KR20190102172A - 앱솔루트 인코더 - Google Patents

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Abstract

앱솔루트 인코더가 광학 패턴을 가지는 광학식 스케일과, 광학식 스케일에 광을 조사하는 발광소자(31) 및 광학식 스케일로부터의 반사광을 수광하는 수광소자(32)를 광투과성 수지(33A)로 덮은 모듈 패키지(300B)와, 수광소자(32)가 반사광에 따라서 출력하는 신호에 기초하여, 광학식 스케일의 절대 회전 각도를 연산하는 제어부를 구비하고, 모듈 패키지(300B)에는, 광투과성 수지(33A)의 광학식 스케일에 대향하는 면에서 노출되고 또한 발광소자(31)의 발광면(310)의 중심과, 수광소자(32)의 수광면(320)의 중심의 중간 위치를 통과하는 차광성 수지(34B)가 배치되어 있다.

Description

앱솔루트 인코더
본 발명은 측정 대상물의 절대 회전 각도를 검출하는 앱솔루트 인코더에 관한 것이다.
측정 대상물의 절대 회전 각도를 검출하는 로터리 인코더 중 하나로, 앱솔루트 인코더가 있다. 앱솔루트 인코더는, 광학식 스케일 상의 광학 패턴에서 반사되어 수광소자에 입사된 광신호에 기초하여, 광학식 스케일의 절대 회전 각도를 산출하는 인코더이다. 이 앱솔루트 인코더에서는, 절대 회전 각도의 연산에 이용하는 광선 이외의 불필요한 광선이 수광소자에 입사되면, 절대 회전 각도의 검출 정밀도가 저하되어 버리므로, 불필요한 광선을 제거하는 것이 요망된다.
특허문헌 1의 광학식 인코더는, 광원과, 광검출기와, 광원 슬릿이 패키지로 봉입되어 있고, 광원 슬릿의 일단에 차광부가 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 특허문헌 1의 광학식 인코더는, 차광부로 불필요한 광선의 진행을 방지하고 있다.
일본 특개 2007-333667호 공보
그렇지만, 상기 종래 기술인 특허문헌 1에서는, 패키지와 광학식 스케일 사이의 다중 반사에 기인하는 각도 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 없다. 패키지와 광학식 스케일 사이의 다중 반사는, 광원으로부터 출사된 광선이, 광학식 스케일에서 반사된 후, 패키지의 표면에서 반사되고, 추가로 광학식 스케일에서 반사되는 현상이다. 이 다중 반사된 광이 광검출기에 입사됨으로써 검출 정밀도가 저하된다. 다중 반사에 의한 광선은, 광학식 스케일의 회전에 따라서 광선량 및 광선의 패턴이 변하므로, 연산 장치에 의해서 제거하는 것이 어렵다. 이 때문에, 특허문헌 1에서는, 측정 대상물의 절대 회전 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 측정 대상물의 절대 회전 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 앱솔루트 인코더를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 앱솔루트 인코더는, 광학 패턴을 가지는 광학식 스케일과, 광학식 스케일에 광을 조사하는 발광소자 및 광학식 스케일로부터의 반사광을 수광하는 수광소자를 광투과성 수지로 덮은 모듈 패키지와, 수광소자가 반사광에 따라서 출력하는 신호에 기초하여, 광학식 스케일의 절대 회전 각도를 연산하는 제어부를 구비하고 있다. 또한, 본 발명의 앱솔루트 인코더는, 모듈 패키지에, 광투과성 수지의 광학식 스케일에 대향하는 면에서 노출되고 또한 발광소자의 발광면의 중심과, 수광소자의 수광면의 중심의 중간 위치를 통과하는 차광부가 배치되어 있다.
본 발명에 따른 앱솔루트 인코더는, 측정 대상물의 절대 회전 각도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지의 구성을 나타내는 상면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더가 구비하는 각도 연산부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 각도 연산부가 수광소자로부터 접수하는 신호의 파형 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 파형이 균일한 분포로 보정된 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 나타낸 파형으로부터 개략적인 절대 회전 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에서 설명한 개략적인 절대 회전 각도로부터 미세한 절대 회전 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 비교예의 모듈 패키지가 발생시키는 미광(迷光)의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지내에서의 광선의 진로를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지가 수광소자로의 다중 반사광의 입사를 방지하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지의 수광소자로 검출되는 신호의 파형 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 비교예의 모듈 패키지의 수광소자로 검출되는 신호의 파형 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지가 구비하는 차광성 수지의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 비교예의 모듈 패키지가 발생시키는 미광의 제3 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지가 구비하는 구성요소의 치수 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 실시 형태 2에 따른 모듈 패키지의 제1 구성예를 나타내는 도면이다.
도 18은 실시 형태 2에 따른 모듈 패키지의 제2 구성예를 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 앱솔루트 인코더를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이들 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 구성을 나타내는 도면이다. 앱솔루트 인코더(1)는 측정 대상물인 회전체의 회전 각도를 검출하는 장치로서, 광학식 스케일(2)과, 모듈 패키지(300)와, 제어부(4)를 구비하고 있다. 앱솔루트 인코더(1)가 검출하는 회전 각도는, 절대 회전 각도이다. 또한, 도 1에서는, 광학식 스케일(2)에 대향하는 측의 면인 모듈 패키지(300)의 상면을 하측으로 도시하고, 모듈 패키지(300)의 저면을 상측으로 도시하고 있다.
광학식 스케일(2)은 모터 등의 회전 장치가 구비하는 회전 샤프트(5)에 연결되어 있고, 회전 샤프트(5)의 회전에 따라 회전한다. 광학식 스케일(2)은 원판 모양의 부재를 이용하여 구성되어 있다. 광학식 스케일(2)은 원판 모양의 부재의 상면에, 명암(明暗) 중 「명」을 나타내는 라인 모양의 패턴인 반사부(201)와, 「암」을 나타내는 라인 모양의 패턴인 비반사부(202)가, 교호로 배치된 광학 패턴(200)을 구비하고 있다.
반사부(201)는 후술하는 발광소자(31)로부터의 광선을 반사시키는 부분이며, 비반사부(202)는 발광소자(31)로부터의 광선을 흡수 또는 산란시키는 부분이다. 반사부(201)는 원판 모양의 부재의 중심부로부터 바깥 둘레부를 향하는 방향으로 복수 개가 배치되어 있다. 또한, 비반사부(202)는 원판 모양의 부재의 중심부로부터 바깥 둘레부를 향하는 방향으로 복수 개가 배치되어 있다. 바꿔 말하면, 복수 개의 반사부(201) 및 복수 개의 비반사부(202)는, 라인 모양의 일단이 광학 패턴(200)의 중심을 향하고, 타단이 광학 패턴(200)의 외측 방향을 향하도록 배치되어 있다.
비반사부(202)는 반사부(201)의 사이에 배치되어 있고, 반사부(201)는 비반사부(202)의 사이에 배치되어 있다. 광학식 스케일(2)에서는, 원판 모양의 부재의 바깥 둘레부의 링 모양 영역 내에서, 반사부(201) 및 비반사부(202)가 방사선 모양으로 늘어서도록 반사부(201)와 비반사부(202)가 교호로 배치되어 있다. 반사부(201) 및 비반사부(202)는, 다양한 치수폭을 가지고 있다. 바꿔 말하면, 반사부(201)는 다양한 간격으로 늘어서고, 비반사부(202)는 다양한 간격으로 늘어서 있다.
광학 패턴(200)은 반사부(201) 및 비반사부(202)가 다양한 간격으로 배치된 패턴이므로, 회전하고 있는 광학 패턴(200)에 광선이 조사되면, 광선의 반사와 비반사가 반사부(201) 및 비반사부(202)의 배치 간격에 따라 반복된다. 이것에 의해, 반사부(201) 및 비반사부(202)는, 후술하는 수광소자(32) 상에 투영되는 광 강도 분포를 변조하도록 기능한다.
광학식 스케일(2)에는, 반사부(201) 및 비반사부(202)로 구성되는 광학 패턴(200)을 가지는 트랙이 1개만 마련된다. 반사부(201) 및 비반사부(202)는, 광학식 스케일(2)의 회전 각도를 특징짓는 간격으로 배치된다. 이와 같이, 광학식 스케일(2)은 회전 각도 고유의 광학 패턴(200)을 가지고 있다. 반사부(201) 및 비반사부(202)의 배치 패턴에는, 예를 들면, M계열과 같은 의사 랜덤 부호 패턴이 사용된다.
광학식 스케일(2)은, 예를 들면, 스테인리스 등의 금속 기재(基材)로 형성된다. 광학 패턴(200)이 형성될 때에는, 금속 기재의 표면에 도금 기술 등에 의해서 비반사부(202)가 형성되고, 금속 기재부가 경면 마무리됨으로써 반사부(201)가 형성된다. 또한, 반사부(201) 및 비반사부(202)를 형성할 수 있는 방법이면, 어떤 방법에 의해서 광학 패턴(200)이 형성되어도 된다.
