(57)【要約】【課題】機械的強度が高く、廉価に製造可能な透過格子を備えた３枚格子の理論に基づく投影型エンコーダを提案すること。【解決手段】投影型リニアエンコーダ１は、透過格子３および格子状のホトダイオード群４が形成されたＳＯＱ基板５と、これに対峙した反射格子６が形成された反射格子板７とを有している。ＳＯＱ基板５のガラス基板９の表面には金属薄膜などからなる遮光膜３ａが形成され、ここをパターニングすることにより透過格子３が形成されている。ＳＯＱ基板５のシリコン層９には、エピタキシャル成長法によりホトダイオード４が作り込まれている。エッチングによりシリコン基板に貫通穴を形成して透過格子を製作する場合に比べて、機械的強度が高い透過格子３を廉価に製作できる。【選択図】      図１
2004333342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
一定のピッチで配列された移動側格子と、
一定のピッチで配列された固定側格子と、
一定のピッチで配列された格子状受光素子と、
ガラス基板の表面にシリコン層が形成された構成のＳＯＱ基板とを有し、
前記ＳＯＱ基板の前記シリコン層には前記格子状受光素子が作り込まれており、
前記ガラス基板の表面あるいは裏面には遮光膜が積層され、前記遮光膜をパターニングすることにより透過格子が形成されており、
前記移動側格子および前記固定側格子のいずれか一方が、前記透過格子であることを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＳＯＱ基板の前記シリコン層をエッチ除去することにより露出した前記ガラス基板の表面部分に前記遮光膜が積層され、前記遮光膜をパターニングすることにより前記透過格子が形成されており、
前記移動側格子および前記固定側格子のいずれか一方が前記透過格子であり、他方が反射格子であることを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項３】
請求項２において、
前記ガラス基板の裏面に反射膜が形成されており、
前記光源からの射出光が、前記反射格子で反射された後に前記透過格子および前記ガラス基板を介して前記反射膜に至り、当該反射膜で反射された後に前記格子状受光面を照射することを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項４】
請求項１において、
前記移動側格子および前記固定側格子は共に透過格子であり、
前記ＳＯＱ基板の裏面に遮光膜が積層され、前記遮光膜をパターニングすることにより、一方の前記透過格子が形成されていることを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項５】
光源と、
一定のピッチで配列された移動側格子と、
一定のピッチで配列された固定側格子と、
一定のピッチで配列された格子状受光素子と、
ガラス基板および、当該ガラス基板の表面に積層したシリコン基板からなる積層体と、
前記シリコン基板には、前記ガラス基板に対峙している側の表面から前記受光素子が作り込まれており、
前記ガラス基板の表面あるいは裏面には遮光膜が積層され、前記遮光膜をパターニングすることにより透過格子が形成されており、
前記移動側格子および前記固定側格子のいずれか一方が、前記透過格子であることを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項６】
請求項５において、
前記ガラス基板における前記シリコン基板に対峙している側の表面に前記透過格子が形成されており、
前記シリコン基板における前記透過格子に対峙している部分は開口部とされていることを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項７】
請求項６において、
前記格子状受光素子の代わりに、所定幅の受光面を備えた少なくとも１つの受光素子が前記シリコン基板に作り込まれており、
前記ガラス基板における前記受光面に対峙している表面部分には遮光膜が積層され、当該遮光膜をパターニングすることにより一定のピッチで配列された透過格子窓が形成されていることを特徴とする投影型エンコーダ。
【請求項８】
請求項５ないし７のうちのいずれかの項において、
