４は、図２０に示すように、入射光を第２の偏光方向に分離する第２偏光層３９ｂを介して検知するため、第２の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）を検知する。

図２１は、光学式エンコーダ２の機能ブロック図である。図２２は、光学スケール１１の回転角度と各受光部の偏光成分の光強度変化を説明するための説明図である。図２１に示すように、発生部４１は、基準信号に基づいた発光を行い、光学スケール１１に光源光７１を照射する。透過光である入射光７３は、検出部３５に受光される。差動演算回路ＤＳは、検出部３５から出力されてプリアンプＡＭＰにより増幅された検出信号を用いた差動演算処理を行う。検出部３５の出力の大きさに応じてプリアンプＡＭＰは省略可能である。

差動演算回路ＤＳは、検出部３５の検出信号である、第１の偏光方向の成分（第１分離光）の光強度ＰＩ（−）と、第２の偏光方向の成分（第２分離光）の光強度ＰＩ（＋）とを取得する。この光強度ＰＩ（−）と、光強度ＰＩ（＋）とに対応する、第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれの出力は、例えば、図２２のように、光学スケール１１の回転に応じて、位相がずれた光強度Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ４である。

差動演算回路ＤＳは、式（１）及び式（２）に従って、第１の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（−）及び第２の偏光方向の成分の光強度ＰＩ（＋）から、光学スケール１１の回転に依存した差動信号Ｖｃ及び差動信号Ｖｓを演算する。差動信号Ｖｃは、所謂コサイン（ｃｏｓ）成分に対応する信号であり、差動信号Ｖｓは、所謂サイン（ｓｉｎ）成分に対応する信号である。
Ｖｃ＝（Ｉ１−Ｉ３）／（Ｉ１＋Ｉ３）…（１）
Ｖｓ＝（Ｉ２−Ｉ４）／（Ｉ２＋Ｉ４）…（２）

このように、差動演算回路ＤＳは、光強度Ｉ１及び光強度Ｉ３に基づいて、光強度の和［Ｉ１＋Ｉ３］と、光強度の差［Ｉ１−Ｉ３］を演算し、光強度の差［Ｉ１−Ｉ３］を光強度の和［Ｉ１＋Ｉ３］で除した差動信号Ｖｃを演算する。また、差動演算回路ＤＳは、光強度Ｉ２及び光強度Ｉ４に基づいて、光強度の和［Ｉ２＋Ｉ４］と、光強度の差［Ｉ２−Ｉ４］を演算し、光強度の差［Ｉ２−Ｉ４］を光強度の和［Ｉ２＋Ｉ４］で除した差動信号Ｖｓを演算する。式（１）及び式（２）により演算した差動信号Ｖｃ及びＶｓには、光源光７１の光強度の影響を受けるパラメータが含まれておらず、センサ３１の出力は、検出部３５と光学スケール１１との距離、発生部４１の光強度のばらつき等の影響を低減することができる。差動信号Ｖｃ及びＶｓは、光学スケール１１の回転角度となる光学スケール１１の偏光軸の回転角度（以下、偏光角という）βの関数となる。ただし、発生部４１に設けられた光源の光量を一定に制御するオートパワーコントロール（ＡＰＣ）を備えている場合は、上述の除算は不要である。

図２１に示すように、差動信号Ｖｃ及びＶｓは、フィルター回路ＮＲに入力され、ノイズ除去される。次に、逓倍回路ＡＰでは、差動信号Ｖｃ及びＶｓから図２３に示すリサージュパターンを演算し、初期位置から回転したロータ１０の回転角度の絶対角度を特定することができる。差動信号Ｖｃ及びＶｓは、λ／４位相がずれた差動信号であるので、差動信号Ｖｃのコサインカーブを横軸へ、差動信号Ｖｓのサインカーブを縦軸にとったリサージュパターンを演算し、回転角度に応じて、リサージュ角が定まることになる。例えば、図２３に示すリサージュパターンは、ロータ１０が１回転すると２周する。演算装置３は、光学スケール１１の回転位置が０°以上１８０°未満の範囲にあるか、１８０°以上３６０°未満の範囲にあるかを記憶する機能を有する。これにより、光学式エンコーダ２は、ロータ１０の絶対位置が演算できるアブソリュートエンコーダとすることができる。

図２４は、発生部４１を説明するための図である。図２４に示す発生部４１は、例えば発光ダイオード等の発光デバイス４１Ｕをパッケージした発光素子である。発光デバイス４１Ｕは、面発光型光源を用いている。発光デバイス４１Ｕは、他の構成でもよい。具体的には、例えば、垂直共振器面発光レーザ等のレーザ光源、フィラメント等であってもよい。発生部４１は、ベース基板４１Ｆと、スルーホールＳＨに埋め込まれた貫通導電層４１Ｈと、貫通導電層４１Ｈと電気的に接続された外部電極４１Ｐと、ベース基板４１Ｆに搭載された発光デバイス４１Ｕと、発光デバイス４１Ｕと貫通導電層４１Ｈとを導通接続するボンディングワイヤ４１Ｗと、発光デバイス４１Ｕを保護する封止樹脂４１Ｍと、遮光膜４１Ｒとを備えている。