모듈 패키지(300)는 투광 기능인 발광소자(31) 및 수광 기능인 수광소자(32)를 구비한 투수광(投受光) 모듈이다. 모듈 패키지(300)는 광학 패턴(200)의 상측에, 광학 패턴(200)에 대향하도록 배치된다. 모듈 패키지(300)는 발광소자(31)로부터 출사된 광 중, 광학 패턴(200)에서 반사되어 수광소자(32)에 입사되어 오는 광을 검출하고, 검출한 광에 대응하는 신호를 제어부(4)에 출력한다.
제어부(4)는 수광소자(32)보다도 후단측에서 수광소자(32)에 접속되어 있다. 제어부(4)는 각도 연산부(41)와, 발광량 조정부(42)를 구비하고 있다. 각도 연산부(41)는 모듈 패키지(300)가 구비하는 수광소자(32)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 광학식 스케일(2)의 절대 회전 각도를 연산한다. 각도 연산부(41)가 산출하는 절대 회전 각도는, 회전 샤프트(5)의 회전 위치에 대응하고 있다. 이와 같이, 각도 연산부(41)는, 코드화된 광학 패턴(200)에 대응하는 신호에 기초하여, 회전 샤프트(5)의 회전 위치를 연산한다. 각도 연산부(41)는 회전 샤프트(5)의 위치 데이터를 나타내는 절대 회전 각도를 위치 데이터로서 외부 장치에 출력한다. 발광량 조정부(42)는, 수광소자(32)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 발광소자(31)가 출사하는 광의 발광량을 조정한다.
이와 같이, 앱솔루트 인코더(1)는, 각도 연산부(41)가, 수광소자(32)에 입사된 광선에 대응하는 신호로부터 절대 회전 각도를 연산한다. 또한, 제어부(4)는, 절대 회전 각도에 기초하여, 측정 대상물의 회전 제어를 행해도 된다. 앱솔루트 인코더(1)는 수광소자(32)로부터 출력되는 펄스 신호의 적산을 할 필요가 없기 때문에, 전원 투입시에 원점으로의 복귀 동작이 불필요하고, 신속하게 가동시키는 것이 가능하다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지의 구성을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 3은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지의 구성을 나타내는 상면도이다. 도 2 및 도 3에서는, 모듈 패키지(300)의 일례인 모듈 패키지(300A)의 구성을 도시하고 있다.
또한, 도 2에서는, 광학 패턴(200)에 대향하는 면인 모듈 패키지(300A)의 상면을 하측으로 도시하고, 모듈 패키지(300A)의 저면을 상측으로 도시하고 있다. 또한, 후술하는 도 9 내지 도 11, 도 15 내지 도 18에서도, 모듈 패키지의 상면을 하측으로 도시하고, 모듈 패키지의 저면을 상측으로 도시하고 있다. 또한, 도 2에서는, 패키지 기판(30A) 및 광투과성 수지(33A)의 해칭을 생략하고 있다. 또한, 후술하는 도 9 내지 도 11, 도 15 내지 도 18에서도, 패키지 기판 및 광투과성 수지의 해칭을 생략하고 있다. 또한, 도 3은 모듈 패키지(300A)의 상면도이지만, 도 2의 단면도와의 대응을 명확하게 하기 위해 해칭을 부여하고 있다.
모듈 패키지(300A)는 패키지 기판(30A)과, 발광소자(31)와, 수광소자(32)와, 광투과성 수지(33A)와, 차광부인 차광성 수지(34A)를 가지고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 설명의 편의상, 패키지 기판(30A)의 상면 및 저면이 배치되는 방향을 수평 방향이라고 하고, 패키지 기판(30A)의 상면 및 저면에 수직인 방향을 연직 방향이라고 하는 경우가 있다.
패키지 기판(30A)은 발광소자(31) 및 수광소자(32)가 실장되는 기판이며, 도시하지 않은 인코더 기판에 접속되어 있다. 인코더 기판은 모듈 패키지(300A)보다도 후단측에서 다양한 처리를 실행하는 기판이며, 제어부(4)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 인코더 기판은 제어부(4)의 처리를 실행하는 처리 회로를 가지고 있다. 또한, 패키지 기판(30A)의 상면은, 직사각형 모양이며, 이 4변 모두에 단자가 마련되어 있다. 그리고, 각 단자가, 인코더 기판에 접속되어 있다. 패키지 기판(30A)에 마련되는 단자에는, 단면 스루홀 또는 이면 전극 등이 적용된다. 패키지 기판(30A)의 4변 모두에 단자가 마련됨으로써, 발광소자(31) 및 수광소자(32)의 실장 정밀도가 향상된다.
패키지 기판(30A)은 직사각형 모양의 상면을 가지고 있고, 직사각형 모양의 상면에 발광소자(31) 및 수광소자(32)가 배치되어 있다. 패키지 기판(30A)은 인코더 기판과 마찬가지의 기판으로 구성되는 것이 바람직하다. 인코더 기판은, 예를 들면, 글래스 에폭시(glass epoxy) 기판으로 구성되어 있다. 이 경우, 패키지 기판(30A)도 글래스 에폭시 기판으로 구성되는 것이 바람직하다.
발광소자(31)는 광을 출사하는 소자이며, 광학식 스케일(2)에 광을 조사한다. 발광소자(31)에는, 예를 들면 근적외의 점광원 LED(Light Emitting Diode)가 적용된다. 발광소자(31)는 그 상면에 발광면(310)이 배치되어 있고, 발광면(310)으로부터 광을 출사한다. 발광소자(31)는, 발광면(310)이 수평 방향이 되도록, 패키지 기판(30A)에 접합되어 있다.
수광소자(32)는 광을 수광하는 소자이며, 광학식 스케일(2)로부터의 반사광을 수광한다. 수광소자(32)에는, 예를 들면 1차원으로 배열한 화소의 집합으로 구성된, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 또는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서와 같은 촬상 디바이스가 적용된다. 수광소자(32)는, 그 상면에 수광면(320)이 배치되어 있고, 수광면(320)으로 광을 수광한다. 수광소자(32)는, 수광면(320)이 수평 방향이 되도록, 패키지 기판(30A)에 접합되어 있다.
수광소자(32)는 광학식 스케일(2)로부터의 반사광에 따른 신호를 출력한다. 구체적으로는, 수광소자(32)는 수광면(320)으로 수광한 광을 아날로그의 전압 신호로 변환하고, 추가로 아날로그의 전압 신호를 수광소자(32)에 내장된 A/D(Analog-to-Digital) 변환기로 디지털의 신호로 변환하고, 후단의 제어부(4)에 출력한다. 또한, 여기에서는, A/D 변환기의 도시를 생략하고 있다. A/D 변환기가, 제어부(4)에 출력하는 신호는, 광학식 스케일(2)에서 반사되어 수광소자(32)가 수광한 광에 대응하는 신호이다. 따라서, 제어부(4)가 수신하는 신호는, 광학식 스케일(2)의 회전 위치에 대응하고 있다.
광투과성 수지(33A)는 패키지 기판(30A)의 상면을 덮도록 형성되어 있다. 따라서, 광투과성 수지(33A)의 저면 및 상면은, 직사각형 모양을 이루고 있다. 광투과성 수지(33A)는, 발광소자(31) 및 수광소자(32)를 보호하기 위해서, 패키지 기판(30A) 상의 발광소자(31) 및 수광소자(32)를 덮고 있다. 광투과성 수지(33A)는, 패키지 기판(30A)과 선팽창 계수를 맞추기 위해서, 예를 들면 에폭시계 수지로 구성되어 있다.
차광성 수지(34A)는 불필요한 광선인 미광의 진행을 억제하기 위한 부재이며, 광투과성 수지(33A)와 마찬가지로 에폭시계 수지 등으로 구성되어 있다. 불필요한 광선인 미광은, 수광소자(32)에 입사시키고 싶지 않은 광이다. 불필요한 광선의 예는, 광투과성 수지(33A)와 외부의 계면에서 프레넬(Fresnel) 반사된 광이다. 차광성 수지(34A)는, 발광소자(31)로부터 출사된 광 중, 수광소자(32)에 입사시키고 싶지 않은 광을 흡수 또는 산란시킨다. 차광성 수지(34A)가, 흡수 또는 산란시키는 광은, 발광소자(31)로부터 출사된 광과, 발광소자(31)로부터 출사되어 광투과성 수지(33A)내에서 반사된 광과, 발광소자(31)로부터 출사되어 패키지 기판(30A)과 광학식 스케일(2)의 사이에서 다중 반사된 광이다.
