JPH0729459Y2 - Photoelectric encoder - Google Patents

Photoelectric encoder

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JPH0729459Y2
JPH0729459Y2 JP1986200991U JP20099186U JPH0729459Y2 JP H0729459 Y2 JPH0729459 Y2 JP H0729459Y2 JP 1986200991 U JP1986200991 U JP 1986200991U JP 20099186 U JP20099186 U JP 20099186U JP H0729459 Y2 JPH0729459 Y2 JP H0729459Y2
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phase
receiving element
encoder
receiving elements
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秀文 吉澤
敬吾 菊地
泰 田中
一夫 丸島
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Sanyo Denki Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、複数個の受光素子を集積化した半導体受光装
置を用いて移動体の移動位置を検出する光電形エンコー
ダに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a photoelectric encoder for detecting a moving position of a moving body using a semiconductor light receiving device in which a plurality of light receiving elements are integrated.

[従来技術] 移動体の移動位置検出に用いられる従来の一般的な光電
形エンコーダの光学系は、光源,移動スリット板,固定
スリット板及び受光素子の4個の主要部品から構成され
ており、基本的に固定スリット板を含んだ構成をとって
いる。このため、この種のエンコーダで高精度の検出信
号を得るためには、前記各部品のバラツキ,相対位置合
わせ誤差を極力押えなければならない。しかも、固定ス
リット板の光遮断部に対向する受光素子の受光面は、本
質的に受光の機会がなく、受光面積を有効に使用してい
るとは言えない。
[Prior Art] An optical system of a conventional general photoelectric encoder used for detecting a moving position of a moving body is composed of four main parts of a light source, a moving slit plate, a fixed slit plate and a light receiving element. Basically, it has a structure that includes a fixed slit plate. Therefore, in order to obtain a highly accurate detection signal with this type of encoder, it is necessary to suppress variations in the above-mentioned components and relative positioning errors as much as possible. Moreover, the light-receiving surface of the light-receiving element facing the light-shielding portion of the fixed slit plate essentially has no opportunity to receive light, and it cannot be said that the light-receiving area is effectively used.

そこで、固定スリット板を削除した構成として、第3図
に概略を示すようなエンコーダが考えられている。
Therefore, as a configuration in which the fixed slit plate is deleted, an encoder as schematically shown in FIG. 3 is considered.

第3図において、単一のN形半導体基板4上には、隣接
するものどうしが電気角で90°ずつ位相を異にするA・
B・・の各相のエンコーダ信号を発生するために同
一形状で同一特性の受光素子5a〜5dが、等間隔で複数
組、近接して配置され、該各受光素子の素子幅t1と素子
間間隔t2との合計幅は、対向する移動スリット板6のス
リット6aの幅t3のほぼ1/2に設定されている。第4図
(A)は、第3図に示したエンコーダにおける半導体受
光装置の概要を示す平面図である。
In FIG. 3, on a single N-type semiconductor substrate 4, adjacent ones have a phase difference of 90 ° in electrical angle A.
In order to generate encoder signals of each phase of B ..., a plurality of light receiving elements 5a to 5d having the same shape and the same characteristics are arranged in close proximity at equal intervals, and the element width t1 of each light receiving element and the distance between the elements are set. The total width with the interval t2 is set to be approximately 1/2 of the width t3 of the slit 6a of the moving slit plate 6 facing each other. FIG. 4A is a plan view showing the outline of the semiconductor light receiving device in the encoder shown in FIG.

第4図(A)において、受光素子5a〜5dの複数組からな
る受光素子群5の左右両端部には、エンコーダ用受光素
子としては使用されていないダミー受光素子5eが配置さ
れている。このダミー受光素子5eの機能を第5図を用い
て説明する。第5図において、A相の受光素子5aが全開
状態、相の受光素子5cが全閉状態、B及び相の受光
素子5b及び5dが半開状態となっている。通常、集積形受
光素子の各受光素子端部においては、隣接素子からの光
電流信号の混入は本質的に避けられない問題である。
In FIG. 4 (A), dummy light receiving elements 5e which are not used as encoder light receiving elements are arranged at the left and right ends of the light receiving element group 5 including a plurality of sets of light receiving elements 5a to 5d. The function of the dummy light receiving element 5e will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the phase A light receiving element 5a is in the fully open state, the phase light receiving element 5c is in the fully closed state, and the B and phase light receiving elements 5b and 5d are in the half open state. Normally, at the end of each light receiving element of an integrated light receiving element, the mixing of a photocurrent signal from an adjacent element is essentially an unavoidable problem.

