JPH09304111A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
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- JPH09304111A JPH09304111A JP8116832A JP11683296A JPH09304111A JP H09304111 A JPH09304111 A JP H09304111A JP 8116832 A JP8116832 A JP 8116832A JP 11683296 A JP11683296 A JP 11683296A JP H09304111 A JPH09304111 A JP H09304111A
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- photodiode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アモルファスシリコンによるフォトダイオー
ドアレイを用いて、出力オフセットが小さく、高速応答
性に優れた高精度の変位測定を可能とした光学式エンコ
ーダを提供する。 【解決手段】 光学格子が形成されたスケール、このス
ケールに平行光を照射する手段、スケールに対して所定
ギャップをもって配置されたインデックスを兼ねた受光
素子アレイ２を有し、受光素子アレイ２は、透明ガラス
基板２０上に、電源電極として透明導電膜２１が形成さ
れ、この上にアモルファスシリコンの積層膜により形成
されたフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）であり、ＰＤ
Ａに隣接して透明導電膜２１に接触させて形成された低
抵抗化用金属電極２４ａ，２４ｂを有する。ＰＤＡは、
４相出力を得るための測長用ＰＤＡａと、その配列方向
両端部にそれぞれ配置されたダミー用ＰＤＡｂ，ＰＤＡ
ｃとから構成される。
ドアレイを用いて、出力オフセットが小さく、高速応答
性に優れた高精度の変位測定を可能とした光学式エンコ
ーダを提供する。 【解決手段】 光学格子が形成されたスケール、このス
ケールに平行光を照射する手段、スケールに対して所定
ギャップをもって配置されたインデックスを兼ねた受光
素子アレイ２を有し、受光素子アレイ２は、透明ガラス
基板２０上に、電源電極として透明導電膜２１が形成さ
れ、この上にアモルファスシリコンの積層膜により形成
されたフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）であり、ＰＤ
Ａに隣接して透明導電膜２１に接触させて形成された低
抵抗化用金属電極２４ａ，２４ｂを有する。ＰＤＡは、
４相出力を得るための測長用ＰＤＡａと、その配列方向
両端部にそれぞれ配置されたダミー用ＰＤＡｂ，ＰＤＡ
ｃとから構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インデックスス
ケールを兼ねて受光素子アレイを用いる光学式エンコー
ダに係り、特に受光素子アレイとしてガラス基板上にア
モルファスシリコン積層膜により形成されたフォトダイ
オードアレイを用いる光学式エンコーダに関する。
ケールを兼ねて受光素子アレイを用いる光学式エンコー
ダに係り、特に受光素子アレイとしてガラス基板上にア
モルファスシリコン積層膜により形成されたフォトダイ
オードアレイを用いる光学式エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】光学式エンコーダは、所定ピッチの光学
格子が形成されたスケールと、これに所定ギャップをも
って対向配置されて所定ピッチの光学格子が形成された
インデックススケールと、スケールに平行光を照射する
光照射手段と、スケール移動に伴うスケールとインデッ
クススケールの重なりによる明暗像の変化を検出する受
光手段とから構成される。この種の光学式エンコーダと