차광성 수지(34A)는 판 모양의 형상을 가지고 있고, 판 모양의 표면 및 이면이 연직 방향이 되도록, 발광소자(31)와 수광소자(32)의 사이에 배치되어 있다. 구체적으로는, 발광소자(31)가 배치되어 있는 영역과, 수광소자(32)가 배치되어 있는 영역을 분단(分斷)시키도록, 차광성 수지(34A)는 배치되어 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 발광소자(31)가 배치되어 있는 광투과성 수지(33A)의 좌측의 영역(420)과, 수광소자(32)가 배치되어 있는 광투과성 수지(33A)의 우측의 영역(421)이 분단되도록, 차광성 수지(34A)가 배치된다. 이 경우에 있어서, 발광소자(31)측의 광투과성 수지(33A)와, 수광소자(32)측의 광투과성 수지(33A)가 연결되지 않게, 패키지 기판(30A) 상에 차광성 수지(34A)를 형성해 둔다. 도 2에서는, 차광성 수지(34A)의 수평 방향의 제1 면이, 광투과성 수지(33A)의 상면과 같은 면내이며, 또한 차광성 수지(34A)의 수평 방향의 제2 면이 광투과성 수지(33A)의 저면과 같은 면내인 경우를 나타내고 있다. 차광성 수지(34A)의 수평 방향의 제1 면이, 광투과성 수지(33A)의 상면과 같은 면내이므로, 모듈 패키지(300A)의 상면에서는, 차광성 수지(34A)가 노출되고 있다. 바꿔 말하면, 차광성 수지(34A)는 광투과성 수지(33A)의 광학식 스케일(2)에 대향하는 면에서 광투과성 수지(33A)로부터 노출되어 있다.
또한, 발광소자(31)가 광학 패턴(200)에 출사한 광선 중 수광소자(32)에 입사시키고 싶은 광선까지도 차광되지 않게, 차광성 수지(34A)를 배치해 놓는다. 즉, 수광소자(32)에 입사시키고 싶은 광선의 경로가, 차광성 수지(34A)를 통과하지 않게, 차광성 수지(34A)를 배치해 놓는다. 모듈 패키지(300A)에서는, 판 모양의 차광성 수지(34A)의 표면 및 이면이, 패키지 기판(30A)의 상면에 수직하게 되도록, 차광성 수지(34A)를 배치해 놓는다.
그런데, 글래스 에폭시 기판은 근적외선 등의 광의 일부를 투과시키는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 패키지 기판(30A)에 글래스 에폭시 기판이 적용되는 경우, 발광소자(31)로부터 출사된 광선이, 직접, 또는 광투과성 수지(33A)내에서 반사되어, 패키지 기판(30A)으로 보내져, 수광소자(32)에 불필요한 광선으로서 도달할 가능성이 있다. 이와 같은 경우가 있기 때문에, 패키지 기판(30A)에는, 흑색 글래스 에폭시 기판이 적용되어도 된다. 또한, 글래스 에폭시 기판 내에 광선이 입사되지 않게, 또는 글래스 에폭시 기판 내에서 광선이 전파되지 않게, 글래스 에폭시 기판의 표면에 금속막, 흑색 레지스트, 또는 이것들의 조합을 적용하는 것이, 불필요한 광선의 도달을 방지하는데 있어서 효과적이다. 또한, 이들 재료를 이용한 방법과 마찬가지의 효과가 얻어지는 방법이면, 다른 재료를 이용한 방법이 적용되어도 된다.
여기서, 각도 연산부(41)의 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더가 구비하는 각도 연산부의 구성을 나타내는 블록도이다. 각도 연산부(41)는 광량 분포 보정부(411)와, 엣지 검출부(412)와, 개략(coarse) 검출부(413)와, 고정밀도 검출부(414)와, 회전 각도 검출부(415)를 구비하고 있다.
수광소자(32)로부터 출력된 신호는, 광량 분포 보정부(411)로 보내진다. 이것에 의해, 광량 분포 보정부(411)는 수광소자(32)로부터의 신호를 접수한다. 수광소자(32)가 광량 분포 보정부(411)에 입력하는 신호의 파형은, 예를 들면, 가로축을 화소의 위치, 세로축을 신호 강도로 하는 도 5에 나타내는 바와 같은 파형이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 앱솔루트 인코더의 각도 연산부가 수광소자로부터 접수하는 신호의 파형 예를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 그래프의 가로축은 화소이고, 세로축은 신호 강도이다. 또한, 후술하는 도 6 내지 도 8, 도 12 및 도 13에 나타내는 그래프도, 도 5의 그래프와 마찬가지로 가로축이 화소이고, 세로축이 신호 강도이다.
도 5에 있어서의 레벨 1의 신호(14)는, 광학식 스케일(2)의 반사부(201)에서의 패턴에 대응하고, 레벨 0의 신호(15)는, 광학식 스케일(2)의 비반사부(202)에서의 패턴에 대응하고 있다.
발광소자(31) 자체의 광량 분포, 및 수광소자(32)의 각 화소의 게인 편차 등의 영향에 의해서, 레벨 1의 신호(14) 및 레벨 0의 신호(15)는, 화소마다 신호 강도가 불균일하게 된다. 그래서, 광량 분포 보정부(411)는, 신호 강도의 극대치가 불균일한 분포를, 신호 강도의 극대치가 균일한 분포로 보정한다. 여기에서의 광량 분포 보정부(411)는, 도 5에 나타내는 신호 강도를, 도 6에 나타내는 신호 강도로 보정한다.
도 6은 도 5에 나타낸 파형이 균일한 분포로 보정된 것을 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 광량 분포 보정부(411)는, 화소마다의 신호 강도의 극대치가 균일하게 되도록, 레벨 1의 신호(14) 및 레벨 0의 신호(15)를 보정한다. 바꿔 말하면, 광량 분포 보정부(411)는 레벨 1의 신호(14)가 각 화소에서 같게 되고, 또한 레벨 0의 신호(15)가 각 화소에서 같게 되도록 신호의 파형을 보정한다. 도 6에서는, 보정 후의 파형을 보정후 파형(16)으로서 도시하고 있다.
또한, 광량 분포 보정부(411)에 의한 보정 방법은, 광량 분포를 균일하게 하는 방법이면, 그 방법은 어떤 방법이어도 된다. 광량 분포 보정부(411)는 보정후 파형(16)을 엣지 검출부(412)로 보낸다.
엣지 검출부(412)는, 보정후 파형(16)에 기초하여, 미리 설정해 둔 임계값 레벨(17)에 신호 강도가 일치하는 화소값을 엣지마다 산출한다. 엣지 검출부(412)는 산출한 화소값을 엣지 화소값으로서 개략 검출부(413)로 보낸다.
개략 검출부(413)는, 엣지 화소값에 기초하여, 광학식 스케일(2)의 광학 패턴(200) 중, 수광소자(32) 상에 투영되는 비트 패턴을 디코딩하여, 개략적인 절대 회전 각도를 산출한다. 여기서, 도 7을 이용하여 개략적인 절대 회전 각도의 산출 방법에 대해서 설명한다.
도 7은 도 6에 나타낸 파형으로부터 개략적인 절대 회전 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서는, 보정후 파형(16)에 대응하는 비트열을, 비트열(18)로 나타내고 있다. 개략 검출부(413)는, 엣지 화소값이 나타내는 엣지의 위치에 기초하여, 보정후 파형(16)을 도 7에 나타내는 바와 같이 「1」 또는 「0」의 비트열(18)로 변환한다. 추가로, 개략 검출부(413)는 제어부(4)가 구비하는 도시하지 않은 메모리 내에 미리 보존되어 있는 룩업 테이블(19)을 참조하여, 비트열(18)에 일치하는 코드로부터 개략적인 절대 회전 각도(100)를 구한다. 룩업 테이블(19)은 광학 패턴(200)에 대응하는 비트열을 격납하는 테이블이다. 개략 검출부(413)는 개략적인 절대 회전 각도(100)를 고정밀도 검출부(414)로 보낸다.
고정밀도 검출부(414)는, 개략적인 절대 회전 각도(100)에 기초하여, 수광소자(32) 상에 투영되는 패턴의 위상 편차량을 고정밀도로 연산한다. 개략 검출부(413)가 구한 개략적인 절대 회전 각도(100)는, 광학식 스케일(2)의 비트 단위의 절대 회전 각도(100)가 된다. 이 때문에, 고정밀도 검출부(414)는 기준이 되는 화소인 기준 화소로부터 가장 가까운 엣지 화소의 위치까지의 위상 편차량을 검출함으로써, 미세한 절대 회전 각도를 산출한다.
도 8은 도 7에서 설명한 개략적인 절대 회전 각도로부터 미세한 절대 회전 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 고정밀도 검출부(414)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 기준 화소(21)로부터, 기준 화소(21)에 가장 가까운 엣지 화소의 위치인 엣지 화소 위치(22)까지의 위상 편차량(20)을 검출한다. 기준 화소(21)는 미세한 절대 회전 각도를 산출할 때에 기준으로 하는 화소이며, 어느 화소여도 된다. 위상 편차량(20)은 기준 화소(21)의 위치와 엣지 화소 위치(22)의 차에 대응하고 있다. 고정밀도 검출부(414)는 개략적인 절대 회전 각도(100) 및 위상 편차량(20)을 회전 각도 검출부(415)로 보낸다.