前記ガラス基板における前記シリコン基板に対峙している側の表面には、電極配線膜が形成されており、
前記シリコン基板における前記電極配線膜に対峙している部分が除去されて、前記電極配線膜が露出していることを特徴とする投影型エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は３枚格子の理論に基づく投影型エンコーダに関し、特に、半導体基板に作り込まれる格子部分の機械的強度の向上、および製造コストの低減を達成するための改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本願人は、先に、下記の特許文献において、３枚格子理論に基づく投影型エンコーダを提案している。この投影型エンコーダは、光源としてのＬＥＤと、一定のピッチで透過格子および受光素子（ホトダイオード）が作り込まれている半導体基板からなる移動板と、一定のピッチで反射格子が形成されている反射格子板（固定板）とを備え、ＬＥＤと反射格子板の間に移動板が配置された構成となっている。
【０００３】
この構成の投影型エンコーダでは、移動板を測定対象物と一体化させて、ＬＥＤからの射出光の光軸に直交する面内を光透過格子およびホトダイオードの配列方向に移動させる。ＬＥＤからの射出光は、まず、移動板の背面を照射し、当該移動板に形成されている透過格子を通過して反射格子板の表面を格子縞状に照射する。反射格子板にも一定のピッチで反射格子が形成されているので、当該反射格子板を照射した光のうちの各反射格子に照射した成分のみが反射される。反射格子像は再び移動板を照射し、一定のピッチおよび一定幅で形成されている縦縞状のホトダイオードによって受光される。
【０００４】
移動格子板に形成された縦縞状の透過格子とホトダイオードとがそれぞれ格子として機能する。従って、反射格子を加えた３枚の格子からなる３枚格子の理論に基づき、ホトダイオードの受光量が反射格子板と移動格子板の相対移動に対応して正弦波状に変化する。よって、ホトダイオードの光電流に基づき相対移動速度に対応したパルス信号を得ることができ、当該パルス信号のパルスレートに基づき相対移動速度を演算できる。
【０００５】
また、９０度位相の異なるＡ相信号およびＢ相信号が得られるように、ホトダイオードを配列しておけば、これらの２相の信号に基づき、移動格子板の移動方向も判別できる。
【０００６】
このように、上記の公開公報に開示されている光学式エンコーダにおいては、透過格子および受光素子を半導体製造技術により制作しているので、これらの相対位置精度が高く、精度良くこれらを形成できる。また、一定ピッチで縦縞状に形成された受光素子が格子として機能し、しかも、当該格子自体がレンズ効果を持つので、レンズ光学系を用いる必要が無く、装置の小型化を達成できる。さらには、３枚格子の理論により、反射格子と光透過格子の隙間の広狭および、当該隙間の変動が分解能に悪影響を及ぼすことがないので、これらが形成されている部材の取り付け精度を確保するための調整作業を簡略化でき、また、取り付け場所の制約が少なくなる。これに加えて、反射格子と光透過格子の間隔を広くできるので、例えば反射格子の側を保護ケース等に収納して耐環境性を高めることも可能となる等の利点がある。
【０００７】
【特許文献】
特開２０００―３２１０９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構成の投影型エンコーダには次のような課題がある。まず、この構成の投影型エンコーダは半導体製造技術を利用して半導体基板に透過格子および受光素子を作り込んでいる。透過格子が形成された半導体基板の部分では、薄くエッチングされた部分に微小ピッチで多数の透過格子が形成された構造となっているので、極めて機械的強度が小さいという問題点がある。
【０００９】
また、このような微小ピッチの格子をエッチングにより形成するためには、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ装置などの高価な装置を用いる必要がある。このため、製造コストが上昇するという問題点がある。
【００１０】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、透過格子の機械的強度が高く、しかも、透過格子が形成されたエンコーダ部品を廉価に製造できるように構成された投影型エンコーダを提案することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、
