JP2005121593A - Absolute encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アブソリュートエンコーダに関する。 The present invention relates to an absolute encoder.
従来、この種のアブソリュートエンコーダにおいては、シリアルアブソリュート刻線が形成された刻線円板と、刻線円板を挟むように対向配置された光源および受光素子アレイを備えている(例えば、特許文献1参照)。刻線円板は例えばモータ回転軸等に固定され、光源および受光素子に対して相対的に回転する。光源としては、LED等で発生した光をコリメートレンズで平行光にして出射するものが用いられる。 Conventionally, this type of absolute encoder includes a marking disk formed with serial absolute markings, and a light source and a light-receiving element array that are opposed to each other so as to sandwich the marking disk (for example, Patent Documents). 1). The engraved disk is fixed to, for example, a motor rotation shaft, and rotates relative to the light source and the light receiving element. A light source that emits light generated by an LED or the like as parallel light by a collimator lens is used.
シリアルアブソリュート刻線は透過パターンと不透過パターンとを所定方式で一列に配列したものであり、光源からの平行光を刻線円板のシリアルアブソリュート刻線に照射すると、シリアルアブソリュート刻線を通過した光が受光素子アレイによって検出される。検出された出力信号は処理回路によって信号処理され、絶対位置(回転角度等)が算出される。 Serial absolute engraving is a pattern in which transmission patterns and non-transmission patterns are arranged in a line in a predetermined manner. When parallel light from a light source is irradiated to the serial absolute engraving of the engraving disk, it passes through the serial absolute engraving. Light is detected by the light receiving element array. The detected output signal is subjected to signal processing by a processing circuit, and an absolute position (rotation angle or the like) is calculated.
近年、ロボットの小型化への要求により、アブソリュートエンコーダに対しても薄型化への要求が高まっている。しかしながら、上述した従来のアブソリュートエンコーダでは、LED,コリメートレンズ,刻線円板および受光素子アレイが刻線円板の軸方向に順に配置されているため、薄型化が困難であるという問題があった。 In recent years, due to the demand for miniaturization of robots, there is an increasing demand for thinning the absolute encoder. However, the above-described conventional absolute encoder has a problem in that it is difficult to reduce the thickness because the LED, the collimating lens, the engraved disk, and the light receiving element array are sequentially arranged in the axial direction of the engraved disk. .
請求項1の発明によるアブソリュートエンコーダは、シリアルアブソリュートパターン列およびインクリメンタルパターン列が並設されたスケール平板と、シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子アレイと並列に形成され、インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子アレイと第2の光電変換素子アレイとの間に配置され、スケール平板に向けて光を出射する発光素子とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のアブソリュートエンコーダにおいて、第1の光電変換素子アレイと第2の光電変換素子アレイと発光素子とは、スケール平板と対向して配置された半導体基板に形成されている。
請求項3の発明によるアブソリュートエンコーダは、シリアルアブソリュートパターン列およびインクリメンタルパターン列が並設されたスケール平板と、スケール平板と対向して設けられた半導体基板と、半導体基板に形成され、シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、半導体基板に第1の光電変換素子アレイと並列に形成され、インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子アレイと第2の光電変換素子アレイとの間の半導体基板上に配設され、スケール平板に向けて光を出射する発光素子が形成された半導体チップとを備えたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3に記載のアブソリュートエンコーダにおいて、第1の光電変換素子アレイと第2の光電変換素子アレイとの間の半導体基板に凹部を形成し、凹部に半導体チップを配設したものである。
請求項5の発明によるアブソリュートエンコーダは、シリアルアブソリュートパターン列およびインクリメンタルパターン列が並設されたスケール平板と、スケール平板と対向するように半導体基板を支持する支持基板と、半導体基板に形成され、シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、半導体基板に第1の光電変換素子アレイと並列に形成され、インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子アレイと第2の光電変換素子アレイとの間の半導体基板に形成された貫通孔と、貫通孔内において支持基板に配設され、スケール平板に向けて光を出射する発光素子が形成され半導体チップとを備えたことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダにおいて、発光素子の出射面と第1および第2の光電変換素子アレイの受光面とを同一平面に配設したものである。
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダにおいて、半導体基板上であって、並列に形成された第1の光電変換素子アレイおよび第2の光電変換素子アレイから等距離のライン上に、発光素子を配置したものである。
請求項8の発明は、請求項7に記載のアブソリュートエンコーダにおいて、発光素子を、第1の光電変換素子アレイの両端に設けられた各光電変換素子から等距離の位置に配置したものである。
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダにおいて、シリアルアブソリュートパターン列と並設された反射パターンと、反射パターンで反射された光を検出する参照用光電変換素子と、第1の光電変換素子アレイからの出力と参照用光電変換素子からの出力との差分を用いて第1の光電変換素子アレイの光電変換効率の変化を補正する補正手段とを備えたものである。
請求項10の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダに搭載されるセンサ素子であって、シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子アレイと並設され、インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子アレイと第2の光電変換素子アレイとの間に配置され、シリアルアブソリュートパターン列およびインクリメンタルパターン列に向けて光を出射する発光素子とを備えたことを特徴とする。
