TW202041834A

TW202041834A - 編碼器

Info

Publication number: TW202041834A
Application number: TW109110950A
Authority: TW
Inventors: 久保勇治; 二村政範; 目片敏男; 野口琢也; 神保茂雄
Original assignee: 日商三菱電機股份有限公司
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-11-16
Also published as: KR102360458B1; WO2020208773A1; JP6639750B1; JPWO2020208773A1; CN113661376A; KR20210126133A; TWI718040B

Abstract

一種編碼器，其具備投受光模組封裝(3)，該投受光模組封裝(3)係具有封裝基板(30)以及具有覆蓋基板之安裝面(30a)的光穿透性樹脂(33)。光穿透性樹脂(33)係具有第一部位(33a)及第二部位(33b)，該第一部位(33a)係覆蓋安裝面(30a)之中設有發光元件(31)的區域，該第二部位(33b)係覆蓋安裝面(30a)之中設有受光元件(32)以及連接受光元件(32)與基板之搭接線(35)的區域。與安裝面(30a)垂直之方向上的光穿透性樹脂(33)之厚度係在第二部位(33b)之至少一部分比第一部位(33a)更薄，或是與安裝面(30a)平行且與發光元件(31)和受光元件(32)所並排的方向垂直之方向上的光穿透性樹脂(33)之長度係在第二部位(33b)之至少一部分比第一部位(33a)更短。

Description

編碼器

本發明係關於一種檢測測量對象物之旋轉角度的編碼器。

光學式之旋轉編碼器(rotary encoder)，為依據從刻度尺(scale)入射來的光信號來算出刻度尺之旋轉角度的編碼器。將光照射於刻度尺的發光元件與接受來自刻度尺之光的受光元件，係由光穿透性樹脂所覆蓋，藉此受到保護避免外部環境影響。又，連接受光元件與基板的搭接線(bonding wire)，係與受光元件一起藉由光穿透性樹脂所保護。通常，光穿透性樹脂與搭接線的材料之熱膨脹係數不同，故搭接線有時會承受光穿透性樹脂因溫度變化而膨脹或是收縮所引起的應力。搭接線有時會因反覆承受應力而斷裂。

在專利文獻1係揭示一種發光裝置，該發光裝置係具有覆蓋設置於基底基板(base substrate)之發光元件的光穿透性樹脂，在基板係設置有供連接於發光元件之搭接線穿通的貫通孔。根據專利文獻1的技術，藉由減少搭接線之周邊的光穿透性樹脂之量，就會減低搭接線因溫度變化而承受的應力(stress)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2012-94612號公報

[發明所欲解決之課題]

在編碼器中，為了進行旋轉角度之高精度的算出而越增加受光元件之數目，則搭接線之數目就會變得越多。在針對連接於受光元件的搭接線應用了上述專利文獻1之技術的情況下，安裝受光元件的基板係搭接線之數目越多則貫通孔之數目也會變得越多。由於貫通孔之數目變得越多則藉由光穿透性樹脂所為的封裝(package)之尺寸(size)就會變得越大，所以編碼器難以小型化。又，貫通孔之數目變得越多，則編碼器製造時的加工就會變得越繁雜。因此，當根據上述專利文獻1的技術時，就有難以藉由小型且能夠輕易地加工的構成來減低搭接線的斷裂之問題。

本發明係有鑑於上述問題而開發完成，其目的在於獲得一種能夠藉由小型且能夠輕易地加工的構成來防止連接受光元件與基板的搭接線之斷裂的編碼器。 [用以解決課題的手段]

為了解決上述的課題且達成目的，本發明的編碼器係具備：刻度尺，係具有光學圖案(optical pattern)；以及模組封裝(module package)，係具有基板及光穿透性樹脂，該基板係安裝有發光元件及受光元件，該發光元件係將光照射於刻度尺，該受光元件係具有供來自刻度尺之光入射的受光面，該光穿透性樹脂係覆蓋基板之中安裝有發光元件與受光元件的安裝面；光穿透性樹脂係具有第一部位及第二部位，該第一部位係覆蓋安裝面之中設有發光元件的區域，該第二部位係覆蓋安裝面之中設有受光元件以及連接受光元件與基板之搭接線的區域；與安裝面垂直之方向上的光穿透性樹脂之厚度係在第二部位之至少一部分比第一部位更薄，或是與安裝面平行且與發光元件和受光元件所並排的方向垂直之方向上的光穿透性樹脂之長度係在第二部位之至少一部分比第一部位更短。 [發明功效]

