JP5970743B2 - POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE - Google Patents

POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE Download PDF

Info

Publication number
JP5970743B2
JP5970743B2 JP2011091120A JP2011091120A JP5970743B2 JP 5970743 B2 JP5970743 B2 JP 5970743B2 JP 2011091120 A JP2011091120 A JP 2011091120A JP 2011091120 A JP2011091120 A JP 2011091120A JP 5970743 B2 JP5970743 B2 JP 5970743B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection unit
light
unit
magnetic field
position information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011091120A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012225674A (en
Inventor
哲也 引地
哲也 引地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2011091120A priority Critical patent/JP5970743B2/en
Publication of JP2012225674A publication Critical patent/JP2012225674A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5970743B2 publication Critical patent/JP5970743B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

本発明は、位置情報検出センサ、位置情報検出センサの製造方法、エンコーダ、モータ装置及びロボット装置に関する。   The present invention relates to a position information detection sensor, a method for manufacturing a position information detection sensor, an encoder, a motor device, and a robot device.

モータの回転軸など回転体の回転数や位置情報を検出する装置として、エンコーダが知られている(例えば、特許文献1)。エンコーダは、例えばモータの回転軸に取り付けられて用いられる。エンコーダの具体的構成として、例えば所定の光反射パターン及び磁気パターンが形成された回転部を回転軸と一体的に回転させ、例えば光反射パターンに光を照射して反射光を読み取ると共に、例えば磁気パターンの変化を検出することで、モータの回転軸の回転情報を検出できるようになっている。   An encoder is known as a device that detects rotational speed and position information of a rotating body such as a rotating shaft of a motor (for example, Patent Document 1). For example, the encoder is used by being attached to a rotating shaft of a motor. As a specific configuration of the encoder, for example, a rotating part on which a predetermined light reflection pattern and a magnetic pattern are formed is rotated integrally with a rotation shaft, and the reflected light is read by irradiating light on the light reflection pattern, for example, By detecting the change of the pattern, the rotation information of the rotating shaft of the motor can be detected.

上記のような構成のエンコーダにおいては、上記回転部と、例えば反射光や磁気パターンの変化を検出する検出部などを有する本体部とを備えている。光反射パターンを介した光を読み取るセンサとして、例えば発光部及び受光部を有する受発光センサが用いられている。また、磁気パターンの変化を検出するセンサとして、磁気センサが用いられている。   The encoder having the above-described configuration includes the rotating unit and a main body having a detecting unit that detects a change in reflected light or a magnetic pattern, for example. As a sensor for reading light through the light reflection pattern, for example, a light emitting / receiving sensor having a light emitting part and a light receiving part is used. A magnetic sensor is used as a sensor for detecting a change in the magnetic pattern.

特開2004−20548号公報JP 2004-20548 A

しかしながら、受発光センサ及び磁気センサは、それぞれ独立した部品として形成されており、本体部の異なる位置に実装されていた。このため、本体部には受発光センサ及び磁気センサをそれぞれ実装するためのスペースを確保する必要があり、本体部を小型化する上での課題となっていた。   However, the light emitting / receiving sensor and the magnetic sensor are formed as independent components, and are mounted at different positions on the main body. For this reason, it is necessary to secure a space for mounting the light emitting / receiving sensor and the magnetic sensor in the main body, which has been a problem in miniaturizing the main body.

以上のような事情に鑑み、本発明は、小型化が可能な位置情報検出センサ、位置情報検出センサの製造方法、エンコーダ、モータ装置及びロボット装置を提供することを目的とする。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a position information detection sensor, a method for manufacturing the position information detection sensor, an encoder, a motor device, and a robot device that can be miniaturized.

本発明の第一の態様に従えば、光学パターンを介した光を検出する光検出部と、磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部と、を備え、光検出部と磁場検出部とは、同一のチップ基板に実装されている位置情報検出センサが提供される。   According to the first aspect of the present invention, a light detection unit that detects light via an optical pattern, and a magnetic field detection unit that detects a magnetic field by a magnetic pattern, the light detection unit and the magnetic field detection unit, A position information detection sensor mounted on the same chip substrate is provided.

本発明の第二の態様に従えば、光学パターンを介した光を検出する光検出部をチップ基板に実装する光検出部形成工程と、磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部をチップ基板に実装する磁場検出部形成工程とを含む位置情報検出センサの製造方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, a light detection unit forming step for mounting a light detection unit for detecting light via an optical pattern on a chip substrate, and a magnetic field detection unit for detecting a magnetic field by the magnetic pattern on the chip substrate. There is provided a method for manufacturing a position information detection sensor including a magnetic field detection unit forming step to be mounted.

本発明の第三の態様に従えば、測定対象の回転子に固定され、光学パターン及び磁気パターンが形成された回転部と、光学パターンを介した光及び磁気パターンによる磁場を検出する検出部とを備え、検出部として、本発明の第一の態様に従う位置情報検出センサが用いられているエンコーダが提供される。   According to the third aspect of the present invention, a rotating unit fixed to a rotor to be measured and formed with an optical pattern and a magnetic pattern, a detecting unit for detecting a magnetic field by the light and the magnetic pattern via the optical pattern, And an encoder in which the position information detection sensor according to the first aspect of the present invention is used as a detection unit.

本発明の第四の態様に従えば、回転子と、回転子を回転させる駆動部と、回転子に固定され、回転子の位置情報を検出するエンコーダとを備え、エンコーダとして、本発明の第三の態様に従うエンコーダが用いられているモータ装置が提供される。   According to the fourth aspect of the present invention, a rotor, a drive unit that rotates the rotor, and an encoder that is fixed to the rotor and detects position information of the rotor are provided. A motor apparatus is provided in which an encoder according to the third aspect is used.

本発明の第五の態様に従えば、回転部材と、回転部材を回転させるモータ装置とを備え、モータ装置として、本発明の第四の態様に従うモータ装置が用いられているロボット装置が提供される。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a robot apparatus comprising a rotating member and a motor device for rotating the rotating member, wherein the motor device according to the fourth aspect of the present invention is used as the motor device. The

本発明の態様によれば、小型化が可能な位置情報検出センサ、位置情報検出センサの製造方法、エンコーダ、モータ装置及びロボット装置を提供することができる。   According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a position information detection sensor that can be miniaturized, a method for manufacturing the position information detection sensor, an encoder, a motor device, and a robot device.

本発明の第一実施形態に係る位置情報検出センサの構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the position information detection sensor which concerns on 1st embodiment of this invention. 本実施形態に係る位置情報検出センサの構成を示す底面図。The bottom view which shows the structure of the position information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの処理系を示すブロック図。The block diagram which shows the processing system of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本発明の第二実施形態に係る位置情報検出センサの構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the position information detection sensor which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本実施形態に係る位置情報検出センサの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る位置情報検出センサの製造過程を示す図。The figure which shows the manufacture process of the positional information detection sensor which concerns on this embodiment. 本発明の第三実施形態に係るモータ装置及びエンコーダの構成を示す図。The figure which shows the structure of the motor apparatus and encoder which concern on 3rd embodiment of this invention. 本実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す図。The figure which shows the structure of a part of encoder based on this embodiment. 本発明の第四実施形態に係るロボット装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the robot apparatus which concerns on 4th embodiment of this invention. 本発明に係る位置情報検出センサの他の構成例を示す図。The figure which shows the other structural example of the positional infomation detection sensor which concerns on this invention.

[第一実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る位置情報検出センサ100の構成を示す平面図である。
図1に示すように、位置情報検出センサ100は、平面視で矩形に形成されたチップ基板10に光検出部20及び磁場検出部30が実装された構成である。光検出部20は、所定の光学パターンを介した光を検出する。光学パターンとしては、例えば、原点パターン、インクリメンタルパターンや、アブソリュートパターンなどが挙げられる。磁場検出部30は、所定の磁気パターンによる磁場を検出する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a position information detection sensor 100 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the position information detection sensor 100 has a configuration in which a light detection unit 20 and a magnetic field detection unit 30 are mounted on a chip substrate 10 formed in a rectangular shape in plan view. The light detection unit 20 detects light via a predetermined optical pattern. Examples of the optical pattern include an origin pattern, an incremental pattern, an absolute pattern, and the like. The magnetic field detector 30 detects a magnetic field with a predetermined magnetic pattern.

以下、各図の説明においてはXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。チップ基板10の一辺に平行な方向をX方向とし、当該一辺に直交する方向をY方向とし、チップ基板10の厚さ方向をZ方向とする。   Hereinafter, in the description of each drawing, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A direction parallel to one side of the chip substrate 10 is defined as an X direction, a direction orthogonal to the one side is defined as a Y direction, and a thickness direction of the chip substrate 10 is defined as a Z direction.

チップ基板10は、基材11、処理回路12、電極13及び発光部14を有している。基材11は、例えばシリコンなどの半導体材料を用いて形成されており、Z方向視で矩形の板状に形成されている。処理回路12は、基材11の内部に形成されている。処理回路12は、光検出部20及び磁場検出部30によって検出された情報を処理する。   The chip substrate 10 includes a base material 11, a processing circuit 12, an electrode 13, and a light emitting unit 14. The base material 11 is formed using a semiconductor material such as silicon, for example, and is formed in a rectangular plate shape as viewed in the Z direction. The processing circuit 12 is formed inside the base material 11. The processing circuit 12 processes information detected by the light detection unit 20 and the magnetic field detection unit 30.

電極13は、チップ基板10と外部との間で信号の入出力を行う。電極13は、チップ基板10のうち+X側の辺及び−X側の辺に沿って複数配置されている。電極13は、処理回路12や発光部14、光検出部20などに接続される第一電極13aと、磁場検出部30に接続される第二電極13bとを有する。第一電極13a及び第二電極13bは、Y方向に一列に配置されている。第一電極13a及び第二電極13bは、図中一点鎖線で示すリード線などを介して外部の電極に電気的に接続されている。第二電極13bは、チップ基板10の+Z側の面と−Z側の面とを貫通して形成されている。   The electrode 13 inputs and outputs signals between the chip substrate 10 and the outside. A plurality of electrodes 13 are arranged along the + X side and the −X side of the chip substrate 10. The electrode 13 includes a first electrode 13 a connected to the processing circuit 12, the light emitting unit 14, the light detection unit 20, and the like, and a second electrode 13 b connected to the magnetic field detection unit 30. The first electrode 13a and the second electrode 13b are arranged in a line in the Y direction. The first electrode 13a and the second electrode 13b are electrically connected to an external electrode through a lead wire indicated by a one-dot chain line in the drawing. The second electrode 13b is formed through the + Z side surface and the −Z side surface of the chip substrate 10.