회전 각도 검출부(415)는, 위상 편차량(20)에 기초하여, 광학식 스케일(2)의 1비트 단위보다도 미세한 절대 회전 각도를 산출한다. 구체적으로는, 회전 각도 검출부(415)는 개략 검출부(413)가 산출한 개략적인 절대 회전 각도(100)와, 고정밀도 검출부(414)가 산출한 위상 편차량(20)을 더함으로써, 미세한 절대 회전 각도를 산출한다. 회전 각도 검출부(415)는 산출한 미세한 절대 회전 각도를 위치 데이터로서 외부 장치에 출력한다.
이와 같이, 앱솔루트 인코더(1)는, 발광소자(31)로부터 출사된 광선 중, 광학식 스케일(2)의 광학 패턴(200)에서 반사된 광선을 수광소자(32)로 수광하고, 수광한 광의 광량 분포 패턴으로부터 절대 회전 각도를 검출한다. 이때, 불필요한 광선인 미광이 수광소자(32)에 입사되면, 수광소자(32)가 수광하는 광선의 신호 품질이 저하되고, 엣지 검출부(412)가 검출하는 엣지 화소 위치(22)에 오차가 중첩된다. 이 때문에, 절대 회전 각도에 오차가 중첩되어 버리므로, 고정밀도로 절대 회전 각도를 검출하기 위해서는 불필요한 광선인 미광을 억제할 필요가 있다. 이 미광은, 불필요한 광선이며, 절대 회전 각도의 검출 정밀도를 악화시키는 원인이 된다.
여기서, 절대 회전 각도의 검출 정밀도를 악화시키는 미광 경로에 대해서 설명한다. 여기에서는, 미광 경로 중 비교예의 모듈 패키지내에서 다중 반사된 광선의 경로에 대해서 설명한다.
도 9는 비교예의 모듈 패키지가 발생시키는 미광의 예를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 비교예의 모듈 패키지(300X)내에서 발생하는 미광에 대해서 설명한다. 도 9에서는, 비교예의 모듈 패키지(300X)의 단면도를 나타내고 있다.
비교예의 모듈 패키지(300X)는, 패키지 기판(30A)과 마찬가지의 패키지 기판(30X)과, 발광소자(31)와 마찬가지의 발광소자(31X)와, 수광소자(32)와 마찬가지의 수광소자(32X)와, 광투과성 수지(33A)와 마찬가지의 광투과성 수지(33X)를 가지고 있다. 또한, 발광소자(31X)가 발광면(310)과 마찬가지의 발광면(310X)을 가지고, 수광소자(32X)가 수광면(320)과 마찬가지의 수광면(320X)을 가지고 있다. 또한, 비교예의 모듈 패키지(300X)는, 차광성 수지(34A)를 구비하고 있지 않다.
도 9에서는, 발광소자(31X)로부터 출사된 광선이, 비교예의 모듈 패키지(300X)내에서 반사를 하여 수광소자(32X)에 입사되는 광선의 예를 나타내고 있다. 발광소자(31X)는, 등방(等方) 확산 광원이므로, 광선은 전방위로 출사된다. 이것에 의해, 발광소자(31X)로부터 출사된 광선은, 다양한 방향으로 나아간다. 이 때문에, 차광성 수지(34A)가 없는 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이, 모듈 패키지(300X)내에서는, 광투과성 수지(33X)의 계면에서 프레넬 반사를 반복한 후에, 수광소자(32X)에 입사되는 광선이 존재한다. 즉, 광투과성 수지(33X)내에서는, 광투과성 수지(33X)의 상면 및 측면에서 광선이 프레넬 반사되고, 프레넬 반사된 광선의 일부가, 수광면(320X)에 입사된다. 이것에 의해, 수광면(320X)에는, 소망하는 광 이외의 미광이 입사되어, 절대 회전 각도의 검출 정밀도를 악화시킨다.
그래서, 실시 형태 1에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 모듈 패키지(300A)에 있어서, 발광소자(31)가 배치되는 영역(420)과 수광소자(32)가 배치되는 영역(421)이 분할되도록, 차광성 수지(34A)가 설치된다.
이와 같이, 모듈 패키지(300A)내에 차광성 수지(34A)가 배치되어 있으므로, 발광소자(31)로부터 출사된 광이, 발광소자(31)측인 좌측의 영역(420)으로부터 수광소자(32)측인 우측의 영역(421)으로 진입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 광투과성 수지(33A)에서 반사된 광선의 일부인 미광이 수광면(320)에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지내에서의 광선의 진로를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 10에서는, 모듈 패키지(300)의 일례인 모듈 패키지(300B)의 단면도를 나타내고 있다. 모듈 패키지(300B)는 패키지 기판(30B)과, 발광소자(31)와, 수광소자(32)와, 광투과성 수지(33A)와, 차광부인 차광성 수지(34B)를 가지고 있다. 패키지 기판(30B)에는 홈이 마련되어 있고, 차광성 수지(34B)의 일부가 삽입되어 있다. 차광성 수지(34B)는 차광성 수지(34A)와 마찬가지의 부재로 형성되어 있다.
모듈 패키지(300B)에서는, 발광소자(31)로부터 출사된 광선은, 다양한 방향으로 나아간다. 이 경우에 있어서, 광투과성 수지(33A)내에서는, 차광성 수지(34B)가 배치되어 있는 영역보다도 좌측의 영역(401)에서, 광투과성 수지(33A)의 상면 및 측면에서 광선이 반사된다. 차광성 수지(34B)가 배치되어 있는 영역보다도 좌측의 영역(401)은, 광투과성 수지(33A) 내 중, 발광소자(31)가 배치되어 있는 영역이다.
또한, 차광성 수지(34B)에 조사된 광선은, 차광성 수지(34B)에서 흡수 또는 산란된다. 바꿔 말하면, 발광소자(31)로부터 출사된 광선은, 차광성 수지(34B)로 차단된다. 이것에 의해, 광투과성 수지(33A) 내 중, 차광성 수지(34B)가 배치되어 있는 영역보다도 우측의 영역(402)으로는, 미광이 침입하지 않는다. 차광성 수지(34B)가 배치되어 있는 영역보다도 우측의 영역(402)은, 광투과성 수지(33A) 내 중, 수광소자(32)가 배치되어 있는 영역이다.
이와 같이, 모듈 패키지(300B)내에 차광성 수지(34B)가 배치되어 있으므로, 발광소자(31)로부터 출사된 광이, 좌측의 영역(401)으로부터 우측의 영역(402)으로 진입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 광투과성 수지(33A)에서 반사된 광선의 일부인 미광이 수광면(320)에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
모듈 패키지(300B)에서는, 차광성 수지(34B)와, 패키지 기판(30B)의 사이에 틈새가 생기지 않게, 차광성 수지(34B)가 패키지 기판(30B)에 파고 들어가도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 차광성 수지(34B)와 패키지 기판(30B)의 사이에는, 약간의 틈새가 생겨도 되고, 이 경우에 있어서도, 불필요한 광선을 억제하는 효과는 거의 변하지 않는다.
모듈 패키지(300B)가 제조되는 때에는, 예를 들면, 패키지 기판(30B)에 발광소자(31) 및 수광소자(32)가 실장되고, 광투과성 수지(33A)로 패키지 기판(30B)의 상면측이 몰딩된다. 이 후, 광투과성 수지(33A) 및 패키지 기판(30B)에의 절삭 등에 의해서 발광소자(31)와 수광소자(32)의 사이에 홈이 형성된다. 구체적으로는, 광투과성 수지(33A) 중 발광소자(31)와 수광소자(32) 사이의 영역에 다이싱(dicing) 등에 의해서 연직 방향으로 홈이 파 넣어진다. 그리고, 이 홈이 패키지 기판(30B) 내의 도중까지 연직 방향으로 더 파 넣어진다. 광투과성 수지(33A)에 홈이 형성된 후에, 이 홈에 차광성 수지(34B)가 매립됨으로써, 모듈 패키지(300B)내에 차광성 수지(34B)를 성형할 수 있다. 이와 같이, 차광성 수지(34B)는 패키지 기판(30B)이 파 넣어진 영역 및 광투과성 수지(33A)가 파 넣어진 영역에 배치되어 있다. 또한, 모듈 패키지(300B)는 광투과성 수지(33A) 및 차광성 수지(34B)를 가지고 있으면, 제조 방법은 한정되지 않는다.
그런데, 비교예의 모듈 패키지(300X)가 적용되었을 경우, 모듈 패키지(300X)와 광학 패턴(200)의 사이에서 다중 반사된 광선이 수광소자(32X)에 입사되는 경우가 있다. 한편, 모듈 패키지(300B)에서는, 모듈 패키지(300B)와 광학 패턴(200)의 사이에서 다중 반사된 광선이 수광소자(32)에 입사되는 일은 없다.
