JP3971784B1 - 光学式エンコーダおよびそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数を少なくして開発コストを削減する。
【解決手段】光学式エンコーダを、発光チップ１を封止した発光側透光性樹脂６と、受光チップ２を封止した受光側透光性樹脂８と、レンズ３が一体化されると共に発光側透光性樹脂６と受光側透光性樹脂８とを収納する外装ケース４と、の３部品によって構成している。こうして、発光チップ１からの光をコリメート化するレンズ３と外装ケース４とを別部品とする場合に比して部品点数を少なくして、開発コストを削減することができる。
【選択図】図１
【解決手段】光学式エンコーダを、発光チップ１を封止した発光側透光性樹脂６と、受光チップ２を封止した受光側透光性樹脂８と、レンズ３が一体化されると共に発光側透光性樹脂６と受光側透光性樹脂８とを収納する外装ケース４と、の３部品によって構成している。こうして、発光チップ１からの光をコリメート化するレンズ３と外装ケース４とを別部品とする場合に比して部品点数を少なくして、開発コストを削減することができる。
【選択図】図１
Description
この発明は、発光素子から発せられる光を被検出体に照射し、被検出体を透過した光あるいは上記被検出体で反射された光を受光素子によって検知する光学式エンコーダおよびそれを用いた電子機器に関する。
従来より、発光素子と受光素子とを配置し、上記発光素子からの光がスリットを通過して受光素子で検出され、上記受光素子で検出された光信号が電気信号に変換され、この電気信号に基づいて上記スリットの通過速度や通過方向を求める光学式エンコーダとして特公平３‐７６４２８号公報(特許文献１)に開示されたものがある。
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の光学式エンコーダにおいては、発光素子と受光素子との夫々を固定する外装ケースと、上記発光素子から出射される光をコリメート化させるレンズとが、異なる部品から構成されている。したがって、上記光学式エンコーダを構成する部品点数が多くなりコストアップに繋がるという問題がある。
さらに、上記レンズに、複屈折機能やレンズ収差改善機能を持たせようとすると、その分だけ部品点が増加してさらにコストアップに繋がるという問題もある。
さらに、上記特許文献１に開示された従来の光学式エンコーダにおいては、上記発光素子から出射された光を上記レンズによってコリメート化させて上記スリットでなる明暗パターンを通過させ、上記受光素子によって検出するようにしている。ところが、上記発光素子と上記受光素子との間の距離が基準値とは多少異なる場合や、分解能が基準値とは多少異なる場合には、光をコリメート化しているため、上記受光素子への光の入射特性が安定しないという問題がある。
特公平３‐７６４２８号公報
そこで、この発明の課題は、部品点数を少なくして開発コストを削減できる光学式エンコーダおよびそれを用いた電子機器を提供することにある。
さらに、発光素子と受光素子との間の距離が基準値からずれている場合あるいは分解能が基準値からずれている場合であっても上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる光学式エンコーダおよびそれを用いた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の光学式エンコーダは、
発光側透光性樹脂によって封止されて成形された発光素子と、
被検出体によって透過された上記発光素子からの光を受光すると共に、受光側透光性樹脂によって封止されて成形された受光素子と、
上記発光素子を封止した上記発光側透光性樹脂を収納する発光側箱体と、上記受光素子を封止した上記受光側透光性樹脂を収納する受光側箱体とを有して、上記発光素子および上記受光素子を所定の位置に固定するケースと、
上記ケースの上記発光側箱体における上記発光素子から出射された光の光路の位置に設けられると共に、上記発光素子から出射された光を上記被検出体に照射するレンズと
を備え、
上記ケースおよび上記レンズは、透光性樹脂によって一体モールド成形されており、
上記ケースにおける上記レンズの周囲には、上記レンズに向って下る勾配を有すると共に、入射した光を上記レンズの光軸から離れる側に向けて屈折させて上記光軸から離れる側に導き、出射する光をさらに上記光軸から離れる側に向けて屈折させる傾斜部が設けられている
ことを特徴としている。
発光側透光性樹脂によって封止されて成形された発光素子と、
被検出体によって透過された上記発光素子からの光を受光すると共に、受光側透光性樹脂によって封止されて成形された受光素子と、