発光部14は、上記の光パターンに照射する光を射出する。発光部14は、Z方向視でチップ基板10の中央部に配置されている。発光部14は、発光素子14a、接続部14b及びカソード電極14cを有しており、他に不図示のアノード電極を有している。発光素子14aは、一方向又は複数方向に向けてレーザ光を射出可能に形成されている。接続部14bとカソード電極14cとの間は、例えばリード線などによって接続されている。   The light emitting unit 14 emits light that irradiates the light pattern. The light emitting unit 14 is disposed at the center of the chip substrate 10 as viewed in the Z direction. The light emitting unit 14 includes a light emitting element 14a, a connecting unit 14b, and a cathode electrode 14c, and also includes an anode electrode (not shown). The light emitting element 14a is formed so as to emit laser light in one direction or a plurality of directions. The connection portion 14b and the cathode electrode 14c are connected by, for example, a lead wire.

光検出部20は、光パターンを介した光を受光する。光検出部20は、第一受光部21及び第二受光部22を有する。第一受光部21は、光パターンのうちインクリメンタルパターンを検出する。第一受光部21は、発光部14及び光検出部20の+Y側に配置されている。第二受光部22は、光パターンのうちアブソリュートパターンを検出する。第二受光部22は、発光部14及び光検出部20の−Y側に配置されている。したがって、第一受光部21及び第二受光部22は、発光部14及び光検出部20をY方向に挟んで配置されている。   The light detection unit 20 receives light via the light pattern. The light detection unit 20 includes a first light receiving unit 21 and a second light receiving unit 22. The first light receiving unit 21 detects an incremental pattern among the light patterns. The first light receiving unit 21 is disposed on the + Y side of the light emitting unit 14 and the light detecting unit 20. The second light receiving unit 22 detects an absolute pattern among the light patterns. The second light receiving unit 22 is disposed on the −Y side of the light emitting unit 14 and the light detecting unit 20. Therefore, the 1st light-receiving part 21 and the 2nd light-receiving part 22 are arrange | positioned on both sides of the light emission part 14 and the light detection part 20 in the Y direction.

第一受光部21及び第二受光部22は、それぞれ複数の受光素子23を有している。受光素子23としては、例えばフォトダイオードなどが用いられている。受光素子23は、基材11のうち−Y側の辺及び+Y側の辺に沿って配置されている。受光素子23は、光パターンの形状に対応する形状に形成されている。受光素子23の数については、光パターンの構成に応じて適宜変更することができる。   The first light receiving unit 21 and the second light receiving unit 22 each have a plurality of light receiving elements 23. For example, a photodiode is used as the light receiving element 23. The light receiving element 23 is arranged along the −Y side and the + Y side of the substrate 11. The light receiving element 23 is formed in a shape corresponding to the shape of the light pattern. About the number of the light receiving elements 23, it can change suitably according to the structure of an optical pattern.

磁場検出部30は、磁気パターンによる磁場を検出する。磁場検出部30は、発光部14及び光検出部20から外れた位置に配置されている。磁場検出部30は、チップ基板10の−Z側(後述の基材11の第二面11b)に配置されている。   The magnetic field detection unit 30 detects a magnetic field based on a magnetic pattern. The magnetic field detection unit 30 is disposed at a position away from the light emitting unit 14 and the light detection unit 20. The magnetic field detection unit 30 is disposed on the −Z side of the chip substrate 10 (a second surface 11b of the base material 11 described later).

図2は、チップ基板10を−Z側から見たときの構成を示す図である。
図2に示すように、磁場検出部30は、第一検出部31及び第二検出部32を有する。第一検出部31は、チップ基板10の中央部よりも−X側に配置されている。第二検出部32は、チップ基板10の中央部よりも+X側に配置されている。第一検出部31及び第二検出部32は、チップ基板10の中央部を挟む位置に配置されている。なお、第一検出部31及び第二検出部32は、チップ基板10の中央部に配置されてもよいし、チップ基板10の端部に配置されてもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration when the chip substrate 10 is viewed from the −Z side.
As shown in FIG. 2, the magnetic field detection unit 30 includes a first detection unit 31 and a second detection unit 32. The first detection unit 31 is disposed on the −X side with respect to the center portion of the chip substrate 10. The second detection unit 32 is disposed on the + X side with respect to the center portion of the chip substrate 10. The first detection unit 31 and the second detection unit 32 are arranged at positions sandwiching the central portion of the chip substrate 10. Note that the first detection unit 31 and the second detection unit 32 may be arranged at the center of the chip substrate 10 or at the end of the chip substrate 10.

第一検出部31及び第二検出部32は、磁性薄膜33を有している。磁性薄膜33は、例えば金属配線などによって形成された直交する2つの繰り返しパターンを有している。磁性薄膜33は、接続配線34によって第三電極13cに接続されている。第三電極13cは、第二電極13bに接続されている。第三電極13cは、Z方向視で第二電極13bに重なる位置に配置されている。   The first detection unit 31 and the second detection unit 32 have a magnetic thin film 33. The magnetic thin film 33 has two orthogonal repeating patterns formed by, for example, metal wiring. The magnetic thin film 33 is connected to the third electrode 13 c by a connection wiring 34. The third electrode 13c is connected to the second electrode 13b. The third electrode 13c is disposed at a position overlapping the second electrode 13b when viewed in the Z direction.

図3は、図1におけるA1−A5(A1−A2−A3−A4−A5)断面に沿った構成を左右方向に展開したときの構成を示す図である。
図3に示すように、チップ基板10のうち基材11の+Z側の第一面11aには、絶縁層15、受光素子23、保護層16及び電極13が順に積層されている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration when the configuration along the A1-A5 (A1-A2-A3-A4-A5) cross section in FIG. 1 is developed in the left-right direction.
As shown in FIG. 3, the insulating layer 15, the light receiving element 23, the protective layer 16, and the electrode 13 are sequentially stacked on the first surface 11 a on the + Z side of the base material 11 in the chip substrate 10.

絶縁層15は、例えばSiOなどを用いて形成されている。受光素子23は、絶縁層15上に形成されており、保護層16によって覆われている。保護層16は、例えばSiNやSiOなどを用いて形成されている。保護層16上には、第一電極13a及び第二電極13bが形成されている。第一電極13aは、不図示の配線を介して受光素子23に接続されている。 The insulating layer 15 is formed using, for example, SiO 2 . The light receiving element 23 is formed on the insulating layer 15 and is covered with the protective layer 16. The protective layer 16 is formed using, for example, SiN or SiO 2 . On the protective layer 16, the first electrode 13a and the second electrode 13b are formed. The first electrode 13a is connected to the light receiving element 23 via a wiring (not shown).

チップ基板10のうち基材11の第二面11bには、シールド層17、絶縁層18、磁性薄膜33、保護層19及び第三電極13cが順に積層されている。シールド層17は、例えばアルミニウムなどの金属を用いて形成されている。シールド層17は、上記の所定の磁気パターンによる磁場以外の磁場のうち少なくとも一部を遮蔽し、磁性薄膜33から出力される電気信号のノイズを低下させる機能を有する。   A shield layer 17, an insulating layer 18, a magnetic thin film 33, a protective layer 19, and a third electrode 13 c are sequentially stacked on the second surface 11 b of the base 11 of the chip substrate 10. The shield layer 17 is formed using a metal such as aluminum. The shield layer 17 has a function of shielding at least a part of a magnetic field other than the magnetic field by the predetermined magnetic pattern and reducing noise of an electric signal output from the magnetic thin film 33.

絶縁層18は、例えばSiOなどを用いて形成されている。保護層19は、例えばSiNやSiOなどを用いて形成されている。光検出部20の受光素子23は、絶縁層15上に配置されており、保護層16によって覆われている。磁場検出部30の磁性薄膜33及び接続配線34は、絶縁層18上に形成されており、保護層19によって覆われている。 The insulating layer 18 is formed using, for example, SiO 2 . The protective layer 19 is formed using, for example, SiN or SiO 2 . The light receiving element 23 of the light detection unit 20 is disposed on the insulating layer 15 and is covered with the protective layer 16. The magnetic thin film 33 and the connection wiring 34 of the magnetic field detection unit 30 are formed on the insulating layer 18 and are covered with the protective layer 19.

保護層19上には、第三電極13cが形成されている。第三電極13cは、接続配線34を介して磁性薄膜33に接続されている。チップ基板10にはスルーホールHが形成されている。第三電極13cは、スルーホールHを埋めるように形成された貫通部13dを介して第二電極13bに接続されている。接続配線34は、貫通部13dに接続されている。   A third electrode 13 c is formed on the protective layer 19. The third electrode 13 c is connected to the magnetic thin film 33 through the connection wiring 34. A through hole H is formed in the chip substrate 10. The third electrode 13c is connected to the second electrode 13b via a through portion 13d formed so as to fill the through hole H. The connection wiring 34 is connected to the through portion 13d.

図4は、チップ基板10の回路構成の一例である制御回路CCを示すブロック図である。
図4に示すように、チップ基板10には、第一検出部31及び第二検出部32の磁性薄膜33に接続されたコンパレータ35が設けられている。コンパレータ35は、処理回路12に接続されている。コンパレータ35は、磁場検出部30において検出された検出信号(MAn、MAp、MBn、MBp)を受信する。そして、コンパレータ35は、2値化した多回転信号MA及びMBを生成し、その多回転信号MA及びMBを処理回路12に送信する。
FIG. 4 is a block diagram showing a control circuit CC which is an example of the circuit configuration of the chip substrate 10.
As shown in FIG. 4, the chip substrate 10 is provided with a comparator 35 connected to the magnetic thin film 33 of the first detection unit 31 and the second detection unit 32. The comparator 35 is connected to the processing circuit 12. The comparator 35 receives the detection signals (MAn, MAp, MBn, MBp) detected by the magnetic field detection unit 30. Then, the comparator 35 generates binarized multi-rotation signals MA and MB, and transmits the multi-rotation signals MA and MB to the processing circuit 12.

また、チップ基板10には、インクリメンタルパターンを検出する第一受光部21の受光素子23に接続されたアンプ24及びコンパレータ26と、アブソリュートパターンを検出する第二受光部22の受光素子23に接続されたアンプ25及びコンパレータ27とが形成されている。コンパレータ26は、第一受光部21において検出され、アンプ24によって増幅された検出信号を受信する。そして、コンパレータ26は、2値化したインクリメンタル信号INCを生成し、そのインクリメンタル信号INCを処理回路12に送信する。コンパレータ27は、第二受光部22において検出され、アンプ25によって増幅された検出信号を受信する。そして、コンパレータ27は、2値化したアブソリュート信号ABSを生成し、そのアブソリュート信号ABSを処理回路12に送信する。   The chip substrate 10 is connected to an amplifier 24 and a comparator 26 connected to the light receiving element 23 of the first light receiving unit 21 for detecting an incremental pattern, and to a light receiving element 23 of the second light receiving unit 22 for detecting an absolute pattern. An amplifier 25 and a comparator 27 are formed. The comparator 26 receives the detection signal detected by the first light receiving unit 21 and amplified by the amplifier 24. Then, the comparator 26 generates a binarized incremental signal INC and transmits the incremental signal INC to the processing circuit 12. The comparator 27 receives the detection signal detected by the second light receiving unit 22 and amplified by the amplifier 25. Then, the comparator 27 generates a binarized absolute signal ABS and transmits the absolute signal ABS to the processing circuit 12.