して、インデックススケールを兼ねて受光素子アレイを
用いるものが知られている。
格子が形成されたスケールと、これに所定ギャップをも
って対向配置されて所定ピッチの光学格子が形成された
インデックススケールと、スケールに平行光を照射する
光照射手段と、スケール移動に伴うスケールとインデッ
クススケールの重なりによる明暗像の変化を検出する受
光手段とから構成される。この種の光学式エンコーダと
して、インデックススケールを兼ねて受光素子アレイを
用いるものが知られている。
【０００３】インデックススケールを兼ねた受光素子ア
レイとしては、量産性や加工性、コスト等の観点から、
ガラス基板上にアモルファスシリコンの積層膜により形
成されるフォトダイオードアレイが優れている。このフ
ォトダイオードアレイは、ガラス基板上に共通の正側電
源電極となる透明導電膜を形成し、この上にアモルファ
スシリコン膜によるｎ+ｉｐ+（又は、ｎ+ｎ-ｐ+等）の
積層構造（積層順は逆も可）によるフォトダイオードア
レイを形成して得られる。正側電源電極を透明導電膜に
より形成するのは、ガラス基板側をフォトダイオードの
受光面として、受光面を保護し取扱いを容易にする上で
有利であるためである。
レイとしては、量産性や加工性、コスト等の観点から、
ガラス基板上にアモルファスシリコンの積層膜により形
成されるフォトダイオードアレイが優れている。このフ
ォトダイオードアレイは、ガラス基板上に共通の正側電
源電極となる透明導電膜を形成し、この上にアモルファ
スシリコン膜によるｎ+ｉｐ+（又は、ｎ+ｎ-ｐ+等）の
積層構造（積層順は逆も可）によるフォトダイオードア
レイを形成して得られる。正側電源電極を透明導電膜に
より形成するのは、ガラス基板側をフォトダイオードの
受光面として、受光面を保護し取扱いを容易にする上で
有利であるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方式に
は、次のような問題があった。 ＩＴＯ等の透明導電膜は、通常シート抵抗が数十〜数
百［Ω／□］と大きく、電源と各フォトダイオードの間
に無視できない直列抵抗が入り、これが応答速度の低
下、出力低下の原因となる。 透明導電膜を一点終端すると、多数配列されたフォト
ダイオードに対して、電源からの直列抵抗にばらつきが
生じ、これにより出力バランスが低下し、オフセット電
圧が生じる。 特に、フォトダイオードアレイの配列方向両端部のフ
ォトダイオードは、両側にフォトダイオードが隣接する
他のフォトダイオードとは電源からの直列抵抗が異なる
だけでなく、膜製造時の温度条件等も異なったものとな
り易く、素子特性にばらつきが生じる。
は、次のような問題があった。 ＩＴＯ等の透明導電膜は、通常シート抵抗が数十〜数
百［Ω／□］と大きく、電源と各フォトダイオードの間
に無視できない直列抵抗が入り、これが応答速度の低
下、出力低下の原因となる。 透明導電膜を一点終端すると、多数配列されたフォト
ダイオードに対して、電源からの直列抵抗にばらつきが
生じ、これにより出力バランスが低下し、オフセット電
圧が生じる。 特に、フォトダイオードアレイの配列方向両端部のフ
ォトダイオードは、両側にフォトダイオードが隣接する
他のフォトダイオードとは電源からの直列抵抗が異なる
だけでなく、膜製造時の温度条件等も異なったものとな
り易く、素子特性にばらつきが生じる。
【０００５】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、アモルファスシリコンによるフォトダイオード
アレイを用いて、出力オフセットが小さく、高速応答性
に優れた高精度の変位測定を可能とした光学式エンコー
ダを提供することを目的としている。
もので、アモルファスシリコンによるフォトダイオード
アレイを用いて、出力オフセットが小さく、高速応答性
に優れた高精度の変位測定を可能とした光学式エンコー
ダを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、所定ピッチ