도 11은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지가 수광소자로의 다중 반사광의 입사를 방지하는 모습을 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 모듈 패키지(300B)와 광학식 스케일(2) 사이의 광선 경로에 대해서 설명한다. 도 11에서는, 모듈 패키지(300B)의 단면도를 나타내고 있다.
발광소자(31)로부터 출사된 광선의 일부는, 광학식 스케일(2)이 구비하는 광학 패턴(200)의 반사부(201)에서 반사되고, 그 후, 모듈 패키지(300B)의 광투과성 수지(33A)의 표면으로 보내진다. 그리고, 광투과성 수지(33A)의 표면으로 보내져 온 광선은, 차광성 수지(34B)에서 흡수 또는 산란된다. 이것에 의해, 모듈 패키지(300B)에서는, 광투과성 수지(33A)의 표면으로 보내져 온 광선이 다시 광학 패턴(200)의 반사부(201)로 진행되는 일은 없다.
비교예의 모듈 패키지(300X)의 경우, 즉, 차광성 수지(34B)가 없는 경우, 발광소자(31X)로부터 출사된 광선의 일부는, 광학식 스케일(2)이 구비하는 광학 패턴(200)의 반사부(201)에서 반사되고, 그 후, 모듈 패키지(300X)의 광투과성 수지(33X)의 표면에서 반사된다. 또한, 광투과성 수지(33X)의 표면에서 반사된 광선은, 광학 패턴(200)의 반사부(201)에서 반사되어 수광소자(32X)에 입사된다. 이와 같이, 비교예의 모듈 패키지(300X)와 광학식 스케일(2) 사이의 다중 반사에 의해서 불필요한 광선의 경로가 발생하는 경우가 있다.
도 11에 있어서 실선으로 나타내는 광선의 경로는, 절대 회전 각도의 검출에 필요한 정규의 광선 경로(901)이며, 파선으로 나타내는 광선의 경로는, 불필요한 광선의 광선 경로(902)이다. 모듈 패키지(300B)의 경우, 광선 경로(901)의 광선은, 광학식 스케일(2)의 위치 P52에서 반사된 후, 수광소자(32)에 입사된다. 한편, 도 9에 나타낸 비교예의 모듈 패키지(300X)의 경우, 광선 경로(902)의 광선은, 광학식 스케일(2)의 위치 P51에서 반사된 후, 광투과성 수지(33X)에서 반사되고, 추가로 광학식 스케일(2)의 위치 P53에서 반사되어, 수광소자(32X)에 입사된다. 이 경우에 있어서, 정규의 광선 경로(901)를 진행하는 광선이 광학식 스케일(2)에서 반사되는 위치 P52와, 광선 경로(902)를 진행하는 불필요한 광선이 광학식 스케일(2)에서 반사되는 위치 P51, P53은, 광학식 스케일(2)의 래디얼(radial) 방향의 위치가 다르다. 그리고, 위치 P52에서 반사된 광선에 대응하는 파형이 이상적인 파형인 것에 대해, 위치 P51, P53에서 반사된 광선에 대응하는 파형은, 이상적인 파형으로부터 변형을 일으키고 있다. 이것은, 래디얼 위치가 다른 2점인 위치 P51, P53을 통과한 패턴이 수광소자(32X)에 입사되기 때문이며, 이 결과, 광학식 스케일(2) 상에서의 위치에 의존한 불필요한 광선이 발생한다. 이 때문에, 수광소자(32X)가 위치 P51, P53에서 반사된 광선을 수광하면, 수광소자(32X)가 검출하는 신호의 파형이, 이상적인 파형에 대해서 일그러진 파형이 된다.
여기서, 정규의 광선 경로(901)의 광선만을 수광했을 경우의 신호의 파형과, 정규의 광선 경로(901)의 광선 및 비정규의 광선 경로(902)의 광선 양방을 수광했을 경우의 신호의 파형의 비교에 대해서 설명한다.
정규의 광선 경로(901)의 광선만을 수광했을 경우의 신호의 파형은, 실시 형태 1의 모듈 패키지(300A) 또는 모듈 패키지(300B)의 수광소자(32)로 검출되는 광선의 신호이다. 한편, 정규의 광선 경로(901)의 광선 및 비정규의 광선 경로(902)의 광선 양방을 수광했을 경우의 신호의 파형은, 비교예의 모듈 패키지(300X)의 수광소자(32X)로 검출되는 광선의 신호이다.
도 12는 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지의 수광소자로 검출되는 신호의 파형 예를 나타내는 도면이다. 도 13은 비교예의 모듈 패키지의 수광소자로 검출되는 신호의 파형 예를 나타내는 도면이다.
도 12에 나타내는 신호의 파형은, 모듈 패키지(300A) 또는 모듈 패키지(300B)의 수광소자(32)가, 정규의 광선 경로(901)의 광선만을 수광했을 경우의 파형(71)이다. 또한, 도 13에 나타내는 신호의 파형은, 모듈 패키지(300X)의 수광소자(32X)가, 정규의 광선 경로(901) 및 비정규의 광선 경로(902) 양방의 광선을 수광했을 경우의 파형(72)이다. 도 12에 나타내는 파형(71)이, 정규의 광선 경로(901)의 광선에 기초하는 이상적인 파형인 것에 대하여, 도 13에 나타내는 파형(72)은, 도 12에 나타내는 파형(71)이, 일그러진 것이다. 이와 같이, 정규의 광선 경로(901)의 광선에 대해서 광선 경로(902)의 불필요한 광선이 중첩되면, 도 12에 나타내는 파형(71)이, 도 13에 나타내는 파형(72)과 같이 일그러진 파형이 된다.
광선 경로(902)의 불필요한 광선에 대응하는 신호는, 광학 패턴(200) 상에서의 반사 위치에 따라 변화한다. 즉, 광학 패턴(200)은 위치마다 다양한 패턴이 배치된 것이므로, 광선 경로(902)의 불필요한 광선에 대응하는 신호는, 광학 패턴(200)으로의 광선의 조사 위치마다 다양한 신호를 발생시킨다. 이와 같이, 광학 패턴(200)에서 반사된 불필요한 광선은, 광학 패턴(200)의 회전 위치마다 다양한 영향을 받는다. 한편, 광투과성 수지(33A)내에서 반사된 불필요한 광선은, 광학 패턴(200)과는 관계없이 항상 일정량이다. 따라서, 광학 패턴(200)에서 반사된 불필요한 광선은, 광투과성 수지(33A)내에서 반사된 불필요한 광선보다도 보정이 곤란하다.
이와 같이, 광학 패턴(200)에서 반사된 불필요한 광선은, 절대 회전 각도에 대응하는 반사의 위치마다, 영향을 변화시켜 버리므로, 앱솔루트 인코더(1)를 출하할 때의 보정만으로는, 불필요한 광선에 의한 영향을 제거할 수 없다.
모듈 패키지(300B)의 경우, 불필요한 광선의 광선 경로(902)는, 발광소자(31)의 발광면(310)과, 수광소자(32)의 수광면(320)의 중간 위치를 통과한다. 그래서, 모듈 패키지(300B)의 차광성 수지(34B)를 발광면(310)과 수광면(320)의 중간 위치에 배치해 놓는다. 이것에 의해, 광선 경로(902)의 광선이, 광학식 스케일(2)에서 반사된 후, 광투과성 수지(33A)의 상면으로 노출되어 있는 차광성 수지(34B)에 조사되고, 차광성 수지(34B)에서 흡수 또는 산란된다. 이것에 의해, 광선 경로(902)의 광선은, 패키지 기판(30B)의 상면에서 반사되는 일이 없으므로, 광선 경로(902)의 광선이 광학식 스케일(2)에 조사되는 일이 없다. 따라서, 광선 경로(902)의 광선이 광학식 스케일(2)에서 반사되는 일이 없으므로, 광선 경로(902)의 광선이 수광면(320)으로 조사되는 일이 없다. 또한, 모듈 패키지(300A)의 차광성 수지(34A)를 발광면(310)과 수광면(320)의 중간 위치에 배치해 놓아도 된다.
여기서, 차광성 수지(34A, 34B)의 배치 위치를 구체적에서 설명한다. 도 14는 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지가 구비하는 차광성 수지의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다. 모듈 패키지(300A)를 상면으로부터 보았을 경우의 차광성 수지(34A)의 배치 위치와, 모듈 패키지(300B)를 상면으로부터 보았을 경우의 차광성 수지(34B)의 배치 위치는 마찬가지이다. 따라서, 여기에서는, 모듈 패키지(300B)에 있어서의 차광성 수지(34B)의 배치 위치에 대해서 설명한다.