光源と、
一定のピッチで配列された移動側格子と、
一定のピッチで配列された固定側格子と、
一定のピッチで配列された格子状受光素子と、
ガラス基板の表面にシリコン層が形成された構成のＳＯＱ基板とを有し、
前記ＳＯＱ基板の前記シリコン層には前記格子状受光素子が作り込まれており、
前記ガラス基板の表面あるいは裏面には遮光膜が積層され、前記遮光膜をパターニングすることにより透過格子が形成されており、
前記透過格子が、前記移動側格子および前記固定側格子のいずれか一方であることを特徴としている。
【００１２】
本発明では、ＳＯＱ基板におけるガラス基板に積層した遮光膜をパターニングすることにより透過格子を形成している。従って、エッチングによりシリコン基板に貫通穴を開けて透過格子を形成する場合とは異なり、格子形成部分の機械的強度が高い。また、アルミニウムやクロムなどの金属薄膜からなる遮光膜をパターニングすればよいので、シリコン基板をエッチングして格子用の貫通穴を形成する場合に比べて、簡単且つ廉価に透過格子を形成できる。この結果、投影型エンコーダの製造コストを低減できる。
【００１３】
ここで、前記ＳＯＱ基板の前記シリコン層をエッチ除去することにより露出した前記ガラス基板の表面部分に遮光膜を積層し、この遮光膜をパターニングすることにより前記透過格子を形成することができる。この場合、前記移動側格子および前記固定側格子の一方を前記透過格子とし、他方を反射格子とすればよい。
【００１４】
また、前記ガラス基板の裏面に反射膜を形成し、前記光源からの射出光が、前記反射格子で反射された後に前記透過格子および前記ガラス基板を介して前記反射膜に至り、当該反射膜で反射された後に前記格子状受光面を照射するように構成することもできる。この構成によれば、ガラス基板内部を導波路として利用することができる。
【００１５】
さらに、透過型の投影型エンコーダの場合には、前記移動側格子および前記固定側格子が共に透過格子とされる。この場合、前記ＳＯＱ基板の裏面に積層した遮光膜をパターニングすることにより、一方の前記透過格子を形成すればよい。
【００１６】
次に、ＳＯＱ基板を用いる代わりに、ガラス基板およびシリコン基板の積層体を用いることもできる。すなわち、本発明の投影型エンコーダは、
光源と、
一定のピッチで配列された移動側格子と、
一定のピッチで配列された固定側格子と、
一定のピッチで配列された格子状受光素子と、
ガラス基板および、当該ガラス基板の表面に積層したシリコン基板からなる積層体とを有し、
前記シリコン基板には、前記ガラス基板に対峙している側の表面から前記受光素子が作り込まれており、
前記ガラス基板の表面あるいは裏面には遮光膜が積層され、前記遮光膜をパターニングすることにより透過格子が形成されており、
前記透過格子が、前記移動側格子および前記固定側格子のいずれか一方であることを特徴としている。
【００１７】
この構成においても、透過格子は、シリコン基板に透過格子用の貫通穴をエッチングにより形成する代わりに、ガラス基板に積層した遮光膜をパターニングすることにより形成されている。よって、透過格子部分の機械的強度が低下することがなく、しかも、その製造も廉価な装置により行うことができる。
【００１８】
ここで、前記ガラス基板における前記シリコン基板に対峙している側の表面に前記透過格子を形成する場合には、前記シリコン基板における前記透過格子に対峙している部分を開口部にすればよい。
【００１９】
また、前記格子状受光素子の代わりに、所定幅の受光面を備えた少なくとも１つの受光素子を前記シリコン基板に作り込んでもよい。この場合には、前記ガラス基板における前記受光面に対峙している表面部分に積層した遮光膜をパターニングして、一定のピッチで配列された透過格子窓を形成しておけばよい。
【００２０】
さらに、前記ガラス基板における前記シリコン基板に対峙している側の表面に、電極配線膜を形成し、前記シリコン基板における前記電極配線膜に対峙している部分をエッチングなどにより除去して、前記電極配線膜を露出させる構成を採用することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した投影型エンコーダの実施例を説明する。