の光学格子が形成されたスケールと、このスケールに平
行光を照射する光照射手段と、前記スケールに対して所
定ギャップをもって対向配置されたインデックススケー
ルを兼ねた受光素子アレイとを有する光学式エンコーダ
において、前記受光素子アレイは、透明ガラス基板と、
このガラス基板上に共通の電源電極として形成された透
明導電膜と、この透明導電膜上にアモルファスシリコン
の積層膜により形成されて複数個配列されたフォトダイ
オードアレイと、このフォトダイオードアレイに隣接し
て前記透明導電膜に接触させて形成された低抵抗化用金
属電極とを有することを特徴としている。
の光学格子が形成されたスケールと、このスケールに平
行光を照射する光照射手段と、前記スケールに対して所
定ギャップをもって対向配置されたインデックススケー
ルを兼ねた受光素子アレイとを有する光学式エンコーダ
において、前記受光素子アレイは、透明ガラス基板と、
このガラス基板上に共通の電源電極として形成された透
明導電膜と、この透明導電膜上にアモルファスシリコン
の積層膜により形成されて複数個配列されたフォトダイ
オードアレイと、このフォトダイオードアレイに隣接し
て前記透明導電膜に接触させて形成された低抵抗化用金
属電極とを有することを特徴としている。
【０００７】この発明において好ましくは、前記フォト
ダイオードアレイは、４相出力を得るための複数組の測
長用フォトダイオードアレイと、この測長用フォトダイ
オードアレイの配列方向両端部にそれぞれ配置されたダ
ミー用フォトダイオードアレイとを有するものとする。
この発明において好ましくは、前記低抵抗化用金属電極
は、前記フォトダイオードアレイの配列方向に沿ってフ
ォトダイオードアレイの両側に配設される共に、各フォ
トダイオードの間隙にも配設されるものとする。
ダイオードアレイは、４相出力を得るための複数組の測
長用フォトダイオードアレイと、この測長用フォトダイ
オードアレイの配列方向両端部にそれぞれ配置されたダ
ミー用フォトダイオードアレイとを有するものとする。
この発明において好ましくは、前記低抵抗化用金属電極
は、前記フォトダイオードアレイの配列方向に沿ってフ
ォトダイオードアレイの両側に配設される共に、各フォ
トダイオードの間隙にも配設されるものとする。
【０００８】この発明によると、フォトダイオードアレ
イの正側の電源電極としての透明導電膜に低抵抗化用金
属電極を裏打ちすることによって、電源から各フォトダ
イオードへの直列抵抗を小さくすると共に、直列抵抗の
ばらつきを低減することができ、これにより出力のバラ
ンスが向上し、オフセット電圧の小さい変位出力信号を
得ることができる。同様の理由で応答速度も向上する。
特に、フォトダイオードアレイを、測長用フォトダイオ
ードアレイとは別に、その両端部にダミー用フォトダイ
オードアレイを配置して構成すると、測長用フォトダイ
オードアレイの特性のばらつきはより小さいものとな
り、一層優れた出力特性を得ることができる。更に、低
抵抗化用金属電極を各フォトダイオードの間隙にも配設
することにより、直列抵抗の一層の低減が可能となる。
イの正側の電源電極としての透明導電膜に低抵抗化用金
属電極を裏打ちすることによって、電源から各フォトダ
イオードへの直列抵抗を小さくすると共に、直列抵抗の
ばらつきを低減することができ、これにより出力のバラ
ンスが向上し、オフセット電圧の小さい変位出力信号を
得ることができる。同様の理由で応答速度も向上する。
特に、フォトダイオードアレイを、測長用フォトダイオ
ードアレイとは別に、その両端部にダミー用フォトダイ
オードアレイを配置して構成すると、測長用フォトダイ
オードアレイの特性のばらつきはより小さいものとな
り、一層優れた出力特性を得ることができる。更に、低
抵抗化用金属電極を各フォトダイオードの間隙にも配設
することにより、直列抵抗の一層の低減が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る光学式エンコーダの全体構成を示す。この光学式エン