또한, 도 14는 모듈 패키지(300B)의 상면도이지만, 도 10의 단면도와의 대응을 명확하게 하기 위해 해칭을 부여하고 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 모듈 패키지(300B)에서는, 차광성 수지(34B)가 발광면(310)의 중심과 수광면(320)의 중심의 중간 위치를 통과하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 차광성 수지(34B)의 중심으로부터 발광면(310)의 중심까지의 거리와, 차광성 수지(34B)의 중심으로부터 수광면(320)의 중심까지의 거리가 같게 되도록, 차광성 수지(34B)가 배치된다.
또한, 여기에서는, 발광면(310)과 수광면(320)의 중간 위치에, 차광성 수지(34B)의 중심이 오도록 구성되는 경우에 대해서 설명했지만, 발광면(310)과 수광면(320)의 중간 위치에, 차광성 수지(34B)가 존재하고 있으면 된다. 따라서, 차광성 수지(34B)의 중심은 발광면(310)과 수광면(320)의 중간 위치로부터 벗어나 있어도 된다.
비교예의 모듈 패키지(300X)가 적용되었을 경우, 광학 패턴(200)에서 반사된 광선이, 수광소자(32X)와 광투과성 수지(33X)의 사이에서 다중 반사되어 수광소자(32X)에 입사되는 경우가 있다.
도 15는 비교예의 모듈 패키지가 발생시키는 미광의 제3 예를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 광학 패턴(200)에서 반사된 광선이, 수광소자(32X)와 광투과성 수지(33X)의 사이에서 다중 반사되는 경우에 대해서 설명한다. 도 15에서는, 비교예의 모듈 패키지(300X)의 단면도를 나타내고 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 비교예의 모듈 패키지(300X)가 적용되었을 경우, 발광소자(31X)로부터 출사된 광선은, 광학식 스케일(2)에서 반사되고, 그 후, 수광소자(32X)에 조사된다. 수광소자(32X)에 조사되는 광선의 일부는, 수광면(320X)의 주변 또는 수광면(320X) 자체에서 반사된다. 수광면(320X) 자체에서 광선이 반사되는 것은, 수광면(320X)이, 반사성 재료를 이용하여 구성되어 있기 때문이다.
수광면(320X)의 주변 또는 수광면(320X) 자체에서 반사된 광선은, 광투과성 수지(33X)의 표면에서 프레넬 반사에 의해서 반사되어, 다시 수광소자(32X)로 향한다. 정규의 광선 경로(901)를 진행하는 광선이 광학식 스케일(2)에서 반사되는 위치 P52와, 비정규인 광선 경로(903)를 진행하는 불필요한 광선이 광학식 스케일(2)에서 반사되는 위치 P54는, 광학식 스케일(2)이 구비하는 광학 패턴(200)의 래디얼 방향으로 어긋나 있다. 즉 위치 P54는, 위치 P52로부터 회전 샤프트(5)의 래디얼 방향으로 어긋나 있다.
이 때문에, 수광소자(32X)에 도달할 때까지의 광로 길이가, 광선 경로(901)와 광선 경로(903)에서 다르다. 따라서, 수광소자(32X)에 도달했을 때의 광학식 스케일(2)의 비트 패턴의 확대율이 광선 경로(901)와 광선 경로(903)에서 다르다. 따라서, 수광소자(32X)가 광선 경로(901)의 광선과, 광선 경로(903)의 광선 양방을 수광하면, 수광소자(32X)로 수광한 광량 분포에 왜곡이 발생한다. 바꿔 말하면, 수광소자(32X)가 광선 경로(903)의 광선을 수광함으로써, 수광소자(32X)가 광선 경로(901)의 광선만을 수광했을 경우의 광량 분포에 대해서 왜곡이 발생한다. 이 때문에, 수광소자(32X)가 광선 경로(903)의 광선을 수광하면, 절대 회전 각도의 검출 정밀도에 오차가 발생한다.
모듈 패키지(300X)와 광학식 스케일(2)의 상대적인 거리가 멀수록, 수광소자(32X)에 입사되는 광선의 각도가 수직에 가깝게 되므로, 불필요한 광선이 수광소자(32X)에 입사되기 쉬워진다. 따라서, 모듈 패키지(300X)와 광학식 스케일(2)이 떨어져 있을수록, 수광소자(32X)와 광투과성 수지(33X) 사이의 다중 반사가 발생하기 쉬워진다.
실시 형태 1에서는, 모듈 패키지(300A, 300B)가 구비하는 구성요소의 치수 관계를 조정해 놓음으로써, 광선 경로(903)의 불필요한 광선이 수광소자(32)에 입사되는 것을 억제한다. 또한, 모듈 패키지(300A)가 구비하는 구성요소의 치수 관계와, 모듈 패키지(300B)가 구비하는 구성요소의 치수 관계는 마찬가지이다. 따라서, 여기에서는, 모듈 패키지(300B)가 구비하는 구성요소의 치수 관계에 대해서 설명한다.
도 16은 실시 형태 1에 따른 모듈 패키지가 구비하는 구성요소의 치수 관계를 설명하기 위한 도면이다. 모듈 패키지(300B)와 광학식 스케일(2)이, 허용되는 최대 거리만큼 멀어진 위치에 배치되는 경우를 생각한다. 모듈 패키지(300B)의 상면으로부터 광학식 스케일(2)까지의 거리를 거리 L1으로 하고, 발광면(310)의 중심으로부터 수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단면까지의 거리를 거리 L2로 한다. 이 경우, 거리 L1 및 거리 L2에 의해서, 수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단면에 입사되는 광선의 각도 θ1이 정해진다. 이 경우에 있어서, 광투과성 수지(33A)의 굴절률 n1과, 광투과성 수지(33A)와 광학식 스케일(2) 사이의 공기의 굴절률 nx가 스넬의 법칙에 적용된 다음에 각도 θ1이 산출된다. 스넬의 법칙에 의하면, 공기측으로부터 광투과성 수지(33A)에 입사되는 광선의 각도를 각도 θx로 했을 경우, n1×sinθ1=nx×sinθx가 된다. 또한, 광투과성 수지(33A)로부터 공기측으로의 광선의 출사점과, 공기측으로부터 광투과성 수지(33A)로의 광선의 입사점 사이의 거리를 거리 L0로 하면, tanθx=L0/(2×L1)이다. 이와 같이, 각도 θ1은, 각도 θx를 이용하여 산출되고, 각도 θx는, 거리 L1, L0를 이용하여 산출된다. 수광소자(32)의 상면과 같은 면내의 수광면(320)으로부터 광투과성 수지(33A)의 상면까지의 거리를 거리 L3로 하면, 거리 L0는, 거리 L1, L2, L3로부터 산출된다. 따라서, 각도 θ1은, 거리 L1, L2, L3를 이용하여 산출된다.
또한, 수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단부로부터 수광면(320)의 발광소자(31)측과는 반대측의 단부까지의 거리를 거리 L4로 한다. 또한, 수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단부는, 연직 방향으로 연장되는 측단면이며, 수광면(320)의 발광소자(31)측과는 반대측의 단부는, 수광면(320)을 가진 부재의 연직 방향으로 연장되는 측단면이다.
수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단부에 광선 경로(903)로 최초로 입사된 위치와, 2번째로 입사된 위치의 거리를 Lx로 하면, Lx=2×tanθ1×L3가 된다.
여기서, Lx＞L4가 되면, 수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단부에 광선 경로(903)로 최초로 입사된 광은, 2번째의 입사는 수광면(320)으로부터 벗어난다. 또한, 수광소자(32)의 발광소자(31)측의 단부보다도 우측으로 입사된 광의 2번째의 입사도 수광면(320)으로부터 벗어난다.
그 때문에,
2×tanθ1×L3＞L4 … (1)
의 관계가 성립되면, 수광소자(32)와 광투과성 수지(33A)의 사이에서 다중 반사된 광이 수광면(320)에 입사되는 것을 막을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 각도 θ1은, 거리 L1, L2, L3를 이용하여 산출할 수 있으므로, 상술한 (1)의 관계는,
(L2/L1)×L3＞L4 … (2)
로 바꿔쓸 수 있다.
모듈 패키지(300B)는, 식(1)을 만족시키도록 구성됨으로써, 불필요한 광선이 수광소자(32)에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 거리 L1은, 모듈 패키지(300B)의 상면으로부터 광학 패턴(200)까지의 거리여도 된다.
여기서, 제어부(4)의 하드웨어 구성에 대해서 설명한다. 제어부(4)는, 제어 회로, 즉 프로세서 및 메모리에 의해 실현될 수 있다. 프로세서는 CPU(Central Processing Unit) 등이다. 메모리는 RAM(Random Access Memory) 또는 ROM(Read Only Memory) 등이다.
제어부(4)는, 프로세서가, 메모리에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 실현된다. 이 프로그램은, 제어부(4)의 절차 또는 방법을 컴퓨터로 실행시키는 것이라도 말할 수 있다. 메모리는 프로세서가 각종 처리를 실행할 때의 일시 메모리로서도 사용된다.
또한, 제어부(4)를 전용의 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 제어부(4)의 기능에 대해서, 일부를 전용의 하드웨어로 실현하고, 일부를 소프트웨어 또는 펌웨어로 실현하도록 해도 된다.