発生部４１の遮光膜４１Ｒは、発光デバイス４１Ｕが放射する光源光７１を出射面４１Ｔの範囲に絞る光源光７１の絞りの機能を奏している。出射面４１Ｔにはレンズ面がなく、光源光７１の配光分布は、出射面４１Ｔの断面に対して所定角度２θｏの配光分布を示す。配光分布の角度２θｏは、発生部４１に依存する。角度２θｏは、例えば３０°であるが、これより角度を大きくすることも小さくすることもできる。

センサ３１は、レンズのついていない発生部４１を使用することができる。発生部４１の光の出射点４１Ｓと、配置中心Ｓ０（検出部３５）との距離Ｄを接近させることでＳＮ比を向上させることができる。第１受光部ＰＤ１、第２受光部ＰＤ２、第３受光部ＰＤ３及び第４受光部ＰＤ４のそれぞれまでの距離Ｗは、発生部４１の拡散する光の影響を減じて受光できる範囲に配置可能となる。このためセンサ３１及び光学式エンコーダ２は、測定精度が向上する。無論、レンズのついた発生部４１を使用してもよい。

図２５は、発生部４１からの光の出射範囲と検出部３５及びシャフト１２の位置との関係の一例を示す図である。本実施形態において、発生部４１により発生して検出部３５により検出される検出対象は光である。発生部４１の光源光７１の出射角度（上記の角度２θｏ）は設計により任意に設定可能である。よって、図２５に示すように、光源光７１の出射角度の範囲内に検出部３５による受光領域を全て含めつつ、接続部５３及びシャフト１２を含めないようにすることができる。しかしながら、発光ダイオードを光源とする光源光７１を完全に出射範囲に収めて光漏れをゼロにすることは難しい。また、出射後の反射光等をさらに考慮すると、直接の光源光７１以外の光（例えば乱反射光等）の全てを検出部３５に完全に入射させないようにすることは難しい。そこで、本実施形態では、反射光を低減する目的で、基板５０の発光素子及び受光素子が設けられる面に光の反射防止処理が施されている。具体的には、基板５０の板面のうち少なくとも発光素子（発生部４１）及び受光素子（検出部３５）が設けられる側の面（表面５０Ａ）に対して吸光性を有する黒色塗料等の反射防止材を塗装する塗装処理等を、光の反射防止処理として採用することができる。

また、シャフト１２の外周面で光が反射する可能性を考慮して、シャフト１２にも反射防止処理を施すようにしてもよい。この場合、センサ３１は、発光素子（発生部４１）と受光素子（検出部３５）との間の空間である被検出領域で回転動作することで光に影響を与えるスケール（光学スケール１１）と、スケールを回転可能に支持するシャフト１２を有する回転支持部（ステータ２０のボディ２１）とを備え、シャフト１２に光の反射防止処理が施されているセンサになる。具体的には、例えば金属製のシャフト１２の外周面に対する黒色酸化皮膜のめっき処理や上記の塗装処理等を、光の反射防止処理として採用することができる。同様の発想で、光学スケール１１及び基板５０を収納するステータ２０の内周面に反射防止処理を施すようにしてもよい。

次に、センサ３１の製造方法について、図２６のフローチャートを参照して説明する。図２６は、センサ３１の製造に係る工程の流れの一例を示すフローチャートである。以下、製造作業者又は当該製造作業者により操作される製造のための機械が主体となった作業工程を示す。まず、発生部４１が設けられる第１部分５１と、検出部３５が設けられる第２部分５２とが一体である基板５０を形成する（ステップＳ１）。具体的には、例えば図１３に示すように、半円弧状の第１部分５１と、円状の第２部分５２と、第１部分５１と第２部分５２とを接続する接続部５３と、第１部分５１から接続部５３の反対側に延出されたハーネス部５４とを有するＦＰＣを形成する。この工程で、後の工程で基板５０に実装される各種の回路に接続される信号線及び電力線等の配線が当該ＦＰＣに形成される。また、当該ＦＰＣの表面に、反射防止処理を施す。このとき、後に発生部４１、検出部３５を含む各種の回路の配線が接続される端子部には反射防止処理が施されないようにする。このように、本実施形態によるセンサ３１（光学式センサ）の製造方法は、発生部４１（発光素子）が設けられる第１部分５１と、検出部３５（受光素子）が設けられる第２部分５２とが一体である基板５０を形成する工程を含む。

次に、基板５０に各種の部品を取り付ける。具体的には、例えば、まず第１部分５１の裏面５１Ｂにサポート基板６５を貼り付ける（ステップＳ２）。次に、第２部分５２の裏面５２ＢにＩＣ回路６０を設けるための各種の工程が実施される。より具体的には、第２部分５２の裏面５２ＢにＩＣ回路６０を実装するためのはんだ印刷（ステップＳ３）、第２部分５２の裏面５２Ｂに対するＩＣ回路６０の実装（ステップＳ４）、ステップＳ４の処理による実装後の第２部分５２の裏面５２Ｂ側に対する加熱によるリフロー（ステップＳ５）、第２部分５２の裏面５２Ｂのはんだ付けの外観検査（ステップＳ６）等を経ることで、第２部分５２の裏面５２ＢにＩＣ回路６０が設けられる。このように、本実施形態によるセンサ３１（光学式センサ）の製造方法は、第１部分５１において発生部４１（発光素子）を含む電子部品が設けられる面（表面５１Ａ）及び第２部分５２において検出部３５（受光素子）を含む電子部品が設けられる面（表面５２Ａ）の裏側の面（裏面５１Ｂ，５２Ｂ）に、電子部品が設けられる面（表面５１Ａ，５２Ａ）を平面に保つ板状の支持部材（ＩＣ回路６０、サポート基板６５）を取り付ける工程を含む。