上記発光素子を封止した上記発光側透光性樹脂を収納する発光側箱体と、上記受光素子を封止した上記受光側透光性樹脂を収納する受光側箱体とを有して、上記発光素子および上記受光素子を所定の位置に固定するケースと、
上記ケースの上記発光側箱体における上記発光素子から出射された光の光路の位置に設けられると共に、上記発光素子から出射された光を上記被検出体に照射するレンズと
を備え、
上記ケースおよび上記レンズは、透光性樹脂によって一体モールド成形されており、
上記ケースにおける上記レンズの周囲には、上記レンズに向って下る勾配を有すると共に、入射した光を上記レンズの光軸から離れる側に向けて屈折させて上記光軸から離れる側に導き、出射する光をさらに上記光軸から離れる側に向けて屈折させる傾斜部が設けられている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、発光素子および受光素子を所定の位置に固定するケースと上記発光素子からの出射光を上記被検出体に照射するレンズとは、透光性樹脂によって一体モールド成形されている。したがって、上記レンズと上記ケースとを別部品にする場合に比して部品点数を削減でき、開発コストを削減することができる。
さらに、上記レンズの周囲に設けられた傾斜部によって、入射した光を上記レンズの光軸から離れる側に向けて出射するので、上記発光素子から出射された光のうち有効光のみをコリメート化することができ、上記レンズの外周部での光の散乱や収差の発生を削減することができる。
また、１実施の形態の光学式エンコーダでは、
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を平行光にして、上記被検出体に照射するようになっている。
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を平行光にして、上記被検出体に照射するようになっている。
この実施の形態によれば、上記レンズによって光をコリメート化するので、光の分散を抑制することができる。したがって、特に、上記発光素子と上記受光素子との間の距離が基準値より長い場合であっても、上記レンズによる光のコリメート化と、上記発光素子の発光面から上記受光素子の受光面までの距離が長くなることによる光のコリメート化との相乗効果によって、上記有効受光面への平行光ではない外乱光の入射が抑制される。その結果、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる。
また、１実施の形態の光学式エンコーダでは、
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を集束光にして、上記被検出体に照射するようになっている。
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を集束光にして、上記被検出体に照射するようになっている。
この実施の形態によれば、上記レンズによって光を上記受光素子の有効受光面に集束させるので、光の分散を抑制することができる。さらに、光の集光率を向上させて性能改善を図ることができる。特に、上記発光素子と上記受光素子との間の距離が基準値より短い場合であっても、上記有効受光面への外乱光の入射が抑制される。したがって、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる。
また、１実施の形態の光学式エンコーダでは、
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を拡散光にして、上記被検出体に照射するようになっている。
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を拡散光にして、上記被検出体に照射するようになっている。
この実施の形態によれば、上記レンズによって光を拡散させるので、上記受光素子の分解能が基準値よりも低い場合であっても、上記受光素子の有効受光面を光で均一に照射することができる。したがって、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる。
また、１実施の形態の光学式エンコーダでは、
上記発光素子は、透光性樹脂によって封止されており、
上記発光素子を封止している透光性樹脂における上記発光素子から出射された光の通過面には、上記発光素子から出射された光を集光する第２のレンズが一体モールド成形されている。
上記発光素子は、透光性樹脂によって封止されており、
上記発光素子を封止している透光性樹脂における上記発光素子から出射された光の通過面には、上記発光素子から出射された光を集光する第２のレンズが一体モールド成形されている。