An absolute encoder according to a first aspect of the present invention includes a scale flat plate in which a serial absolute pattern array and an incremental pattern array are arranged side by side, a first photoelectric conversion element array for detecting reflected light from the serial absolute pattern array, A second photoelectric conversion element array that is formed in parallel with the photoelectric conversion element array and detects reflected light from the incremental pattern row, and is disposed between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array. And a light emitting element that emits light toward the scale plate.
According to a second aspect of the present invention, in the absolute encoder according to the first aspect, the first photoelectric conversion element array, the second photoelectric conversion element array, and the light emitting element are arranged on a semiconductor substrate disposed opposite to the scale plate. Is formed.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an absolute encoder comprising: a scale flat plate in which a serial absolute pattern row and an incremental pattern row are arranged side by side; a semiconductor substrate provided opposite to the scale flat plate; a serial absolute pattern row formed on the semiconductor substrate; A first photoelectric conversion element array that detects reflected light from the first photoelectric conversion element array, and a second photoelectric conversion element array that is formed in parallel with the first photoelectric conversion element array on the semiconductor substrate and detects reflected light from the incremental pattern row; And a semiconductor chip provided on a semiconductor substrate between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array and having a light emitting element that emits light toward the scale plate. It is characterized by.
According to a fourth aspect of the present invention, in the absolute encoder of the third aspect, a recess is formed in the semiconductor substrate between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array, and a semiconductor chip is arranged in the recess. It is set.
An absolute encoder according to a fifth aspect of the invention is a scale flat plate in which a serial absolute pattern row and an incremental pattern row are arranged in parallel, a support substrate that supports the semiconductor substrate so as to face the scale flat plate, and a serial plate formed on the semiconductor substrate. A first photoelectric conversion element array that detects reflected light from the absolute pattern row, and a second photoelectric conversion that is formed on the semiconductor substrate in parallel with the first photoelectric conversion element array and detects reflected light from the incremental pattern row. An element array, a through hole formed in the semiconductor substrate between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array, and a support substrate disposed in the through hole, and light toward the scale plate A light emitting element for emitting light is formed, and a semiconductor chip is provided.
The invention according to
According to a seventh aspect of the invention, in the absolute encoder according to any one of the first to sixth aspects, the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array formed in parallel on the semiconductor substrate are provided. Light emitting elements are arranged on equidistant lines.
According to an eighth aspect of the present invention, in the absolute encoder of the seventh aspect, the light emitting elements are arranged at equidistant positions from the respective photoelectric conversion elements provided at both ends of the first photoelectric conversion element array.
A ninth aspect of the present invention is the absolute encoder according to any one of the first to eighth aspects, wherein the reflective pattern arranged in parallel with the serial absolute pattern row and the reference photoelectric conversion element for detecting the light reflected by the reflective pattern And correction means for correcting a change in photoelectric conversion efficiency of the first photoelectric conversion element array using a difference between an output from the first photoelectric conversion element array and an output from the reference photoelectric conversion element It is.