次に、基板５０の表面５０Ａに部品を取り付けるための各種の工程が実施される。より具体的には、第１部分５１の表面５１Ａに発生部４１及び部品６１の一部を実装し、第２部分５２の表面５２Ａに検出部３５を実装するためのはんだ印刷（ステップＳ７）、発生部４１及び検出部３５を含む表面５０Ａに対する各種の部品の実装（ステップＳ８）、ステップＳ８の処理による実装後の表面５０Ａ側に対する加熱によるリフロー（ステップＳ９）、表面５０Ａのはんだ付けの外観検査（ステップＳ１０）等を経ることで、表面５０Ａにはんだ付けで配線接続が行われる部品が取り付けられる。その後、基板を洗浄する（ステップＳ１１）。基板の洗浄後、部品６１の一部であるベアチップ取り付けのためのペースト（例えばＡｇペースト）を表面５０Ａに塗布し（ステップＳ１２）、ベアチップを実装し（ステップＳ１３）、熱硬化（ステップＳ１４）によりベアチップを固定する。そして、ワイヤーボンディング（ステップＳ１５）によりベアチップと基板５０の配線とを接続する。ワイヤーボンディング後、基板５０の表面５０Ａ側に紫外線で硬化する樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を塗布し（ステップＳ１６）、ＵＶ硬化樹脂が塗布された表面５０Ａ側に封止用の基板（例えばガラス基板）を搭載し（ステップＳ１７）、紫外線を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化させる処理であるＵＶ硬化処理を施す（ステップＳ１８）。このように、本実施形態によるセンサ３１（光学式センサ）の製造方法は、第１部分５１に発生部４１を設け、第２部分５２に検出部３５を設ける工程を含む。ここで、板状部材（例えばサポート基板６５）が設けられた側の基板５０の面（裏面５０Ｂ）を一方の面とした場合、発生部４１及び検出部３５は、他方の面（表面５０Ａ）側に設けられる。また、第２部分５２の表面５２Ａに設けられる一つ以上の電子部品（例えば検出部３５及び部品６１）は、裏面５２ＢにＩＣ回路６０のパッケージが存する範囲内に設けられる。

ワイヤーボンディングは、例えば金線を用いたＡｕワイヤーボンディングであるが、一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。また、ワイヤーボンディングに代えて、ＴＡＢ（tape automated bonding）を採用してもよいし、ベアチップをフリップチップとして基板の配線とはんだ付けするようにしてもよい。

次に、発生部４１と検出部３５とを対向させる。具体的には、例えば第１部分５１の発生部４１が設けられた面（表面５１Ａ）と第２部分５２の検出部３５が設けられた面（表面５２Ａ）とが平行に設けられて対向するように、二箇所で基板５０を折り曲げる（ステップＳ１９）。このように、本実施形態によるセンサ３１（光学式センサ）の製造方法は、フレキシブル基板（ＦＰＣ）である基板５０を、第１部分５１の発生部４１（発光素子）が設けられた面（表面５１Ａ）と第２部分５２の検出部３５（受光素子）が設けられた面（表面５２Ａ）とが対向する折り曲げ形状とする工程を含む。

上記のステップＳ７〜Ｓ１４の工程で例を示したように、本実施形態によるセンサ３１（光学式センサ）の製造方法は、第１部分５１に発生部４１（発光素子）を設け、第２部分５２に検出部３５（受光素子）を設ける工程を含む。なお、検出部３５を構成する四つの受光素子（例えば第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４）の各々は、所定の平面（例えば表面５２Ａ）上の異なる位置に配置され、所定の平面上の一点に対する四つの受光素子の各々からの距離（距離Ｗ）が全て等しく、一点と四つの受光素子の各々の受光領域の中心とを結ぶ四つの線分は、互いに直角を形成することが望ましい。また、基板５０の折り曲げ後に、一点（配置中心Ｓ０）を通る所定の平面（表面５２Ａ）の法線である直線Ｌ２が、発光素子（発生部４１）の光の出射点４１Ｓの中心を通ることが望ましい。発生部４１及び検出部３５は、これらを考慮して設けられることが望ましい。具体的には、折り曲げ位置５５ａにおける折り曲げ軸である第１軸ＬＡと折り曲げ位置５５ｂにおける折り曲げ軸である第２軸ＬＢとを平行にするという第１条件を満たす。また、基板５０の折り曲げ前の平面上における発生部４１の検出対象の発生中心点である第１点（例えば出射点４１Ｓ）と第１軸ＬＡとの距離（距離Ｗ１）と、検出部３５による検出対象の検出領域の中心又は検出部３５が有する複数の検出領域の配置中心のいずれか一方である第２点（例えば配置中心Ｓ０）と第２軸ＬＢとの距離（距離Ｗ２）とを等しくするという第２条件を満たす。また、第１点と第２点とを、折り曲げ前の基板５０において第１軸ＬＡ及び第２軸ＬＢ対して直角に交差（又は立体交差）する同一直線（例えば直線Ｌ１）上に配置するという第３条件を満たす。これらの第１条件、第２条件及び第３条件が満たされるよう、基板５０の形成時に発生部４１及び検出部３５の配線を設け、第１軸ＬＡ及び第２軸ＬＢを決定し、発生部４１及び検出部３５の実装時における配置を決定する。

