JP4244125B2 - Photoelectric encoder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電式エンコーダに関し、さらに詳しくは光電式エンコーダの受発光部の構成の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、各種の工作機械や測定装置などでは、相対移動する2つの部材の変位を検出する光電エンコーダが使用されている。この光電エンコ−ダは、LED等の発光素子から出射される光束をスケールに向けて照射し、このスケールで透過、回折又は反射された光束をフォトダイオードなどの受光素子により受光し、この受光光束の状態に基づき物体の変位量を検出するものである。光電式エンコーダが搭載される装置の小型化の要請により、光電式エンコーダについても小型化の要請が強い。
【0003】
こうした要請に応えるものとして、発光素子と受光素子とを同一の集積回路基板上にモノリシックに形成した光電エンコーダが知られている。しかし、こうしたモノリシック形成による場合には、製品全体の歩留まりが発光素子の歩留まりと受光素子の歩留まりとの両方に影響され、歩留まり率が低下し、その結果製品が高価格になるという問題がある。また、モノリシック形成の場合には、受光・発光素子がスケールに対し剥き出しの状態で向かい合うため、万一接触すると受発光素子が破損する虞がある。
【0004】
一方、発光素子と受光素子とを別々に製造し、ハイブリッドに実装する方法もあるが、この場合には、発光素子、受光素子の個々の保持部材を用意しなければならず、これが小型化の障害になるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この点に鑑み、歩留まりを出来るだけ維持、向上させながら、なお装置全体の大きさを小さく保つことの出来る光電式エンコーダを提供することを目的とする。また、この接触により、受光・発光素子が破損することがない光電式エンコーダを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の課題達成のため、本発明に係る光電式エンコーダは、所定の基準格子が形成された反射型スケールと、前記スケール上に照射するための光束を発する面状発光面を備えた面発光光源と、前記面発光光源と前記反射型スケールとの間の位置に前記面発光光源と近接させて配置される光透過部材と、該光透過部材に形成され前記面発光光源の前面に配置された発光側格子と、前記光透過型部材の内部の前記発光側格子の側方に、複数の受光素子を、それら複数の受光素子の間に所定の間隔を持って配列して構成され前記面発光光源からの光束を前記発光側格子及び前記基準格子を介して受光する受光素子アレイとを備え、前記受光素子アレイは、複数の前記受光素子の前記反射型スケール側を共通接続させる透明電極と、複数の前記受光素子の前記面発光光源側に形成される複数の不透明電極と、複数の前記不透明電極を共通接続させる不透明金属配線とを有し、前記発光側格子は、前記受光素子と同一の半導体を積層させた構造を備えたダミー素子と、このダミー素子上に形成された金属膜とにより構成されたものであることを特徴とする。
【0007】
本発明において、前記発光側格子は、該複数の受光素子の前記面発光光源側に設けられ前記複数の受光素子に駆動電流を供給する電極膜とすることができる。
また、前記光透過部材上の前記面発光光源と対向する位置に薄膜形成技術により形成され、前記面発光光源からの光束を偏向させる偏向光学部材を備えることもできる。偏向光学部材としては、例えばフレネルレンズが好適である。
また、前記受光素子アレイは、その検出信号の位相が異なる複数の受光素子群に分離されるとともに、この受光素子群と前記発光側格子とが前記反射型スケールの測定軸方向に交互に配置されているようにすることができる。この場合、前記発光側格子は、前記受光素子アレイの配線用の金属膜と同一の工程で同一の材料により形成されるのが好ましい。また、前記発光側格子は、前記受光素子と同様の構造を備えたダミー素子と、このダミー素子上に形成された金属膜とにより構成されたものとすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
[第一の実施の形態]
図1は本発明の第一の実施の形態による反射型の光電式エンコーダの構成を示す。この実施の形態の光電式エンコーダは、反射型スケール10と、この反射型スケール10に光を照射するための面発光光源20と、スケール10からの反射光を変調して取り出して受光する受光モジュール30とを有する。
【0009】
反射型スケール10は、スケール基板11に、紙面と垂直な方向(Y軸方向)を長手方向とする基準格子12を所定のピッチP1で形成したものである。
面発光光源20としては、面発光ダイオードが好適であり、その他、面発光レーザダイオード、有機又は無機EL素子等が採用できる。
受光モジュール30は、スケール10に対して所定のギャップをもって対向配置されて、光源20と共にスケール1に対して図の矢印x方向に相対移動可能とされる。
【0010】
受光モジュール30は、図1に示すように、複数の受光素子PDを所定の間隔を空けてX軸方向に並べて形成した受光素子アレイ30A,30Bとされている。受光素子アレイ30A、30Bは、その検出信号の位相が90度異なるものとなるような配置とされており、これにより、変位量のみならず変位方向をも検出可能にされている。