この実施の形態によれば、上記発光素子を封止している透光性樹脂に一体成形された第２のレンズと、上記ケースに一体成型された上記レンズとを組み合わせることによって、複屈折面を持たせることでき、上記発光素子から出射された光を簡単にコリメート化することができる。
また、１実施の形態の光学式エンコーダでは、
上記ケースに一体成形された上記レンズは、少なくとも１個以上在る。
上記ケースに一体成形された上記レンズは、少なくとも１個以上在る。
この実施の形態によれば、上記ケースと一体成型された少なくとも１個以上の上記レンズを設けることによって、上記発光素子から出射された光をさらに簡単にコリメート化することができる。さらに、その際に、上記ケースに一体成形された上記少なくとも１個以上のレンズの向きや配置を考慮することによって、収差の改善を図ることが可能になる。
この発明の電子機器は、
上記光学式エンコーダを用いた
ことを特徴としている。
上記光学式エンコーダを用いた
ことを特徴としている。
上記構成によれば、部品点数を減らすことができ、開発コストを削減することができる光学式エンコーダを用いている。したがって、部品点数が少なく安価な光結合装置等の電子機器を提供することができる。
以上より明らかなように、この発明の光学式エンコーダは、発光素子からの出射光を被検出体に照射するレンズと、上記発光素子及び受光素子を収納して固定するケースとを、透光性樹脂によって一体モールド成形したので、部品点数を減らすと共に、開発コストを削減することができる。
さらに、上記レンズの周囲に設けられた傾斜部によって、入射した光を上記レンズの光軸から離れる側に向けて出射するので、上記発光素子から出射された光のうち有効光のみをコリメート化することができ、上記レンズの外周部での光の散乱や収差の発生を削減することができる。
さらに、上記発光素子を封止している透光性樹脂に第２のレンズを一体成形したり、上記ケースに一体成形された上記レンズを複数個にしたりすれば、上記発光素子から出射された光をさらに簡単にコリメート化することができる。
さらに、上記レンズを、上記発光素子から出射された光を平行光にして上記被検出体を照射するように成せば、光の分散を抑制することができる。特に、上記発光素子と上記受光素子との間の距離が基準値より長い場合であっても、上記受光素子における有効受光面への外乱光の入射を抑制することができる。したがって、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる。
さらに、上記レンズを、上記発光素子から出射された光を集束光にして上記被検出体を照射するように成せば、光の分散を抑制することができる。特に、上記発光素子と上記受光素子との間の距離が基準値より短い場合であっても、上記有効受光面への外乱光の入射を抑制することができる。したがって、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる。
さらに、上記レンズを、上記発光素子から出射された光を拡散光にして上記被検出体を照射するように成せば、上記受光素子の分解能が基準値よりも低い場合であっても、上記受光素子の有効受光面を光で均一に照射することができる。したがって、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができる。
また、この発明の電子機器は、部品点数を減らすことができ、開発コストを削減することができる光学式エンコーダを用いているので、部品点数が少なく安価な光結合装置等の電子機器を提供することができる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。
図１は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。
図１に示すように、本実施の形態における光学式エンコーダは、光通過路を横切って通過するディスクの回転速度,回転方向および回転位置等を検出するための透過型エンコーダである。そして、この透過型エンコーダは、発光ダイオード(ＬＥＤ)等の発光素子のチップで成る発光チップ１と、その発光チップ１から出射された光をコリメート化するレンズ３と、上記ディスク(図示せず)を介して得られる光を受光する受光素子のチップで成る受光チップ２と、発光チップ１と受光チップ２とを上記ディスクの通過路を挟んで互いに対向するように収納する外装ケース４とを、含んで概略構成されている。