次に、筐体（例えばステータ２０）を形成する（ステップＳ２０）。具体的には、発光素子（発生部４１）と受光素子（検出部３５）との間の空間である被検出領域で動作することで光に影響を与える部材（例えば光学スケール１１）を動作可能に支持する第１筐体（例えばボディ２１）と、基板５０の一部分が固定される第２筐体（例えばシャシ２２）とを有する筐体を形成する。本実施形態では、基板５０及び光学スケール１１を収納する筐体であるステータ２０の一構成として、さらにカバー２３が形成されるが、これは筐体の具体的構成の一例であってこれに限られるものでない。例えば、カバー２３はシャシ２２と一体であってもよい。また、第１筐体であるボディ２１に設けられるシャフト１２を、外周面に反射防止処理が施されたシャフトとするようにしてもよい。また、基板５０及び光学スケール１１を収納することになるステータ２０の内周面に反射防止処理を施すようにしてもよい。

その後、センサ３１の組み立てに係る工程（ステップＳ２１）を経る。センサ３１の場合、例えば所定の平面を基準として、折り曲げられた基板５０の第１部分５１及び第２部分５２並びに光学スケール１１の板面が当該所定の平面に沿うようにする。この状態で、基板５０及び光学スケール１１を有するステータ２０の少なくとも一方を当該所定の平面に沿う方向に移動させることで、被検出領域に光学スケール１１が設けられるようにする。具体的には、例えばステータ２０の円柱状の外周面のうち光学スケール１１が設けられた位置において、光学スケール１１の板面に沿った方向に基板５０を挿入可能な開口部を設け、当該開口部に基板５０が進入することで被検出領域に光学スケール１１が設けられるようにする。この場合、基板５０は、開口部に対してハーネス部５４側から挿入されることで進入する。また、光学スケール１１のうちロータ１０が延出している側に半円弧状の第１部分５１が進入し、光学スケール１１のうちロータ１０が延出していない側に円状の第２部分５２が進入する。

より具体的には、例えば図１０に示すように、シャシ２２に基板５０の第２部分５２を固定する。そして、図１４に示すように、第２部分５２が固定されたシャシ２２と、ロータ１０が回転可能に設けられたボディ２１とを、第１部分５１及び第２部分５２並びに光学スケール１１が略平行となり、かつ、光学スケール１１が第１部分５１と第２部分５２との間の被検出領域に位置する位置関係とする。すなわち、第１部分５１及び第２部分５２並びに光学スケール１１が所定の平面に沿う位置関係とする。この位置関係で、ボディ２１の開口部２１ａからシャシ２２が入り込むよう、所定の平面に沿ってボディ２１とシャシ２２とを近接、当接させてボディ２１とシャシ２２とを組み立てる。これにより、被検出領域に光学スケール１１が設けられる。ここで、光学スケール１１が第１部分５１と第２部分５２との間の被検出領域に位置する位置関係でボディ２１とシャシ２２とを近接させる際に、第１部分５１の裏面５１Ｂに接着されたサポート基板６５と、ボディ２１の接着面２１ｃとを当接させないことが望ましい。そして、ボディ２１とシャシ２２とを当接させてボディ２１とシャシ２２とを組み立てる段階で、シャシ２２を接着面２１ｃに近接させるように押し上げることで、サポート基板６５と接着面２１ｃとを当接させて接着する。係る組み立て方法により、板状部材（サポート基板６５）は、一方の面が他方（例えば第１部分５１）の被検出領域の反対側の面（例えば裏面５１Ｂ）に接着された状態で、他方の面が第１筐体（例えばボディ２１）に接着される。接続部５３の長さ、接着面２１ｃ側のシャフト１２の延出長、サポート基板６５の厚み等の各種の具体的設計事項は、このようなボディ２１とシャシ２２との組み立てが実現できるよう設定されることが望ましい。このように、本実施形態によるセンサ３１（光学式センサ）の製造方法は、第１部分５１又は第２部分５２の一方（例えば第２部分５２）を第２筐体（例えばシャシ２２）に固定し、第１部分５１又は第２部分５２の他方（例えば第１部分５１）の被検出領域の反対側の面（例えば裏面５１Ｂ）を第１筐体（例えばボディ２１）に接着する工程を含む。