【００２２】
（ＳＯＱ基板を利用した例）
図１（ａ）は、本発明を適用した反射型の投影型リニアエンコーダを示す概略構成図である。投影型リニアエンコーダ１は、光源としてのＬＥＤ２と、複数本の透過格子３および複数のホトダイオード４が作り込まれているＳＯＱ基板５と、複数本の反射格子６が表面に形成されている反射格子板７とを有している。ＬＥＤ２およびＳＯＱ基板５は固定した位置に配置され、反射格子板７が移動側とされている。よって、透過格子３が固定側格子であり、反射格子６が移動側格子である。
【００２３】
ＳＯＱ基板５は、ガラス基板８の表面にシリコン層９が積層された構造の基板であり、シリコン層９がＬＥＤ２に対峙するように配置されている。シリコン層９におけるＬＥＤ２の射出光の照射部分はエッチ除去されてガラス基板８の表面部分８ａが露出している。この表面部分８ａにはアルミニウム、クロムなどの金属薄膜からなる遮光膜３ａが形成され、遮光膜３をパターニングすることにより、一定の幅およびピッチの透過格子３が形成されている。また、シリコン層９における透過格子３を取り囲んでいる部分には、ｐｎ接合からなるホトダイオード４が格子状に作り込まれている。
【００２４】
ＬＥＤ２からの射出光は、ＳＯＱ基板５の透過格子３を透過して、反射格子板７の反射格子６を照射する。この反射格子６で反射された反射光像が、ＳＯＱ基板５のガラス基板８を通過してホトダイオード４で受光され、各ホトダイオード４の検出信号が不図示の制御回路部に供給される。制御回路部は、ホトダイオードの検出信号に基づき１／４λだけ位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号を形成し、これらＡ相およびＢ相信号に基づき反射格子板７の移動速度、移動方向等の移動情報を演算する。また、ＬＥＤ２の駆動をフィードバック制御する。かかる制御回路部の構成および動作は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００２５】
図１（ｂ）は本発明を適用した透過型の投影型エンコーダを示す説明図である。本例の投影型エンコーダ１１は、光源としてのＬＥＤ１２と、複数本の透過格子１３および複数本のホトダイオード１４が作り込まれているＳＯＱ基板１５と、複数本の透過格子１６が表面に形成されている透過格子板１７とを有している。ＬＥＤ１２およびＳＯＱ基板１５は固定した位置に配置され、透過格子板１７が移動側とされている。
【００２６】
ＳＯＱ基板１５は、ガラス基板１８の表面にシリコン層１９が積層された構造の基板であり、ガラス基板１８がＬＥＤ２に対峙するように配置されている。このガラス基板１８におけるＬＥＤ２に対峙している側の表面１８ａには、アルミニウム、クロムなどの金属薄膜からなる遮光膜１３ａが形成され、この遮光膜１３ａをパターニングすることにより、透過格子１３が形成されている。また、反対側のシリコン層１９にはホトダイオード１４が作り込まれている。
【００２７】
透過格子板１７はＬＥＤ１２とＳＯＱ基板１５の間に配置されており、ガラス基板１７ａと、このガラス基板１７ａの表面に形成した遮光膜１６ａにパターニングを施すことにより形成した透過格子１６とを備えている。
【００２８】
ＬＥＤ１２からの射出光は、透過格子板１７の透過格子１６を介してＳＯＱ基板１５の透過格子１３を照射し、さらに、透過格子１３およびガラス基板１８を介して反対側のホトダイオード４で受光される。各ホトダイオード１４の受光量に基づき、透過格子板１７の移動速度、移動方向が表すエンコード信号が生成される。
【００２９】
次に、図１（ｃ）は反射型の投影型エンコーダの別の例を示す概略構成図である。本例の投影型エンコーダ２１は、光源としてのＬＥＤ２２と、複数本の透過格子２３および複数本のホトダイオード２４が作り込まれているＳＯＱ基板２５と、複数本の反射格子２６が表面に形成されている反射格子板２７とを有している。ＬＥＤ２２およびＳＯＱ基板２５は固定した位置に配置され、反射格子板２７が移動側とされている。
【００３０】