この受光素子PDは、例えば図2に示すように、ITO,SnO2,ZnO等からなる共通下部電極としての透明電極32、P型半導体層34、i型半導体層35、n型半導体層36、上部電極としての金属膜37からなるpinフォトダイオードとすることができるが、PN構造であってもよい。各受光素子PDは、紙面に垂直な方向(Y軸方向)を長手方向とする短冊形状を所定間隔で並べた形にされている。これらの受光素子PDは、透明電極膜32、P型半導体層34、i型半導体層35、n型半導体層36、金属膜37を順次透明基板31の全体に堆積させた後、レジスト、露光・現像、エッチングを行なうことにより形成することができる。又は、ガラス基板上に複数の孔部を形成し、この孔部に受光素子PDを埋め込むようにしてもよい。
また、受光素子アレイ30A、30Bは透明な材料からなる保護膜33により覆われる。
【0011】
各受光素子PDに光束が入射されると、金属膜37には検出信号が現れ、これがフレキシブルプリント基板FPBにより図示しない内挿回路、信号処理回路に伝達されてスケール10の相対変位量、変位方向が検出される。フレキシブルプリント基板FRBは異方性導電テープにより受光モジュール30と電気的に接続される。なお、フレキシブルプリント基板FRBを使用せず、図3に示すように、内挿回路や信号処理回路を搭載した回路基板40を、はんだバンプ又は金バンプ50により受光モジュール30と接続してもよい。又は、図4に示すように、ワイヤボンディング60により回路基板40と受光モジュール30とを接続してもよい。
【0012】
保護膜33は透明な材料で形成される一方、金属膜37は不透明な材料で形成されているので、保護膜33と金属膜37とは、面発光光源20からの光束を部分的に透過させる発光側格子として機能する。
【0013】
この発光側格子は、各格子窓が二次光源となって、面発光光源20からの光束を変調させつつ透過させる。この透過した光束は、透明電極32、透明基板31を透過し、基準格子12を備えるスケール10で反射される。反射された光束は透明基板31、透明電極32を透過して受光素子PDに受光される。発光側格子を有する受光モジュール30の移動に伴って、スケール10からの反射像の明暗のパターンが変化するので、この変化のしかたを調べることにより、スケール10の相対変位量及び方向が検出できる。
【0014】
このように、本実施の形態では、面発光光源20と、受光素子アレイ30とを別々の工程にて製造し、それぞれの合格品のみを組み立てるようにすることができるので、発光部と受光部をモノリシック的に製造する場合に比べて歩留まりが向上し、製造コストを低減することができ、かつ、面発光ダイオードを面状の受光モジュールに近接させて配置させても破損の心配が無いので、装置の小型化も実現できる。また、面発光光源20、受光モジュール30は対向する面が平面であるので、異方導電性テープ、はんだバンプなどの手法により簡単に一体化することができ、面発光光源について別個の保持機構を必要としない。
上記実施の形態では、A,B相の2相正弦波信号を得るようにしているが、A,B相に加えてこれらを180度反転させた/A、/B相信号を生成して4相正弦波信号としてもよい。また、変位方向を知る必要がない場合には、受光素子アレイ30A,30Bのいずれか一方を廃止して単相正弦波信号を得るようにしても良い。
【0015】
[第二の実施の形態]
次に、本発明の第二の実施の形態を、図5乃至7を用いて説明する。第一の実施の形態では、受光素子アレイ30A,30Bが発光側格子を兼用していたが、本実施の形態では、図5に示すように、発光側格子70を受光素子アレイ30A(30B)の側方に別途設けている。すなわち、第一の実施の形態では、受光素子アレイ30A(30B)が発光側格子を兼用しているが、本実施の形態では兼用していない。
【0016】
また、図5に示すように、面発光光源20と受光モジュール30A(30B)との間に光束を偏向させるためのフレネルレンズFLを配置し、これにより、側方に位置する受光素子アレイ30A(又は30B)に基準格子12で反射した光束が入射されるようにしてもよい。
【0017】
図6は受光モジュール30の断面構造を示している。
透明基板31の上には、受光素子アレイ30A(30B)のp側共通電極となるITO,SnO2,ZnO等の透明電極32が形成される。この透明電極32上に、p型半導体層34,i型半導体層35,n型半導体層36が積層されて、pin接合の光電変換領域が形成されたフォトダイオードPDが形成されている。このフォトダイオードPDは、透明な材料からなる保護膜33で覆われる。また、各フォトダイオードPDのn型層36には金属電極37が形成されている。複数本のフォトダイオードPDの金属電極37を共通接続するように、出力信号線となる金属配線38が形成されている。
【0018】
透明基板31の発光側格子70の領域には、図6に示すように受光素子アレイ30と同様のフォトダイオード構造が作られている。これらのフォトダイオードはダミー素子である。これらのダミーのフォトダイオードの金属電極37が、発光側格子70の不透過部としてパターニングされている。発光側格子70の格子ピッチは、スケール10のスケール格子ピッチP1と同じ(或いはより一般的にはP1の整数倍)とする。
なお、図6では発光側格子70としてダミーのフォトダイオードに金属電極37を形成したものを使用しているが、図7に示すように、ダミーのフォトダイオードを形成させず、保護膜33上に直接金属膜37´を形成させてもよい。このとき、金属膜37´は、金属配線38と同一の工程により形成するようにするのが好ましい。
【0019】
本実施の形態においても、面発光光源20と受光素子アレイ30とは別々の工程で製造され、それぞれの合格品のみを組み立てるようにすることができるので、発光部と受光部をモノリシック的に製造する場合に比べて歩留まりが向上し、製造コストを低減することができ、かつ、面発光ダイオードを面状の受光モジュールに近接させて配置させても破損の心配がないので、装置の小型化も実現できる。