ボディ２１とシャシ２２との組み立て後、ハーネス部５４は、ボディ２１の開口部２１ａと反対側に設けられた切欠部２１ｂから延出する。その後、カバー２３がシャシ２２と別体である場合、ボディ２１の開口部２１ａを覆うようにカバー２３を取り付ける。なお、図１３、図１４では、検出部３５等の一部の回路の図示を省略しているが、実際には既に検出部３５を含む各種の回路が実装済みである。

以上説明したように、本実施形態によれば、発生部４１が設けられる第１部分５１と検出部３５が設けられる第２部分５２とが分離しないので、基板５０を折り曲げる又は湾曲させる等の簡易な作業により発生部４１と検出部３５との位置決めを行うことができる。このように、本実施形態によれば、発生部４１と検出部３５との位置決めがより容易になる。

また、第１部分５１と第２部分５２とが平行になるよう設けられることで、第１部分５１に設けられた発生部４１と第２部分５２に設けられた検出部３５との位置関係を平行に設けられた第１部分５１と第２部分５２との関係に基づいて調整することができる。このため、発生部４１が指向性を有する場合に発生部４１による検出対象の発生領域内に検出部３５を収めるための位置調整ならびに発生部４１及び検出部３５を基板５０に設ける際の位置角度に関する設計がより容易になる。

また、接続部５３により第１部分５１と第２部分５２との間の空間を設けることができる。このため、発生部４１と検出部３５との間の被検出領域をより容易に設けることができる。

また、接続部５３が発生部４１に接続される配線を有することで、発生部４１に接続される配線と接続部５３とを一体化することができる。このため、接続部５３及び当該配線を有する基板５０をよりコンパクトにすることができる。

また、第１部分５１及び第２部分５２に比して接続部５３の幅が小さいことで、接続部５３を挟んだ第１部分５１と第２部分５２とを含む基板５０の幅を一様にした場合に比して基板５０の面積をより小さくすることができる。このため、基板５０をより軽量化することができる。

また、基板５０が二箇所で折り曲げられることで、基板５０の折り曲げにより発生部４１と検出部３５との間に被検出領域を設けることができる。また、折り曲げ箇所を明確にすることができる。

また、第１部分５１が第２部分５２よりも小さいことで、第１部分５１の重量をより軽くすることができる。このため、接続部５３に求められる強度等の要件をより易しい要件にすることができる。

また、基板５０が発生部４１と検出部３５とが対向する形状（例えばコの字状）に折り曲げられることで、ステータ２０内の平面（例えばシャシ２２の平面部等）に基板５０の一部（例えば第２部分５２等）を沿わせることができる等、センサ３１を筐体内に設ける場合の取り扱いがより容易になる。

また、基板５０がフレキシブル基板であることで、第１部分５１及び第２部分５２が同一平面に存する状態で発生部４１及び検出部３５を含む部品を基板５０に実装した後に発生部４１と検出部３５との間に被検出領域を設けるために基板５０を加工するという一連の作業をより容易に行うことができる。

また、基板５０が発生部４１及び検出部３５に接続される配線を含むハーネス部５４を備えることで、基板５０に発生部４１及び検出部３５を含むセンサ３１の構成に接続される配線を纏めて設けることができる。すなわち、ハーネス部５４を備えることで、配線が必要な部品（回路等）から個別に配線を引き出す必要がない。このため、基板５０と配線とを別個に取り扱う必要がなくなり、より容易にセンサ３１を取り扱うことができる。

また、検出部３５が被検出領域における物理量の変化により生じる検出対象の変化を検出することで、物理量の変化を生じる対象物をセンサ３１によるセンシングの対象にすることができる。

また、検出対象が電磁波（例えば発光素子である発生部４１が発する光）であることで、電磁波の変化により被検出領域における変化を検出することができる。

また、物理量の変化が被検出領域に存する回転体（例えば光学スケール１１）の回転によることで、回転体の回転運動をセンサ３１によるセンシングの対象にすることができる。

また、第１部分５１又は第２部分５２の一方（例えば第２部分５２）が第２筐体（例えばシャシ２２）に固定され、他方（例えば第１部分５１）の被検出領域の反対側の面が第１筐体（例えばボディ２１）に接着される。すなわち、センサ３１の組み立てにおいて、一方を第２筐体に固定し、他方の被検出領域の反対側の面を第１筐体に接着すればよいので、センサ３１の組み立てがより容易になる。

また、両面が粘着性を有する板状部材（例えばサポート基板６５）を設けるだけで他方の被検出領域の反対側の面と第１筐体とを接着することができるので、センサ３１の組み立てがより容易になる。

また、筐体（例えばステータ２０）の組立前に板状部材（例えばサポート基板６５）を他方の被検出領域の反対側の面に貼り付けることで、板状部材と基板５０とを一体化した状態で他方の面と第１筐体とを接着することができるので、センサの組み立てがより容易になる。