これは、光の照射により発生した小数キャリア11による
拡散電流成分が、空乏層12を通って隣接の受光素子へ拡
散するためである。しかしながら、A,とB,、それぞ
れの相のエンコーダ信号の差電流を波形処理しているエ
ンコーダならば、隣接している受光素子が他チャンネル
となるため、第5図の状態でも相のエンコーダ信号に
対して光電流信号が混入することはなく、差電流の減少
はほとんどなく、S/N比が非常によいエンコーダ信号が
得られる。また、A相の受光素子5aの両端で発生した拡
散電流は、半開状態にあるB相の受光素子5b及びダミー
受光素子5eに均一に混入するため、光電流を波形処理し
たA相とB相の信号波形の相互位相差にほとんど影響を
与えない。このため、片側に隣接する受光素子をもたな
い受光素子は、両側に受光素子が隣接する受光素子より
拡散電流を多く取り込むため、受光感度のバラツキが発
生することになる。このことにより、第4図(A)にお
ける受光素子群5の左右両端部に、前記ダミー受光素子
5eが配置されている。
This is because the diffusion current component due to the minority carriers 11 generated by the light irradiation diffuses to the adjacent light receiving element through the depletion layer 12. However, in the case of an encoder that performs waveform processing of the differential current of the encoder signals of the A, B, and respective phases, the adjacent light receiving element becomes another channel, so even in the state of FIG. On the other hand, the photocurrent signal is not mixed in, the difference current is hardly reduced, and an encoder signal with a very good S / N ratio can be obtained. Further, the diffused currents generated at both ends of the A-phase light receiving element 5a are uniformly mixed into the B-phase light receiving element 5b and the dummy light receiving element 5e in the half-opened state. There is almost no effect on the mutual phase difference between the signal waveforms. For this reason, in the light receiving element which does not have the light receiving element adjacent on one side, the light receiving elements on both sides take in more diffusion current than the light receiving elements adjacent to each other, which causes variations in light receiving sensitivity. As a result, the dummy light receiving elements are formed at the left and right ends of the light receiving element group 5 in FIG. 4 (A).
5e is arranged.

次に、上記のような半導体受光装置を有する光電形エン
コーダの動作を、第6図(A),(B)により説明す
る。同図における符号t1,t2,t3,…t8は、移動スリット
板6が定速度で同一方向に順次移動した時の時刻を示す
ものであり、時刻t8以降については時刻t1からの繰り返
しであるので、ここでは省略してある。移動スリット板
6が時刻t1からt8まで順次移動すると、第6図(B)に
示したようにA相と相の受光素子5a,5cからは隣接す
る他チャンネルからの光電流信号の混入による悪影響の
ない、180度位相のずれた、きれいな台形波形のエンコ
ーダ信号13a,13bが得られ、B相と相の受光素子5b,5d
からもA,相のエンコーダ信号に対して、それぞれ90度
位相のずれたエンコーダ信号13c,13dが得られるので、
第7図に示すような波形処理回路15a,15bを用いること
によって、高精度の矩形波状のエンコーダ信号14a,14b
を得ることができる。
Next, the operation of the photoelectric encoder having the above semiconductor light receiving device will be described with reference to FIGS. 6 (A) and 6 (B). Symbols t1, t2, t3, ... T8 in the figure indicate the time when the moving slit plate 6 sequentially moves in the same direction at a constant speed, and after time t8, it is repeated from time t1. , Omitted here. When the moving slit plate 6 sequentially moves from time t1 to time t8, as shown in FIG. 6 (B), from the light receiving elements 5a and 5c of phase A and phase 5, adverse effects due to mixing of photocurrent signals from other adjacent channels are adversely affected. 180 ° phase-shifted, clean trapezoidal waveform encoder signals 13a, 13b are obtained, and the B-phase and phase-phase light-receiving elements 5b, 5d
Also, from the encoder signals of A and phase, encoder signals 13c and 13d with a phase difference of 90 degrees can be obtained respectively,
By using the waveform processing circuits 15a and 15b as shown in FIG. 7, high-accuracy rectangular wave encoder signals 14a and 14b can be obtained.
Can be obtained.

また、固定スリット板が不要なため、各部品の位置合わ
せが容易となり、更に、固定スリット板によって光が遮
断される部分がないので、エンコーダ用受光素子の受光
面積が有効に利用される等、多くのすぐれた利点を有し
ている。
Further, since the fixed slit plate is not necessary, it is easy to position each component, and since there is no portion where light is blocked by the fixed slit plate, the light receiving area of the encoder light receiving element is effectively used, etc. It has many excellent advantages.