本發明的編碼器係達成可以藉由小型且能夠輕易地加工的構成來防止連接受光元件與基板的搭接線之斷裂的功效。

以下，依據圖式來詳細地說明本發明之實施型態的編碼器。再者，本發明並非被限定於該實施型態。在以下所示的圖式中，有的情況各個要素的縮尺會與現實不同，在各個圖式間也是有相同情況。又，在以下所示的圖式中，為了容易觀看圖式，有的情況在藉由剖面所示的要素上不附加剖面線(hatching)。

[實施型態1] 第1圖係顯示本發明之實施型態1的編碼器之構成的示意圖。編碼器1係檢測屬於測量對象物的旋轉體之旋轉角度。編碼器1為依據從刻度尺入射來的光信號來算出刻度尺之旋轉角度的光學式之旋轉編碼器，且為檢測絕對旋轉角度的絕對編碼器(absolute encoder)。

編碼器1係具有：光學式刻度尺2，為具有光學圖案20的刻度尺；投受光模組封裝3，為具有投光功能與受光功能的模組封裝；以及控制部4，係控制編碼器1。光學式刻度尺2係與如馬達(motor)之旋轉裝置所具備的旋轉軸5連結。光學式刻度尺2係與旋轉軸5一起旋轉。在第1圖中係省略了旋轉裝置的圖示。

在光學式刻度尺2中係使用圓形狀的板材。光學圖案20係設置於環狀的區域，該環狀的區域為光學式刻度尺2的圓形狀之中的外周部。光學圖案20係具有在沿著圓形狀之外周的方向上交替地配置的反射部21與非反射部22。反射部21係將從後述之發光元件入射來的光朝向投受光模組封裝3反射的部分。非反射部22係將從發光元件入射來的光予以吸收或是散射的部分。

複數個反射部21與複數個非反射部22之各個，係在沿著外周的方向上具有各種的寬度。當發光元件往旋轉中的光學圖案20照射光時，在光學圖案20上就會重複進行與反射部21之寬度相應的時間之反射以及與非反射部22之寬度相應的時間之非反射。後述的受光元件係檢測在反射部21反射來的光。在受光元件中所檢測的光之強度，係按照反射部21與非反射部22之排列圖案而調變。

反射部21與非反射部22的排列圖案，係以將光學式刻度尺2之旋轉角度賦予特徵的方式所設定。如此，光學式刻度尺2係在旋轉角度具有固有的光學圖案20。在光學圖案20中，例如可使用所謂M系列的虛擬隨機編碼圖案。

在構成光學式刻度尺2的板材中，例如可使用不鏽鋼等的金屬基材。非反射部22係藉由對金屬基材的表面施予電鍍處理所形成。反射部21係藉由在金屬基材的表面施予鏡面拋光(mirror finish)所形成。反射部21亦可藉由鏡面拋光以外的手法形成。非反射部22亦可藉由電鍍處理以外的手法形成。

投受光模組封裝3係朝向光學式刻度尺2射出光。又，投受光模組封裝3係檢測在光學式刻度尺2反射來的光。投受光模組封裝3係將與所檢測出之光對應的信號往控制部4輸出。控制部4係具有：角度運算部41，係運算光學式刻度尺2的絕對旋轉角度；以及發光量調整部42，係調整投受光模組封裝3中的發光量。

角度運算部41係依據從投受光模組封裝3所具有之受光元件所輸出的信號來運算光學式刻度尺2的絕對旋轉角度。角度運算部41所求的絕對旋轉角度，係與旋轉軸5的旋轉位置對應。如此，角度運算部41係依據與編碼後之光學圖案20對應的信號來求出旋轉軸5的旋轉位置。角度運算部41係將位置資料43往外部裝置輸出，該位置資料43係絕對旋轉角度的運算結果且為表示旋轉軸5的旋轉位置之資料。發光量調整部42係依據從受光元件所輸出的信號來調整發光元件所致的發光量。再者，有關發光元件與受光元件將於後述。