A tenth aspect of the present invention is a sensor element mounted on the absolute encoder according to any one of the first to ninth aspects, wherein the first photoelectric conversion element array detects reflected light from the serial absolute pattern row, A second photoelectric conversion element array that is arranged in parallel with the first photoelectric conversion element array and detects reflected light from the incremental pattern row, and between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array. And a light emitting element that emits light toward the serial absolute pattern row and the incremental pattern row.
本発明によれば、スケール平板に垂直な方向に関するアブソリュートエンコーダの厚さを、従来よりも薄くすることができる。 According to the present invention, the thickness of the absolute encoder in the direction perpendicular to the scale plate can be made thinner than before.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明によるアブソリュートエンコーダの概略構成を示す断面図である。図2は、スケール円板1を中心とする概略斜視図である。図1において、スケール円板1はモータ軸2の端部に固定されており、モータ軸2とともに回転する。スケール円板1には、アブソリュートパターン100、インクリメンタルパターン101および参照用パターン102,103が同心円状に形成されている(図2参照)。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an absolute encoder according to the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view centering on the
一方、スケール円板1と対向する位置にはプリント配線基板3が配設されている。4はLED401,受光素子402a,402bおよび受光素子アレイ403,404が設けられたシリコンセンサ基板であり、シリコンセンサ基板4はプリント配線基板3のアブソリュートパターン100,インクリメンタルパターン101および参照用パターン102,103と対向する位置に固設されている。図2に示すように、各受光素子アレイ403,404は、光電変換素子をスケール円板1の周方向に一列に配設したものである。
On the other hand, a printed
プリント配線基板3には、受光素子402a,402bや受光素子アレイ403,404の出力信号を処理する処理回路5等を構成する電子部品が搭載されている。受光素子402a,402bおよび受光素子アレイ403,404の出力信号は処理回路5に入力される。処理回路5には演算部501、記憶部502が設けられている。6はLED401の発光を制御する発光制御回路である。
On the
図2に示すように、アブソリュートパターン100およびインクリメンタルパターン101は、LED401からの発散光を反射する複数の反射パターンa,bを円周上に設けることにより形成される。本実施の形態では、スケール円板1の表面にクロム等を蒸着することにより反射パターンa,bを形成している。また、参照用パターン102,103は円周上の一周にわたって反射膜を形成したものである。
As shown in FIG. 2, the
インクリメンタルパターン101は、反射パターンbとパターンニングが施されない領域dとを交互に配設したものである。一方、アブソリュートパターン100の場合には、例えばM系列パターンによって反射パターンaとパターンニングが施されない領域cとが配列される。N次のM系列は2N−1個の0または1の符号により形成され、例えば、符号0を反射パターンaに対応させ、符号1を領域cに対応させる。2N個の符号列にするため0が(N−1)個連続するパターンの頭に0を付与する。M系列では、符号の並びの中から連続したN個の符号を取り出した場合、取り出す位置によって符号の並び方が全て異なる。よって、N個の連続した反射パターンaと領域cとを検出することにより、スケール円板1の回転位置の絶対位置を求めることができる。
LED401からは発散光が出射されるので、受光素子アレイ403,404にはそれぞれアブソリュートパターン100およびインクリメンタルパターン101の拡大像が反射投影される。そのため、受光素子アレイ403,404の大きさおよび位置は、反射投影されるアブソリュートパターン100およびインクリメンタルパターン101の拡大像に対応するように設定されている。
Since divergent light is emitted from the
すなわち、受光素子アレイ403を構成する各光電変換素子の大きさは反射パターンaおよび領域cの像の大きさに応じて形成され、受光素子アレイ404を構成する各光電変換素子の大きさは反射パターンbおよび領域dの像の大きさに応じて形成されている。本実施の形態では、図1に示すようにLED401の出射面と受光素子アレイ403,404の受光面とは同一平面上に配設されているので、拡大像の倍率は2倍になる。
That is, the size of each photoelectric conversion element constituting the light receiving