また、四つの受光素子の各々は、所定の平面（例えば表面５２Ａ）上の異なる位置に配置され、所定の平面上の一点（配置中心Ｓ０）に対する四つの受光素子の各々からの距離（距離Ｗ）が全て等しく、一点と四つの受光素子の各々の受光領域の中心とを結ぶ四つの線分は、互いに直角（θ１〜θ４）を形成し、一点を通る所定の平面の法線（例えば直線Ｌ２）は、発光素子（発生部４１）の光の出射点４１Ｓを通るので、発光素子に対する四つの受光素子の各々の距離を等しくすることができる。このため、受光素子による光の検知に伴う出力のばらつきを低減することができる。このように、本実施形態によれば、受光素子の出力をより安定させることができる。

また、ＦＰＣの裏側の面（例えば裏面５１Ｂ，５２Ｂ）にその反対側の面（例えば表面５１Ａ，５２Ａ）を平面に保つ支持部材が取り付けられているので、ＦＰＣに設けられた電子部品とＦＰＣとの接続部に対するストレスをより低減することができる。このため、ＦＰＣとＦＰＣに設けられた電子部品との接続部に係る不良をより低減することができる。よって、センサ３１の正常な動作に関する信頼性をより高めることができる。また、接続部に対するストレスの低減を実現することができることから、ＦＰＣに対する電子部品の実装の難易度を低下させることができ、支持部材の反対側の面に対してより容易に電子部品を設けることができる。

また、裏側の面（例えば裏面５２Ｂ）に設けられる集積回路（例えばＩＣ回路６０）のパッケージを、その反対側の面（例えば表面５２Ａ）に設けられる電子部品の支持部材として活用することができる。また、集積回路もセンサ３１を構成する回路の一つであるので、ＦＰＣの両面に回路を設けることによる基板面積のより効率的な活用を実現することができることから、必要な回路の規模に対するＦＰＣの面積の低減をより容易にすることができる。よって、回路の高集積化によるセンサ３１の小型化をより容易に実現することができる。

また、サポート基板６５のように、第１部分５１の形状に合わせて形成された絶縁性を有する板状部材を設けることで、当該支持部材により電子部品が設けられる面（例えば表面５１Ａ）を全面的に支持することができる。

また、第１部分５１の発生部４１が設けられた面（例えば表面５１Ａ）と第２部分５２の検出部３５が設けられた面（例えば表面５２Ａ）とが平行に設けられて対向し、第１軸ＬＡと第２軸ＬＢが平行であり、第１点（例えば出射点４１Ｓ）と第１軸ＬＡとの距離Ｗ１と第２点（例えば配置中心Ｓ０）と第２軸ＬＢとの距離Ｗ２とが等しく、第１点と第２点が折り曲げ前の基板５０において第１軸及び第２軸に対して直角に交差（又は立体交差）する同一直線（例えば直線Ｌ１）上に存することで、第１点と第２点は、折り曲げ後の第１部分５１及び第２部分５２に直交する同一直線（例えば直線Ｌ２）上に存することになる。このため、発生部４１と検出部３５とをより高精度に対向させることができるので、検出部３５の出力をより安定させることができる。

また、基板５０の発光素子（発生部４１）及び受光素子（検出部３５）が設けられる面（表面５０Ａ）に反射処理を施すことで、発生部４１から発せられる光の基板による反射を低減することができる。このため、反射光の検出による検出部３５の出力を低減することができるので、検出部３５の出力をより安定させることができる。

また、シャフト１２に反射防止処理を施すことで、発生部４１から発せられる光のシャフト１２による反射を低減することができる。このため、反射光の検出による検出部３５の出力を低減することができるので、検出部３５の出力をより安定させることができる。

また、センサ３１がロータリエンコーダとして機能することで、当該センサ３１に連結された回動動作体の回動角度等の角位置を検出することができる。

図２７は、検出部３５が有する複数の受光素子の別の配置例を示す図である。図２７に示すように、検出部３５は、各々が正方形状の偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４を有する受光素子（第１受光部ＰＤ１〜第４受光部ＰＤ４）が、配置中心Ｓ０を中心に、正方形である配置領域３５Ａの四隅に配置されるようにしてもよい。この場合も、四つの受光素子を配置中心Ｓ０に対して等距離に配置し、かつ、配置中心Ｓ０と四つの受光素子の各々の受光領域の中心とを結ぶ四つの線分を互いに直角を形成することができる。配置中心Ｓ０と四つの受光素子の各々との距離は任意であるが、より短い距離とすることで、発光素子（発生部４１）の光源光７１の減衰がより小さい状態で四つの受光素子の各々に光を検知させることができる。また、四つの受光素子は個別に第２部分５２に設けられてもよいし、予め四つの受光素子と配置中心Ｓ０との位置関係が固定されたパッケージとしての検出部３５が第２部分５２に設けられてもよい。係るパッケージを採用することで、四つの受光素子の配置の調整がより容易になる。

また、第１部分５１と第２部分５２とが平行でなくてもよい。第１部分５１と第２部分５２との関係は、発生部４１と検出部３５との間に被検出領域を設けることができ、第１部分５１に設けられた発生部４１により発生した検出対象を第２部分５２に設けられた検出部３５により検出することができる関係であればよく、第１部分５１及び第２部分５２の詳細な配置については適宜変更可能である。