또한, 도 10 및 도 16에서 설명한, 차광성 수지(34B)는, 발광면(310)의 중심과 수광면(320)의 중심의 중간 위치에 배치되는 경우로 한정되지 않고, 다른 영역에 배치되어도 된다.
이와 같이, 실시 형태 1의 모듈 패키지(300A)에서는, 패키지 기판(30A)에 실장한 발광소자(31) 및 수광소자(32) 전체를 광투과성 수지(33A)로 덮고, 발광소자(31)와 수광소자(32) 사이에 차광성 수지(34A)를 마련하고 있다. 마찬가지로, 모듈 패키지(300B)에서는, 패키지 기판(30B)에 실장한 발광소자(31) 및 수광소자(32)의 전체를 광투과성 수지(33A)로 덮고, 발광소자(31)와 수광소자(32) 사이에 차광성 수지(34B)를 마련하고 있다. 따라서, 모듈 패키지(300A, 300B)는 발광소자(31)로부터 직접 수광소자(32)에 입사되는 불필요한 광선을 차광성 수지(34A, 34B)에 의해서 제거할 수 있으므로, 고정밀도로 절대 회전 각도를 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 모듈 패키지(300A)에서는, 발광소자(31)의 발광면(310)의 중심과, 수광소자(32)의 수광면(320)의 중심의 중간 위치에, 차광성 수지(34A)가 마련되어 있으므로, 광투과성 수지(33A)와 광학식 스케일(2) 사이의 다중 반사에 의한 불필요한 광선을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 모듈 패키지(300B)에서는, 발광소자(31)의 발광면(310)의 중심과, 수광소자(32)의 수광면(320)의 중심의 중간 위치에, 차광성 수지(34B)가 마련되어 있으므로, 광투과성 수지(33A)와 광학식 스케일(2) 사이의 다중 반사에 의한 불필요한 광선을 억제할 수 있다. 따라서, 모듈 패키지(300A, 300B)는, 고정밀도로 절대 회전 각도를 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 모듈 패키지(300A, 300B)가, 상술한 식(1)을 만족시키도록 구성되어 있으므로, 불필요한 광선이 수광소자(32)에 입사되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 모듈 패키지(300A, 300B)는, 고정밀도로 절대 회전 각도를 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 패키지 기판(30A, 30B)이, 글래스 에폭시 기판으로 구성되고, 광투과성 수지(33A) 및 차광성 수지(34A, 34B)가 모두 에폭시계 수지로 구성되어 있으므로, 온도 변화시의 크랙 등을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 모듈 패키지(300A, 300B)의 신뢰성을 높이는 것이 가능하게 된다.
이와 같이 실시 형태 1에 의하면, 모듈 패키지(300A, 300B)가, 발광소자(31)가 구비하는 발광면(310)의 중심과, 수광소자(32)가 구비하는 수광면(320)의 중심의 중간 위치에 차광성 수지(34A, 34B)를 가지므로, 측정 대상물의 절대 회전 각도를 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하게 된다.
실시 형태 2.
다음으로, 도 17 및 도 18을 이용하여 본 발명의 실시 형태 2에 대해서 설명한다. 실시 형태 2에서는, 광투과성 수지의 상면을 수광소자(32)의 수광면(320)에 대해서 경사지게 함으로써, 광투과성 수지에서 반사된 광선이 수광소자(32)의 수광면(320)에 입사되는 것을 억제한다.
도 17은 실시 형태 2에 따른 모듈 패키지의 제1 구성예를 나타내는 도면이다. 도 17의 각 구성요소 중 도 2에 나타내는 실시 형태 1의 모듈 패키지(300A) 또는 도 10에 나타내는 실시 형태 1의 모듈 패키지(300B)와 동일 기능을 달성하는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고 있고, 중복되는 설명은 생략한다.
실시 형태 2의 모듈 패키지(300C)는, 패키지 기판(30B)과, 발광소자(31)와, 수광소자(32)와, 광투과성 수지(33C)와, 차광부인 차광성 수지(34C)를 가지고 있다. 이와 같이, 모듈 패키지(300C)는 광투과성 수지(33A) 대신에 광투과성 수지(33C)를 구비하고 있다.
차광성 수지(34C)는, 차광성 수지(34A, 34B)와 비교하여, 연직 방향의 길이가 짧지만, 그 밖의 구성은 같다. 광투과성 수지(33C)는 광투과성 수지(33A)와 마찬가지의 부재를 이용하여 형성되어 있고, 광투과성 수지(33A)와는 형상이 다르다. 광투과성 수지(33C)는, 광투과성 수지(33A)와 마찬가지로, 패키지 기판(30B) 상의 발광소자(31) 및 수광소자(32)의 전체를 덮고 있다.
광투과성 수지(33C)는 차광성 수지(34C)가 배치되어 있는 영역보다도 좌측의 영역(403)과, 차광성 수지(34C)가 배치되어 있는 영역보다도 우측의 영역(404)을 가지고 있다. 영역(403)에 있어서의 광투과성 수지(33C)의 상면이 상면(150)이며, 영역(404)에 있어서의 광투과성 수지(33C)의 상면이 상면(151)이다.
차광성 수지(34C)의 수평 방향의 제1 면은, 영역(403)에 있어서의 광투과성 수지(33C)의 상면(150)과 같은 면내이다. 또한, 차광성 수지(34C)의 수평 방향의 제2 면은, 패키지 기판(30B)의 내부에서 패키지 기판(30B)에 접하고 있다.
실시 형태 1에서는, 광투과성 수지(33A)의 광학식 스케일(2)측의 면인 상면이 플랫한 형상인 경우에 대해서 설명했지만, 실시 형태 2에서는, 광투과성 수지(33C)의 상면(151)에 구배(句配)가 마련되어 있다. 모듈 패키지(300C)에서는, 광투과성 수지(33C)의 상면 중, 수광소자(32)측의 상면(151)이, 수광소자(32)의 상면과 동일 면내의 수광면(320)에 대해서 평행하지 않고 기울어져 있다. 구체적으로는, 영역(404)의 광투과성 수지(33C)는, 차광성 수지(34C)측의 단부로부터 차광성 수지(34C)와는 반대측의 단부를 향하여 층의 두께가 조금씩 두껍게 되어 있다. 영역(404)의 광투과성 수지(33C)는, 차광성 수지(34C)측의 단부에서의 두께가, 영역(403)의 광투과성 수지(33C)의 두께와 같다. 모듈 패키지(300C)에서는, 상면(150)과 상면(151)이 이루는 각도가, 각도 θ2이다. 바꿔 말하면, 상면(151)의 구배 각도는, 각도 θ2이다.
이와 같이, 실시 형태 2의 앱솔루트 인코더(1)는, 실시 형태 1의 앱솔루트 인코더(1)와, 기본적인 구성은 같지만, 광투과성 수지(33C)의 영역(404)에 있어서의 형상이, 광투과성 수지(33A)의 영역(402)에 있어서의 형상과 다르게 되어 있다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 비교예의 모듈 패키지(300X)에서는, 광학식 스케일(2)로부터의 불필요한 광선이 수광소자(32X)에 입사된다. 이 경우에 있어서, 불필요한 광선의 광선 경로(903)와, 정규의 광선 경로(901)는, 수광소자(32X)로의 입사각도가 대략 같다. 구체적으로는, 불필요한 광선이 광투과성 수지(33X)의 상면에서 프레넬 반사되어 수광소자(32X)에 입사되는 각도와, 정규인 광선이 수광소자(32X)에 입사되는 각도가 대략 같다. 그래서, 실시 형태 2에서는, 광선이 입사되어 오는 것과 함께 불필요한 광선을 반사시키는 상면(151)을, 수평 방향으로부터 기울이고 있다. 이와 같이, 상면(151)은, 불필요한 광선이 넓은 반사 각도로 반사되도록 구배가 마련되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 모듈 패키지(300C)에서는, 수광소자(32)에서 반사된 광선이, 광투과성 수지(33C)의 상면(151)에서 프레넬 반사되지만, 상면(151)의 구배 각도인 각도 θ2분만큼 반사광선의 각도가 기울어진다. 이 때문에, 수광소자(32) 및 상면(151)에서 반사된 불필요한 광선이 수광소자(32)의 수광면(320)에 입사되기 어렵게 된다. 구배 각도인 각도 θ2가 클수록, 수광소자(32)와 광투과성 수지(33C) 사이의 다중 반사에 의한 불필요한 광선은, 수광면(320)에 입사되기 어렵게 된다. 따라서, 각도 θ2가 클수록, 영역(403)에 있어서의 광투과성 수지(33C)를 얇게 할 수 있다. 이와 같이, 모듈 패키지(300C)는, 실시 형태 1의 광투과성 수지(33A)와 비교하여, 광투과성 수지(33C)의 두께를 얇게 할 수 있다.