LED401から出射される光は発散光であるため、照射領域の中心部分では光量がほぼ均一であるが周辺部では光量が低下する。そのため、LED401を受光素子アレイ403と受光素子アレイ404との間に配置し、アブソリュートパターン100とインクリメンタルパターン101とがほぼ同一条件で照明されるようにする。好ましくは、円周パターンの径方向に関しては受光素子アレイ403および受光素子404の中間位置で、円周パターンの周方向に関しても受光素子アレイ403,404の周方向中間位置に配置するのが良い。
Since the light emitted from the
また、アブソリュートパターン100およびインクリメンタルパターン101を挟むように設けられた参照用パターン102,103は、上述したように全領域に反射膜が形成されており、参照パターン102により反射された反射光は受光素子402aにより検出される。一方、参照パターン103で反射された反射光は受光素子402bで検出される。受光素子402a,402bはLED401に関して対称な位置に設けられる。図2に示す例では、円周パターンの同一径方向に沿って配置されている。
The
インクリメンタルパターン101を検出するための受光素子アレイ404は、スケール円板1の回転方向が判別できるように0度、90度、180度および270度の4位相の信号を出力する。処理回路5では、演算部501で0度信号と180度信号との差動、および90度信号と270度信号の差動をそれぞれ演算することにより、回転の方向判別をしている。
The light
また、アブソリュートパターン100を検出するための受光素子アレイ403については、上述したようにN次のM系列の場合には、反射パターンaおよび領域cからなる連続するN個のパターンを検出するために、N個の受光素子が一列に設けられている。このN個の受光素子の検出信号はラインセンサのように時系列的に処理回路5に順次読み込まれ、処理回路5において順に処理される。
In addition, as described above, the light receiving
ところで、エンコーダをモータに装着した場合、モータ発熱によりエンコーダが高温環境に曝されることになる。そして、この温度変化によりLED401の発光量が変化し、センサ出力レベルの変化を招く。そこで、受光素子402a,402bの出力を利用して光量の変化を検出し、その結果をLED401の発光制御回路6にフィードバックしてLED401の発光量を一定に保つように制御する。
By the way, when the encoder is mounted on the motor, the encoder is exposed to a high temperature environment due to motor heat generation. And the light emission amount of LED401 changes with this temperature change, and the change of a sensor output level is caused. Therefore, a change in the amount of light is detected using the outputs of the
受光素子402a,402bはLED401から出射される発散光の周辺付近の光を検出しているため、参照用パターン102,103に対するLED401の径方向位置の微妙な変化によって光量がふらつく。そのため、上述した発光量制御には受光素子402a,402bの各出力の和を用いる。演算部501で演算されるこの和信号は、LED401の径方向位置が変化しても、LED401に位置誤差があってもほぼ一定に保たれる。そして、LED401の光量の増減に対応して和信号の出力値も増減するので、和信号が増加したならば発光制御回路6はLED401の出力を下げるように制御し、逆に、和信号が減少したならば発光制御回路6はLED401の出力を上げるように制御して、光量が一定に保たれるようにする。
Since the
なお、上述した例では、参照用パターン102,103からの反射光を検出する受光素子402a,402bの出力信号を利用して光量フィードバックを行ったが、インクリメンタルパターン101からの反射光を検出する受光素子アレイ404の検出信号を利用して光量フィードバックを行っても良い。その場合、受光素子アレイ404の位相が0度、90度、180度、270度の信号の和を取るとDC成分が得られ、そのDC成分はLED401の光量変化によって増減する。そのため、このDC成分を利用して光量を一定に保つような制御を行うことができる。
In the above-described example, the light amount feedback is performed using the output signals of the
また、アブソリュートパターン100で反射された光を検出する受光素子アレイ403の出力が、温度変化によって変化する場合がある。その場合、受光素子402a,402bの出力の和も同様に変化する。そこで、この和信号と受光素子アレイ403の出力との差分を取ると、出力の変化がキャンセルされて一定の出力を得ることができる。その差分信号を補正されたアブリュートパターン信号として利用する。
In addition, the output of the light
図2に示した例では、参照用パターン102,103で反射された光を検出する受光素子402a,402bをLED401を挟んで一つずつ設けたが、図3に示すように受光素子アレイ403,404を含む領域405の4隅に一つずつ受光素子405a〜405dを設けるようにしても良い。LED401の光量フィードバックを行う場合には、受光素子405a〜405dの和を用いてフィードバック制御を行う。また、アブリュートパターン信号の温度変化補正を行う場合にも、受光素子405a〜405dの出力の和を用いて補正を行う。
In the example shown in FIG. 2, the
LED401の円周方向位置は、上述したように受光素子アレイ403,404の周方向中間位置に配置される。しかし、LED401をシリコンセンサ基板4に配設した際に、位置ずれが発生する場合がある。その時、LED401が周方向に位置ずれすると、受光素子アレイ403の各光電変換素子の出力レベルが揃わなくなる。