接続部５３は、配線を具備していなくてもよい。この場合、接続部５３は、例えば第１部分５１又は第２部分５２のうちシャシ２２に固定されていない方を支持する。また、当該一方が他方よりも小さいことは必須でない。第１部分５１と第２部分５２は同じ大きさであってもよいし、接続部５３により支持される側が大きくてもよい。また、ステータ２０等が接続部５３及び本実施形態における第１部分５１の少なくとも一方を支持するための支持部を有していてもよい。また、係る支持部に接続部５３及び本実施形態における第１部分５１の少なくとも一方を固定するための構成（例えば接着剤やテープ、突起等の係止部等）を設けてもよい。

基板５０の折り曲げ位置５５ａ，５５ｂには、折り目としての線が形成されなくてもよい。折り曲げ後の折り曲げ位置５５ａ，５５ｂは、湾曲していてもよい。この場合、折り曲げ軸は、基板の湾曲動作の回動中心軸となる。ただし、この場合、二箇所の折り曲げ位置（例えば折り曲げ位置５５ａ，５５ｂ）の湾曲形状は同一である。また、この場合、第１点と第２点は、存する折り曲げ前の基板に沿う同一直線上に存し、当該直線と第１軸及び第２軸とは直角に立体交差することになる。

基板はフレキシブル基板に限らない。本発明における基板は、発生部４１と検出部３５との間に被検出領域を設けることができ、第１部分５１に設けられた発生部４１により発生した検出対象を第２部分５２に設けられた検出部３５により検出することができ、かつ、第１部分５１と第２部分５２とが一体である基板であればよい。例えば、加熱等の処理により処理部分を折り曲げ又は湾曲可能な素材で構成された基板を採用し、第１部分と第２部分との間の部分（例えば接続部等）に当該処理を加えて折り曲げ又は湾曲させて第１部分と第２部分とを対向させるようにしてもよい。また、リジッドフレキシブル基板のように、変形しにくい部分と変形しやすい部分の両方を有する基板を採用してもよい。この場合、変形しにくい部分を第１部分と第２部分に用いると共に変形しやすい部分を第１部分と第２部分との間の部分（例えば接続部等）に用いることで、第１部分と第２部分とを対向させることができる。

ハーネス部５４は、適宜省略してもよい。また、ハーネス部として機能する延出部は、二つ以上であっても構わない。

光学スケール１１の信号トラックＴ１の具体的なパターン及び検出部３５に設けられる偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４のパターンは適宜変更可能である。係るパターンは、被検出領域に設けられて偏光を生じさせる構成（例えば光学スケール１１）のパターンと、検出に際して光を通過させる構成（例えば偏光層）パターンとの関係を考慮して決定される。

被検出領域に設けられる構成は、偏光を生じさせる光学スケール１１に限られない。例えば、光学スケール１１に代えて、ロータ１０の回動角度に応じて選択的に光を通過又は透過させる孔又は透過部が設けられた板状の部材が設けられてもよい。この場合、ロータ１０の回動角度の変化は、検出部により光が検出される位置やタイミングの変化として現れる。係る検出部は、偏光層ＰＰ１〜ＰＰ４を有しなくてもよい。センサから光が検出される位置を示す信号が出力されることで、シャフト１２に連結された回転機械の角位置を検出することができる。また、この場合、検出部は四つの受光素子を有する必要もない。例えば、一つの受光素子であってもよいし、複数の受光素子であってもよい。受光素子が一つであるとき、一つの受光素子による検出対象の検出領域の中心（受光領域の中心）と第２軸ＬＢとの距離を上記の距離Ｗ２とみなした上で、距離Ｗ２と距離Ｗ１とを等しくすることが望ましい。また、受光素子が複数であるとき、複数の受光素子により構成される検出部が有する複数の検出領域の配置中心と第２軸ＬＢとの距離を上記の距離Ｗ２とみなした上で、距離Ｗ２と距離Ｗ１とを等しくすることが望ましい。

光を発する発生部４１が有する発光素子は、発光ダイオードのような点光源に限られない。例えば、有機エレクトロルミネセンス（Electro−Luminescence：ＥＬ）照明のような面光源であってもよい。発光素子が面光源である場合、面光源における光の発生領域の中心を上記の実施形態における光の出射点４１Ｓに相当する点として、発光素子の光の出射面の中心を通り、かつ、発光素子と受光素子とが対向する方向に沿う直線を規定することができる。このようにして規定された直線を図１２に示す直線Ｌ２と同等の直線とみなして、上記の実施形態と同様に四つの受光素子の各々の配置を決定することができる。すなわち、四つの受光素子の各々を、当該直線に直交する所定の平面上のそれぞれ異なる位置において当該直線に対して等距離に配置し、当該直線と所定の平面との交差点と四つの受光素子の各々の受光領域の中心とを結ぶ四つの線分が互いに直角を形成するように、四つの受光素子の各々の配置を決定することができる。また、上記の光の出射点４１Ｓに代わる点として、出射面４１Ｔの中心を採用してもよい。

また、上記の実施形態では第１部分５１及び第２部分５２の両方に対して、電子部品が設けられる面（表面５１Ａ，５２Ａ）を平面に保つ支持部材として機能する部品（ＩＣ回路６０及びサポート基板６５）を取り付けているが、必ずしも両方に設ける必要はない。本発明の基板５０として用いられるＦＰＣに設けられる部品の配置に応じて適宜変更可能であり、第１部分５１又は第２部分５２の一方のみであってもよい。また、接続部５３等に支持部材を設けてもよい。