如此，編碼器1係從與已入射於受光元件之光對應的信號藉由角度運算部41來運算絕對旋轉角度。再者，控制部4亦可依據絕對旋轉角度來進行測量對象物的旋轉控制。因編碼器1係沒有必要累計從受光元件所輸出的脈衝信號(pulse signal)，故不需要在電源接通時使光學式刻度尺2往原點復位的動作。因而，編碼器1係能夠在電源接通時之迅速地啟用。

第2圖係第1圖所示之編碼器所具有的模組封裝之立體圖。第3圖係第1圖所示之編碼器所具有的模組封裝之剖視圖。第4圖係第1圖所示之編碼器所具有的模組封裝之上俯視圖。投受光模組封裝3係具有：發光元件31，係對光學式刻度尺2照射光；受光元件32，係檢測來自光學式刻度尺2的光；以及封裝基板30，為安裝有發光元件31及受光元件32的基板。

發光元件31與受光元件32係安裝於封裝基板30的安裝面30a。安裝面30a係形成為矩形狀。投受光模組封裝3係呈安裝面30a面向光學式刻度尺2的狀態，並與光學圖案20相對向配置。

編碼器1係具有連接有封裝基板30的編碼器基板。在第2圖及第3圖中係省略了編碼器基板的圖示。在編碼器基板中係執行比投受光模組封裝3更後段側之各種的處理。控制部4係配置於編碼器基板。具體而言，編碼器基板係具有執行控制部4之處理的處理電路。角度運算部41與發光量調整部42為控制部4所具有的功能部。

在安裝面30a係設置有與編碼器基板連接的端子。端子係設置於安裝面30a所具有之矩形中的四邊之全部。各個端子，為端面穿通孔(through hole)或是背面電極等。藉由在安裝面30a的四邊之全部設置有端子，就會提升發光元件31及受光元件32的安裝精度。

封裝基板30較佳是由與編碼器基板同樣的基板所構成。編碼器基板例如是由玻璃環氧基板(glass epoxy substrate)所構成。在此情況下，封裝基板30較佳亦由玻璃環氧基板所構成。

發光元件31為具有射出光之發光面31a的元件。發光元件31，例如是射出近紅外光的點光源LED(Light Emitting Diode；發光二極體)。發光元件31係以發光面31a與安裝面30a成為平行的方式來與封裝基板30接合。

受光元件32為具有接受光之受光面32a的元件。受光元件32，例如是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor；互補式金屬氧化物半導體)影像感測器(image sensor)或是CCD(Charge Coupled Device；電荷耦合元件)影像感測器的攝像元件，且具有往單方向排列的像素之集合。受光元件32係以受光面32a與安裝面30a成為平行的方式來與封裝基板30接合。

受光元件32係輸出與入射至受光面32a的光之強度相應的信號。具體而言，受光元件32係將在受光面32a所接受到的光轉換成類比(analog)的電壓信號。受光元件32係進一步將類比的電壓信號藉由已內置於受光元件32的A／D(Analog-to-Digital；類比／數位)轉換器來轉換成數位的電壓信號。藉此，受光元件32係生成與入射至受光面32a的光之強度相應的信號。受光元件32係將所生成的信號往控制部4輸出。在第2圖至第4圖中係省略了A／D轉換器的圖示。受光元件32所輸出的信號，為與在光學式刻度尺2反射並由受光元件32所接收到之光對應的信號。從而，控制部4所接收的信號係與光學式刻度尺2的旋轉位置對應。

投受光模組封裝3係具有覆蓋安裝面30a的光穿透性樹脂33。光穿透性樹脂33係封閉發光元件31與受光元件32。光穿透性樹脂33係具有第一部位33a及第二部位33b，該第一部位33a係覆蓋安裝面30a之中設有發光元件31的區域，該第二部位33b係覆蓋安裝面30a之中設有受光元件32以及搭接線35的區域。搭接線35係連接受光元件32與封裝基板30。在第2圖中係藉由虛線來表示屬於藉由光穿透性樹脂33所覆蓋之構成要素的發光元件31、受光元件32及搭接線35。又，在第4圖中係藉由實線來表示屬於藉由光穿透性樹脂33所覆蓋之構成要素的發光元件31、受光元件32及搭接線35。為了使光穿透性樹脂33與封裝基板30的線膨脹係數匹配，而在光穿透性樹脂33中使用例如環氧系樹脂。第二部位33b之中面向光學式刻度尺2側的面與搭接線35之間隔，係比第二部位33b之中面向光學式刻度尺2側的面與受光面32a之間隔更短。又，搭接線35係設置於安裝面30a之中發光元件31與受光元件32之間的部分以外之部分。藉此，投受光模組封裝3係可以抑制從發光元件31往受光元件32入射的光由搭接線35所妨礙。