コーダは、透過部１１とＣｒ膜等による不透過部１２を
所定ピッチで配列して光学格子を構成した透過型のスケ
ール１と、インデックススケールを兼ねた受光素子アレ
イ２と、スケール１に平行光を照射するためのＬＥＤ３
１及びコリメート手段３２からなる光照射手段３とから
構成されている。
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る光学式エンコーダの全体構成を示す。この光学式エン
コーダは、透過部１１とＣｒ膜等による不透過部１２を
所定ピッチで配列して光学格子を構成した透過型のスケ
ール１と、インデックススケールを兼ねた受光素子アレ
イ２と、スケール１に平行光を照射するためのＬＥＤ３
１及びコリメート手段３２からなる光照射手段３とから
構成されている。
【００１０】図２は、受光素子アレイ２の平面図であ
り、図３は図２のＡ−Ａ′断面図である。透明ガラス基
板２０上に、ＩＴＯ等の透明導電膜２１が正側共通電源
電極として形成され、この上にアモルファスシリコンの
ｎ+型層２２ａ，ｉ型層２２ｂ，ｐ+型層２２ｃを順次積
層した構造のフォトダイオードＰＤが多数配列形成され
ている。各フォトダイオードＰＤは例えば、幅が１０μ
m 、長さが１ｍｍの矩形パターンであり、５μm 間隔で
配列形成される。
り、図３は図２のＡ−Ａ′断面図である。透明ガラス基
板２０上に、ＩＴＯ等の透明導電膜２１が正側共通電源
電極として形成され、この上にアモルファスシリコンの
ｎ+型層２２ａ，ｉ型層２２ｂ，ｐ+型層２２ｃを順次積
層した構造のフォトダイオードＰＤが多数配列形成され
ている。各フォトダイオードＰＤは例えば、幅が１０μ
m 、長さが１ｍｍの矩形パターンであり、５μm 間隔で
配列形成される。
【００１１】受光素子アレイ２の主要部は、位相が互い
に９０°異なるＡ，Ｂ相出力用のフォトダイオード２個
と、これらと逆相のＢＢ相及びＡＢ相出力用のフォトダ
イオード２個の計４個を１組として、２４組配列した測
長用フォトダイオードアレイＰＤＡａである。この測長
用フォトダイオードアレイＰＤＡａの配列方向両端部に
は、ダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡｂ及びＰＤ
Ａｃが配置されている。この実施例の場合、ダミー用フ
ォトダイオードアレイＰＤＡｂ，ＰＤＡｃとしてそれぞ
れ、３組ずつ配置されている。
に９０°異なるＡ，Ｂ相出力用のフォトダイオード２個
と、これらと逆相のＢＢ相及びＡＢ相出力用のフォトダ
イオード２個の計４個を１組として、２４組配列した測
長用フォトダイオードアレイＰＤＡａである。この測長
用フォトダイオードアレイＰＤＡａの配列方向両端部に
は、ダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡｂ及びＰＤ
Ａｃが配置されている。この実施例の場合、ダミー用フ
ォトダイオードアレイＰＤＡｂ，ＰＤＡｃとしてそれぞ
れ、３組ずつ配置されている。
【００１２】測長用フォトダイオードアレイＰＤＡａ及
びダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡｂ，ＰＤＡｃ
の配列方向に沿ってその両側には、透明導電膜２１に全
面接触させた状態で、透明導電膜２１と共に電源端子Ｖ
DDにつながる低抵抗化用金属電極２４ａ及び２４ｂが配
設されている。これらの低抵抗化用金属電極２４ａ，２
４ｂは例えば、フォトダイオードＰＤのｐ側電極２３と
同時に、第１層Ａｌ膜をパターニングして形成される。
そしてこれらの電極が形成されたフォトダイオードアレ
イ上はＣＶＤ酸化膜等の層間絶縁膜２５で覆われ、この
層間絶縁膜２５にコンタクト孔を開けて第２層Ａｌ膜に
より、Ａ，ＢＢ，ＡＢ，Ｂの４相の出力信号線２６ａ〜
２６ｄ及びダミー信号線２６ｅがパターン形成される。
図２では、これらの信号線を簡単に直線で示し、コンタ
クト部を黒丸で示している。ダミー信号線２６ｅは全て