また、上記実施の形態でも、A,B相の2相正弦波信号を得るようにしているが、A,B相に加えてこれらを180度反転させた/A、/B相信号を生成して4相正弦波信号としてもよい。また、変位方向を知る必要がない場合には、受光素子アレイ30A,30Bのいずれか一方を廃止して単相正弦波信号を得るようにしても良い。
【0020】
[第三の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態を、図8乃至11に基づいて説明する。
【0021】
図8及び9に示すように、受光モジュール30は、透明基板31のスケール10と対向する面とは反対側の面に形成された複数の受光素子群45(45a,45b,45ab,45bb)と、各受光素子群45の間に形成された、照射光を変調する発光側格子としてのインデックススケール70´とを有する。受光素子群45とインデックススケール70´とが、スケール1の測定軸x方向に交互に配置されている点が、前記の実施の形態とは異なる。面発光光源20は、この様に受光モジュール30上に分散的に配置されたインデックススケール70´に対して略垂直に入射する照射光を出すものとする。複数の受光素子群45は、90°ずつ位相がずれたA,B,AB,BB相の変位信号を出力するものであり、各受光素子群45はそれぞれ同相の複数本のフォトダイオードPDを含んで構成されている。
【0022】
なお実際の受光モジュール30では、複数の受光素子群45とインデックススケール70´は、図7に示すように、A,B,AB,BB相を1セットとして、複数セット配列され、各セットの同相出力信号線は共通接続される。これにより、信号強度の保証とS/N向上が図られる。
【0023】
図10は、受光モジュール30の平面図で、図11は図10のA−A´断面図である。透明基板31の上には、各受光素子群45のp側共通電極となるITO,SnO2,ZnO等の透明電極32が形成される。この透明電極32上に、p型半導体層34,i型半導体層35,n型半導体層36が積層されて、pin接合の光電変換領域が形成されたフォトダイオードPDが形成されている。このフォトダイオードPDは、透明な材料からなる保護膜33で覆われる。また、各フォトダイオードPDのn型層36には金属電極37が形成されている。各受光素子群45の中の複数本のフォトダイオードPDの金属電極37を共通接続するように、出力信号線となる金属配線38が形成されている。
【0024】
透明基板31のインデックススケール70´の領域には、図11に示すように受光素子群45の領域と同様のフォトダイオード構造が作られている。これらのフォトダイオードはダミー素子である。これらのダミーのフォトダイオードの金属電極37が、インデックススケール70´の不透過部としてパターニングされている。すなわち、本実施の形態でも、第2の実施の形態と同様、受光素子アレイ30A(30B)が発光側格子を兼用していない。
【0025】
インデックススケール70´は、図10に示すように、受光素子群45に挟まれる形で分散的に形成される。インデックススケール70´の格子ピッチは、スケール10のスケール格子ピッチP1と同じ(或いはより一般的にはP1の整数倍)とし、受光素子群45を間に挟んで分散されるインデックススケール70´の配列ピッチP2は、P2=n・P1(nは正の整数)とする。また受光素子群45に含まれる複数本のフォトダイオードPDは同相であるから、ピッチがP1(或いはより一般的にはP1の整数倍)とする。受光素子群45の配列ピッチP3は、P3=(m+1/4)P1(mは正の整数)としている。これにより、各受光素子群5から、90°ずつ位相がずれたA,B,AB,BB相の変位信号が得られることになる。
【0026】
なお、受光素子群45の配列ピッチP3は、4相出力を得るためには、より一般的には、P3=(m+M/4)P1(mは正の整数,Mは奇数)とすればよい。例えば、M=3とすれば、受光素子群5から270°ずつ位相がずれたA,BB,AB,B相の順で変位信号が得られる。
また、120°ずつ位相がずれた3相出力を得るためには、受光素子群45の配列ピッチP3は、P3=(m+1/3)P1(mは正の整数)とすればよい。
【0027】
この様に、この第3の実施の形態では、受光モジュール30には、受光素子群45とインデックススケール70´とが領域が重ならない状態で交互に配列される。このため、上述のように受光素子群45に用いられる金属電極37の材料膜をそのままインデックススケール70´に利用することができる。
なお、この第3の実施の形態では、インデックススケール70´としてダミーのフォトダイオードに金属電極37を形成したものを使用しているが、図12に示すように、ダミーのフォトダイオードを形成させず、保護膜33上に直接金属膜37´を形成させてもよい。このとき、金属膜37´は、金属配線38と同一の工程により形成するようにするのが好ましい。
【0028】
[変形例]
上記第1乃至第3の実施の形態ではスケール10として1次元スケール、1次元受光素子アレイを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、2次元スケール、2次元受光素子アレイとしてもよい。