The circumferential position of the
例えば、図3においてLED401が中心から図示上方に位置ずれしている場合、光電変換素子403bに入射する光が減少し、光電変換素子403bの出力は受光素子403aの出力よりも小さくなる。当然、参照用パターン102,103の反射光を受光する受光素子405a〜405dに関しても、受光素子405b,405cの出力は受光素子405a,405dの出力よりも小さくなる。
For example, in FIG. 3, when the
そこで、予め記憶部502に発散光の光量の周方向分布を記憶させておく。そして、受光素子405a,405dの出力の和、受光素子405b,405cの出力の和および記憶されている光量分布とに基づいて、LED401の周方向位置ずれ量を算出する。そして、算出された位置ずれ量と記憶されている光量分布とから、受光素子アレイ403の各光電変換素子からの出力信号を補正する。
Therefore, the circumferential distribution of the amount of divergent light is stored in advance in the
次に、図4〜図6を参照して、シリコンセンサ基板4の形成方法について説明する。まず、図4(a)に示すように、異方性エッチングによりシリコンセンサ基板4上に凹部602を形成する。なお、エッチング加工に代えてレーザビーム加工により筒状の凹部を形成してもよい。
Next, a method for forming the
次いで、半導体製造プロセスにより、シリコンセンサ基板4上に複数のフォトダイオードから成る受光素子アレイ403,404および受光素子402a,402bを形成する(図4(b)参照)。その際に、LED401の電極が接続される配線パターン603を形成する。その後、シリコンセンサ基板4の凹部602に、LED401が形成されたチップ604を導電性接着剤により固着し、配線605を施す(図5参照)。本実施の形態では。シリコンセンサ基板4に凹部602を形成してから受光素子アレイ403等を形成したが、逆に、受光素子アレイ403等を形成してから凹部602を形成しても良い。
Next, light receiving
なお、凹部602の深さは、LED401と受光素子アレイ403,404および受光素子402a,402bとが同一平面となるように設定される。導電性接着剤としては、例えば銀ペーストなどが用いられる。最後に、導電性接着剤を用いて、シリコンセンサ基板4をプリント配線基板3に形成されたダイパッド301上に固着し、不図示の配線(ワイヤボンディング)を施す(図6参照)。
The depth of the
図1に示す例では、シリコンセンサ基板4に凹部602を形成して、その凹部602の底面にLED401を設けたが、図7に示すようにシリコンセンサ基板4に形成された貫通孔701内にLED401を配設しても良い。この場合、LED401は金属製の高さ調整用ブロック702を介してプリント配線基板3上に固着される。ブロック702によりLED401と受光素子アレイ403,404および受光素子402a,402bとが同一平面となるようにしている。LED401が形成されたチップ604の厚さとシリコンセンサ基板4の厚さとが等しい場合には、高さ調整用ブロック702は必要ない。
In the example shown in FIG. 1, the
まず、図8に示すように、シリコンセンサ基板4に受光素子アレイ403等を形成し、その後、異方性エッチングにより貫通孔701を形成することによりシリコンセンサ基板4が形成される。受光素子アレイ403等は、貫通孔701の開口部が小さい方の面に形成される。なお、この変形例の場合も、貫通孔701を形成した後に受光素子アレイ等403を形成しても良い。
First, as shown in FIG. 8, the light receiving
次いで、図9に示すように、プリント配線基板3に設けられたダイパッド301の所定位置(中央部)に、LED401が形成されたチップ604を高さ調整用ブロック702を介して固着する。その後、図8に示したシリコンセンサ基板4をダイパッド301上に固着する。なお、LED401の電極との配線605はシリコンセンサ基板4の固着後に行われる(図7参照)。
Next, as shown in FIG. 9, the
上述したように、本実施の形態では、受光素子アレイ403,404が形成された基板4の凹部602や貫通孔701に発散光を出射するLED401を配設し、アブソリュートパターン100およびインクリメンタルパターン101で反射された発散光を受光素子アレイ403,404で検出するようにしたので、アブソリュートエンコーダの厚さ方向(図1の上下方向)寸法を小さくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
上述した実施の形態では、LED401を受光素子アレイ100等が形成される基板4とは別の基板604に形成して、基板604を凹部602や貫通孔701に設けたが、LED401を基板4に形成するようにしても良い。また、上述した実施の形態では、受光素子アレイ403に関して、各受光素子の出力信号を順次読み出して時系列的に処理したが、各受光素子の出力信号をパラレルに読み出して動じ処理するようにしても良い。その場合、LED401の円周方向位置ずれに応じて、各出力信号を補正するようにしても良い。さらに、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、スケール円板1はスケール平板を、シリコンセンサ基板4は半導体基板およびセンサ素子を、受光素子アレイ403は第1の光電変換素子アレイを、受光素子アレイ404は第2の光電変換素子アレイを、LED401は発光素子を、プリント配線基板3は支持基板を、チップ604は半導体チップを、参照用パターン102,103は反射パターンを、受光素子402a,402b,405a〜405bは参照用光電変換素子を、演算部501は補正手段をそれぞれ構成する。また、図1のLED401が設けられたシリコンセンサ基板4、および図7のプリント配線基板3上に設けられたシリコンセンサ基板4とLED401は、それぞれセンサ素子を構成している。