[考案が解決しようとする問題点] ところで、エンコーダの位置検出の分解能をある程度任
意に変更しようとする場合、固定スリット板を含む従来
の一般的な光電形エンコーダでは、移動スリット板及び
固定スリット板の各スリット幅を変更することによって
対処していた。ところが、固定スリット板を含まない前
記のような半導体受光装置を有する光電形エンコーダで
分解能を変更しようとすると、移動スリット板6のスリ
ット幅を変更すると同時に、受光素子5a〜5eの受光幅を
変更せざるを得ない。また、この種のエンコーダでは、
第4図(A)に示す各受光素子5a〜5eからコンタクト7
の位置に通じる引出し線8をP形拡散によって形成して
いるため、分解能変更には不純物拡散工程の変更によっ
て対処せざるを得ないという問題があった。例えば、第
4図(A)に示した受光装置の分解能の1/2の分解能を
もつエンコーダを得るためには、第4図(B)に示すよ
うに、P形拡散によって受光素子の幅及び引出し線8を
変更しなければならないことになる。このため、所望の
分解能設定毎にそれぞれ独自の不純物拡散工程を経なけ
ればならない。特に、受光素子と波形処理回路をバイポ
ーラモノリシックICプロセスで1チップに集積している
場合、P形拡散以降にも不純物拡散工程が存在している
ため、各種の分解能設定に対応するには、拡散仕掛スラ
イス管理等が複雑となり、製造時間が長く、製造コスト
が高くなるという欠点があるため安易には行なえない。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when it is desired to arbitrarily change the resolution of encoder position detection to some extent, in a conventional general photoelectric encoder including a fixed slit plate, a movable slit plate and a fixed slit plate are used. It was dealt with by changing each slit width. However, when it is attempted to change the resolution with the photoelectric encoder having the above-described semiconductor light receiving device that does not include the fixed slit plate, the slit width of the moving slit plate 6 is changed and at the same time, the light receiving width of the light receiving elements 5a to 5e is changed. I have to do it. Also, with this kind of encoder,
From each of the light receiving elements 5a to 5e shown in FIG.
Since the leader line 8 leading to the position is formed by P-type diffusion, there is a problem that the resolution change must be dealt with by changing the impurity diffusion process. For example, in order to obtain an encoder having half the resolution of the light receiving device shown in FIG. 4A, as shown in FIG. The leader line 8 will have to be changed. Therefore, it is necessary to go through an individual impurity diffusion step for each desired resolution setting. In particular, when the light receiving element and the waveform processing circuit are integrated on one chip by the bipolar monolithic IC process, the impurity diffusion process exists after the P-type diffusion. This is not easy because it has the drawbacks of complicated work-in-process slice management, long manufacturing time, and high manufacturing cost.

本考案の目的は、半導体受光装置を用いながら、所望の
分解能設定毎にそれぞれ独自の不純物拡散工程を経るこ
となく、製造時間、フォトマスク等の管理の面で有利と
なり、低コストである程度任意の異なる分解能を得るこ
とができる光電形エンコーダを提供することにある。
The object of the present invention is to use a semiconductor light receiving device without having to perform an individual impurity diffusion process for each desired resolution setting, which is advantageous in terms of manufacturing time, management of photomasks, etc. An object is to provide a photoelectric encoder that can obtain different resolutions.

[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本考案は、実施例の図面
第1図(B)〜(D)及び第2図(B)に示したよう
に、光源と、スリット板6と、半導体基板4に少なくと
もA相,B相,相及び相のエンコーダ信号を発生する
ための複数個の受光素子が形成され且つ該受光素子に引
出し線が接続されてなる半導体受光装置20とを具備し、
光源からの光をスリット板6に形成されたスリット6aを
通して受光素子に当てることによりスリット板6と半導
体受光装置20との間の相対的な移動速度に応じた周期的
な信号を発生する光電形エンコーダを対象とする。この
ような光電形エンコーダにおいて、本考案は、半導体基
板4上に複数個の同一形状の基本受光素子1…を移動方
向に所定の間隔をあけて列設する。そして少なくともA
相,B相,相及び相のエンコーダ信号を発生するため
の受光素子を分解能に応じて選択された隣接する所定数
の基本受光素子1を導電材配線(2a〜2d)により並列接
続して構成し、また引出し線も導電材配線(2a〜2d)に
より構成する。
[Means for Solving Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention, as shown in FIGS. 1 (B) to (D) and FIG. 2 (B) of the embodiment, A plurality of light receiving elements for generating at least A phase, B phase, phase and phase encoder signals are formed on the light source, the slit plate 6, and the semiconductor substrate 4, and lead lines are connected to the light receiving elements. And a semiconductor light receiving device 20,
Photoelectric type that generates a periodic signal according to the relative moving speed between the slit plate 6 and the semiconductor light receiving device 20 by applying light from a light source to a light receiving element through a slit 6a formed in the slit plate 6 Intended for encoders. In such a photoelectric encoder, according to the present invention, a plurality of basic light receiving elements 1 having the same shape are arranged on a semiconductor substrate 4 in a row at a predetermined interval in the moving direction. And at least A
Phase, B phase, phase and light receiving elements for generating phase encoder signals are configured by connecting a predetermined number of adjacent basic light receiving elements 1 selected according to the resolution in parallel with conductive material wiring (2a to 2d). In addition, the lead wire is also composed of conductive material wiring (2a to 2d).