また、上記実施の形態において、半導体層34、35、36はアモルファスシリコンとするのが好適であるが、応答性の向上させるためポリシリコンを用いることも可能である。その他ZnSe、CdSe等も用いることができる。また上記実施の形態では、半導体層34、35、36をこの順で透明電極32上に積層させていたが、この順を入れ替えて、半導体層36,35,34の順で透明電極32上に積層させるようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る光電式エンコーダは、面発光光源と受光素子アレイとは別々の工程で製造され、それぞれの合格品のみを組み立てるようにすることができるので、発光部と受光部をモノリシック的に製造する場合に比べて歩留まりが向上し、製造コストを低減することができ、かつ、面発光光源を面状の光透過部材に近接させて配置させても破損の心配が無いので、装置の小型化も実現できる。また、受発光部の保持機構を簡単化できるので、生産効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態に係る光電式エンコーダの構成を示している。
【図2】 第一の実施の形態に使用される受光モジュール30の構造を示している。
【図3】 第一の実施の形態に使用される受光モジュール30と回路基板50の接続方法の一方法を示している。
【図4】 第一の実施の形態に使用される受光モジュール30と回路基板50の接続方法の他の方法を示している。
【図5】 本発明の第二の実施の形態に係る光電式エンコーダの構成を示している。
【図6】 図5に示す受光モジュール30の断面構造の一例を示す。
図7は、受光モジュール30の断面構造の他の例を示す。
【図7】 受光モジュール30の断面構造の他の例を示す。
【図8】 本発明の第三の実施の形態に係る光電式エンコーダの構成を示している。
【図9】 同実施の形態の受光素子群とインデックススケールの複数セットの配置構成を示す図である。
【図10】 同実施の形態の受光モジュール30の平面図である。
【図11】 図8のA―A´断面図である。
【図12】 第三の実施の形態の変形例を示す。
【符号の説明】
10・・・スケール
20・・・面発光光源
30・・・・・・受光モジュール
31・・・・・・透明基板
32・・・・・・透明電極
33・・・・・・保護膜
50・・・・・・回路基板
70・・・・・・発光側格子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoelectric encoder, and more particularly to an improvement in the configuration of a light receiving and emitting unit of the photoelectric encoder.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, photoelectric encoders that detect the displacement of two members that move relative to each other are used in various machine tools and measuring devices. This photoelectric encoder irradiates a light beam emitted from a light emitting element such as an LED toward a scale, receives a light beam transmitted, diffracted or reflected by the scale by a light receiving element such as a photodiode, and receives the light beam. The amount of displacement of the object is detected based on the state. Due to the demand for miniaturization of devices on which photoelectric encoders are mounted, there is a strong demand for miniaturization of photoelectric encoders.
[0003]
As a response to such a demand, a photoelectric encoder in which a light emitting element and a light receiving element are monolithically formed on the same integrated circuit substrate is known. However, in the case of such monolithic formation, there is a problem that the yield of the entire product is affected by both the yield of the light emitting elements and the yield of the light receiving elements, so that the yield rate is lowered, and as a result, the product becomes expensive. In the case of monolithic formation, since the light receiving / light emitting elements face each other in a bare state, the light receiving / emitting elements may be damaged if contacted by any chance.