上記発光チップ１は、発光側リードフレーム５の上面に搭載され、透光性樹脂(発光側透光性樹脂)６によって封止されて、成形されている。また、受光チップ２は、上記受光素子を分割フォトダイオード(ＰＤ)で成すと共に、受光側リードフレーム７の面に搭載され、透光性樹脂(受光側透光性樹脂)８によって封止されて、成形されている。また、外装ケース４は、２つの箱体を上記ディスクの通過路となる所定の間隔を空けて連結した形状を有すると共に、光透過性樹脂で形成されている。そして、発光側透光性樹脂６は、外装ケース４の上記箱体の一方における上記ディスクの通過路とは反対側の内面に、係止部材９によって係止されている。また、受光側透光性樹脂８は、外装ケース４の上記箱体の他方に収納されている。こうすることによって、発光チップ１と受光チップ２とを上記ディスクの通過路を介して配置することができ、且つ、上記受光素子が異なる受光ピッチを有している場合であっても、上記ディスクの回転速度,回転方向および回転位置等を検出することが可能になるのである。
また、上記レンズ３は、外装ケース４の発光側透光性樹脂６を収納する上記箱体における上記ディスクの通過路を形成している壁部１０に一体に成型されている。そして、発光チップ１から出射されて外装ケース４の壁部１０に一体成型されたレンズ３を透過した光は、平行光となって進む。そして、レンズ３から出射された平行光が、外装ケース４の受光側透光性樹脂８を収納する上記箱体におけるレンズ３に対向する壁部１１に設けられた開口１２を通過して、受光チップ２に向かって進むのである。
このように、本実施の形態の光学式エンコーダは、発光チップ１を封止した発光側透光性樹脂６と、受光チップ２を封止した受光側透光性樹脂８と、レンズ３が一体化されると共に発光側透光性樹脂６と受光側透光性樹脂８とを収納する外装ケース４と、の３部品によって構成されている。したがって、発光チップ１からの光をコリメート化するレンズ３と外装ケース４とを別部品とする場合に比して部品点数を少なくして、開発コストを削減することができるのである。
また、本実施の形態においては、上記レンズ３を、図２に示すように、シリンドリカル形状を有するシリンドリカルレンズ部１３の一端に半球形状を有する半球レンズ部１４を一体に形成した形状にしている。このように、レンズ３をシリンドリカル形状に形成することによって、レンズ３が一体化された外装ケース４の成型金型の構造を簡略化させることができ、成型コストをさらに削減することができる。また、シリンドリカルレンズ部１３の一端を半球状にすることによって、Ｙ方向にも集光させて光の集光率を向上させることができ、性能を改善することができる。
図３は、上記外装ケース４における発光側透光性樹脂６を収納する上記箱体の拡大図である。図３において、上記ディスクの通過路を形成している壁部１０におけるレンズ３の周囲には、レンズ３に向って下る勾配を有する傾斜部１５を設けている。こうして、発光チップ１から出射されて傾斜部１５に入射した光を外側(レンズ３の光軸から離れる側)に向けて屈折させて外側に導き、傾斜部１５から出射する光をさらに外側に向けて屈折させて、外装ケース４の外側に出射するようにしている。したがって、発光チップ１から出射された光のうち、有効光のみをコリメート化して平行光１６とすることが可能になる。こうして、レンズ３の外周部での光の散乱や収差の発生を削減することができる。
このように、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、上記発光チップ１から出射された光をコリメート化して平行光１６とするようにしている。したがって、光の分散を抑制することができる。特に、発光チップ１と受光チップ２との間の距離が基準値より長い場合であっても、レンズ３による光のコリメート化と、発光チップ１の発光面から受光チップ２の受光面までの距離が長くなることによる光のコリメート化との相乗効果によって、受光チップ２への平行光ではない外乱光の入射を抑制することができる。その結果、受光チップ２への光の入射特性を安定化させることができるのである。
・第２実施の形態
本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成は、上記第１実施の形態における図１と略同じである。そこで、以下においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材には同じ番号を付すと共に、上記第１実施の形態の場合とは異なる構成について説明する。
本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成は、上記第１実施の形態における図１と略同じである。そこで、以下においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材には同じ番号を付すと共に、上記第１実施の形態の場合とは異なる構成について説明する。
図４は、本実施の形態における上記外装ケース４の発光側透光性樹脂６を収納する上記箱体の拡大図である。図４において、レンズ３aは、外装ケース４の発光側透光性樹脂６を収納する上記箱体におけるディスクの通過路を形成している壁部１０に一体に成型されている。そして、発光チップ１から出射されてレンズ３aを透過した光は、本実施の形態においては集束光３１となって進み、外装ケース４の受光側透光性樹脂８を収納する上記箱体におけるレンズ３aに対向する壁部１１に設けられた開口１２を通過して、受光チップ２に入射されるのである。