投受光模組封裝3係具有作為遮光部的遮光性樹脂34。遮光性樹脂34係藉由將入射來的光予以吸收或是散射來抑制入射來的光之穿透。遮光性樹脂34，為用以抑制傳播於投受光模組封裝3內之不必要的光之雜散光(stray light)的要素。遮光性樹脂34係設置於第一部位33a與第二部位33b之間。光穿透性樹脂33係藉由遮光性樹脂34而被分斷成第一部位33a與第二部位33b。在遮光性樹脂34中係與光穿透性樹脂33同樣地使用環氧系樹脂。

從發光元件31射出來的光之中的一部分，會因第一部位33a之界面上的菲涅耳(Fresnel)反射等，而不從投受光模組封裝3射出並停留在第一部位33a。如此，藉由光停留在第一部位33a就會在投受光模組封裝3內產生雜散光。雜散光入射於受光元件32，藉此在從受光元件32所輸出的信號中，就會混合存在有與從光學式刻度尺2往受光元件32入射後之光相應的成分以及與雜散光相應的成分。編碼器1會因雜散光往受光元件32入射而難以算出正確的旋轉角度。

遮光性樹脂34係藉由遮蔽從第一部位33a往第二部位33b行進的光來抑制雜散光往受光元件32行進。遮光性樹脂34係除了遮蔽在第一部位33a之界面反射來的光以外，還遮蔽從發光元件31不經過該界面上之反射而入射的光，或者在封裝基板30與光學式刻度尺2之間經過多重反射的光。

遮光性樹脂34係形成板狀。屬於與安裝面30a垂直之方向上的遮光性樹脂34之一端的第一端，係與安裝面30a接觸。第一部位33a與第二部位33b係藉由遮光性樹脂34而在安裝面30a上被分斷。屬於與安裝面30a垂直之方向上的遮光性樹脂34之另一端的第二端，係使與安裝面30a垂直之方向上的位置設為與第一部位33a之中與安裝面30a側為相反側之面相同的位置。因此，在投受光模組封裝3之中與光學式刻度尺2相對向的面，遮光性樹脂34的第二端會露出。

遮光性樹脂34係配置於不遮住從發光元件31經過光學式刻度尺2上之反射而往受光元件32行進之光的位置。遮光性樹脂34係以遮光性樹脂34之中第一部位33a側的面與遮光性樹脂34之中第二部位33b側的面與安裝面30a成為垂直的方式來配置。

玻璃環氧基板，已知是使近紅外線等的光之一部分穿透。在封裝基板30中使用玻璃環氧基板的情況下，從發光元件31所射出來的光之一部分，有時是直接或者在第一部位33a內反射之後傳播於封裝基板30並到達受光元件32。如此，已傳播於封裝基板30的雜散光有可能會入射於受光元件32。為了抑制光往封裝基板30入射，亦可在封裝基板30中使用黑色玻璃環氧基板。或者，在封裝基板30的表面，亦可形成有用以抑制光往封裝基板30入射或者光在封裝基板30之內部傳播的遮光層。在遮光層中，係使用金屬膜、黑色阻劑(black resist)或者金屬膜與黑色阻劑的組合。藉此，投受光模組封裝3係可以防止雜散光往受光元件32入射。再者，只要是獲得與使用了此等材料的方法同樣之功效的方法，則為了防止雜散光往受光元件32入射，亦可應用使用了其他材料的方法。