[0004]
On the other hand, there is a method in which the light emitting element and the light receiving element are separately manufactured and mounted in a hybrid, but in this case, it is necessary to prepare individual holding members for the light emitting element and the light receiving element. There is a problem of becoming an obstacle.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of this point, an object of the present invention is to provide a photoelectric encoder that can keep the size of the entire apparatus small while maintaining and improving the yield as much as possible. Another object of the present invention is to provide a photoelectric encoder in which the light receiving / light emitting element is not damaged by this contact.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a photoelectric encoder according to the present invention includes a surface-emitting light source including a reflective scale on which a predetermined reference grating is formed and a planar light-emitting surface that emits a light beam for irradiating the scale. A light transmissive member disposed in proximity to the surface light source at a position between the surface light source and the reflective scale, and formed on the light transmissive member and disposed in front of the surface light source. a transmission grating, the side of the transmission grating of the interior of the light transmissive member, a plurality of light receiving elements, is constructed by arranging with a predetermined interval between the plurality of light receiving element and the surface emitting A light receiving element array that receives a light beam from a light source via the light emitting side grating and the reference grating, and the light receiving element array includes a transparent electrode that commonly connects the reflective scale side of the plurality of light receiving elements; A plurality of the light receiving elements; A plurality of opaque electrodes formed on the surface-emitting light source side, and an opaque metal wiring for commonly connecting the plurality of opaque electrodes, and the light-emitting side lattice is formed by stacking the same semiconductor as the light receiving element. It is characterized by comprising a dummy element having a structure and a metal film formed on the dummy element.