のダミー用フォトダイオードに接続され、これは光量の
フィードバック制御に利用される。
びダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡｂ，ＰＤＡｃ
の配列方向に沿ってその両側には、透明導電膜２１に全
面接触させた状態で、透明導電膜２１と共に電源端子Ｖ
DDにつながる低抵抗化用金属電極２４ａ及び２４ｂが配
設されている。これらの低抵抗化用金属電極２４ａ，２
４ｂは例えば、フォトダイオードＰＤのｐ側電極２３と
同時に、第１層Ａｌ膜をパターニングして形成される。
そしてこれらの電極が形成されたフォトダイオードアレ
イ上はＣＶＤ酸化膜等の層間絶縁膜２５で覆われ、この
層間絶縁膜２５にコンタクト孔を開けて第２層Ａｌ膜に
より、Ａ，ＢＢ，ＡＢ，Ｂの４相の出力信号線２６ａ〜
２６ｄ及びダミー信号線２６ｅがパターン形成される。
図２では、これらの信号線を簡単に直線で示し、コンタ
クト部を黒丸で示している。ダミー信号線２６ｅは全て
のダミー用フォトダイオードに接続され、これは光量の
フィードバック制御に利用される。
【００１３】図４は、受光素子アレイ２の出力の信号処
理回路を示す。互いに逆相であるＡ相とＡＢ相のフォト
ダイオードＰＤの出力電流はそれぞれ演算増幅器ＯＰ
１，ＯＰ２を用いた電流電圧変換器により電圧に変換さ
れ、これらが演算増幅器ＯＰ５を用いた差動増幅器によ
り増幅されて、Ａ相出力信号ＦＡが作られる。互いに逆
相であるＢ相とＢＢ相のフォトダイオードＰＤの出力も
同様に、それぞれ演算増幅器ＯＰ３，ＯＰ４を用いた電
流電圧変換器により電圧に変換され、これらが演算増幅
器ＯＰ６を用いた差動増幅器により増幅されて、Ａ相出
力信号ＦＡとは９０°位相がずれたＢ相出力信号ＦＢが
作られる。図５は、こうして得られるＡ，Ｂ相出力信号
ＦＡ，ＦＢを示している。
理回路を示す。互いに逆相であるＡ相とＡＢ相のフォト
ダイオードＰＤの出力電流はそれぞれ演算増幅器ＯＰ
１，ＯＰ２を用いた電流電圧変換器により電圧に変換さ
れ、これらが演算増幅器ＯＰ５を用いた差動増幅器によ
り増幅されて、Ａ相出力信号ＦＡが作られる。互いに逆
相であるＢ相とＢＢ相のフォトダイオードＰＤの出力も
同様に、それぞれ演算増幅器ＯＰ３，ＯＰ４を用いた電
流電圧変換器により電圧に変換され、これらが演算増幅
器ＯＰ６を用いた差動増幅器により増幅されて、Ａ相出
力信号ＦＡとは９０°位相がずれたＢ相出力信号ＦＢが
作られる。図５は、こうして得られるＡ，Ｂ相出力信号
ＦＡ，ＦＢを示している。
【００１４】図４では、電源ＶDDと各フォトダイオード
ＰＤの間に直列抵抗Ｒs1〜Ｒs4が入る様子を示してい
る。これらの直列抵抗Ｒs1〜Ｒs4が大きく、またばらつ
いたりすると、電流電圧変換器の抵抗Ｒ１との分圧によ
り、各相の出力の低下やバランスの崩れをもたらす。こ
の実施例においては、高抵抗の透明導電膜２１が低抵抗
の金属電極２４ａ，２４ｂに裏打ちされているから、こ
れらの直列抵抗Ｒs1〜Ｒs4は絶対値が従来より小さくな
り、ばらつきも小さいものとなる。従って、応答速度と
出力バランスが改善され、特に高速応答時の出力信号Ｆ
Ａ，ＦＢの位相差の変動等がなくなる。
ＰＤの間に直列抵抗Ｒs1〜Ｒs4が入る様子を示してい
る。これらの直列抵抗Ｒs1〜Ｒs4が大きく、またばらつ
いたりすると、電流電圧変換器の抵抗Ｒ１との分圧によ
り、各相の出力の低下やバランスの崩れをもたらす。こ
の実施例においては、高抵抗の透明導電膜２１が低抵抗
の金属電極２４ａ，２４ｂに裏打ちされているから、こ
れらの直列抵抗Ｒs1〜Ｒs4は絶対値が従来より小さくな
り、ばらつきも小さいものとなる。従って、応答速度と
出力バランスが改善され、特に高速応答時の出力信号Ｆ
Ａ，ＦＢの位相差の変動等がなくなる。
【００１５】またこの実施例では、実際に変位測定に用
いられる測長用フォトダイオードアレイＰＤＡａの両端
にダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡｂ，ＰＤＡｃ