在此，針對投受光模組封裝3所具有的構成要素之配置，定義作為相互地垂直之三軸的X軸、Y軸及Z軸。Z軸方向為第一方向，該第一方向為與安裝面30a垂直的方向。X軸方向為第一部位33a與第二部位33b隔著遮光性樹脂34而並排的方向。Y軸方向為第二方向，該第二方向為與第一部位33a和第二部位33b並排的方向垂直且與第一方向垂直的方向。X軸方向與Y軸方向，為與安裝面30a平行的方向。表示Z軸方向的箭頭之方向係設為安裝面30a所面向的方向。

Z軸方向中的第二部位33b之長度L2係比Z軸方向中的第一部位33a之長度L1更短。換言之，與安裝面30a垂直之方向上的第二部位33b之厚度，係比與安裝面30a垂直之方向上的第一部位33a之厚度更薄。有關藉由將長度L2形成比長度L1更短所能達成的功效將於後述。

編碼器1係檢測在光學圖案20反射來的光並求出光學式刻度尺2的旋轉角度。編碼器1亦可具備檢測穿透光學圖案20之光的構成，來取代檢測在光學圖案20反射之光的構成。

其次，針對角度運算部41之構成加以說明。第5圖係顯示第1圖所示之編碼器所具有的角度運算部之構成的方塊圖。角度運算部41係具有光量分布修正部44、邊緣(edge)檢測部45、粗略檢測部46、高精度檢測部47及旋轉角度檢測部48。受光元件32係將與往受光面32a入射的光之強度相應的信號往光量分布修正部44輸出。

第6圖係顯示往第5圖所示之角度運算部所具有的光量分布修正部輸入的信號之信號波形例的示意圖。第6圖所示的圖形(graph)之縱軸係表示信號強度，橫軸係表示像素之位置。屬於信號波形之中的波峰(peak)的位準「1」之信號11，係與編碼後的光學圖案20之中的反射部21對應。屬於信號波形之中的波谷(bottom)的位準「0」之信號12，係與編碼後的光學圖案20之中的非反射部22對應。

發光元件31的光量分布以及受光元件32所具有之每一像素中的增益(gain)之不均一等，會導致在信號11之信號強度中依每一像素產生差。在信號12之信號強度中，亦與信號11之信號強度同樣地，會依每一像素產生差。光量分布修正部44係進行使信號11彼此中之信號強度呈均一的修正，以及使信號12彼此中之信號強度呈均一的修正。光量分布修正部44係修正所輸入來的信號，藉此獲得信號11彼此中之信號強度呈均一且信號12彼此中之信號強度呈均一的信號。

第7圖係顯示第5圖所示之角度運算部所具有的光量分布修正部中的修正後之信號波形例的示意圖。第7圖所示的圖形之縱軸係表示信號強度，橫軸係表示像素之位置。在修正後的信號波形13中，波峰中的信號強度會呈均一，且波谷中的信號強度會呈均一。再者，藉由光量分布修正部44所為的修正方法，係只要是能夠抑制因光量分布等所引起的信號強度之不均一的方法即可，可以設為任意的方法。光量分布修正部44係將修正後的信號往邊緣檢測部45輸出。

邊緣檢測部45係依據藉由光量分布修正部44所為的修正後之信號依每一邊緣來算出像素值，該像素值為表示信號強度與事先所設定之臨限值位準14一致的像素之值。邊緣係指光學圖案20中的反射部21與非反射部22之交界。邊緣檢測部45係將作為所算出之像素值的邊緣像素值往粗略檢測部46輸出。邊緣像素值係表示邊緣的位置。

粗檢測部46係依據所輸入的邊緣像素值來解碼(decode)光學圖案20之中被投影在受光元件32上的位元圖案(bit pattern)。粗檢測部46係解碼位元圖案，藉此來算出粗略絕對旋轉角度49。

第8圖係用以說明從第7圖所示的信號波形之信號來算出粗略絕對旋轉角度之方法的示意圖。第8圖所示的位元流(bit stream)15，為與信號波形13之信號對應的位元流。粗檢測部46係按照藉由邊緣像素值所表示的邊緣之位置，將信號波形13之信號轉換成「0」及「1」的各個編碼之排列的位元流15。