尚、傾斜部１５の機能は、上記第１実施の形態の場合と同様であり、発光チップ１から出射された光のうち、傾斜部１５に入射した光を外側(レンズ３aの光軸から離れる側)に向けて屈折させて、有効光のみを集束させて集束光３１とする。こうして、レンズ３aの外周部での光の散乱や収差の発生を削減させる。
このように、本実施の形態の光学式エンコーダは、発光チップ１を封止した発光側透光性樹脂６と、受光チップ２を封止した受光側透光性樹脂８と、レンズ３aが一体化されると共に発光側透光性樹脂６および受光側透光性樹脂８を収納する外装ケース４と、の３部品によって構成されている。したがって、発光チップ１からの光を集束させるレンズ３aと外装ケース４とを別部品とする場合に比して部品点数を少なくして、開発コストを削減することができるのである。
さらに、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、上記発光チップ１から出射された光を集束させて集束光３１とするようにしている。したがって、光の分散を抑制することができる。さらに、光の集光率を向上させて性能改善を図ることができる。特に、発光チップ１と受光チップ２との間の距離が基準値より短い場合であっても、受光チップ２における有効受光面への外乱光の入射を抑制することができる。したがって、上記受光素子への光の入射特性を安定化させることができるのである。
・第３実施の形態
本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成は、上記第１実施の形態における図１と略同じである。そこで、以下においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材には同じ番号を付すと共に、上記第１実施の形態の場合とは異なる構成について説明する。
本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成は、上記第１実施の形態における図１と略同じである。そこで、以下においては、上記第１実施の形態の場合と同じ部材には同じ番号を付すと共に、上記第１実施の形態の場合とは異なる構成について説明する。
図５は、本実施の形態における上記外装ケース４の発光側透光性樹脂６を収納する上記箱体の拡大図である。図５において、レンズ３bは、外装ケース４の発光側透光性樹脂６を収納する上記箱体におけるディスクの通過路を形成している壁部１０に一体に成型されている。そして、発光チップ１から出射されてレンズ３bを透過した光は、本実施の形態においては拡散光３２となって進み、外装ケース４の受光側透光性樹脂８を収納する上記箱体におけるレンズ３bに対向する壁部１１に設けられた開口１２を通過して、受光チップ２に入射されるのである。
尚、傾斜部１５の機能は、上記第１実施の形態の場合と同様であり、発光チップ１から出射された光のうち、傾斜部１５に入射した光を外側(レンズ３bの光軸から離れる側)に向けて屈折させて、有効光のみが拡散させて拡散３２とする。こうして、レンズ３bの外周部での光の散乱や収差の発生を削減させる。
このように、本実施の形態の光学式エンコーダは、発光チップ１を封止した発光側透光性樹脂６と、受光チップ２を封止した受光側透光性樹脂８と、レンズ３bが一体化されると共に発光側透光性樹脂６および受光側透光性樹脂８を収納する外装ケース４と、の３部品によって構成されている。したがって、発光チップ１からの光を拡散させるレンズ３bと外装ケース４とを別部品とする場合に比して部品点数を少なくして、開発コストを削減することができるのである。
さらに、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、上記発光チップ１から出射された光を拡散させて拡散光３２とするようにしている。したがって、受光チップ２の分解能が基準値よりも低い(つまり、受光チップ２の有効受光面の幅が基準値よりも広い)場合であっても、受光チップ２における有効受光面を光で均一に照射することができる。したがって、受光チップ２への光の入射特性を安定化させることができるのである。
・第４実施の形態
図６は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図６は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図６に示すように、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、上記発光側透光性樹脂６のレンズ３に対向する面上における発光チップ１の光軸上に、発光チップ１からの光を集光するための凸レンズ１８を、発光側透光性樹脂６と一体成型(トランスファモールド)することによって設けている。このように、外装ケース４に一体化されたレンズ３と発光側透光性樹脂６に一体化された凸レンズ１８とを組合せることによって、発光チップ１から出射された光をより簡単にコリメート化させることができるのである。