を配置しているから、測長用フォトダイオードアレイＰ
ＤＡａ内の各素子の配置条件及び製造条件が均一にな
り、金属電極２４ａ，２４ｂの効果と相まって出力バラ
ンスの向上が図られる。
いられる測長用フォトダイオードアレイＰＤＡａの両端
にダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡｂ，ＰＤＡｃ
を配置しているから、測長用フォトダイオードアレイＰ
ＤＡａ内の各素子の配置条件及び製造条件が均一にな
り、金属電極２４ａ，２４ｂの効果と相まって出力バラ
ンスの向上が図られる。
【００１６】図６は、この発明の別の実施例による光学
式エンコーダのフォトダイオードアレイの要部構成を拡
大して示す平面図であり、図７はそのＢ−Ｂ′断面図で
ある。先の実施例と対応する部分には先の実施例と同一
符号を付してある。この実施例では、透明導電膜２１を
裏打ちする金属電極として、先の実施例と同様にフォト
ダイオードアレイの配列方向に沿って配設される金属電
極２４ａ，２４ｂの他、各フォトダイオードＰＤの間隙
にも金属電極２４ｃが配設される。即ち各フォトダイオ
ードＰＤを取り囲むように金属電極を配設して、透明導
電膜２１を低抵抗化している。
式エンコーダのフォトダイオードアレイの要部構成を拡
大して示す平面図であり、図７はそのＢ−Ｂ′断面図で
ある。先の実施例と対応する部分には先の実施例と同一
符号を付してある。この実施例では、透明導電膜２１を
裏打ちする金属電極として、先の実施例と同様にフォト
ダイオードアレイの配列方向に沿って配設される金属電
極２４ａ，２４ｂの他、各フォトダイオードＰＤの間隙
にも金属電極２４ｃが配設される。即ち各フォトダイオ
ードＰＤを取り囲むように金属電極を配設して、透明導
電膜２１を低抵抗化している。
【００１７】この実施例によると、先の実施例に比べて
一層効果的にフォトダイオードＰＤに入る直列抵抗を低
減することができ、アモルファスシリコンを用いたフォ
トダイオードアレイをもつ光学式エンコーダの性能向上
が図られる。なお上記各実施例において、透明導電膜の
低抵抗化の効果が裏打ちの金属電極により十分に得られ
る場合には、ダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡ
ｂ，ＰＤＡｃを省くこともできる。特に図６の実施例の
ように各フォトダイオードアレイＰＤの周囲を取り囲む
ように金属電極を配設する構造とすれば、ダミー用フォ
トダイオードアレイをＰＤＡｂ，ＰＤＡｃを省いても、
十分な効果が得られる。
一層効果的にフォトダイオードＰＤに入る直列抵抗を低
減することができ、アモルファスシリコンを用いたフォ
トダイオードアレイをもつ光学式エンコーダの性能向上
が図られる。なお上記各実施例において、透明導電膜の
低抵抗化の効果が裏打ちの金属電極により十分に得られ
る場合には、ダミー用フォトダイオードアレイＰＤＡ
ｂ，ＰＤＡｃを省くこともできる。特に図６の実施例の
ように各フォトダイオードアレイＰＤの周囲を取り囲む
ように金属電極を配設する構造とすれば、ダミー用フォ
トダイオードアレイをＰＤＡｂ，ＰＤＡｃを省いても、
十分な効果が得られる。
【００１８】この発明は、反射型の光学式エンコーダに
も同様に適用することができる。その実施例の構成を図
８に示す。スケール４は、反射部４１と非反射部４２を
所定ピッチで配列した光学格子が形成された反射型スケ
ールである。光照射手段５は、ＬＥＤ５１と所定ピッチ
の透過型光学格子を構成する光源用インデックス５２と
から構成され、スケール４からの反射光を検出する受光
素子アレイ２は先の実施例と同様に構成されて光源と同
じ側に配置される。
も同様に適用することができる。その実施例の構成を図
８に示す。スケール４は、反射部４１と非反射部４２を
所定ピッチで配列した光学格子が形成された反射型スケ
ールである。光照射手段５は、ＬＥＤ５１と所定ピッチ
の透過型光学格子を構成する光源用インデックス５２と