檢查表(look-up table)16係將光學式刻度尺2的絕對旋轉角度與位元流相互地建立對應關係並予以保存。檢查表16係事先保存於控制部4所具有的記憶體(memory)內。在第1圖至第5圖中係省略了記憶體的圖示。粗略檢測部46係從檢查表16讀取對應於與位元流15相同之位元流的絕對旋轉角度，藉此求出粗略絕對旋轉角度49。粗略檢測部46係將粗略絕對旋轉角度49往高精度檢測部47輸出。

高精度檢測部47係依據粗略絕對旋轉角度49來高精度地運算被投影在受光元件32上的圖案之相位偏移量。粗略檢測部46所求出之粗略絕對旋轉角度49，為光學式刻度尺2的位元單位之絕對旋轉角度。高精度檢測部47係檢測相位偏移量，該相位偏移量係表示粗略絕對旋轉角度49與高精度的絕對旋轉角度之偏移。

第9圖係用以說明從藉由第8圖的參照所說明之粗略絕對旋轉角度來算出高精度的絕對旋轉角度之方法的示意圖。如第9圖所示，高精度檢測部47係檢測從基準像素18之位置到達邊緣像素位置19的相位偏移量17，該邊緣像素位置19為離基準像素18最近的邊緣像素之位置。基準像素18為在算出高精度的絕對旋轉角度時作為基準的像素，可為任意之像素。相位偏移量17係對應於基準像素18的位置與邊緣像素位置19之差。高精度檢測部47係將粗略絕對旋轉角度49與相位偏移量17往旋轉角度檢測部48輸出。

旋轉角度檢測部48係依據相位偏移量17來算出有關比光學式刻度尺2之1位元單位更細的單位之高精度的絕對旋轉角度。具體而言，旋轉角度檢測部48係在藉由粗略檢測部46所算出之粗略絕對旋轉角度49加上藉由高精度檢測部47所算出的相位偏移量17，藉此來算出高精度的絕對旋轉角度。旋轉角度檢測部48係將屬於高精度的絕對旋轉角度之算出結果的位置資料43往外部裝置輸出。

其次，針對藉由在投受光模組封裝3中將第二部位33b之長度L2形成比第一部位33a之長度L1更短所達成的功效加以說明。搭接線35係由光穿透性樹脂33所封閉，藉此獲得保護。通常，因光穿透性樹脂33與搭接線35的材料之熱膨脹係數不同，故搭接線35有時會承受光穿透性樹脂33因溫度變化而膨脹或是收縮所引起的應力。在搭接線35因反覆承受應力而斷裂的情況下，投受光模組封裝3就無法將信號從受光元件32往角度運算部41送出，而會因此無法算出旋轉角度。

在實施型態1中，Z軸方向上的第二部位33b之厚度，係比Z軸方向上的第一部位33a之厚度更薄。和第二部位33b之厚度與第一部位33a之厚度為相同的情況相較，藉由第二部位33b之厚度形成比第一部位33a之厚度更薄，就會減少第二部位33b中的光穿透性樹脂33之量。在第二部位33b中，藉由減少光穿透性樹脂33之量，則發生溫度變化時的膨脹量與收縮量就會變少。藉由膨脹量與收縮量變少，因光穿透性樹脂33膨脹或收縮而使搭接線35承受的應力就會變小。藉此，投受光模組封裝3就可以減低搭接線35的斷裂。

在第一部位33a之厚度與第二部位33b之厚度同樣地被減薄的情況下，在第一部位33a中，從發光元件31經過光穿透性樹脂33之界面上的反射而在發光元件31或者已連接於發光元件31之配線圖案反射的光會增加，藉此雜散光就會增加。投受光模組封裝3係針對第一部位33a維持能夠抑制雜散光的厚度。

與在封裝基板30設置貫通孔並在貫通孔穿通有搭接線35的情況相較，在投受光模組封裝3的製造中係不需要設置與搭接線35之數目相同數目的貫通孔之加工。因此，投受光模組封裝3係可以迴避製造時的加工變得繁雜的問題。又，藉由不需要貫通孔，投受光模組封裝3亦可以迴避大型化的問題。

投受光模組封裝3係以第二部位33b之厚度成為比第一部位33a之厚度更薄的方式來形成光穿透性樹脂33，藉此形成為能夠減低搭接線35之斷裂的構成。投受光模組封裝3係只要使第一部位33a與第二部位33b的光穿透性樹脂33之厚度不同，就可以輕易地獲得能夠減低搭接線35之斷裂的構成。藉由以上，編碼器1就達成可以藉由小型且能夠輕易地加工的構成來減低搭接線35之斷裂的功效。