[考案の作用] 本考案では、隣接する所定数の基本受光素子1を並列接
続して少なくともA相,B相,相及び相のエンコーダ
信号を発生するための受光素子を形成し且つ引出し線を
構成する導電材配線2a〜2eのパターンを変更することに
よって、エンコーダの分解能を簡単に変更することがで
きる。言い替えれば、不純物拡散工程によって所望の分
解能を得るために必要な幅寸法の受光素子とそれに応じ
た引出し線とを形成しなければならない従来の光電形エ
ンコーダと比べると、本考案によれば導電材配線のパタ
ーンを変更することにより、簡単に所望の分解能の光電
形エンコーダを得ることができる。本考案の光電形エン
コーダを製造する場合には、一定の不純物拡散工程終了
後、基本受光素子1のコンタクト3の形成を経て、ウェ
ハー上全面に内部配線用アルミが蒸着されたウェハーを
用いて対処できるため、非常に短かいスループット時間
で分解能変更に対応できると同時に、その場合のフォト
マスクの管理、拡散仕掛スライス管理等の点で従来のも
のより製造上有利であるという利点がある。更にこれ
が、バイポーラモノリシックICプロセスで受光素子と波
形処理回路を1チップに集積している場合、特にこの差
は大きくなる。
[Advantage of the Invention] In the present invention, a predetermined number of adjacent basic light receiving elements 1 are connected in parallel to form a light receiving element for generating encoder signals of at least A phase, B phase, phase and phase, and connecting the lead wires. The resolution of the encoder can be easily changed by changing the pattern of the conductive material wirings 2a to 2e. In other words, according to the present invention, the conductive material is different from the conventional photoelectric encoder in which the light receiving element having the width dimension necessary to obtain the desired resolution and the lead wire corresponding to the width must be formed by the impurity diffusion process. By changing the wiring pattern, a photoelectric encoder with a desired resolution can be easily obtained. When manufacturing the photoelectric encoder of the present invention, after a certain impurity diffusion process is completed, the contact 3 of the basic light receiving element 1 is formed, and then a wafer having aluminum for internal wiring deposited on the entire surface of the wafer is used. Therefore, there is an advantage that the resolution change can be dealt with in a very short throughput time and, at the same time, it is more advantageous in manufacturing than the conventional one in terms of photomask management, diffusion in-process slice management and the like. Further, when the light receiving element and the waveform processing circuit are integrated on one chip in the bipolar monolithic IC process, this difference becomes particularly large.

[実施例] 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図(B)〜(D)は、本考案に係る光電形エンコー
ダの実施例の半導体受光装置及び移動スリット板を示し
たものである。なお第1図(A)は、本考案の理解を容
易にするための参考図である。
1 (B) to 1 (D) show a semiconductor light receiving device and a movable slit plate of an embodiment of a photoelectric encoder according to the present invention. Note that FIG. 1A is a reference diagram for facilitating the understanding of the present invention.

本実施例の半導体受光装置においても、第4図に示した
半導体受光装置に準じて、単一のN形半導体基板4上
に、A・B・・各相のエンコーダ信号に対応する同
一形状かつ同一特性の基本受光素子1…が等間隔で複数
個、近接して配置されている。
Also in the semiconductor light receiving device of the present embodiment, in accordance with the semiconductor light receiving device shown in FIG. 4, the same shape corresponding to encoder signals of A, B, ... A plurality of basic light-receiving elements 1 having the same characteristics are arranged in close proximity to each other.

本実施例においては、A・B・・各相の受光素子幅
及び受光素子間間隔を、エンコーダの使用しうる最大分
解能に対応させて設定してある。この最大分解能は、ホ
トレジストのマスク合せ誤差、エッチングのバラツキ、
及びホトダイオードの受光感度等を考慮して決定され
る。
In the present embodiment, the widths of the light receiving elements and the intervals between the light receiving elements of the A, B, ... Phases are set in correspondence with the maximum resolution that can be used by the encoder. This maximum resolution is due to photoresist mask alignment error, etching variation,
Also, it is determined in consideration of the light receiving sensitivity of the photodiode.

更に本実施例では、基本受光素子1…のすべて若しくは
基本受光素子群10の端部の若干の受光素子1eを除く大半
の受光素子1を、隣接する所定の数個[第1図(B)で
は2個、(C)では4個、(D)では5個]ごとに導電
材配線2a〜2dで組合わせて並列接続し、該所定の数個の
基本受光素子ごとに90度の位相差をもつA・B・・
各相のエンコーダ信号を発生する受光素子とする半導体
受光装置20を構成している。
Further, in the present embodiment, most of the basic light-receiving elements 1 ... Or most of the light-receiving elements 1e except for a few light-receiving elements 1e at the end of the basic light-receiving element group 10 are provided in a predetermined number of adjacent [FIG. 2 pieces, 4 pieces in (C), 5 pieces in (D)] are connected in parallel by the conductive material wirings 2a to 2d, and a phase difference of 90 degrees is provided for each of the predetermined number of basic light receiving elements. A ・ B ・ ・
A semiconductor light receiving device 20 is configured as a light receiving element that generates an encoder signal for each phase.

そして、半導体受光装置20に対向する移動スリット板6
のスリット幅は、並列接続した数個の基本受光素子の素
子幅と素子間間隔の合計幅のほぼ2倍に設定してある。
Then, the movable slit plate 6 facing the semiconductor light receiving device 20.
The slit width is set to be approximately twice the total width of the element width and the element-to-element spacing of several basic light-receiving elements connected in parallel.

以上の構成により、最大分解能の整数分の1の分解能を
もつ光電形エンコーダを得ている。
With the above configuration, a photoelectric encoder having a resolution that is a fraction of the maximum resolution is obtained.

次に、分解能を広範囲に変えて設定するための手順を第
1図及び次表を用いて説明する。
Next, the procedure for setting the resolution in a wide range will be described with reference to FIG. 1 and the following table.