In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the
1 スケール円板
2 モータ軸
3 プリント配線基板
4 シリコンセンサ基板
5 処理回路
6 発光制御回路
100 アブソリュートパターン
101 インクリメンタルパターン
102,103 参照用パターン
401 LED
402a,402b,405a〜405d 受光素子
403,404 受光素子アレイ
501 演算部
502 記憶部
602 凹部
701 貫通孔
a,b 反射パターン
DESCRIPTION OF
402a, 402b, 405a to 405d
Claims (10)
前記シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、
前記第1の光電変換素子アレイと並列に形成され、前記インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、
前記第1の光電変換素子アレイと前記第2の光電変換素子アレイとの間に配置され、前記スケール平板に向けて光を出射する発光素子とを備えたことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 A scale plate in which serial absolute pattern rows and incremental pattern rows are arranged side by side;
A first photoelectric conversion element array for detecting reflected light from the serial absolute pattern row;
A second photoelectric conversion element array formed in parallel with the first photoelectric conversion element array and detecting reflected light from the incremental pattern row;
An absolute encoder, comprising: a light emitting element that is disposed between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array and emits light toward the scale plate.
前記第1の光電変換素子アレイと前記第2の光電変換素子アレイと前記発光素子とは、前記スケール平板と対向して配置された半導体基板に形成されていることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 The absolute encoder according to claim 1,
The absolute encoder according to claim 1, wherein the first photoelectric conversion element array, the second photoelectric conversion element array, and the light emitting element are formed on a semiconductor substrate disposed to face the scale flat plate.
前記スケール平板と対向して設けられた半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、
前記半導体基板に前記第1の光電変換素子アレイと並列に形成され、前記インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、
前記第1の光電変換素子アレイと前記第2の光電変換素子アレイとの間の前記半導体基板上に配設され、前記スケール平板に向けて光を出射する発光素子が形成された半導体チップとを備えたことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 A scale plate in which serial absolute pattern rows and incremental pattern rows are arranged side by side;
A semiconductor substrate provided opposite to the scale plate;
A first photoelectric conversion element array formed on the semiconductor substrate for detecting reflected light from the serial absolute pattern row;
A second photoelectric conversion element array that is formed in parallel with the first photoelectric conversion element array on the semiconductor substrate and detects reflected light from the incremental pattern row;
A semiconductor chip provided on the semiconductor substrate between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array and having a light emitting element that emits light toward the scale plate; An absolute encoder characterized by comprising.