[實施型態2] 第10圖係本發明之實施型態2的編碼器所具有的模組封裝之剖視圖。第11圖係第10圖所示之編碼器所具有的模組封裝之俯視圖。在實施型態2的第二部位33b之一部分中，Z軸方向上的長度L2係比Z軸方向上的第一部位33a之長度L1更短。在實施型態2中，係在與上述之實施型態1相同的構成要素附記相同的符號，且主要針對與實施型態1不同的構成加以說明。在第11圖中係藉由實線來表示屬於藉由光穿透性樹脂33所覆蓋之構成要素的發光元件31、受光元件32及搭接線35。

第二部位33b之中長度L2的部分33c，為設有受光面32a的部分33d以外之部分，且比受光面32a更靠第一部位33a側的部分33e以外之部分。在部分33d與部分33e中，Z軸方向上的長度為長度L1。在部分33c與部分33d之間係形成有凹形的曲面36。亦即，在部分33c與部分33d之間設置有斜度。部分33c與部分33d之間的面，亦可為相對於安裝面30a具有傾斜的斜面。藉由在部分33c與部分33d之間設置有斜度，從發光元件31照射並入射於斜度後的光就不會往受光元件32入射。從而，投受光模組封裝3係可以抑制雜散光。

入射於受光面32a的光之中在受光面32a反射來的光以及在受光面32a之周圍反射來的光，有時會因第二部位33b之界面上的菲涅耳反射而成為朝向受光面32a的雜散光。設有受光面32a的部分33d變得越薄，在第二部位33b之界面反射的光就越會增加，藉此雜散光就會增加。在實施型態2中，針對部分33d係使Z軸方向上的厚度與第一部位33a的厚度相同，藉此投受光模組封裝3就可以抑制朝向受光面32a的雜散光。

根據實施型態2，作為第二部位33b之一部分的部分33c之厚度係形成比第一部位33a的厚度更薄。投受光模組封裝3係可以藉由減少了第二部位33b中的光穿透性樹脂33之量來防止搭接線35之斷裂。又，投受光模組封裝3係可以藉由未使設有受光面32a的部分33d之厚度變薄來抑制朝向受光面32a的雜散光。藉此，編碼器1就可以算出正確的旋轉角度。

[實施型態3] 第12圖係本發明之實施型態3的編碼器所具有的模組封裝之立體圖。第13圖係第12圖所示之編碼器所具有的模組封裝之俯視圖。在實施型態3的第二部位33b之一部分中，Y軸方向上的長度L4係比Y軸方向上的第一部位33a之長度L3更短。在實施型態3中，係在上述之實施型態1及實施型態2相同的構成要素附記相同的符號，且主要針對與實施型態1及實施型態2不同的構成加以說明。在第12圖及第13圖中係省略了封裝基板30的圖示。又，在第13圖中係藉由實線來表示屬於藉由光穿透性樹脂33所覆蓋之構成要素的發光元件31、受光元件32及搭接線35。

相較於第二部位33b之整體中的長度為與第一部位33a相同的長度L3的情況，藉由第二部位33b之一部分中的長度L4比第一部位33a中的長度L3更短，就會減少第二部位33b中的光穿透性樹脂33之量。投受光模組封裝3係可以減小搭接線35在Y軸方向上所承受的應力。藉此，投受光模組封裝3就可以減低搭接線35之斷裂。

再者，在實施型態3中，有關第二部位33b之整體，Y軸方向上的長度亦可設為長度L4。在此情況下，投受光模組封裝3亦可以減低搭接線35之斷裂。投受光模組封裝3係只要使第一部位33a與第二部位33b之至少一部分的光穿透性樹脂33之長度不同，就可以輕易地獲得能夠減低搭接線35之斷裂的構成。藉此，編碼器1就會與實施型態1的情況同樣地達成可以藉由小型且能夠輕易地加工的構成來減低搭接線35之斷裂的功效。