第1図(A)〜(D)に示した各受光装置20は、上の表
における最大分解能を例えば1000P/Rとしたときに、分
解能がそれぞれ第1図(A)のものが1000P/R、(B)
のものが500P/R、(C)のものが250P/R、(D)のもの
が200P/Rとなるものである。例えば、分解能が500P/Rの
第1図(B)の場合には、第1図(A)に示した基本受
光素子1…の隣接するものを順次2個ずつ並列接続し
て、A・B・・の各相のエンコーダ用受光素子を形
成する。分解能が250P/Rの第1図(C)の場合は基本受
光素子1…の隣接するものを順次4個ずつ並列接続し
て、A・B・・の各相のエンコーダ用受光素子を形
成する。分解能が200P/Pの第1図(D)の場合は、基本
受光素子1…の隣接するものを順次5個ずつ並列接続し
て、A・B・・の各相のエンコーダ用受光素子を形
成する。これらの場合の並列接続結線は、基本受光素子
1の長手方向両端部に設けられた各コンタクト3を通じ
て、アルミ配線2a〜2dで行なわれる。このように並列接
続をした場合、基本受光素子間には、前述の空乏層が分
布しているため、小数キャリアによる拡散電流が生成さ
れて、この部分も実質的な有効受光領域とみなせる。更
に、前記の表の異なる最大分解能のものすべてに対して
組み合わせを変えただけでも合計19種類の分解能が得ら
れ、これにより必要な分解能はほぼ、カバーできること
になる。勿論、上述の組み合わせ以外にも多くの組み合
わせが考えられることは明らかである。しかも、本考案
の光電形エンコーダは、非常に広範囲の分解能を設定し
うるにもかかわらず、基本受光素子群10が半導体基板4
にしめる面積は、第4図の従来例のものと同程度で構成
できることになる。
Each of the light receiving devices 20 shown in FIGS. 1 (A) to (D) has a resolution of 1000 P / R when the maximum resolution in the above table is, for example, 1000 P / R. , (B)
The product of 500P / R, the product of (C) is 250P / R, and the product of (D) is 200P / R. For example, in the case of FIG. 1B with a resolution of 500 P / R, two adjacent ones of the basic light receiving elements 1 ... Shown in FIG. .. Forming the encoder light receiving element for each phase. In the case of the resolution of 250 P / R in FIG. 1 (C), four adjacent basic light-receiving elements 1 ... Are sequentially connected in parallel to form encoder light-receiving elements for each phase A, B, ... . In the case of the resolution of 200P / P shown in Fig. 1 (D), five adjacent basic light-receiving elements 1 ... Are sequentially connected in parallel to form encoder light-receiving elements for each phase A, B ,. To do. The parallel connection in these cases is performed by aluminum wirings 2a to 2d through the contacts 3 provided at both ends of the basic light receiving element 1 in the longitudinal direction. In the case of such parallel connection, since the above-mentioned depletion layer is distributed between the basic light receiving elements, a diffusion current due to the minority carriers is generated, and this portion can also be regarded as a substantially effective light receiving area. Furthermore, a total of 19 kinds of resolutions can be obtained by changing the combination for all the different maximum resolutions in the above table, and thus the required resolution can be almost covered. Of course, it is clear that many combinations other than the above combinations are possible. Moreover, in the photoelectric encoder of the present invention, although the resolution in a very wide range can be set, the basic light receiving element group 10 has the semiconductor substrate 4
The surface area can be configured to be approximately the same as that of the conventional example shown in FIG.

なお、第1図(B)で基本受光素子群10の左右両端3個
の基本受光素子は、エンコーダ用受光素子としては使用
しないダミー受光素子1eとなるものである。ダミー受光
素子1eをアルミ配線2eでN形半導体基板に接続すること
により、前述したような拡散電流の混入の問題を解決す
ることができる。また、必ずしも左右両端3個の基本受
光素子をダミー受光素子として用いる必要はなく、左右
両端3個の基本受光素子うちの内側の1個の基本受光素
子をダミーとして使用し、残りの使用しない基本受光素
子のコンタクトは遊ばせておけばよい。
In FIG. 1 (B), the three basic light receiving elements on both left and right sides of the basic light receiving element group 10 are dummy light receiving elements 1e that are not used as encoder light receiving elements. By connecting the dummy light receiving element 1e to the N-type semiconductor substrate by the aluminum wiring 2e, it is possible to solve the above-mentioned problem of mixing of the diffusion current. Further, it is not always necessary to use the three basic light-receiving elements on both the left and right ends as dummy light-receiving elements. One of the three basic light-receiving elements on the left and right ends is used as a dummy, and the remaining basic light-receiving elements are not used. The contacts of the light receiving element may be left idle.

このように本実施例では、分解能の変更を隣接する所定
数の基本受光素子1を並列接続するアルミ配線2a〜2dの
変更によって行うという、従来の半導体受光装置におけ
るものと全く異なる構成をとっているので、以下に述べ
るようなすぐれた利点を有している。すなわち、本実施
例では、半導体受光装置の形成に用いる不純物拡散工程
を各種の分解能のエンコーダに共用することができるの
である。これにより、非常に短いスループット時間で各
種の分解能設定に対応できると同時に、その場合のフォ
トマスクの管理、拡散仕掛スライス管理等の点で製造上
有利となる。
As described above, in this embodiment, the resolution is changed by changing the aluminum wirings 2a to 2d which connect the predetermined number of basic light receiving elements 1 adjacent to each other in parallel, which is completely different from that in the conventional semiconductor light receiving device. Therefore, it has excellent advantages as described below. That is, in the present embodiment, the impurity diffusion process used for forming the semiconductor light receiving device can be shared by encoders of various resolutions. This makes it possible to deal with various resolution settings in a very short throughput time, and at the same time, it is advantageous in manufacturing in terms of photomask management, diffusion in-process slice management, and the like.