処理回路12は、コンパレータ35から受信した多回転信号MA及びMBに基づき多回転情報MTを生成し、コンパレータ26から受信した内挿用のインクリメンタル信号INCとコンパレータ27から受信したアブソリュート信号ABSとに基づき一回転情報STを生成する。例えば、処理回路12は、外部コントローラCONTからの要求などによって、多回転情報MTと一回転情報STとを含む位置情報を外部コントローラCONTへシリアル方式で出力する。処理回路12は、第一電極13aに接続されている。例えば上記位置情報は、第一電極13aを介して外部コントローラCONTに出力される。なお、本実施形態における制御回路CCは、アンプ24及び25、コンパレータ26及び27、コンパレータ35、処理回路12、を有する構成であるが、例えば処理回路12を有していない構成でもよい。また、本実施形態における一回転情報STは、絶対位置情報であるが、相対位置情報でも構わない。   The processing circuit 12 generates the multi-rotation information MT based on the multi-rotation signals MA and MB received from the comparator 35, and based on the interpolation incremental signal INC received from the comparator 26 and the absolute signal ABS received from the comparator 27. One rotation information ST is generated. For example, the processing circuit 12 outputs position information including the multi-rotation information MT and the single-rotation information ST to the external controller CONT in a serial manner in response to a request from the external controller CONT. The processing circuit 12 is connected to the first electrode 13a. For example, the position information is output to the external controller CONT via the first electrode 13a. Note that the control circuit CC in the present embodiment is configured to include the amplifiers 24 and 25, the comparators 26 and 27, the comparator 35, and the processing circuit 12, but may be configured not to include the processing circuit 12, for example. Further, the single rotation information ST in the present embodiment is absolute position information, but may be relative position information.

次に、図5〜図8を参照して、上記のように構成された位置情報検出センサ100の製造方法を説明する。
図5〜図8は、位置情報検出センサ100の製造過程を示す図である。
まず、図5に示すように、処理回路12、アンプ24及び25、コンパレータ26、27及び35が形成された基材11の第一面11a上に絶縁層15を形成する。なお、基材11に上記の処理回路12、アンプ24及び25、コンパレータ26、27及び35を形成する工程を行っても構わない(制御回路形成工程)。絶縁層15を形成した後、当該絶縁層15上に例えばスパッタリング法やフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて受光素子23及び不図示の配線をパターニングする(光検出部形成工程)。
Next, with reference to FIGS. 5-8, the manufacturing method of the positional information detection sensor 100 comprised as mentioned above is demonstrated.
5-8 is a figure which shows the manufacturing process of the positional information detection sensor 100. FIG.
First, as shown in FIG. 5, the insulating layer 15 is formed on the first surface 11a of the substrate 11 on which the processing circuit 12, the amplifiers 24 and 25, and the comparators 26, 27, and 35 are formed. In addition, you may perform the process of forming said processing circuit 12, amplifier 24 and 25, and comparators 26, 27, and 35 in the base material 11 (control circuit formation process). After the insulating layer 15 is formed, the light receiving element 23 and a wiring (not shown) are patterned on the insulating layer 15 by using, for example, a sputtering method, a photolithography method, or an etching method (photodetection portion forming step).

受光素子23及び不図示の配線を形成した後、当該受光素子23を含む絶縁層15上に保護層16を形成する(保護層形成工程)。保護層16を形成した後、当該保護層16上に第一電極13a及び第二電極13bをパターニングする。この段階において、第一電極13a及び第二電極13bは、保護層16上に積層させた状態である。   After forming the light receiving element 23 and a wiring (not shown), the protective layer 16 is formed on the insulating layer 15 including the light receiving element 23 (protective layer forming step). After forming the protective layer 16, the first electrode 13 a and the second electrode 13 b are patterned on the protective layer 16. At this stage, the first electrode 13 a and the second electrode 13 b are in a state of being stacked on the protective layer 16.

次に、図6に示すように、基材11の第二面11b上にシールド層17を形成する(シールド層形成工程)。シールド層17を形成した後、当該シールド層17上に絶縁層18を形成する。絶縁層18を形成した後、絶縁層18上に例えばスパッタリング法やフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて磁性薄膜33及び接続配線34を形成する(磁場検出部形成工程)。この場合、第一検出部31の磁性薄膜33と第二検出部32の磁性薄膜33とを同一工程で形成する。磁性薄膜33を形成した後、当該磁性薄膜33を含む絶縁層18上に保護層19を形成する(保護層形成工程)。   Next, as shown in FIG. 6, the shield layer 17 is formed on the second surface 11b of the base material 11 (shield layer forming step). After forming the shield layer 17, the insulating layer 18 is formed on the shield layer 17. After the insulating layer 18 is formed, the magnetic thin film 33 and the connection wiring 34 are formed on the insulating layer 18 by using, for example, a sputtering method, a photolithography method, or an etching method (magnetic field detection unit forming step). In this case, the magnetic thin film 33 of the first detection unit 31 and the magnetic thin film 33 of the second detection unit 32 are formed in the same process. After forming the magnetic thin film 33, the protective layer 19 is formed on the insulating layer 18 including the magnetic thin film 33 (protective layer forming step).

次に、図7に示すように、保護層19の表面から第二電極13bの底部までの部分に、例えばエッチング法などを用いてスルーホールHを形成する。当該スルーホールHは、保護層19、絶縁層18、シールド層17、基材11、絶縁層15及び保護層16を貫通して形成される。スルーホールHは、接続配線34の一部が露出するように形成される。   Next, as shown in FIG. 7, a through hole H is formed in the portion from the surface of the protective layer 19 to the bottom of the second electrode 13 b using, for example, an etching method. The through hole H is formed through the protective layer 19, the insulating layer 18, the shield layer 17, the base material 11, the insulating layer 15, and the protective layer 16. The through hole H is formed so that a part of the connection wiring 34 is exposed.

次に、図8に示すように、スルーホールHの内部に貫通部13dを形成する。当該貫通部13dは、スルーホールHに露出している接続配線34に接続される(接続工程)。貫通部13dを形成した後、当該貫通部13dに重なるように、例えば第三電極13cをパターニングする(電極形成工程)。その後、保護層16上に発光部14を配置させる(光射出部形成工程)ことにより、位置情報検出センサ100が形成される。   Next, as illustrated in FIG. 8, a through portion 13 d is formed inside the through hole H. The through portion 13d is connected to the connection wiring 34 exposed in the through hole H (connection process). After forming the penetrating part 13d, for example, the third electrode 13c is patterned so as to overlap the penetrating part 13d (electrode forming step). Then, the position information detection sensor 100 is formed by disposing the light emitting part 14 on the protective layer 16 (light emitting part forming step).

以上のように、本実施形態によれば、光学パターンを介した光を検出する光検出部20と、磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部30と、を備え、光検出部20と磁場検出部30とが同一のチップ基板10に実装されているので、両者をそれぞれ独立した部品として形成する場合に比べて、小型化が可能となる。また、本実施形態によれば、製造工程において、磁場検出部30と光検出部20とを同一のチップ基板10に実装できるので、製造コストを低減できる。   As described above, according to the present embodiment, the light detection unit 20 that detects light via the optical pattern and the magnetic field detection unit 30 that detects the magnetic field based on the magnetic pattern are provided, and the light detection unit 20 and the magnetic field detection are provided. Since the portion 30 is mounted on the same chip substrate 10, it is possible to reduce the size as compared with the case where both are formed as independent components. Further, according to the present embodiment, since the magnetic field detection unit 30 and the light detection unit 20 can be mounted on the same chip substrate 10 in the manufacturing process, the manufacturing cost can be reduced.

また、本実施形態によれば、アンプ(例、アンプ24及び25)やコンパレータ(例、コンパレータ26、27及び35)のような複数の機能をチップ基板10に内蔵できるため、耐ノイズ性能が向上する。例えば、本実施形態における位置情報検出センサ100は、アンプ(例、アンプ24及び25)やコンパレータ(例、コンパレータ26、27及び35)のような複数の機能をチップ基板10に内蔵することによって互いをつなぐラインの長さを短くできるため、磁場検出部30とコンパレータ35とをつなぐライン、アンプ(例、アンプ24及び25)とコンパレータ(例、コンパレータ26及び27)とをつなぐライン、や光検出部30とアンプ(例、アンプ24及び25)とをつなぐライン等を、小型化やバックアップ時を考慮して、微小ラインで形成することができる。   In addition, according to the present embodiment, since a plurality of functions such as an amplifier (eg, amplifiers 24 and 25) and a comparator (eg, comparators 26, 27, and 35) can be built in the chip substrate 10, noise resistance is improved. To do. For example, the position information detection sensor 100 in the present embodiment includes a plurality of functions such as amplifiers (eg, amplifiers 24 and 25) and comparators (eg, comparators 26, 27, and 35) in the chip substrate 10 to each other. Since the length of the line connecting the two can be shortened, the line connecting the magnetic field detection unit 30 and the comparator 35, the line connecting the amplifier (eg, the amplifiers 24 and 25) and the comparator (eg, the comparators 26 and 27), and light detection A line connecting the unit 30 and the amplifier (for example, the amplifiers 24 and 25) can be formed with a minute line in consideration of downsizing and backup.

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
本実施形態では、磁場検出部30の配置が第一実施形態とは異なっているため、当該相違点を中心に説明する。また、第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略あるいは簡略化する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, since the arrangement of the magnetic field detection unit 30 is different from that in the first embodiment, the difference will be mainly described. Moreover, about the structure same as 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted or simplified.

図9は、本実施形態に係る位置情報検出センサ200の構成を示す図である。
図9に示すように、本実施形態では、チップ基板10のうち同一面(例、+Z側の面)に光検出部20と磁場検出部30とが設けられている。なお、Z方向視における位置は、第一実施形態と同様に、第一検出部31と第二検出部32とで光検出部20及び発光部14を挟む位置に設けられている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the position information detection sensor 200 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the light detection unit 20 and the magnetic field detection unit 30 are provided on the same surface (eg, + Z side surface) of the chip substrate 10. The position in the Z direction view is provided at a position where the first detection unit 31 and the second detection unit 32 sandwich the light detection unit 20 and the light emitting unit 14 as in the first embodiment.