[0007]
In the present invention, the light emitting side grating may be an electrode film that is provided on the surface emitting light source side of the plurality of light receiving elements and supplies a driving current to the plurality of light receiving elements.
In addition, a deflecting optical member that is formed by a thin film forming technique at a position facing the surface emitting light source on the light transmitting member and deflects a light beam from the surface emitting light source may be provided. For example, a Fresnel lens is suitable as the deflecting optical member.
The light receiving element array is separated into a plurality of light receiving element groups having different detection signal phases, and the light receiving element groups and the light emitting side grating are alternately arranged in the measurement axis direction of the reflective scale. Can be like that. In this case, it is preferable that the light emitting side grating is formed of the same material in the same process as the metal film for wiring of the light receiving element array. Further, the light emitting side grating may be constituted by a dummy element having a structure similar to that of the light receiving element and a metal film formed on the dummy element.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 shows the configuration of a reflective photoelectric encoder according to the first embodiment of the present invention. The photoelectric encoder of this embodiment includes a
[0009]
The
As the surface emitting
The
[0010]
As shown in FIG. 1, the
For example, as shown in FIG. 2, the light receiving element PD includes a
The light
[0011]
When a light beam is incident on each light receiving element PD, a detection signal appears on the
[0012]
The
[0013]
In the light emission side grating, each grating window serves as a secondary light source, and transmits light while modulating the light beam from the surface emitting
[0014]
As described above, in the present embodiment, the surface emitting
In the above embodiment, a two-phase sine wave signal of A and B phases is obtained. In addition to the A and B phases, / A and / B phase signals obtained by inverting these 180 degrees are generated. It may be a phase sine wave signal. Further, when it is not necessary to know the displacement direction, one of the light
[0015]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the light receiving
[0016]
Further, as shown in FIG. 5, a Fresnel lens FL for deflecting a light beam is arranged between the surface emitting
[0017]
FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the
On the
[0018]
In the region of the light emitting side grating 70 of the
In FIG. 6, the light emitting side grating 70 is a dummy photodiode in which a
[0019]
Also in the present embodiment, the surface emitting
Also in the above embodiment, a two-phase sine wave signal of A and B phases is obtained. In addition to the A and B phases, / A and / B phase signals are generated by inverting these 180 degrees. 4 phase sine wave signal. Further, when it is not necessary to know the displacement direction, one of the light
[0020]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0021]
As shown in FIGS. 8 and 9, the
[0022]
In the actual
[0023]
10 is a plan view of the
[0024]
In the area of the
[0025]
As shown in FIG. 10, the
[0026]
In order to obtain a four-phase output, the arrangement pitch P3 of the light receiving element groups 45 is more generally set to P3 = (m + M / 4) P1 (m is a positive integer and M is an odd number). . For example, if M = 3, displacement signals are obtained in the order of A, BB, AB, and B phases that are out of phase by 270 ° from the light receiving element group 5.
In order to obtain a three-phase output whose phase is shifted by 120 °, the arrangement pitch P3 of the light receiving element groups 45 may be P3 = (m + 1/3) P1 (m is a positive integer).
[0027]
Thus, in the third embodiment, in the
In the third embodiment, a dummy photodiode having a
[0028]
[Modification]
In the first to third embodiments, a one-dimensional scale and a one-dimensional light receiving element array are used as the
In the above embodiment, the semiconductor layers 34, 35, and 36 are preferably made of amorphous silicon, but polysilicon can also be used to improve responsiveness. In addition, ZnSe, CdSe, or the like can also be used. In the above-described embodiment, the semiconductor layers 34, 35, and 36 are stacked on the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, in the photoelectric encoder according to the present invention, the surface-emitting light source and the light-receiving element array are manufactured in separate processes, and only acceptable products can be assembled. Compared to the case where parts are manufactured monolithically, the yield can be improved, the manufacturing cost can be reduced, and there is no risk of damage even if the surface emitting light source is arranged close to the planar light transmitting member. Therefore, downsizing of the apparatus can be realized. Moreover, since the holding mechanism of the light emitting / receiving unit can be simplified, the production efficiency can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a photoelectric encoder according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a structure of a
FIG. 3 shows one method for connecting the
FIG. 4 shows another method for connecting the
FIG. 5 shows a configuration of a photoelectric encoder according to a second embodiment of the present invention.