しかも、第4図に示す半導体受光装置の利点はそのまま
生かされており、エンコーダ部品の位置合せが容易で、
基本受光素子1の受光面を有効に利用することができる
等、優れた利点を合わせもっている。
Moreover, the advantage of the semiconductor light receiving device shown in FIG. 4 is utilized as it is, and the alignment of the encoder parts is easy,
It also has excellent advantages such as effective use of the light receiving surface of the basic light receiving element 1.

次に、本考案の他の実施例を述べる。第2図(A)は、
本出願人が先に出願した正弦波状のエンコーダ信号を得
る光電形エンコーダの半導体受光装置及び移動スリット
板の構成例を示したものである。同図において、第1図
(A)のものと同一部分には同符号を付してある。10A
は半導体基板4上に第1図(A)の受光装置とほぼ同様
に形成された第1の基本受光素子群、10Bは該受光素子
群10Aに対して所定の位相関係をもって該受光素子群10A
と同様の構成で並設された第2の基本受光素子群であ
る。スリット板6における16Aは第1の基本受光素子群1
0Aに対向する第1のスリット群、16Bは該スリット群16A
に対して所定の位相関係をもって並列されて第2の基本
受光素子群10Bに対向する第2のスリット群である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. Figure 2 (A) shows
2 is a diagram showing a configuration example of a semiconductor light receiving device and a movable slit plate of a photoelectric encoder that obtains a sinusoidal encoder signal previously filed by the present applicant. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 (A) are designated by the same reference numerals. 10A
Is a first basic light receiving element group formed on the semiconductor substrate 4 in substantially the same manner as the light receiving device of FIG. 1 (A), and 10B has a predetermined phase relationship with the light receiving element group 10A.
It is a second basic light receiving element group arranged in parallel with the same configuration as. 16A on the slit plate 6 is the first basic light receiving element group 1
The first slit group facing 0A, 16B is the slit group 16A
Is a second slit group arranged in parallel with a predetermined phase relationship and facing the second basic light receiving element group 10B.

第2図(B)の半導体受光装置20は、第2図(A)の受
光装置と同様に列設された各基本受光素子群10A,10Bに
おける基本受光素子1の隣接するもの2個ずつを、第1
図(B)のものと同様に、アルミ配線2a〜2dにより組み
合わせ並列接続したものである。そして、スリット群16
A,16Bの各スリット幅が、第1図(B)におけるスリッ
ト幅と同様に、並列接続された2個の基本受光素子1の
素子幅と素子間間隔の合計幅のほぼ2倍に設定されてい
る。
The semiconductor light receiving device 20 of FIG. 2 (B) includes two adjacent basic light receiving devices 1 in each of the basic light receiving device groups 10A and 10B arranged in the same manner as the light receiving device of FIG. 2 (A). , First
Similar to the one shown in FIG. 3B, aluminum wirings 2a to 2d are combined and connected in parallel. And the slit group 16
The slit widths of A and 16B are set to be approximately twice the total width of the element width and the inter-element spacing of the two basic light receiving elements 1 connected in parallel, like the slit width in FIG. 1 (B). ing.

上記第2図(A),(B)に示した両装置とも、第1ス
リット群16Aに対する第2スリット群16Bの位相は、移動
スリット板6の移動により各受光素子群10A,10Bよりほ
ぼ正弦波状の受光信号が得られるように、両受光素子群
10A,10Bの位相関係に応じて所定の位相関係に設定され
ている。そして、第2図(A)の装置を最大分解能に対
応するものとした場合、第2図(B)の装置はその1/2
の分解能をもつ正弦波状のエンコーダ信号を出力するも
のとなる。
In both of the devices shown in FIGS. 2A and 2B, the phase of the second slit group 16B with respect to the first slit group 16A is substantially sinusoidal than that of each of the light receiving element groups 10A and 10B due to the movement of the movable slit plate 6. Both light-receiving element groups so that a wavy light-receiving signal can be obtained
A predetermined phase relationship is set according to the phase relationship between 10A and 10B. When the device of FIG. 2 (A) is designed to support the maximum resolution, the device of FIG.
It outputs a sinusoidal encoder signal with a resolution of.

なお、上記の両受光素子群10A,10Bはいずれも同一の半
導体基板4上に並設したが、それぞれを別個の半導体基
板上に設けて並べてもよく、この場合にも本考案を適用
できるのは勿論である。
Although both the light receiving element groups 10A and 10B described above are arranged side by side on the same semiconductor substrate 4, they may be arranged on different semiconductor substrates and arranged side by side, and the present invention can be applied to this case as well. Of course.