또한, 모듈 패키지(300C)는, 패키지 기판(30B) 대신에, 패키지 기판(30A)을 구비하고 있어도 된다. 바꿔 말하면, 모듈 패키지(300A)에 광투과성 수지(33C)가 적용되어도 된다. 이 경우, 모듈 패키지(300A)가, 광투과성 수지(33A) 대신에 광투과성 수지(33C)를 구비하고, 차광성 수지(34A) 대신에 차광성 수지(34C)를 구비한다.
또한, 도 17에서는, 상면(151)에 구배를 마련하는 경우에 대해서 설명했지만, 상면(150)에도 상면(151)과 마찬가지의 구배를 마련해도 된다. 도 18은 실시 형태 2에 따른 모듈 패키지의 제2 구성예를 나타내는 도면이다. 도 18의 각 구성요소 중 도 17에 나타내는 모듈 패키지(300C)와 동일 기능을 달성하는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여해 놓고, 중복되는 설명은 생략한다.
모듈 패키지(300D)는 패키지 기판(30B)과, 발광소자(31)와, 수광소자(32)와, 광투과성 수지(33D)와, 차광부인 차광성 수지(34C)를 가지고 있다. 이와 같이, 모듈 패키지(300D)는 광투과성 수지(33C) 대신에 광투과성 수지(33D)를 구비하고 있다.
광투과성 수지(33D)는 광투과성 수지(33C)와 마찬가지의 부재를 이용하여 형성되어 있고, 광투과성 수지(33C)와는 형상이 다르다. 광투과성 수지(33D)는, 광투과성 수지(33C)와 마찬가지로, 패키지 기판(30B) 상의 발광소자(31) 및 수광소자(32) 전체를 덮고 있다.
광투과성 수지(33D)는 차광성 수지(34C)가 배치되어 있는 영역보다도 좌측의 영역(405)과, 차광성 수지(34C)가 배치되어 있는 영역보다도 우측의 영역(406)을 가지고 있다. 영역(405)에 있어서의 광투과성 수지(33D)의 상면이 상면(152)이며, 영역(406)에 있어서의 광투과성 수지(33D)의 상면이 상면(153)이다. 영역(406)은 영역(404)과 마찬가지의 영역이며, 상면(153)은 상면(151)과 마찬가지의 면이다.
모듈 패키지(300D)는, 광투과성 수지(33D)의 상면(152)이, 수광소자(32)의 상면과 동일 면내의 수광면(320)에 대해서 평행하지 않고 기울어져 있다. 구체적으로는, 영역(405)의 광투과성 수지(33D)는, 차광성 수지(34C)측의 단부로부터 차광성 수지(34C)측과는 반대측의 단부를 향하여 층의 두께가 조금씩 얇게 되어 있다.
광투과성 수지(33D)는, 영역(405)의 차광성 수지(34C)측의 단부에서의 두께가, 영역(406)의 차광성 수지(34C)측의 단부에서의 두께와 같다. 그리고, 모듈 패키지(300D)에서는, 광투과성 수지(33D)의 저면과 상면(152)이 이루는 각도가 각도 θ2이며, 광투과성 수지(33D)의 저면과 상면(153)이 이루는 각도가 각도 θ2이다. 바꿔 말하면, 상면(152, 153)의 구배 각도는, 각도 θ2이다.
이와 같이 실시 형태 2에서는, 광투과성 수지(33C, 33D)의 수광소자(32)측의 상면(151, 153)에 구배를 마련했으므로, 광선이, 수광소자(32)에서 반사된 후에 광투과성 수지(33C, 33D)의 상면(151, 153)에서 프레넬 반사될 때에, 구배 각도인 각도 θ2분만큼 기울어져 반사된다. 이 때문에, 다중 반사된 불필요한 광선이 수광면(320)에 입사되기 어렵게 된다. 이 결과, 모듈 패키지(300C, 300D)는 고정밀도로 절대 회전 각도를 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 광투과성 수지(33C, 33D)의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 모듈 패키지(300C, 300D)를 제작할 때의 재료비를 삭감하는 것이 가능하게 되어, 저비용으로 절대 회전 각도의 검출을 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 모듈 패키지(300D)는, 패키지 기판(30B) 대신에, 패키지 기판(30A)을 구비하고 있어도 된다. 바꿔 말하면, 모듈 패키지(300A)에 광투과성 수지(33D)가 적용되어도 된다. 이 경우, 모듈 패키지(300A)가, 광투과성 수지(33A) 대신에 광투과성 수지(33D)를 구비하고, 차광성 수지(34A) 대신에 차광성 수지(34C)를 구비한다.
또한, 도 17 및 도 18에서 설명한, 차광성 수지(34C)는, 발광면(310)의 중심과 수광면(320)의 중심의 중간 위치에 배치되는 경우로 한정되지 않고, 다른 영역에 배치되어도 된다.
이와 같이 실시 형태 2에 의하면, 광투과성 수지(33C, 33D)의 상면(151, 153)이 경사져 있으므로, 광투과성 수지(33C, 33D)의 상면(151, 153)에서 반사된 불필요한 광선이 수광면(320)에 입사되기 어렵게 된다. 따라서, 측정 대상물의 절대 회전 각도를 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 실시 형태 1, 2에서는, 앱솔루트 인코더(1)가 회전 각도를 검출하는 로터리 인코더인 경우에 대해서 설명했지만, 앱솔루트 인코더(1)는 직선적인 이동량을 검출하는 리니어 인코더에도 적용 가능하다.
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명 내용의 일례를 나타내는 것으로, 다른 공지된 기술과 조합시키는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
1 앱솔루트 인코더, 2 광학식 스케일, 4 제어부, 5 회전 샤프트, 19 룩업 테이블, 30A, 30B 패키지 기판, 31, 31X 발광소자, 32, 32X 수광소자, 33A, 33C, 33D, 33X 광투과성 수지, 34A, 34B, 34C 차광성 수지, 41 각도 연산부, 42 발광량 조정부, 150~153 상면, 200 광학 패턴, 201 반사부, 202 비반사부, 300, 300A, 300B, 300X 모듈 패키지, 310, 310X 발광면, 320, 320X 수광면, 411 광량 분포 보정부, 412 엣지 검출부, 413 개략 검출부, 414 고정밀도 검출부, 415 회전 각도 검출부, 901~903 광선 경로.

Claims (5)

  1. 광학 패턴을 가지는 광학식 스케일과,
    상기 광학식 스케일에 광을 조사하는 발광소자 및 상기 광학식 스케일로부터의 반사광을 수광하는 수광소자를 광투과성 수지로 덮은 모듈 패키지와,
    상기 수광소자가 상기 반사광에 따라서 출력하는 신호에 기초하여, 상기 광학식 스케일의 절대 회전 각도를 연산하는 제어부를 구비하고,
    상기 모듈 패키지에는,
    상기 광투과성 수지의 상기 광학식 스케일에 대향하는 면에서 노출되고 또한 상기 발광소자의 발광면의 중심과, 상기 수광소자의 수광면의 중심의 중간 위치를 통과하는 차광부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈 패키지는 상기 발광소자 및 상기 수광소자가 실장되는 패키지 기판을 더 가지며,
    상기 차광부는 상기 패키지 기판이 파인 영역 및 상기 광투과성 수지가 파인 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 패키지 기판은 글래스 에폭시 기판이며,
    상기 광투과성 수지 및 상기 차광부는, 에폭시계 수지인 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.
  4. 광학 패턴을 가지는 광학식 스케일과,
    상기 광학식 스케일에 광을 조사하는 발광소자 및 상기 광학식 스케일로부터의 반사광을 수광하는 수광소자를 광투과성 수지로 덮은 모듈 패키지와,
    상기 수광소자가 상기 반사광에 따라서 출력하는 신호에 기초하여, 상기 광학식 스케일의 절대 회전 각도를 연산하는 제어부를 구비하고,
    상기 모듈 패키지는,
    상기 수광소자의 상기 발광소자측의 단부에 조사되는 광선의 각도를 θ1으로 하고, 상기 수광소자의 수광면으로부터 상기 광투과성 수지의 상면까지의 거리를 L3로 하며, 상기 수광소자의 상기 발광소자측의 단부로부터 상기 수광면의 상기 발광소자측과는 반대측의 단부까지의 거리를 L4로 했을 경우에, 2×tanθ1×L3＞L4가 성립되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.
  5. 광학 패턴을 가지는 광학식 스케일과,
    상기 광학식 스케일에 광을 조사하는 발광소자 및 상기 광학식 스케일로부터의 반사광을 수광하는 수광소자를 광투과성 수지로 덮은 모듈 패키지와,
    상기 수광소자가 상기 반사광에 따라서 출력하는 신호에 기초하여, 상기 광학식 스케일의 절대 회전 각도를 연산하는 제어부를 구비하고,
    상기 광투과성 수지는, 상기 광학식 스케일에 대향하는 면인 상면이, 상기 수광소자의 수광면에 대해서 경사져 있는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더.
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