・第５実施の形態
図７は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図７は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図７に示すように、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、レンズ３が一体化された外装ケース４におけるレンズ３と発光側透光性樹脂６との間に、第２のレンズ１９を外装ケース４と一体成型(トランスファモールド)することによって設けている。このように、外装ケース４と一体成型された複数個のレンズ３,１９を設けることによって、発光チップ１から出射された光をさらに簡単にコリメート化させることができる。また、その際に、凸レンズである第１のレンズ３と凸レンズである第２のレンズ１９とは、互いの凸面の向きが反対になるように配置されている。したがって、収差の影響を軽減できるレンズ系の設計が可能になるという効果も奏することができる。
・第６実施の形態
図８は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図８は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
さらに、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、図８に示すように、図７に示す上記第５実施の形態における光学式エンコーダの場合と同様に、レンズ３が一体化された外装ケース４におけるレンズ３と発光側透光性樹脂６との間に、第２のレンズ１９を外装ケース４と一体成型することによって設けている。そして、凸レンズである第１のレンズ３と凸レンズである第２のレンズ１９とは、互いの凸面の向きが反対になるように配置されている。
さらに、本実施の形態においては、上記外装ケース４における第１のレンズ３と第２のレンズ１９との間には、第３のレンズとしての凹レンズ２０を外装ケース４の外部から挿入することが可能に構成されている。このような構成を有することによって、上記第５実施の形態における光学式エンコーダの場合に比して、収差の影響をさらに軽減することができるのである。
尚、上記説明においては、上記外装ケース４に一体に形成された第１,第２のレンズ３,１９からなる複数のレンズの間に、凹レンズ２０でなる他のレンズを外装ケース４の外部から挿入する場合を例に説明している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、外装ケース４に一体に形成された１つのレンズ３の入射側等に、他のレンズを外装ケース４の外部から挿入可能に構成しても一向に差し支えない。また、外装ケース４の外部から挿入されるレンズの種類も凹レンズに限定されるものではない。
・第７実施の形態
図９は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図９は、本実施の形態の光学式エンコーダにおける概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態における発光チップ１,受光チップ２,レンズ３,外装ケース４,発光側リードフレーム５,発光側透光性樹脂６,受光側リードフレーム７,受光側透光性樹脂８,係止部材９,壁部１０,壁部１１および開口１２は、図１に示す上記第１実施の形態における光学式エンコーダと同じであり、図１と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
さらに、本実施の形態の光学式エンコーダにおいては、図９に示すように、図７に示す上記第５実施の形態における光学式エンコーダの場合と同様に、レンズ３が一体化された外装ケース４におけるレンズ３と発光側透光性樹脂６との間に、第２のレンズ１９を外装ケース４と一体成型することによって設けている。そして、凸レンズである第１のレンズ３と凸レンズである第２のレンズ１９とは、互いの凸面の向きが反対になるように配置されている。
さらに、本実施の形態においては、上記外装ケース４における第１のレンズ３と第２のレンズ１９との間には、スリット２１を外装ケース４の外部から挿入することが可能なように構成されている。このような構成を有することにより、スリット２１によって、発光チップ１から出射された光のうち、光軸に近く光軸に平行な光のみを第１のレンズ３に入射させることが可能になり、テレセントリック光学系を構成することができる。