また、上記各実施例においては、エンコーダA・B・
相及び相の信号を発生させる場合について説明した
が、その他のエンコーダ信号を発生するために用いられ
る受光素子、例えばエンコーダの基準信号となるエンコ
ーダC信号を発生するために用いられる受光素子を構成
する場合にも本考案を適用することができる。また、エ
ンコーダ信号を直接発生する受光素子だけでなく、その
他の目的で半導体受光装置上に形成される受光素子、例
えばバイアス用受光素子等を本考案を用いて構成しても
よいのは勿論である。
In each of the above embodiments, the encoders A, B,
Although the case where the phase and the signal of the phase are generated has been described, a light receiving element used for generating other encoder signals, for example, a light receiving element used for generating the encoder C signal which is the reference signal of the encoder is configured. In this case, the present invention can be applied. Further, not only the light-receiving element that directly generates the encoder signal, but also the light-receiving element formed on the semiconductor light-receiving device for other purposes, for example, the bias light-receiving element may be configured by using the present invention. is there.

更に、上記各実施例ではN形半導体基板を用いたカソー
ド共通の半導体受光装置を例示したが、P形半導体基板
を用いたアノード共通の半導体受光装置でもよく、ま
た、エンコーダ用受光素子と波形処理回路を1チップに
収めた半導体集積回路装置にも本考案に応用可能であ
る。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the semiconductor light receiving device using the N-type semiconductor substrate and common to the cathode is illustrated, but a semiconductor light receiving device using the P-type semiconductor substrate and common to the anode may be used, and the light receiving element for the encoder and the waveform processing may be used. The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device in which a circuit is contained in one chip.

また、以上説明した全実施例は、光電形リニアエンコー
ダを例示したが、本考案はこれに限定されるものではな
く、光電形ロータリーエンコーダにも適用し得ることは
言うまでもない。
Further, although all the embodiments described above exemplify the photoelectric linear encoder, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the invention can be applied to a photoelectric rotary encoder.

[考案の効果] 以上のように、本考案によれば、少なくもとA相,B相,
相及び相のエンコーダ信号を発生するための複数個
の受光素子を、隣接する所定数の基本受光素子を導電材
配線により並列接続して構成し、また引出し線も導電材
配線により構成するため、半導体基板を共通にして導電
材配線のパターンを変えるだけで、任意の分解能の光電
形エンコーダを簡単に得ることができる。そのため不純
物拡散工程によって受光素子の幅寸法及び引出し線を変
えなければ異なった分解能を得ることができない従来の
光電形エンコーダと比べると、本考案によれば、分解能
の異なる光電形エンコーダを作る場合に、製造時間の短
縮、フォトマスク及び拡散仕掛スライスの管理負担の軽
減、製造コストの低減を図ることができる。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, at least the A phase, the B phase,
Since a plurality of light receiving elements for generating the phase and phase encoder signals are configured by connecting a predetermined number of adjacent basic light receiving elements in parallel by conductive material wiring, and the leader line is also configured by conductive material wiring, A photoelectric encoder of arbitrary resolution can be easily obtained only by changing the pattern of the conductive material wiring with the semiconductor substrate being common. Therefore, according to the present invention, in comparison with the conventional photoelectric encoder that cannot obtain different resolution unless the width dimension of the light receiving element and the lead line are changed by the impurity diffusion process, according to the present invention, The manufacturing time can be shortened, the management burden of the photomask and the diffusion in-process slice can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(A)は本考案の第1の実施例の理解を容易にす
るための参考図、第1図(B)〜(D)はそれぞれ本考
案の第1の実施例の要部を示す平面図、第2図(A)は
本考案の第2の実施例の理解を容易にするための参考
図、第2図(B)は本考案の第2の実施例の要部を示す
平面図、第3図は固定スリット板を省略した光電形エン
コーダの要部の概略構成を示す断面図、第4図(A),
(B)はそれぞれ従来の光電形エンコーダの半導体受光
装置の一例を示す平面図、第5図は拡散電流が生成され
て隣接受光素子へ混入する状態を示す断面図、第6図
(A),(B)は第3図に示した光電形エンコーダの動
作の概要を示す説明図、第7図は受光装置よりの信号を
波形処理する信号処理回路のブロック図である。 1……基本受光素子、10……基本受光素子群、2a〜2e…
…導電材配線としてのアルミ配線、4……半導体基板、
6……移動スリット板、10A……第1の基本受光素子
群、10B……第2の基本受光素子群、16A……第1のスリ
ット群、16B……第2のスリット群、20……半導体受光
装置。
FIG. 1 (A) is a reference diagram for facilitating the understanding of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (B) to (D) respectively show the essential parts of the first embodiment of the present invention. 2A is a plan view showing the second embodiment of the present invention for easy understanding, and FIG. 2B is a main part of the second embodiment of the present invention. A plan view and FIG. 3 are sectional views showing a schematic configuration of a main part of a photoelectric encoder in which a fixed slit plate is omitted, FIG. 4 (A),
6B is a plan view showing an example of a semiconductor light receiving device of a conventional photoelectric encoder, FIG. 5 is a sectional view showing a state in which a diffused current is generated and mixed into an adjacent light receiving element, FIG. 6A, FIG. 7B is an explanatory diagram showing an outline of the operation of the photoelectric encoder shown in FIG. 3, and FIG. 7 is a block diagram of a signal processing circuit for waveform-processing a signal from the light receiving device. 1 ... Basic light receiving element, 10 ... Basic light receiving element group, 2a to 2e ...
… Aluminum wiring as conductive material wiring, 4… Semiconductor substrate,
6-moving slit plate, 10A-first basic light-receiving element group, 10B-second basic light-receiving element group, 16A-first slit group, 16B-second slit group, 20 --- Semiconductor light receiving device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 菊地 敬吾 東京都豊島区北大塚1丁目15番1号 山洋 電気株式会社内 (72)考案者 田中 泰 東京都港区虎ノ門1丁目14番1号 サンク ス株式会社内 (72)考案者 丸島 一夫 東京都港区虎ノ門1丁目14番1号 サンク ス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭47−21153(JP,A) 実開 昭49−4695(JP,U) 実開 昭61−67511(JP,U) 実開 昭61−52219(JP,U) 実開 昭60−88279(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Keigo Kikuchi 1-15-1 Kitaotsuka, Toshima-ku, Tokyo Sanyo Denki Co., Ltd. (72) Yasushi Tanaka 1-14-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Sanx Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Marushima 1-14-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Sanx Co., Ltd. (56) Reference JP 47-21153 (JP, A) (JP, U) Actually opened 61-67511 (JP, U) Actually opened 61-52219 (JP, U) Actually opened 60-88279 (JP, U)