前記第1の光電変換素子アレイと前記第2の光電変換素子アレイとの間の前記半導体基板に凹部を形成し、前記凹部に前記半導体チップを配設したことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 The absolute encoder according to claim 3,
An absolute encoder, wherein a recess is formed in the semiconductor substrate between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array, and the semiconductor chip is disposed in the recess.
前記スケール平板と対向するように半導体基板を支持する支持基板と、
前記半導体基板に形成され、前記シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、
前記半導体基板に前記第1の光電変換素子アレイと並列に形成され、前記インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、
前記第1の光電変換素子アレイと前記第2の光電変換素子アレイとの間の前記半導体基板に形成された貫通孔と、
前記貫通孔内において前記支持基板に配設され、前記スケール平板に向けて光を出射する発光素子が形成された半導体チップとを備えたことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 A scale plate in which serial absolute pattern rows and incremental pattern rows are arranged side by side;
A support substrate that supports the semiconductor substrate so as to face the scale plate;
A first photoelectric conversion element array formed on the semiconductor substrate for detecting reflected light from the serial absolute pattern row;
A second photoelectric conversion element array that is formed in parallel with the first photoelectric conversion element array on the semiconductor substrate and detects reflected light from the incremental pattern row;
A through hole formed in the semiconductor substrate between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array;
An absolute encoder comprising: a semiconductor chip provided with a light emitting element disposed on the support substrate in the through hole and emitting light toward the scale flat plate.
前記発光素子の出射面と前記第1および第2の光電変換素子アレイの受光面とを同一平面に配設したことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 In the absolute encoder according to any one of claims 1 to 5,
An absolute encoder, wherein an emission surface of the light emitting element and a light receiving surface of the first and second photoelectric conversion element arrays are arranged on the same plane.
前記半導体基板上であって、並列に形成された前記第1の光電変換素子アレイおよび前記第2の光電変換素子アレイから等距離のライン上に、前記発光素子を配置したことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 In the absolute encoder according to any one of claims 1 to 6,
The absolute structure characterized in that the light emitting element is arranged on a line equidistant from the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array formed in parallel on the semiconductor substrate. Encoder.
前記発光素子を、前記第1の光電変換素子アレイの両端に設けられた各光電変換素子から等距離の位置に配置したことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 The absolute encoder according to claim 7,
An absolute encoder, wherein the light emitting elements are arranged at equidistant positions from the photoelectric conversion elements provided at both ends of the first photoelectric conversion element array.
前記シリアルアブソリュートパターン列と並設された反射パターンと、
前記反射パターンで反射された前記光を検出する参照用光電変換素子と、
前記第1の光電変換素子アレイからの出力と前記参照用光電変換素子からの出力との差分を用いて、前記第1の光電変換素子アレイの光電変換効率の変化を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。 In the absolute encoder according to any one of claims 1 to 8,
A reflective pattern juxtaposed with the serial absolute pattern row;
A reference photoelectric conversion element for detecting the light reflected by the reflection pattern;
Correction means for correcting a change in photoelectric conversion efficiency of the first photoelectric conversion element array using a difference between an output from the first photoelectric conversion element array and an output from the reference photoelectric conversion element; An absolute encoder characterized by that.
前記シリアルアブソリュートパターン列からの反射光を検出する第1の光電変換素子アレイと、
前記第1の光電変換素子アレイと並設され、前記インクリメンタルパターン列からの反射光を検出する第2の光電変換素子アレイと、
前記第1の光電変換素子アレイと前記第2の光電変換素子アレイとの間に配置され、前記シリアルアブソリュートパターン列および前記インクリメンタルパターン列に向けて光を出射する発光素子とを備えることを特徴とするセンサ素子。 A sensor element mounted on the absolute encoder according to any one of claims 1 to 9,
A first photoelectric conversion element array for detecting reflected light from the serial absolute pattern row;
A second photoelectric conversion element array that is arranged in parallel with the first photoelectric conversion element array and detects reflected light from the incremental pattern row;
A light emitting element disposed between the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array and emitting light toward the serial absolute pattern row and the incremental pattern row; Sensor element to do.
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