から構成され、スケール４からの反射光を検出する受光
素子アレイ２は先の実施例と同様に構成されて光源と同
じ側に配置される。
【００１９】この実施例によっても、先の各実施例と同
様の効果が得られる。特に反射型の場合、ＬＥＤ５１か
らの光が直接受光素子アレイ２に入り、これを透過する
と、スケール４で反射されてノイズ成分となるが、この
実施例の構成ではフォトダイオードアレイの周囲に配設
した低抵抗化用金属電極が遮光マスクとなって漏れ光を
防止し、ノイズを低減できるという効果も得られる。
様の効果が得られる。特に反射型の場合、ＬＥＤ５１か
らの光が直接受光素子アレイ２に入り、これを透過する
と、スケール４で反射されてノイズ成分となるが、この
実施例の構成ではフォトダイオードアレイの周囲に配設
した低抵抗化用金属電極が遮光マスクとなって漏れ光を
防止し、ノイズを低減できるという効果も得られる。
【００２０】また実施例では、低抵抗化用金属電極２４
ａ，２４ｂとして第１層Ａｌ膜を用いてその底面全面が
透明導電膜２１に接触するようにしたが、例えば第２層
Ａｌ膜を用いて形成することもできる。その場合の構造
を、図３に対応させて図９に示す。図示のように、層間
絶縁膜２５にコンタクト孔を開けて第２層Ａｌ膜によっ
て低抵抗化用金属２４ａ，２４ｃを透明導電膜２１にコ
ンタクトさせる。これによっても、先の実施例と同様の
効果が得られる。
ａ，２４ｂとして第１層Ａｌ膜を用いてその底面全面が
透明導電膜２１に接触するようにしたが、例えば第２層
Ａｌ膜を用いて形成することもできる。その場合の構造
を、図３に対応させて図９に示す。図示のように、層間
絶縁膜２５にコンタクト孔を開けて第２層Ａｌ膜によっ
て低抵抗化用金属２４ａ，２４ｃを透明導電膜２１にコ
ンタクトさせる。これによっても、先の実施例と同様の
効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、イ
ンデックススケールを兼ねた受光素子アレイを用いる形
式の光学式エンコーダにおいて、受光素子アレイを、ガ
ラス基板に透明導電膜を介して形成されるフォトダイオ
ードアレイとしたときに、フォトダイオードアレイに隣
接して、透明導電膜を低抵抗化する金属電極を配設する
ことによって、出力オフセットを小さくし、高速応答性
に優れた高精度の変位測定を可能とすることができる。
ンデックススケールを兼ねた受光素子アレイを用いる形
式の光学式エンコーダにおいて、受光素子アレイを、ガ
ラス基板に透明導電膜を介して形成されるフォトダイオ
ードアレイとしたときに、フォトダイオードアレイに隣
接して、透明導電膜を低抵抗化する金属電極を配設する
ことによって、出力オフセットを小さくし、高速応答性
に優れた高精度の変位測定を可能とすることができる。
【図１】 この発明の一実施例による光学式エンコーダ
の構成を示す。
の構成を示す。
【図２】 同実施例の受光素子アレイの平面図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ′断面図である。
【図４】 同実施例の信号処理回路の構成を示す。
【図５】 同信号処理回路により得られる出力信号を示
す。
す。
【図６】 他の実施例の受光素子の主要部を示す平面図
である。
である。
【図７】 図６のＢ−Ｂ′断面図である。
【図８】 他の実施例による光学式エンコーダの構成を
示す。
示す。
【図９】 他の実施例の図３に対応する断面構造を示
す。
す。
１…スケール、２…受光素子アレイ、３…光照射手段、
２０…透明ガラス基板、２１…透明導電膜、２４ａ，２
４ｂ，２４ｃ…低抵抗化用金属電極、２６ａ〜２６ｅ…
信号線、ＰＤＡａ…測長用フォトダイオードアレイ、Ｐ
ＤＡｂ，ＰＤＡｃ…ダミー用フォトダイオードアレイ。
２０…透明ガラス基板、２１…透明導電膜、２４ａ，２
４ｂ，２４ｃ…低抵抗化用金属電極、２６ａ〜２６ｅ…
信号線、ＰＤＡａ…測長用フォトダイオードアレイ、Ｐ
ＤＡｂ，ＰＤＡｃ…ダミー用フォトダイオードアレイ。