尚、上記説明においては、上記外装ケース４に一体に形成された第１,第２のレンズ３,１９からなる複数のレンズの間に、スリット２１を外装ケース４の外部から挿入する場合を例に説明している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、図１０に示すように、外装ケース４に一体に形成された１つのレンズ３の入射側等に、スリット２１を外装ケース４の外部から挿入可能に構成しても一向に差し支えない。
ここで、上記各実施の形態においては、上記レンズ３が一体化された外装ケース４は、上記発光チップ１から出射される特定波長の光のみが通過可能な樹脂によって形成されている。こうすることによって、外装ケース４を透過して進入してくる他の波長の外乱光の影響を軽減することができるのである。
尚、上記実施の形態においては、上記被検出体である上記ディスクを透過した光に基づいて上記ディスクの回転速度,回転方向および回転位置等を検出する透過型エンコーダを例に説明している。しかしながら、この発明は、透過型エンコーダに限定されるものではなく、反射型エンコーダの場合にも適用できることは言うまでもない。
また、上記実施の形態においては、上記受光チップ２の入射側に、レンズ３からの平行光を集光するレンズを配置することも可能である。
１…発光チップ、
２…受光チップ、
３,３a,３b…レンズ(第１のレンズ)、
４…外装ケース、
５…発光側リードフレーム、
６…発光側透光性樹脂、
７…受光側リードフレーム、
８…受光側透光性樹脂、
９…係止部材、
１０,１１…壁部、
１２…開口、
１３…シリンドリカルレンズ、
１４…半球レンズ、
１５…傾斜部、
１６…平行光、
１８…凸レンズ、
１９…第２のレンズ、
２０…凹レンズ、
２１…スリット。
２…受光チップ、
３,３a,３b…レンズ(第１のレンズ)、
４…外装ケース、
５…発光側リードフレーム、
６…発光側透光性樹脂、
７…受光側リードフレーム、
８…受光側透光性樹脂、
９…係止部材、
１０,１１…壁部、
１２…開口、
１３…シリンドリカルレンズ、
１４…半球レンズ、
１５…傾斜部、
１６…平行光、
１８…凸レンズ、
１９…第２のレンズ、
２０…凹レンズ、
２１…スリット。
Claims (7)
- 発光側透光性樹脂によって封止されて成形された発光素子と、
被検出体によって透過された上記発光素子からの光を受光すると共に、受光側透光性樹脂によって封止されて成形された受光素子と、
上記発光素子を封止した上記発光側透光性樹脂を収納する発光側箱体と、上記受光素子を封止した上記受光側透光性樹脂を収納する受光側箱体とを有して、上記発光素子および上記受光素子を所定の位置に固定するケースと、
上記ケースの上記発光側箱体における上記発光素子から出射された光の光路の位置に設けられると共に、上記発光素子から出射された光を上記被検出体に照射するレンズと
を備え、
上記ケースおよび上記レンズは、透光性樹脂によって一体モールド成形されており、
上記ケースにおける上記レンズの周囲には、上記レンズに向って下る勾配を有すると共に、入射した光を上記レンズの光軸から離れる側に向けて屈折させて上記光軸から離れる側に導き、出射する光をさらに上記光軸から離れる側に向けて屈折させる傾斜部が設けられている
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を平行光にして、上記被検出体に照射するようになっている
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を集束光にして、上記被検出体に照射するようになっている
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記レンズは、上記発光素子から出射された光を拡散光にして、上記被検出体に照射するようになっている
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記発光素子を封止している上記発光側透光性樹脂における上記発光素子から出射された光の通過面には、上記発光素子から出射された光を集光する第２のレンズが一体モールド成形されている
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記ケースに一体成形された上記レンズは、少なくとも１個以上在る
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の光学式エンコーダを用いた
ことを特徴とする電子機器。
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