なお、第一検出部31と第二検出部32とは、図9のように、所定のY方向に沿って、第二受光部22、第一検出部31及び第二検出部32、第一受光部21、の順に配置されている。また、第一検出部31と第二検出部32とは、後述の図18のように、所定のY方向に沿って、第一検出部31及び第二検出部32、第二受光部22、第一受光部21、の順に配置されてもよい。   In addition, the 1st detection part 31 and the 2nd detection part 32 are the 2nd light-receiving part 22, the 1st detection part 31, the 2nd detection part 32, and the 1st along predetermined Y direction like FIG. The light receiving units 21 are arranged in this order. Moreover, the 1st detection part 31 and the 2nd detection part 32 are the 1st detection part 31, the 2nd detection part 32, the 2nd light-receiving part 22, along predetermined Y direction like FIG. You may arrange | position in order of the 1st light-receiving part 21. FIG.

また、本実施形態における第一検出部31と第二検出部32とは、第一受光部21、第二受光部22及び発光部14のうち少なくとも2つがチップ基板に並んで配置される一方向と直交する方向に沿って配置されてもよいし、第一受光部21、第二受光部22及び発光部14のうち少なくとも2つがチップ基板に並んで配置される一方向に沿って配置されてもよい(後述の図18など)。   Further, the first detection unit 31 and the second detection unit 32 in the present embodiment are unidirectional in which at least two of the first light receiving unit 21, the second light receiving unit 22, and the light emitting unit 14 are arranged side by side on the chip substrate. Or at least two of the first light receiving unit 21, the second light receiving unit 22, and the light emitting unit 14 are arranged along one direction arranged side by side on the chip substrate. It is also possible (FIG. 18 to be described later).

図10は、図9におけるB1−B5(B1−B2−B3−B4−B5)断面に沿った構成を左右方向に展開したときの構成を示す図である。
図10に示すように、チップ基板10のうち基材11の+Z側の第一面11aには、シールド層17、絶縁層15、受光素子23、磁性薄膜33、保護層16及び電極13が順に積層されている。本実施形態では、シールド層17が第一面11a上に設けられており、絶縁層15はシールド層17上に設けられている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration when the configuration along the B1-B5 (B1-B2-B3-B4-B5) cross section in FIG. 9 is developed in the left-right direction.
As shown in FIG. 10, the shield layer 17, the insulating layer 15, the light receiving element 23, the magnetic thin film 33, the protective layer 16, and the electrode 13 are sequentially disposed on the first surface 11 a on the + Z side of the base material 11 of the chip substrate 10. Are stacked. In the present embodiment, the shield layer 17 is provided on the first surface 11 a, and the insulating layer 15 is provided on the shield layer 17.

受光素子23及び磁性薄膜33は、絶縁層15上に形成されており、保護層16によって覆われている。保護層16上には、第一電極13a及び第二電極13bが形成されている。第一電極13aは、不図示の配線を介して受光素子23に接続されている。磁性薄膜33は、接続配線34(図9参照)を介して第二電極13bに接続されている。   The light receiving element 23 and the magnetic thin film 33 are formed on the insulating layer 15 and covered with the protective layer 16. On the protective layer 16, the first electrode 13a and the second electrode 13b are formed. The first electrode 13a is connected to the light receiving element 23 via a wiring (not shown). The magnetic thin film 33 is connected to the second electrode 13b via a connection wiring 34 (see FIG. 9).

次に、図11〜図14を参照して、上記のように構成された位置情報検出センサ200の製造方法を説明する。
図11〜図14は、位置情報検出センサ200の製造過程を示す図である。
まず、図11に示すように、基材11の第一面11a上にシールド層17を形成し、当該シールド層17上に絶縁層15を形成する。
Next, with reference to FIGS. 11-14, the manufacturing method of the positional information detection sensor 200 comprised as mentioned above is demonstrated.
FIGS. 11-14 is a figure which shows the manufacturing process of the positional information detection sensor 200. FIG.
First, as shown in FIG. 11, the shield layer 17 is formed on the first surface 11 a of the substrate 11, and the insulating layer 15 is formed on the shield layer 17.

絶縁層15を形成した後、図12に示すように、当該絶縁層15上に例えばスパッタリング法やフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて受光素子23及び不図示の配線をパターニングする(光検出部形成工程)。受光素子23及び不図示の配線を形成した後、絶縁層15上に例えばスパッタリング法やフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて磁性薄膜33及び接続配線34を形成する(磁場検出部形成工程)。   After forming the insulating layer 15, as shown in FIG. 12, the light receiving element 23 and a wiring (not shown) are patterned on the insulating layer 15 by using, for example, a sputtering method, a photolithography method, or an etching method (photodetection portion formation). Process). After forming the light receiving element 23 and a wiring (not shown), the magnetic thin film 33 and the connection wiring 34 are formed on the insulating layer 15 by using, for example, a sputtering method, a photolithography method, or an etching method (magnetic field detection unit forming step).

絶縁層15上に受光素子23及び磁性薄膜33を形成した後、図13に示すように、これら受光素子23及び磁性薄膜33を含む絶縁層15上に保護層16を形成する(保護層形成工程)。したがって、本実施形態では、受光素子23及び磁性薄膜33を被う保護層16を一工程で形成することができる。   After forming the light receiving element 23 and the magnetic thin film 33 on the insulating layer 15, as shown in FIG. 13, the protective layer 16 is formed on the insulating layer 15 including the light receiving element 23 and the magnetic thin film 33 (protective layer forming step). ). Therefore, in this embodiment, the protective layer 16 covering the light receiving element 23 and the magnetic thin film 33 can be formed in one step.

保護層16を形成した後、図14に示すように、当該保護層16上に第一電極13a及び第二電極13bをパターニングする。この場合、受光素子23の不図示の配線に接続されるように第一電極13aを形成すると共に、磁性薄膜33の接続配線34に接続されるように第二電極13bを形成する。第一電極13a及び第二電極13bは同一層に形成されるため、第一電極13a及び第二電極13bを同一工程で形成することができる。その後、保護層16上に発光部14を配置させることにより、位置情報検出センサ200が形成される。   After forming the protective layer 16, the first electrode 13a and the second electrode 13b are patterned on the protective layer 16, as shown in FIG. In this case, the first electrode 13 a is formed so as to be connected to a wiring (not shown) of the light receiving element 23, and the second electrode 13 b is formed so as to be connected to the connection wiring 34 of the magnetic thin film 33. Since the first electrode 13a and the second electrode 13b are formed in the same layer, the first electrode 13a and the second electrode 13b can be formed in the same process. Thereafter, the position information detection sensor 200 is formed by disposing the light emitting unit 14 on the protective layer 16.

以上のように、本実施形態によれば、光検出部20と磁場検出部30とがチップ基板10の同一面に設けられているため、光検出部20と磁場検出部30とをチップ基板10の異なる面に形成する場合に比べて製造工程をさらに短縮することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the light detection unit 20 and the magnetic field detection unit 30 are provided on the same surface of the chip substrate 10, the light detection unit 20 and the magnetic field detection unit 30 are connected to the chip substrate 10. The manufacturing process can be further shortened as compared with the case of forming on different surfaces.

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図15は、本実施形態に係るエンコーダ及びモータ装置の構成を示す図である。
図15に示すように、モータ装置MTRは、回転軸SFと、当該回転軸SFを回転させる駆動部BDと、回転軸SFの回転情報を検出するエンコーダECとを有している。図15では、回転軸SFの中心軸方向がZ方向と設定されている。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the encoder and the motor device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 15, the motor device MTR includes a rotation shaft SF, a drive unit BD that rotates the rotation shaft SF, and an encoder EC that detects rotation information of the rotation shaft SF. In FIG. 15, the central axis direction of the rotation axis SF is set as the Z direction.

エンコーダECは、回転部R、検出部Dを有している。回転部Rは、モータ装置MTRの回転軸SFに固定されており、回転軸SFと一体的に回転する。回転部Rは、例えばSUSなどを用いて円盤状に形成されている。回転部Rの構成材料としてSUSなどの剛性の高い材料を用いることで、耐変形性などに優れた回転部Rが形成される。回転部Rの構成材料として、他の材料を用いても勿論構わない。回転部Rは、取付部320、パターン形成部321及び凹部323を有している。   The encoder EC has a rotating part R and a detecting part D. The rotating part R is fixed to the rotating shaft SF of the motor device MTR and rotates integrally with the rotating shaft SF. The rotating portion R is formed in a disk shape using, for example, SUS. By using a material having high rigidity such as SUS as a constituent material of the rotating portion R, the rotating portion R having excellent deformation resistance and the like is formed. Of course, other materials may be used as the constituent material of the rotating portion R. The rotating part R has a mounting part 320, a pattern forming part 321 and a concave part 323.

取付部320は、回転部Rの下面Rbに設けられている。取付部320の下面側には、平面視中央部に挿入穴320aが形成されている。挿入穴320aは、上記モータ装置MTRの回転軸SFが挿入されるようになっている。取付部320は、回転軸SFが挿入穴320aに挿入された状態で回転軸SFと取付部320との間を固定する固定機構(不図示)を有している。   The attachment portion 320 is provided on the lower surface Rb of the rotating portion R. An insertion hole 320a is formed on the lower surface side of the mounting portion 320 in the center portion in plan view. The rotation hole SF of the motor device MTR is inserted into the insertion hole 320a. The attachment portion 320 has a fixing mechanism (not shown) that fixes the rotation shaft SF and the attachment portion 320 in a state where the rotation shaft SF is inserted into the insertion hole 320a.

パターン形成部321は、回転部Rの上面Raの周縁部に円環状に設けられている。パターン形成部321には、光反射パターン324が形成されている。光反射パターン324は、例えば回転部Rの外周に沿って円環状に形成されている。   The pattern forming portion 321 is provided in an annular shape on the peripheral edge portion of the upper surface Ra of the rotating portion R. A light reflecting pattern 324 is formed on the pattern forming portion 321. The light reflection pattern 324 is formed in an annular shape along the outer periphery of the rotating portion R, for example.

例えば、光反射パターン324は、インクリメンタルパターン324a及びアブソリュートパターン324bを有している。インクリメンタルパターン324aは、光反射パターン324のうち回転部Rの径方向の外側に形成されている。アブソリュートパターン324bは、光反射パターン324のうち回転部Rの径方向の内側に形成されている。   For example, the light reflection pattern 324 includes an incremental pattern 324a and an absolute pattern 324b. The incremental pattern 324a is formed outside the light reflecting pattern 324 in the radial direction of the rotating portion R. The absolute pattern 324b is formed on the inside of the light reflecting pattern 324 in the radial direction of the rotating portion R.

凹部323は、取付部320と反対側の上面Ra側に形成されている。凹部323には、磁石部材Mが収容されるようになっている。   The concave portion 323 is formed on the upper surface Ra side opposite to the attachment portion 320. The magnet member M is accommodated in the recess 323.