ＳＯＱ基板２５は、ガラス基板２８の表面にシリコン層２９が積層された構造の基板である。ＳＯＱ基板２５と反射格子板２７は、シリコン層２９が反射格子板２７に対峙するように配置されている。シリコン層９にはホトダイオード２４が作り込まれている。また、シリコン層９の一部分はエッチ除去され、ガラス基板２８の表面部分２８ａが露出しており、この表面部分２８ａに形成した遮光膜２３ａをパターニングすることにより透過格子２３が形成されている。また、ガラス基板２８の表面部分２８ａにはＬＥＤ２２が搭載されている。一方、ガラス基板２８の裏面２８ｂには、透過格子２３を通って入射する光をホトダイオード２４に向けて反射するための反射膜２８ｃが形成されている。
【００３１】
ＬＥＤ２２からの射出光は、反射格子板２７の反射格子２６を照射する。反射格子２６で反射された反射光像が、ＳＯＱ基板２５の透過格子２３からガラス基板２８内に入射し、反対側の反射膜２８ｃで反射されて、ホトダイオード２４に入射する。
【００３２】
この構成の投影型エンコーダ２１では、ＬＥＤ２２、ホトダイオード２４および透過格子２３が一体化されているので、小型でコンパクトな構成を実現できる。
【００３３】
ここで、図１（ｄ）に示すように、反射膜２８ｃを省略して、ガラス基板２８の内部に、入射光をホトダイオード２４の受光面に導く導波路２８ｄを形成することも可能である。導波路２８ｄを形成することにより、ガラス基板２８の厚みに左右されることなく、適切な光路長を確保することが可能になる。
【００３４】
（ホトダイオード製作方法）
上記の各例におけるＳＯＱ基板５、１５、２５のシリコン層９、１９、２９にホトダイオードを作り込む方法として、エピタキシャル成長法を採用すれば、微小チップでホトダイオードを作り込むことができる。
【００３５】
図２および図３には、ホトダイオードの製造プロセスの二例を示してある。図２に示すプロセスでは、まず、ｐ型シリコン層３９の厚みが１００ｎｍ〜１０μｍで、ガラス基板３８の厚みが１００μｍ〜２ｍｍのＳＯＱ基板３５あるいはウエハを用意する（図２（ａ））。次に、シリコン層３９にイオン注入を行い、ガラス基板３８との界面部分の不純物濃度を高めて、Ｐ＋型シリコン層３１を形成する（図２（ｂ））。次に、エピタキシャル成長によりシリコン層３９の表面からｎ型ポリシリコン層３２を成長させ、ｐｎ接合構造を形成する（図２（ｃ））。次に、ｎ型ポリシリコン層３２の表面からｐ型シリコン層３９に届く深さとなるようにエッチングを施して、一定のピッチで配列されたホトダイオード３４のアレイを形成する（図２（ｄ））。この後は、イオン注入を行って、必要箇所にｐ＋型の電極層３３を形成する（図２（ｅ））。
【００３６】
上記のプロセスの場合には、エピタキシャル成長に形成したポリシリコン層をエッチングしてホトダイオードを形成しているので、エッチング深さと平坦度に精度が要求され、エッチングの条件管理が困難である。そこで、図３に示すように、エピタキシャル成長により一定のピッチで配列されたホトダイオードを製作することが望ましい。このプロセスを採用すれば、隣り合うホトダイオードが構造上分離されているので、ピッチを小さくしても相間の漏れ電流を抑制できるという利点もある。
【００３７】
図３のプロセスを説明すると、まず、図２の場合と同様なＳＯＱ基板４５を用意し（図３（ａ））、イオン注入によりｐ＋型シリコン層４１を形成する（図３（ｂ））。この後は、表面に熱酸化膜４６を形成する（図３（ｃ））。この熱酸化膜４６を格子状にエッチングした後に（図３（ｄ））、エッチ除去した部分にｎ型ポリシリコン４２をエピタキシャル成長により形成し、ｐｎ接合構造を形成する。これにより、一定のピッチでホトダイオード４４が形成される（図３（ｅ））。この後は、イオン注入により、ｐ＋型の電極層４３を形成する（図３（ｆ））。
【００３８】
（シリコン基板およびガラス基板の積層体を利用した例）
次に、ＳＯＱ基板の代わりに、図４に示すように、シリコン基板５９とガラス基板５８からなる積層体５５を用いて、投影型エンコーダを構成することができる。
【００３９】
図５には、積層体５５を用いて構成した反射型の投影型エンコーダの例を示してある。図５（ａ）に示すように、投影型エンコーダ５１は、光源としてのＬＥＤ５２と、複数本の透過格子５３および複数本のホトダイオード５４が作り込まれている積層体５５と、複数本の反射格子５６が表面に形成されている反射格子板５７とを有している。ＬＥＤ５２および積層体５５は固定した位置に配置され、反射格子板５７が移動側とされている。
【００４０】