以上之實施型態所示的構成係顯示本發明的內容之一例，其既能夠與其他的公知技術組合，又能夠在不脫離本發明之要旨的範圍內將構成之一部分予以省略、變更。

1:編碼器 2:光學式刻度尺 3:投受光模組封裝 4:控制部 5:旋轉軸 11、12:信號 13:信號波形 14:臨限值位準 15:位元流 16:檢查表 17:相位偏移量 18:基準像素 19:邊緣像素位置 20:光學圖案 21:反射部 22:非反射部 30:封裝基板 30a:安裝面 31:發光元件 31a:發光面 32:受光元件 32a:受光面 33:光穿透性樹脂 33a:第一部位 33b:第二部位 33c、33d、33e:部分 34:遮光性樹脂 35:搭接線 36:曲面 41:角度運算部 42:發光量調整部 43:位置資料 44:光量分布修正部 45:邊緣檢測部 46:粗略檢測部 47:高精度檢測部 48:旋轉角度檢測部 49:粗略絕對旋轉角度 L1~L4:長度

第1圖係顯示本發明之實施型態1的編碼器之構成的示意圖。第2圖係第1圖所示之編碼器所具有的模組封裝之立體圖。第3圖係第1圖所示之編碼器所具有的模組封裝之剖視圖。第4圖係第1圖所示之編碼器所具有的模組封裝之俯視圖。第5圖係顯示第1圖所示之編碼器所具有的角度運算部之構成的方塊圖。第6圖係顯示往第5圖所示之角度運算部所具有的光量分布修正部輸入的信號之信號波形例的示意圖。第7圖係顯示第5圖所示之角度運算部所具有的光量分布修正部中的修正後之信號波形例的示意圖。第8圖係用以說明從第7圖所示的信號波形之信號來算出粗略絕對旋轉角度之方法的示意圖。第9圖係用以說明從藉由第8圖的參照所說明之粗略絕對旋轉角度來算出高精度的絕對旋轉角度之方法的示意圖。第10圖係本發明之實施型態2的編碼器所具有的模組封裝之剖視圖。第11圖係第10圖所示之編碼器所具有的模組封裝之俯視圖。第12圖係本發明之實施型態3的編碼器所具有的模組封裝之立體圖。第13圖係第12圖所示之編碼器所具有的模組封裝之俯視圖。

3:投受光模組封裝

30:封裝基板

30a:安裝面

31:發光元件

31a:發光面

32:受光元件

32a:受光面

33:光穿透性樹脂

33a:第一部位

33b:第二部位

34:遮光性樹脂

35:搭接線

L1、L2:長度

Claims

一種編碼器，其具備：刻度尺，係具有光學圖案；以及模組封裝，係具有基板及光穿透性樹脂，該基板係安裝有發光元件及受光元件，該發光元件係將光照射於前述刻度尺，該受光元件係具有供來自前述刻度尺之光入射的受光面，該光穿透性樹脂係覆蓋前述基板之中安裝有前述發光元件與前述受光元件的安裝面；前述光穿透性樹脂係具有第一部位及第二部位，該第一部位係覆蓋前述安裝面之中設有前述發光元件的區域，該第二部位係覆蓋前述安裝面之中設有前述受光元件以及連接前述受光元件與前述基板之搭接線的區域；與前述安裝面垂直之方向上的前述光穿透性樹脂之厚度係在前述第二部位之至少一部分比前述第一部位更薄，或是與前述安裝面平行且與前述發光元件和前述受光元件所並排的方向垂直之方向上的前述光穿透性樹脂之長度，係在前述第二部位之至少一部分比前述第一部位更短。
如申請專利範圍第1項所述之編碼器，其中，前述第二部位之中前述厚度比前述第一部位之厚度更薄的部分，為設有前述受光面的部分以外之部分，且為比前述受光面更靠前述第一部位側的部分以外之部分。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之編碼器，其中，在前述第二部位之中前述厚度比前述第一部位之厚度更薄的部分與前述第一部位之間設置有斜度。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之編碼器，其中，在前述第一部位與前述第二部位之間設置有遮光部。
如申請專利範圍第4項所述之編碼器，其中，前述基板，為由玻璃環氧樹脂所構成的基板；前述光穿透性樹脂與前述遮光部為環氧系樹脂。