磁石部材Mは、回転部Rの回転方向に沿って円環状に形成された永久磁石である。磁石部材Mは、例えば回転部Rの周縁部に配置されている。磁石部材Mには、所定の磁気パターン334が形成されている。磁石部材Mの磁気パターン334として、例えば回転軸SFの軸方向に見て円環の半分の領域がN極に着磁され、円環の他の半分の領域がS極に着磁された磁気パターンなどが挙げられる。磁石部材Mは、回転部Rの凹部323に収容されている。磁石部材Mは、回転部Rとの間で例えば不図示の接着剤などを介して固着されている。したがって、磁石部材Mは、回転部Rとの間で一体的に形成されている。   The magnet member M is a permanent magnet formed in an annular shape along the rotation direction of the rotating portion R. The magnet member M is arrange | positioned at the peripheral part of the rotation part R, for example. A predetermined magnetic pattern 334 is formed on the magnet member M. As the magnetic pattern 334 of the magnet member M, for example, a magnetic field in which a half region of the ring is magnetized to the N pole and the other half region of the ring is magnetized to the S pole when viewed in the axial direction of the rotation axis SF. Examples include patterns. The magnet member M is accommodated in the recess 323 of the rotating part R. The magnet member M is fixed to the rotating part R through, for example, an adhesive (not shown). Therefore, the magnet member M is integrally formed with the rotating part R.

検出部Dは、筐体341、センサSR及びバイアス磁石342を有している。センサSRは、上記の光反射パターン324を介した光及び磁石部材Mの磁気パターン334による磁場を検出する。センサSRとしては、例えば上記第一実施形態に記載の位置情報検出センサ100や、上記第二実施形態に記載の位置情報検出センサ200などが用いられる。   The detection unit D includes a housing 341, a sensor SR, and a bias magnet 342. The sensor SR detects light via the light reflection pattern 324 and a magnetic field generated by the magnetic pattern 334 of the magnet member M. As the sensor SR, for example, the position information detection sensor 100 described in the first embodiment, the position information detection sensor 200 described in the second embodiment, or the like is used.

バイアス磁石342は、磁石部材Mの磁場との間で合成磁場を形成する磁石である。バイアス磁石342を構成する材料として、例えばサマリウム・コバルトなどの磁力の大きい希土類磁石などが挙げられる。   The bias magnet 342 is a magnet that forms a combined magnetic field with the magnetic field of the magnet member M. Examples of the material constituting the bias magnet 342 include a rare-earth magnet having a large magnetic force such as samarium / cobalt.

センサSRの磁場検出部30のうち第一検出部31及び第二検出部32に設けられる磁性薄膜33は、バイアス磁石342との間で磁気抵抗素子として機能する。すなわち、磁場の方向が磁性薄膜33の繰り返しパターンに流れる電流の方向の垂直方向に近くなると電気抵抗が低下する。磁性薄膜33は、この電気抵抗の低下を利用して磁場の方向を電気信号に変換するようになっている。   The magnetic thin film 33 provided in the first detection unit 31 and the second detection unit 32 in the magnetic field detection unit 30 of the sensor SR functions as a magnetoresistive element with the bias magnet 342. That is, when the direction of the magnetic field is close to the direction perpendicular to the direction of the current flowing in the repetitive pattern of the magnetic thin film 33, the electric resistance is lowered. The magnetic thin film 33 converts the direction of the magnetic field into an electric signal by using the decrease in electric resistance.

次に、第一検出部31及び第二検出部32と回転軸SFとの位置関係について説明する。図16は、検出部Dの構成を示す図である。図16では、センサSRの配置が第一実施形態における位置情報検出センサ100の配置に一致するようにXYZ方向が設定されている。第一検出部31及び第二検出部32と回転軸SFとの位置関係を説明するため、図16には回転軸SFの位置を示している。   Next, the positional relationship between the first detection unit 31 and the second detection unit 32 and the rotation axis SF will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of the detection unit D. In FIG. 16, the XYZ directions are set so that the arrangement of the sensors SR matches the arrangement of the position information detection sensors 100 in the first embodiment. In order to explain the positional relationship between the first detection unit 31 and the second detection unit 32 and the rotation axis SF, FIG. 16 shows the position of the rotation axis SF.

図16に示すように、回転軸SFの中心軸方向視(Z方向視)において、回転軸SFの中心軸CからセンサSR側へY方向に平行に伸びる基準線分SG0を0°とし、この基準線分SG0と、Z方向視において中心軸Cから第一検出部31へ向けて伸びる第一線分SG1とで形成される角度をθ1とし、上記基準線分SG0と、Z方向視において中心軸Cから第二検出部32へ向けて伸びる第二線分SG2とで形成される角度をθ2とすると、第一検出部31及び第二検出部32は、0°<θ1<90°、かつ、0°<θ2<90°を満たすように配置されている。本実施形態では、一例として、θ1+θ2=90°となるように第一検出部31及び第二検出部32が配置されている。なお、基準線分SG0の端部は、回転軸SFの中心軸Cに限られず、他の位置(例、光反射パターン324の中心軸)であっても構わない。   As shown in FIG. 16, when viewed in the central axis direction (Z direction view) of the rotation axis SF, a reference line segment SG0 extending in parallel to the Y direction from the center axis C of the rotation axis SF to the sensor SR side is set to 0 °. An angle formed by the reference line segment SG0 and the first line segment SG1 extending from the central axis C toward the first detection unit 31 in the Z direction view is θ1, and the reference line segment SG0 and the center in the Z direction view are the center. Assuming that an angle formed by the second line segment SG2 extending from the axis C toward the second detection unit 32 is θ2, the first detection unit 31 and the second detection unit 32 have 0 ° <θ1 <90 °, and , 0 ° <θ2 <90 °. In the present embodiment, as an example, the first detection unit 31 and the second detection unit 32 are arranged so that θ1 + θ2 = 90 °. Note that the end of the reference line segment SG0 is not limited to the central axis C of the rotation axis SF, and may be at another position (eg, the central axis of the light reflection pattern 324).

また、中心軸Cから第一検出部31までの距離である第一線分SG1の長さをL1とし、中心軸Cから第二検出部32までの距離である第二線分SG2の長さをL2とし、第一線分SG1と第二線分SG2とで形成される角度をθ3とし、第一検出部31と第二検出部32との距離をL3とすると、第一検出部31及び第二検出部32は、
(L3)=(L1)+(L2)−2・L1・L2・cosθ3
(0°<θ3<180°)
を満たすように配置されている。
Further, the length of the first line segment SG1 that is the distance from the central axis C to the first detection unit 31 is L1, and the length of the second line segment SG2 that is the distance from the central axis C to the second detection unit 32. Is L2, the angle formed by the first line segment SG1 and the second line segment SG2 is θ3, and the distance between the first detector 31 and the second detector 32 is L3, the first detector 31 and The second detection unit 32
(L3) 2 = (L1) 2 + (L2) 2 −2 · L1 · L2 · cos θ3
(0 ° <θ3 <180 °)
It is arranged to satisfy.

なお、L1=L2である場合、第一検出部31及び第二検出部32は、中心軸Cを中心とする同じ円の円周上に配置されていることになる。この場合において、当該円の半径をRとし、上記角度θ3によって規定される円弧の長さをRaとすると、第一検出部31及び第二検出部32は、
Ra=2πR×(θ3/360°)
(0°<θ3<180°)
を満たすように配置されている。
When L1 = L2, the first detection unit 31 and the second detection unit 32 are arranged on the circumference of the same circle with the central axis C as the center. In this case, when the radius of the circle is R and the length of the arc defined by the angle θ3 is Ra, the first detection unit 31 and the second detection unit 32 are
Ra = 2πR × (θ3 / 360 °)
(0 ° <θ3 <180 °)
It is arranged to satisfy.

以上のように、本実施形態に係るエンコーダECは、モータ装置MTRの回転軸SFに固定され、光反射パターン324及び磁気パターン334が形成された回転部Rと、光反射パターン324を介した光及び磁気パターン334による磁場を検出する検出部Dとを備え、検出部Dとして、上記実施形態に記載の位置情報検出センサ100又は200が用いられているので、小型で検出信頼性の高いエンコーダEC、及び、回転特性の高いモータ装置MTR、を提供することができる。   As described above, the encoder EC according to the present embodiment is fixed to the rotation shaft SF of the motor device MTR, and the rotating part R in which the light reflection pattern 324 and the magnetic pattern 334 are formed, and the light that passes through the light reflection pattern 324. And the detection unit D that detects the magnetic field by the magnetic pattern 334, and the position information detection sensor 100 or 200 described in the above embodiment is used as the detection unit D. Therefore, the encoder EC is small and has high detection reliability. And a motor device MTR having high rotational characteristics can be provided.

[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態を説明する。
図17は、一例として第一実施形態〜第三実施形態に記載のモータ装置MTRを備えるロボット装置RBTの一部(ハンドロボットの指部分の先端)の構成を示す図である。なお、上記実施形態に記載のモータ装置MTRは、ロボット装置RBTのアーム部を駆動する駆動部として用いてもよい。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a part (tip of a finger portion of a hand robot) of a robot apparatus RBT including the motor apparatus MTR described in the first embodiment to the third embodiment as an example. The motor device MTR described in the above embodiment may be used as a drive unit that drives the arm unit of the robot device RBT.

図17に示すように、ロボット装置RBTは、末節部101、中節部102及び関節部103を有しており、末節部101と中節部102とが関節部103を介して接続された構成になっている。関節部103には軸支持部103a及び軸部103bが設けられている。軸支持部103aは中節部102に固定されている。軸部103bは、軸支持部103aによって固定された状態で支持されている。   As shown in FIG. 17, the robot apparatus RBT includes a terminal node portion 101, a middle node portion 102, and a joint portion 103, and the terminal node portion 101 and the middle node portion 102 are connected via the joint portion 103. It has become. The joint portion 103 is provided with a shaft support portion 103a and a shaft portion 103b. The shaft support portion 103 a is fixed to the middle joint portion 102. The shaft portion 103b is supported in a state of being fixed by the shaft support portion 103a.

末節部101は、接続部101a及び歯車101bを有している。接続部101aには、関節部103の軸部103bが貫通した状態になっており、当該軸部103bを回転軸として末節部101が回転可能になっている。この歯車101bは、接続部101aに固定されたベベルギアである。接続部101aは、歯車101bと一体的に回転するようになっている。   The end node portion 101 includes a connecting portion 101a and a gear 101b. The shaft portion 103b of the joint portion 103 is penetrated through the connecting portion 101a, and the end node portion 101 is rotatable with the shaft portion 103b as a rotation axis. The gear 101b is a bevel gear fixed to the connecting portion 101a. The connecting portion 101a rotates integrally with the gear 101b.