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】光源と、スリット板と、半導体基板に少な
くともA相,B相,相及び相のエンコーダ信号を発生
するための複数個の受光素子が形成され且つ該受光素子
に引出し線が接続されてなる半導体受光装置とを具備
し、前記光源からの光を前記スリット板に形成されたス
リットを通して前記複数個の受光素子に当てることによ
り前記スリット板と前記半導体受光装置との間の相対的
な移動速度に応じた周期的な信号を発生する光電形エン
コーダにおいて、 前記半導体基板上に複数個の同一形状の基本受光素子が
移動方向に所定の間隔をあけて列設され、 前記少なくともA相,B相,相及び相のエンコーダ信
号を発生するための複数個の受光素子は、それぞれ分解
能に応じて選択された隣接する所定数の前記基本受光素
子が導電材配線により並列接続されて構成され且つ前記
引出し線も導電材配線により構成されていることを特徴
とする光電形エンコーダ。
1. A light source, a slit plate, and a semiconductor substrate, at least a plurality of light receiving elements for generating encoder signals of A phase, B phase, and phase are formed, and lead lines are connected to the light receiving elements. And a semiconductor light receiving device formed by applying the light from the light source to the plurality of light receiving elements through a slit formed in the slit plate, thereby providing a relative position between the slit plate and the semiconductor light receiving device. In a photoelectric encoder that generates a periodic signal according to different moving speeds, a plurality of basic light receiving elements having the same shape are arranged on the semiconductor substrate at predetermined intervals in the moving direction, and the at least A phase , B phase, a plurality of light receiving elements for generating phase and phase encoder signals, a predetermined number of adjacent basic light receiving elements selected according to the resolution are arranged by conductive material wiring. Photoelectric shape encoder characterized by being composed by well conductive material wiring and the lead lines connected and configured.
【請求項2】前記複数個の基本受光素子は、エンコーダ
の最大分解能に対応する数だけ設けられた実用新案登録
請求の範囲第1項記載の光電形エンコーダ。
2. The photoelectric encoder according to claim 1, wherein the plurality of basic light receiving elements are provided in a number corresponding to the maximum resolution of the encoder.
【請求項3】前記半導体受光装置は、前記半導体基板上
に前記のように複数個の基本受光素子が列設された第1
の基本受光素子群と、前記半導体基板と同一若しくは別
の半導体基板上に前記第1の基本受光素子群に対して所
定の位相関係をもって該第1の基本受光素子群と同様の
構成で並設された第2の基本受光素子群とを備え、前記
各基本受光素子群における隣接する所定数の前記基本受
光素子が導電材配線により並列接続されて前記少なくと
もA相,B相,相及び相のエンコーダ信号を発生する
複数個の受光素子が構成されてなり、 前記スリット板は、前記第1の基本受光素子群に対向す
る第1のスリット群と、該第1のスリット群に対して所
定の位相関係をもって並設されて前記第2の基本受光素
子群に対向する第2のスリット群とを有する実用新案登
録請求の範囲第1項記載の光電形エンコーダ。
3. The semiconductor light receiving device according to claim 1, wherein a plurality of basic light receiving elements are arranged in a row on the semiconductor substrate as described above.
Of the first basic light receiving element group and the first basic light receiving element group are arranged side by side on the same or different semiconductor substrate as the first basic light receiving element group with a predetermined phase relationship with respect to the first basic light receiving element group. A second basic light receiving element group, and a predetermined number of the adjacent basic light receiving elements in each of the basic light receiving element groups are connected in parallel by conductive material wiring to form at least the A phase, the B phase, the phase and the phase. A plurality of light receiving elements for generating an encoder signal are configured, and the slit plate has a first slit group facing the first basic light receiving element group, and a predetermined slit group for the first slit group. The photoelectric encoder according to claim 1, further comprising a second slit group arranged in parallel with each other in a phase relationship and facing the second basic light receiving element group.
【請求項4】前記導電材配線にアルミ配線を用いた実用
新案登録請求の範囲第1項又は第3項記載の光電形エン
コーダ。
4. The photoelectric encoder according to claim 1 or 3, wherein an aluminum wiring is used as the conductive material wiring.
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