Claims (3)
- 【請求項１】 所定ピッチの光学格子が形成されたスケ
ールと、このスケールに平行光を照射する光照射手段
と、前記スケールに対して所定ギャップをもって対向配
置されたインデックススケールを兼ねた受光素子アレイ
とを有する光学式エンコーダにおいて、前記受光素子ア
レイは、 透明ガラス基板と、 このガラス基板上に共通の電源電極として形成された透
明導電膜と、 この透明導電膜上にアモルファスシリコンの積層膜によ
り形成されて複数個配列されたフォトダイオードアレイ
と、 このフォトダイオードアレイに隣接して前記透明導電膜
に接触させて形成された低抵抗化用金属電極とを有する
ことを特徴とする光学式エンコーダ。 - 【請求項２】 前記フォトダイオードアレイは、４相出
力を得るための複数組の測長用フォトダイオードアレイ
と、この測長用フォトダイオードアレイの配列方向両端
部にそれぞれ配置されたダミー用フォトダイオードアレ
イとを有することを特徴とする請求項１記載の光学式エ
ンコーダ。 - 【請求項３】 前記低抵抗化用金属電極は、前記フォト
ダイオードアレイの配列方向に沿ってフォトダイオード
アレイの両側に配設される共に、各フォトダイオードの
間隙にも配設されることを特徴とする請求項１又は２に
記載の光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8116832A JPH09304111A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8116832A JPH09304111A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304111A true JPH09304111A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14696737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8116832A Pending JPH09304111A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001029896A1 (fr) * | 1999-10-18 | 2001-04-26 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Reseau d'elements recepteurs de lumiere et puce de reseau d'elements recepteurs de lumiere |
| DE10037981B4 (de) * | 1999-08-06 | 2017-10-19 | Mitutoyo Corporation | Verschiebungsmessvorrichtung |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP8116832A patent/JPH09304111A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10037981B4 (de) * | 1999-08-06 | 2017-10-19 | Mitutoyo Corporation | Verschiebungsmessvorrichtung |
| WO2001029896A1 (fr) * | 1999-10-18 | 2001-04-26 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Reseau d'elements recepteurs de lumiere et puce de reseau d'elements recepteurs de lumiere |
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