中節部102は、筐体102a及びモータ装置MTRを有している。モータ装置MTRは、上記実施形態に記載のモータ装置MTRを用いることができる。モータ装置MTRは、筐体102a内に設けられている。モータ装置MTRには、回転軸部材104aが取り付けられている。回転軸部材104aの先端には、歯車104bが設けられている。この歯車104bは、回転軸部材104aに固定されたベベルギアである。歯車104bは、上記の歯車101bとの間で噛み合った状態になっている。なお、回転軸部材104aに直接ギアが形成された構成であっても構わない。   The middle joint portion 102 includes a housing 102a and a motor device MTR. As the motor device MTR, the motor device MTR described in the above embodiment can be used. The motor device MTR is provided in the housing 102a. A rotating shaft member 104a is attached to the motor device MTR. A gear 104b is provided at the tip of the rotating shaft member 104a. The gear 104b is a bevel gear fixed to the rotating shaft member 104a. The gear 104b is in mesh with the gear 101b. Note that a configuration in which a gear is directly formed on the rotating shaft member 104a may be employed.

上記のように構成されたロボット装置RBTは、モータ装置MTRの駆動によって回転軸部材104aが回転し、当該回転軸部材104aと一体的に歯車104bが回転する。歯車104bの回転は、当該歯車104bと噛み合った歯車101bに伝達され、歯車101bが回転する。当該歯車101bが回転することで接続部101aも回転し、これにより末節部101が軸部103bを中心に回転する。   In the robot apparatus RBT configured as described above, the rotating shaft member 104a rotates by driving the motor apparatus MTR, and the gear 104b rotates integrally with the rotating shaft member 104a. The rotation of the gear 104b is transmitted to the gear 101b meshed with the gear 104b, and the gear 101b rotates. As the gear 101b rotates, the connecting portion 101a also rotates, whereby the end node portion 101 rotates about the shaft portion 103b.

このように、本実施形態によれば、小型で回転特性の高いモータ装置MTRを搭載することにより、軽量で機動性の高いロボット装置RBTが提供される。   As described above, according to the present embodiment, by mounting the motor device MTR having a small size and high rotational characteristics, the robot device RBT that is lightweight and has high mobility is provided.

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態においては、チップ基板10に発光部14及び光検出部20が設けられる光反射型の構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図18に示すように、チップ基板10に発光部14が設けられていない構成としても構わない。このような構成の位置情報検出センサ300は、例えば光学パターンとして光透過型のパターンを有するエンコーダに取り付けて用いることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the light reflection type configuration in which the light emitting unit 14 and the light detection unit 20 are provided on the chip substrate 10 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18, the light emitting unit 14 may not be provided on the chip substrate 10. The position information detection sensor 300 having such a configuration can be used by being attached to an encoder having a light transmission type pattern as an optical pattern, for example.

また、上記実施形態においては、光検出部20において一回転情報を検出し、磁場検出部30において多回転情報を検出する構成としたが、これに限られることは無く、光検出部20において多回転情報を検出し、磁場検出部30において一回転情報を検出する構成であっても構わない。また、上記実施形態における第一検出部31及び第二検出部32は、MRセンサで構成されているが、GIGセンサ、GMRセンサやホール素子のようなセンサで構成されてもよい。   In the above embodiment, the light detection unit 20 detects single rotation information and the magnetic field detection unit 30 detects multi-rotation information. However, the present invention is not limited to this. The configuration may be such that rotation information is detected, and the magnetic field detection unit 30 detects one rotation information. Moreover, although the 1st detection part 31 and the 2nd detection part 32 in the said embodiment are comprised by MR sensor, you may be comprised by sensors, such as a GIG sensor, a GMR sensor, and a Hall element.

MTR…モータ装置 SF…回転軸 BD…駆動部 EC…エンコーダ R…回転部 D…検出部 RBT…ロボット装置 SG0…基準線分 SG1…第一線分 SG2…第二線分 10…チップ基板 11…基材 11a…第一面 11b…第二面 12…処理回路 13…電極 13a…第一電極 13b…第二電極 13c…第三電極 13d…貫通部 14…発光部 15、18…絶縁層 16、19…保護層 17…シールド層 20…光検出部 21…第一受光部 22…第二受光部 23…受光素子 30…磁場検出部 31…第一検出部 32…第二検出部 33…磁性薄膜 100、200、300…位置情報検出センサ 324…光反射パターン 334…磁気パターン MTR ... Motor device SF ... Rotating shaft BD ... Driver EC ... Encoder R ... Rotating unit D ... Detector RBT ... Robot device SG0 ... Reference line segment SG1 ... First line segment SG2 ... Second line segment 10 ... Chip substrate 11 ... Substrate 11a ... first surface 11b ... second surface 12 ... processing circuit 13 ... electrode 13a ... first electrode 13b ... second electrode 13c ... third electrode 13d ... penetrating portion 14 ... light emitting portion 15, 18 ... insulating layer 16, DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Protective layer 17 ... Shield layer 20 ... Light detection part 21 ... 1st light-receiving part 22 ... 2nd light-receiving part 23 ... Light receiving element 30 ... Magnetic field detection part 31 ... 1st detection part 32 ... 2nd detection part 33 ... Magnetic thin film 100, 200, 300 ... position information detection sensor 324 ... light reflection pattern 334 ... magnetic pattern

Claims (33)