また、検出対象としての電磁波は、発光ダイオードからの光やレーザ光に限られない。検出対象としての電磁波は、赤外線や紫外線等の不可視光、Ｘ線等であってもよい。また、検出対象は磁力であってもよい。この場合、発生部は、磁力による磁場、磁界を発生させる。検出部は、被検出領域における物理量の変化（例えば物体の通過等）により生じる磁力に係る変化を検出することで、センシングを行う。検出対象が磁力であることで、磁力の変化により被検出領域における変化を検出することができる。また、検出対象は、電磁波や磁力の他に、超音波を含む音波、プラズマ等のイオン、陰極線（電子線）等であってもよい。検出対象は、被検出領域に設けられる構成の物理量の変化により変化が生じるものであればよい。

物理量の変化は、被検出領域に存する直動体の直動によってもよい。この場合、直動体の直動をセンサによるセンシングの対象にすることができる。また、センサは、リニアエンコーダとして機能することができる。具体的には、第１部分５１及び第２部分５２に対して相対的に被検出領域内を直動する構成（例えばスケール等）により生じる検出対象の変化を検出部が検出することでリニアエンコーダとして機能するセンサは、当該構成の直動に関するセンシングを行う。従って、本発明によりエンコーダに連結された直動体の動作の有無及び動作位置を検出することができる。

２ 光学式エンコーダ
３ 演算装置
５ 制御部
１０ ロータ
１１ 光学スケール
１２ シャフト
２０ ステータ
２１ ボディ
２２ シャシ
２３ カバー
３１ センサ
３５ 検出部
４１ 発生部
４１Ｓ 出射点
５０ 基板
５１ 第１部分
５２ 第２部分
５３ 接続部
５４ ハーネス部
５５ａ，５５ｂ 折り曲げ位置
６０ ＩＣ回路
６５ サポート基板
ＬＡ 第１軸
ＬＢ 第２軸
ＰＤ１ 第１受光部
ＰＤ２ 第２受光部
ＰＤ３ 第３受光部
ＰＤ４ 第４受光部
Ｓ０ 配置中心

Claims (5)

1. 所定の検出対象を発生させる発生部と、
   前記発生部により発生した前記検出対象を検出する検出部と、
   前記発生部及び前記検出部が設けられる基板と
   を備え、
   前記基板は、前記発生部が設けられる第１部分と前記検出部が設けられる第２部分とが一体であり、二箇所で直角に折り曲げられて前記第１部分の前記発生部が設けられた面と前記第２部分の前記検出部が設けられた面とが平行に設けられて対向し、
   前記二箇所の一方における折り曲げ軸である第１軸と前記二箇所の他方における折り曲げ軸である第２軸は平行であり、
   前記発生部の前記検出対象の発生中心点である第１点と前記第１軸との距離と、前記検出部による前記検出対象の検出領域の中心又は検出部が有する複数の検出領域の配置中心のいずれか一方である第２点と前記第２軸との距離とが等しく、
   前記第１点と前記第２点は、折り曲げ前の基板に沿う同一直線上に存し、
   前記直線と前記第１軸及び前記第２軸とは直角に交差又は立体交差する
   センサ。
2. 前記検出対象は光であり、
   前記基板の前記発光素子及び前記受光素子が設けられる面に前記光の反射防止処理が施されている
   請求項１に記載のセンサ。
3. 前記発光素子と前記受光素子との間の空間である被検出領域で回転動作することで前記光に影響を与えるスケールと、
   前記スケールを回転可能に支持するシャフトを有する回転支持部とを備え、
   前記シャフトに前記光の反射防止処理が施されている
   請求項２に記載のセンサ。
4. 前記光学式センサは、ロータリエンコーダである
   請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。
5. 所定の検出対象を発生させる発生部と、前記発生部により発生した前記検出対象を検出する検出部と、前記発生部及び前記検出部が設けられる基板とを備えるセンサの製造方法であって、
   前記発生部が設けられる第１部分、前記検出部が設けられる第２部分及び前記第１部分と前記第２部分とを接続する接続部が一体である基板を形成する工程と、
   前記第１部分に前記発生部を設け、前記第２部分に検出部を設ける工程と、
   前記第１部分の前記発生部が設けられた面と前記第２部分の前記検出部が設けられた面とが平行に設けられて対向するように二箇所で直角に基板を折り曲げる工程とを含み、
   前記二箇所の一方における折り曲げ軸である第１軸と前記二箇所の他方における折り曲げ軸である第２軸を平行とし、
   前記発生部の前記検出対象の発生中心点である第１点と前記第１軸との距離と、前記検出部による前記検出対象の検出領域の中心又は検出部が有する複数の検出領域の配置中心のいずれか一方である第２点と前記第２軸との距離とを等しくし、
   前記第１点と前記第２点を、折り曲げ前の基板において前記第１軸及び前記第２軸に対して直角に交差又は立体交差する直線上に配置する
   センサの製造方法。

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