6 shows an example of a cross-sectional structure of the
FIG. 7 shows another example of the cross-sectional structure of the
7 shows another example of a cross-sectional structure of the
FIG. 8 shows a configuration of a photoelectric encoder according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an arrangement configuration of a plurality of sets of light receiving element groups and index scales according to the embodiment;
FIG. 10 is a plan view of the
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
FIG. 12 shows a modification of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10 ...
Claims (5)
前記スケール上に照射するための光束を発する面状発光面を備えた面発光光源と、
前記面発光光源と前記反射型スケールとの間の位置に前記面発光光源と近接させて配置される光透過部材と、
該光透過部材に形成され前記面発光光源の前面に配置された発光側格子と、
前記光透過型部材の内部の前記発光側格子の側方に、複数の受光素子を、それら複数の受光素子の間に所定の間隔を持って配列して構成され前記面発光光源からの光束を前記発光側格子及び前記基準格子を介して受光する受光素子アレイと
を備え、
前記受光素子アレイは、複数の前記受光素子の前記反射型スケール側を共通接続させる透明電極と、複数の前記受光素子の前記面発光光源側に形成される複数の不透明電極と、複数の前記不透明電極を共通接続させる不透明金属配線とを有し、
前記発光側格子は、前記受光素子と同一の半導体を積層させた構造を備えたダミー素子と、このダミー素子上に形成された金属膜とにより構成されたものである
ことを特徴とする光電式エンコーダ。A reflective scale on which a predetermined reference grating is formed;
A surface-emitting light source having a planar light-emitting surface that emits a light beam for irradiation on the scale;
A light transmissive member disposed close to the surface emitting light source at a position between the surface emitting light source and the reflective scale;
A light emitting side grating formed on the light transmissive member and disposed in front of the surface emitting light source;
On the side of the transmission grating of the interior of the light transmissive member, a plurality of light receiving elements, it is constructed by arranging with a predetermined interval between the plurality of light-receiving elements the light from said surface emitting light source A light receiving element array for receiving light through the light emitting side grating and the reference grating,
The light receiving element array includes a transparent electrode for commonly connecting the reflective scale side of the plurality of light receiving elements, a plurality of opaque electrodes formed on the surface emitting light source side of the plurality of light receiving elements, and a plurality of the opaque elements An opaque metal wiring for connecting electrodes in common,
The light emitting side grating is composed of a dummy element having a structure in which the same semiconductor as the light receiving element is laminated, and a metal film formed on the dummy element. Encoder.
請求項1に記載の光電式エンコーダ。The photoelectric encoder according to claim 1, wherein the light emitting side grating is an electrode film provided on the surface emitting light source side of the plurality of light receiving elements and connected to the light receiving element array.
備えた請求項1に記載の光電式エンコーダ。The photoelectric encoder according to claim 1, further comprising: a deflecting optical member that is formed at a position facing the surface emitting light source on the light transmitting member and deflects a light beam from the surface emitting light source.
請求項1に記載の光電式エンコーダ。The light receiving element array includes a plurality of light receiving element groups having different detection signal phases, and the light receiving element groups and the light emitting side gratings are alternately arranged in a measurement axis direction of the reflective scale. The photoelectric encoder according to 1.
請求項4に記載の光電式エンコーダ。The photoelectric encoder according to claim 4, wherein the light emitting side grating is formed of the same material in the same process as the metal film for wiring of the light receiving element array.
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