光を射出する光射出部と、
光学パターンを介した前記光を検出する光検出部と、
磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部と、
を備え、
前記光射出部と前記光検出部と前記磁場検出部とは、同一のチップ基板に実装されており、
前記光検出部は、第一受光部と第二受光部とを有し、
前記磁場検出部は、第一検出部と第二検出部とを有し、
前記光射出部は、第一方向に関して前記第一受光部と前記第二受光部との間に位置し、かつ、前記第一方向とは異なる第二方向に関して、前記第一検出部と前記第二検出部との間に位置する
位置情報検出センサ。
A light emitting part for emitting light;
A light detection unit for detecting the light via an optical pattern;
A magnetic field detector for detecting a magnetic field by a magnetic pattern;
With
The light emitting unit, the light detection unit, and the magnetic field detection unit are mounted on the same chip substrate,
The light detection unit includes a first light receiving unit and a second light receiving unit,
The magnetic field detection unit has a first detection unit and a second detection unit,
The light emitting unit is positioned between the first light receiving unit and the second light receiving unit with respect to a first direction, and the first detection unit and the first direction with respect to a second direction different from the first direction. Position information detection sensor located between two detectors.
前記第一検出部と前記第二検出部とは、前記第一方向に関して、前記第一受光部と前記第二受光部との間に位置する
請求項1に記載の位置情報検出センサ。
The position information detection sensor according to claim 1, wherein the first detection unit and the second detection unit are located between the first light receiving unit and the second light receiving unit in the first direction.
前記光学パターンは回転部に配置され、
前記光射出部は、前記回転部の径方向に関して前記第一受光部と前記第二受光部との間に位置し、かつ、前記回転部の回転方向に関して前記第一検出部と前記第二検出部との間に位置する
請求項1又は2に記載の位置情報検出センサ。
The optical pattern is disposed on the rotating part,
The light emitting unit is located between the first light receiving unit and the second light receiving unit with respect to the radial direction of the rotating unit, and the first detecting unit and the second detecting unit with respect to the rotating direction of the rotating unit. The position information detection sensor according to claim 1, wherein the position information detection sensor is located between the first and second parts.
前記光学パターンおよび前記磁気パターンは回転部に配置され、
前記チップ基板は、前記光検出部による検出結果に基づき前記回転部の一回転情報を出力し、かつ、前記磁場検出部による検出結果に基づき前記回転部の多回転情報を出力する制御回路を有する
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The optical pattern and the magnetic pattern are arranged in a rotating part,
The chip substrate includes a control circuit that outputs one rotation information of the rotation unit based on a detection result by the light detection unit, and outputs multi-rotation information of the rotation unit based on a detection result by the magnetic field detection unit. The position information detection sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記第一受光部は、前記光のうち第1の光を受光する複数の受光素子を有し、
前記第二受光部は、前記光のうち前記第1の光とは異なる第2の光を受光する複数の受光素子を有する
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The first light receiving unit includes a plurality of light receiving elements that receive the first light of the light,
5. The position information according to claim 1, wherein the second light receiving unit includes a plurality of light receiving elements that receive second light different from the first light among the light. Detection sensor.
前記制御回路はコンパレータおよび処理回路を含み、
前記コンパレータは、
前記磁場検出部において検出された検出信号から多回転信号を生成して前記処理回路に出力する第一コンパレータと、
前記第一受光部において検出された検出信号からインクリメンタル信号を生成して前記処理回路に出力する第二コンパレータと、
前記第二受光部において検出された検出信号からアブソリュート信号を生成して前記処理回路に出力する第三コンパレータと、を含み、
前記処理回路は、前記多回転信号に基づいて多回転情報を生成し、前記インクリメンタル信号及び前記アブソリュート信号に基づいて一回転情報を生成する
請求項4に記載の位置情報検出センサ。
The control circuit includes a comparator and a processing circuit,
The comparator is
A first comparator that generates a multi-rotation signal from the detection signal detected in the magnetic field detection unit and outputs the multi-rotation signal to the processing circuit;
A second comparator that generates an incremental signal from the detection signal detected in the first light receiving unit and outputs the incremental signal to the processing circuit;
A third comparator that generates an absolute signal from the detection signal detected in the second light receiving unit and outputs the absolute signal to the processing circuit,
The processing circuit generates multi-rotation information based on the multi-rotation signal, and generates single-rotation information based on the incremental signal and the absolute signal.
The position information detection sensor according to claim 4 .
前記チップ基板の辺に沿って配置され、前記チップ基板上に実装される電極を備え、
前記電極は、前記光検出部と接続される第1電極と、前記磁場検出部と接続される第2電極とを含む
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
An electrode disposed along a side of the chip substrate and mounted on the chip substrate;
The position information detection according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrode includes a first electrode connected to the light detection unit and a second electrode connected to the magnetic field detection unit. Sensor.
前記磁場検出部は、前記チップ基板に形成された磁性薄膜を有する請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。   The position information detection sensor according to claim 1, wherein the magnetic field detection unit includes a magnetic thin film formed on the chip substrate. 前記磁気パターンによる磁場とは異なる磁場を低減させるシールド層を備える請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。   The position information detection sensor according to any one of claims 1 to 8, further comprising a shield layer that reduces a magnetic field different from the magnetic field generated by the magnetic pattern. 前記光検出部及び前記磁場検出部を保護する保護層を備える請求項1から請求項9のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。   The positional information detection sensor as described in any one of Claims 1-9 provided with the protective layer which protects the said photon detection part and the said magnetic field detection part. 前記光学パターン及び前記磁気パターンは、測定対象の回転子と一体的に回転するように設けられており、
前記回転子の中心軸方向視において、前記回転子の中心軸から前記光検出部側へ伸びる基準線分を0°とし、
前記基準線分と、前記回転子の中心軸方向視において前記回転子の中心軸から前記第一検出部へ向けて伸びる第一線分とで形成される角度をθ1とし、
前記基準線分と、前記回転子の中心軸方向視において前記回転子の中心軸から前記第二検出部へ向けて伸びる第二線分とで形成される角度をθ2とすると、
前記第一検出部及び前記第二検出部は、
0°<θ1<90°、かつ、0°<θ2<90°
を満たすように配置されている
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The optical pattern and the magnetic pattern are provided so as to rotate integrally with a rotor to be measured,
In the central axis direction view of the rotor , a reference line segment extending from the central axis of the rotor to the light detection unit side is set to 0 °,
An angle formed by the reference line segment and a first line segment extending from the central axis of the rotor toward the first detection unit in the direction of the central axis direction of the rotor is θ1,
When the angle formed by the reference line segment and the second line segment extending from the central axis of the rotor toward the second detection unit in the direction of the central axis direction of the rotor is θ2,
The first detector and the second detector are
0 ° <θ1 <90 ° and 0 ° <θ2 <90 °
The position information detection sensor according to any one of claims 1 to 10, wherein the position information detection sensor is arranged so as to satisfy the following.
前記第一検出部と前記第二検出部とは同心円の円周上に配置され、
前記同心円の中心点から前記第一検出部へ向けて伸びる直線と前記同心円の中心点から前記第二検出部へ向けて伸びる直線とで形成される角度をθ3とし、
前記同心円の中心点から前記第一検出部までの距離をL1とし、
前記同心円の中心点から前記第二検出部までの距離をL2とし、
前記第一検出部と前記第二検出部との距離をL3とすると、
前記第一検出部と前記第二検出部とは、
(L3)=(L1)+(L2)−2・L1・L2・cosθ3
(0°<θ3<180°)
を満たすように配置される
請求項1から請求項11のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The first detector and the second detector are arranged on a concentric circle,
An angle formed by a straight line extending from the center point of the concentric circle toward the first detection unit and a straight line extending from the center point of the concentric circle toward the second detection unit is θ3,
The distance from the center point of the concentric circle to the first detection unit is L1,
The distance from the center point of the concentric circle to the second detection unit is L2,
When the distance between the first detection unit and the second detection unit is L3,
The first detection unit and the second detection unit are:
(L3) 2 = (L1) 2 + (L2) 2 −2 · L1 · L2 · cos θ3
(0 ° <θ3 <180 °)
The position information detection sensor according to claim 1, wherein the position information detection sensor is arranged so as to satisfy
前記第一検出部と前記第二検出部とは同じ円の円周上に配置され、
前記円の中心点から前記第一検出部へ向けて伸びる直線と前記円の中心点から前記第二検出部へ向けて伸びる直線とで形成される角度をθ3とし、
前記円の半径をRとし、
前記角度θ3によって規定される円弧の長さをRaとすると、
前記第一検出部と前記第二検出部とは、
Ra=2πR×(θ3/360°)
(0°<θ3<180°)
を満たすように配置される
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The first detection unit and the second detection unit are arranged on the circumference of the same circle,
An angle formed by a straight line extending from the center point of the circle toward the first detection unit and a straight line extending from the center point of the circle toward the second detection unit is θ3,
Let R be the radius of the circle,
If the length of the arc defined by the angle θ3 is Ra,
The first detection unit and the second detection unit are:
Ra = 2πR × (θ3 / 360 °)
(0 ° <θ3 <180 °)
The position information detection sensor according to claim 1, wherein the position information detection sensor is arranged so as to satisfy
前記チップ基板は、複数の面を有し、
前記光検出部及び前記磁場検出部は、同一の面に設けられている
請求項1から請求項13のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The chip substrate has a plurality of surfaces,
The positional information detection sensor according to claim 1, wherein the light detection unit and the magnetic field detection unit are provided on the same surface.
前記チップ基板は、複数の面を有し、
前記光検出部と前記磁場検出部とは、互いに異なる面に設けられている
請求項1から請求項13のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサ。
The chip substrate has a plurality of surfaces,
The position information detection sensor according to claim 1, wherein the light detection unit and the magnetic field detection unit are provided on different surfaces.
前記電極は、前記チップ基板のうち前記光検出部が設けられる面に形成され、
前記磁場検出部は、前記チップ基板を貫通して前記電極に接続されている
請求項7に記載の位置情報検出センサ。
The electrode is formed on a surface of the chip substrate on which the light detection unit is provided,
The position information detection sensor according to claim 7, wherein the magnetic field detection unit is connected to the electrode through the chip substrate.
光を射出する光射出部をチップ基板に実装する光射出部形成工程と、
光学パターンを介した光を検出する光検出部として、第一受光部と第二受光部とを前記チップ基板に実装する光検出部形成工程と、
磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部として、第一検出部と第二検出部とを前記チップ基板に実装する磁場検出部形成工程と
を含み、
前記光射出部形成工程において、前記光射出部が第一方向に関して前記第一受光部と前記第二受光部との間に位置するように配置し、かつ、前記光射出部が前記第一方向とは異なる第二方向に関して、前記第一検出部と前記第二検出部との間に位置するように配置する
位置情報検出センサの製造方法。
A light emitting part forming step of mounting a light emitting part for emitting light on a chip substrate;
As a light detection unit for detecting light via the optical pattern, a light detection unit forming step of mounting the first light receiving unit and the second light receiving unit on the chip substrate;
As a magnetic field detection unit for detecting a magnetic field by a magnetic pattern, including a magnetic field detection unit forming step of mounting a first detection unit and a second detection unit on the chip substrate,
In the light emitting portion forming step, the light emitting portion is disposed between the first light receiving portion and the second light receiving portion with respect to the first direction, and the light emitting portion is in the first direction. The manufacturing method of the position information detection sensor arrange | positioned so that it may be located between said 1st detection part and said 2nd detection part regarding the 2nd direction different from.
前記第一検出部と前記第二検出部とを、前記第一方向に関して、前記第一受光部と前記第二受光部との間に配置する
請求項17に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The manufacturing method of the position information detection sensor according to claim 17, wherein the first detection unit and the second detection unit are arranged between the first light receiving unit and the second light receiving unit with respect to the first direction. .
前記光学パターンおよび前記磁気パターンは回転部に配置され、
前記第一方向は前記回転部の径方向であり、前記第二方向は前記回転部の回転方向である、
請求項17又は18に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The optical pattern and the magnetic pattern are arranged in a rotating part,
The first direction is a radial direction of the rotating part, and the second direction is a rotating direction of the rotating part.
The manufacturing method of the positional information detection sensor of Claim 17 or 18.
前記磁場検出部形成工程は、磁性薄膜を前記チップ基板にパターニングすることを含む
請求項17から請求項19のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The manufacturing method of the position information detection sensor according to any one of claims 17 to 19, wherein the magnetic field detection unit forming step includes patterning a magnetic thin film on the chip substrate.
前記磁気パターンによる磁場とは異なる磁場を低減させるシールド層を前記チップ基板に形成するシールド層形成工程
を含む請求項17から請求項20のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The manufacturing method of the positional information detection sensor as described in any one of Claims 17-20 including the shield layer formation process which forms the shield layer which reduces the magnetic field different from the magnetic field by the said magnetic pattern in the said chip | tip substrate. .
前記光検出部及び前記磁場検出部を保護する保護層を形成する保護層形成工程
を含む請求項17から請求項21のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The manufacturing method of the positional information detection sensor as described in any one of Claims 17-21 including the protective layer formation process of forming the protective layer which protects the said photon detection part and the said magnetic field detection part.
前記光学パターン及び前記磁気パターンは、測定対象の回転子と一体的に回転するように設けられており、
前記回転子の中心軸方向視において、前記回転子の中心軸から前記光検出部側へ伸びる基準線分を0°とし、
前記基準線分と、前記回転子の中心軸方向視において前記回転子の中心軸から前記第一検出部へ向けて伸びる第一線分とで形成される角度をθ1とし、
前記基準線分と、前記回転子の中心軸方向視において前記回転子の中心軸から前記第二検出部へ向けて伸びる第二線分とで形成される角度をθ2とすると、
前記磁場検出部形成工程は、
0°<θ1<90°、かつ、0°<θ2<90°
を満たすように前記第一検出部及び前記第二検出部を形成することを含む
請求項17から請求項22のいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The optical pattern and the magnetic pattern are provided so as to rotate integrally with a rotor to be measured,
In the central axis direction view of the rotor , a reference line segment extending from the central axis of the rotor to the light detection unit side is set to 0 °,
An angle formed by the reference line segment and a first line segment extending from the central axis of the rotor toward the first detection unit in the direction of the central axis direction of the rotor is θ1,
When the angle formed by the reference line segment and the second line segment extending from the central axis of the rotor toward the second detection unit in the direction of the central axis direction of the rotor is θ2,
The magnetic field detector forming step includes
0 ° <θ1 <90 ° and 0 ° <θ2 <90 °
The manufacturing method of the position information detection sensor according to any one of claims 17 to 22, further comprising: forming the first detection unit and the second detection unit so as to satisfy the above condition.
前記第一検出部と前記第二検出部とは同心円の円周上に配置され、
該同心円の中心点から前記第一検出部へ向けて伸びる直線と該同心円の中心点から前記第二検出部へ向けて伸びる直線とで形成される角度をθ3とし、
該同心円の中心点から前記第一検出部までの距離をL1とし、
該同心円の中心点から前記第二検出部までの距離をL2とし、
前記第一検出部と前記第二検出部との距離をL3とすると、
前記磁場検出部形成工程は、
(L3)=(L1)+(L2)−2・L1・L2・cosθ3
(0°<θ3<180°)
を満たすように前記第一検出部と前記第二検出部とを形成することを含む
請求項17から請求項23のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The first detector and the second detector are arranged on a concentric circle,
An angle formed by a straight line extending from the center point of the concentric circle toward the first detection unit and a straight line extending from the center point of the concentric circle toward the second detection unit is θ3,
The distance from the center point of the concentric circle to the first detection unit is L1,
The distance from the center point of the concentric circle to the second detection unit is L2,
When the distance between the first detection unit and the second detection unit is L3,
The magnetic field detector forming step includes
(L3) 2 = (L1) 2 + (L2) 2 −2 · L1 · L2 · cos θ3
(0 ° <θ3 <180 °)
The manufacturing method of the position information detection sensor according to any one of claims 17 to 23, wherein the first detection unit and the second detection unit are formed so as to satisfy
前記第一検出部と前記第二検出部とは同じ円の円周上に配置され、
該円の中心点から前記第一検出部へ向けて伸びる直線と該円の中心点から前記第二検出部へ向けて伸びる直線とで形成される角度をθ3とし、
該円の半径をRとし、
前記角度θ3によって規定される円弧の長さをRaとすると、
前記磁場検出部形成工程は、
Ra=2πR×(θ3/360°)
(0°<θ3<180°)
を満たすように前記第一検出部と前記第二検出部とを形成することを含む
請求項17から請求項23のいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The first detection unit and the second detection unit are arranged on the circumference of the same circle,
An angle formed by a straight line extending from the center point of the circle toward the first detection unit and a straight line extending from the center point of the circle toward the second detection unit is θ3,
Let the radius of the circle be R,
If the length of the arc defined by the angle θ3 is Ra,
The magnetic field detector forming step includes
Ra = 2πR × (θ3 / 360 °)
(0 ° <θ3 <180 °)
The manufacturing method of the position information detection sensor according to any one of claims 17 to 23, wherein the first detection unit and the second detection unit are formed so as to satisfy the above condition.
前記光検出部による検出結果及び前記磁場検出部による検出結果を処理する制御回路を前記チップ基板に形成する制御回路形成工程を含む
請求項17から請求項25のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The position according to any one of claims 17 to 25, further comprising: a control circuit forming step of forming, on the chip substrate, a control circuit that processes the detection result by the light detection unit and the detection result by the magnetic field detection unit. Manufacturing method of information detection sensor.
前記磁場検出部形成工程は、複数の面を有する前記チップ基板のうち同一の面に前記光検出部及び前記磁場検出部を形成することを含む
請求項17から請求項26のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The said magnetic field detection part formation process includes forming the said optical detection part and the said magnetic field detection part in the same surface among the said chip | tip substrates which have several surfaces. The manufacturing method of the positional information detection sensor of description.
前記磁場検出部形成工程は、複数の面を有する前記チップ基板のうち互いに異なる面に前記光検出部及び前記磁場検出部を形成することを含む
請求項17から請求項26のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサの製造方法。
The magnetic field detecting section formation step, any one of claims 26 to claim 17 comprising forming the light detecting unit and the magnetic field detecting unit to different surfaces of the chip substrate having a plurality of surfaces The manufacturing method of the positional information detection sensor of description.
前記チップ基板のうち前記光検出部が形成された面に電極を形成する電極形成工程と、
前記チップ基板を貫通するように前記磁場検出部と前記電極とを接続する接続工程と
を備える請求項28に記載の位置情報検出センサの製造方法。
An electrode forming step of forming an electrode on the surface of the chip substrate on which the light detection unit is formed;
The manufacturing method of the position information detection sensor according to claim 28, further comprising: a connecting step of connecting the magnetic field detection unit and the electrode so as to penetrate the chip substrate.
測定対象の回転子に固定され、光学パターン及び磁気パターンが形成された回転部と、
前記光学パターンを介した光及び前記磁気パターンによる磁場を検出する検出部と
を備え、
前記検出部として、請求項1から請求項16のうちいずれか一項に記載の位置情報検出センサが用いられている
エンコーダ。
A rotating part fixed to the rotor to be measured and formed with an optical pattern and a magnetic pattern;
A detection unit for detecting light via the optical pattern and a magnetic field by the magnetic pattern,
The position information detection sensor according to any one of claims 1 to 16 is used as the detection unit.
測定対象の回転子に固定され、光学パターン及び磁気パターンが形成された回転部と、
光を射出する光射出部と、
前記光学パターンを介した前記光を検出する光検出部と、
前記磁気パターンによる磁場を検出する磁場検出部と、
を備え、
前記光射出部と前記光検出部と前記磁場検出部とは、同一のチップ基板に実装されており、
前記光検出部は、少なくとも第一受光部と第二受光部とを含み、
前記磁場検出部は、少なくとも第一検出部と第二検出部とを有し、
前記光射出部は、前記回転部の径方向に関して前記第一受光部と前記第二受光部との間に位置し、かつ、前記回転部の中心軸から前記第一検出部へ向けて伸びる直線と前記回転部の中心軸から前記第二検出部へ向けて伸びる直線との間に位置する
エンコーダ。
A rotating part fixed to the rotor to be measured and formed with an optical pattern and a magnetic pattern;
A light emitting part for emitting light;
A light detection unit for detecting the light via the optical pattern;
A magnetic field detector for detecting a magnetic field by the magnetic pattern;
With
The light emitting unit, the light detection unit, and the magnetic field detection unit are mounted on the same chip substrate,
The light detection unit includes at least a first light receiving unit and a second light receiving unit,
The magnetic field detector has at least a first detector and a second detector,
The light emitting unit is located between the first light receiving unit and the second light receiving unit with respect to the radial direction of the rotating unit, and extends straight from the central axis of the rotating unit toward the first detecting unit. And an encoder located between a central axis of the rotating part and a straight line extending toward the second detecting part.
回転子と、
前記回転子を回転させる駆動部と、
前記回転子に固定され、前記回転子の位置情報を検出するエンコーダと
を備え、
前記エンコーダとして、請求項30又は31に記載のエンコーダが用いられている
モータ装置。
A rotor,
A drive unit for rotating the rotor;
An encoder fixed to the rotor and detecting position information of the rotor;
A motor device in which the encoder according to claim 30 or 31 is used as the encoder.
回転部材と、
前記回転部材を回転させるモータ装置と
を備え、
前記モータ装置として、請求項32に記載のモータ装置が用いられている
ロボット装置。
A rotating member;
A motor device for rotating the rotating member,
A motor apparatus according to claim 32 , wherein the motor apparatus is a robot apparatus.
JP2011091120A 2011-04-15 2011-04-15 POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE Active JP5970743B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011091120A JP5970743B2 (en) 2011-04-15 2011-04-15 POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011091120A JP5970743B2 (en) 2011-04-15 2011-04-15 POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012225674A JP2012225674A (en) 2012-11-15
JP5970743B2 true JP5970743B2 (en) 2016-08-17

Family

ID=47276018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011091120A Active JP5970743B2 (en) 2011-04-15 2011-04-15 POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5970743B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6299671B2 (en) 2015-05-22 2018-03-28 株式会社安川電機 Encoder, controller, motor control system, robot control system, robot, data transmission method, and rotation speed comparison method
CN109253697A (en) * 2017-07-13 2019-01-22 台濠科技股份有限公司 The sensing wafer structure of optics ruler reading head

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62220809A (en) * 1986-03-20 1987-09-29 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Magnetic sensor
JP2958701B2 (en) * 1990-05-14 1999-10-06 グローリー工業株式会社 Magneto-optical detector
JPH0540046A (en) * 1991-08-07 1993-02-19 Nikon Corp Lighting device for absolute encoder
JPH0523035U (en) * 1991-09-10 1993-03-26 株式会社ニコン Multi-turn absolute encoder
JPH07198415A (en) * 1993-12-28 1995-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic sensor and magnetic encoder using sensor thereof
JPH0829201A (en) * 1994-07-18 1996-02-02 Nikon Corp Multirotation absolute encoder
JP3663452B2 (en) * 1995-10-20 2005-06-22 株式会社安川電機 Multi-rotation type absolute value encoder multi-rotation holding method
JP3461257B2 (en) * 1996-01-31 2003-10-27 キヤノン株式会社 Detection circuit and device using this detection circuit
JP3989767B2 (en) * 2002-04-23 2007-10-10 株式会社仙台ニコン Multi-turn encoder
JP3963885B2 (en) * 2003-10-27 2007-08-22 オリンパス株式会社 Reflective optical encoder sensor head
GB0415141D0 (en) * 2004-07-06 2004-08-11 Renishaw Plc Scale reading apparatus
JP4682598B2 (en) * 2004-11-25 2011-05-11 株式会社ニコン Encoder and encoder system
JP4400881B2 (en) * 2004-12-02 2010-01-20 シチズン電子株式会社 Hall element package and composite mounting module
JP4678720B2 (en) * 2005-05-31 2011-04-27 三洋電機株式会社 Circuit board and manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006343110A (en) * 2005-06-07 2006-12-21 Hiroshi Ogawa Absolute position detection apparatus
JP5025922B2 (en) * 2005-06-30 2012-09-12 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド Circuit board, method for manufacturing circuit board, and semiconductor device
JP4979213B2 (en) * 2005-08-31 2012-07-18 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド Circuit board, circuit board manufacturing method, and circuit device
JP2007155636A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Koyo Electronics Ind Co Ltd Rotary encoder
JP2009079925A (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Mitsuba Corp Encoder for motor
JP2009182028A (en) * 2008-01-29 2009-08-13 Nikon Corp Light-receiving/-emitting unit and optical encoder
JP4625110B2 (en) * 2008-05-07 2011-02-02 ファナック株式会社 Grasp type hand
JP5111243B2 (en) * 2008-06-05 2013-01-09 三菱電機株式会社 Absolute encoder
JP2010129930A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Sanyo Electric Co Ltd Optical and magnetic integrated type sensor, and electronic apparatus mounted with the same
JP2010271069A (en) * 2009-05-19 2010-12-02 Nikon Corp Encoder and method of manufacturing the same
JP2010271174A (en) * 2009-05-21 2010-12-02 Nikon Corp Encoder
JP2011043331A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Rohm Co Ltd Magnetic sensor device and electronic equipment using device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012225674A (en) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11359938B2 (en) Dual absolute encoder
JP5821109B2 (en) Motor with encoder
WO2015068662A1 (en) Optical encoder unit and optical encoder
JP5970743B2 (en) POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE
WO2014141370A1 (en) Encoder, motor with encoder, and servo system
JP5200778B2 (en) Linear motion rotary motor position detection device and linear motion rotary motor
US9035232B2 (en) Method for working out the eccentricity and the angular position of a rotating element and device for carrying out such a method
JP2016057215A (en) Encoder, drive device, and robot device
JP2012225675A (en) Encoder, driving device, and robot device
JP6010880B2 (en) POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR, POSITION INFORMATION DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, ENCODER, MOTOR DEVICE, AND ROBOT DEVICE
JP2012225676A (en) Encoder, driving device, and robot device
JP5953653B2 (en) Encoder, drive device and robot device
JP2014211347A (en) Encoder, driving device and robotic system
US10378932B2 (en) Sensor having generating and detecting units on a substrate with a curve or bent shape in a cylindrical housing and method of manufacturing sensor
JP2012225678A (en) Encoder, driving device, and robot device
JP2013134103A (en) Positional information detection sensor, manufacturing method of positional information detection sensor, encoder, motor device and robot system
WO2017065307A1 (en) Linear motion and rotation detector
US10337892B2 (en) Sensor and method of manufacturing sensor
JP2005156496A (en) Speed detector
TWI836973B (en) Dual absolute encoder assembly and actuator assembly using the same
JP2005257471A (en) Rotation angle detection device
JP2010271229A (en) Encoder
JP5647441B2 (en) Stop position control motor
JP2011117759A (en) Encoder, motor device and mounting method for the encoder
JP2014074639A (en) Encoder, drive device and robotic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150526

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160614

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160627

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5970743

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250