積層体５５は、図４に示すように、ガラス基板５８とシリコン基板５９の積層体であり、シリコン基板５９の側がＬＥＤ２に対峙するように配置されている。図５（ｃ）に示すように、ガラス基板５８におけるシリコン基板５９に対峙している側の表面（Ｂ面）には、遮光膜５３ａをパターニングすることにより形成した透過格子５３が形成されている。また、透過格子５３の左右には電極配線層５８ｃが形成されている。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、シリコン基板５９は、透過格子５３の形成領域を包含する大きさの開口部５９ａが形成されており、ここを介して透過格子５３の部分がＬＥＤ２の側に露出している。また、シリコン基板５９の左右にも矩形の切り欠き５９ｂが形成されており、これらによって、ガラス基板５８に形成されている電極配線層５８ｃが露出している。
【００４２】
シリコン基板５９におけるガラス基板に対峙している面（Ａ面）には、開口部５９ａの上下の部分に、それぞれ、Ａ、Ｂ相のホトダイオード５４Ａ、５４ＢおよびＺ相ホトダイオード５４Ｚが作り込まれている。また、開口部５９ａの左右の部分には、電極用パッド５９ｄが形成されている。ガラス基板５８とシリコン基板５９を貼り合せた状態においては、電極用パッド５９ｄが、ガラス基板５８に形成されている対応する電極配線層５８ｃに接合されている。
【００４３】
この構成の投影型エンコーダ５１では、ＬＥＤ５２からの射出光は、積層体５５のガラス基板５８に形成されている透過格子５３を透過して、反射格子板５７の反射格子５６を照射する。この反射格子５６で反射された反射光像が、積層体５５のガラス基板５８を通過してホトダイオード４で受光される。
【００４４】
この構成の投影型エンコーダ５１では、ガラス基板５８に金属薄膜などの遮光膜を蒸着あるいはスパッタすることにより透過格子５３を形成している。従って、ドライエッチングなどによりシリコン基板に貫通穴を開けることにより透過格子を形成する場合に比べて、廉価に透過格子を形成できる。また、シリコン基板に形成した透過格子に比べて、耐衝撃性、耐振動性に優れた透過格子を形成できる。
【００４５】
次に、図６は図５に示す投影型エンコーダ５１の変形例を示す説明図である。本例の投影型エンコーダ５１の基本的な構成は上記の投影型エンコーダ５１と同様であるので、対応する部位には同一符号を付し、それらの説明は省略するものとする。
【００４６】
本例の投影型エンコーダ６１では、その積層体５５のシリコン基板５９の表面（Ａ面）に、広幅のＡ相ホトダイオード６４Ａ、Ａ’相ホトダイオード６４Ａ’、Ｂ相ホトダイオード６４Ｂ、Ｂ’相ホトダイオード６４Ｂ’、およびＺ相ホトダイオード６４Ｚ、Ｚ’相ホトダイオード６４Ｚ’を形成してある。これらに対峙しているガラス基板５８の表面（Ｂ面）には、これらよりも狭い幅で一定のピッチで配列された透過格子窓６５Ａ、６５Ａ’、６５Ｂ、６５Ｂ’、および６５Ｚ、６５Ｚ’が形成されている。これらの透過格子窓はガラス基板表面に積層した遮光膜をパターニングすることにより形成したものである。
【００４７】
この構成の投影型エンコーダ６１では、微小ピッチでホトダイオードをシリコン基板５９に作り込む必要がないという利点がある。
【００４８】
次に、図７には、透過型の投影型エンコーダの例を示してある。この投影型エンコーダ７１は、図７（ａ）に示すように、光源としてのＬＥＤ７２と、複数本の透過格子７３および複数本のホトダイオード７４が作り込まれている積層体７５と、複数本の透過格子７６が表面に形成されている透過格子板７７とを有している。ＬＥＤ７２および積層体７５は固定した位置に配置され、透過格子板７７が移動側とされている。
【００４９】
積層体７５は、ガラス基板７８とシリコン基板７９の積層体であり、ガラス基板７８の側がＬＥＤ７２に対峙するように配置されている。図７（ｃ）に示すように、ガラス基板７８におけるシリコン基板７９に対峙している側の表面（Ｂ面）には、その左右に電極配線層７８ｃが形成されている。反対側の表面（Ｃ面）には、図７（ｄ）に示すように、Ａ、Ｂ相用の透過格子７３が形成されている。透過格子７３は、遮光膜７３ａをパターニングすることにより形成したものである。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、シリコン基板７９の表面（Ａ面）には、透過格子７３に対峙する部分にＡ相およびＢ相用のホトダイオード７４Ａ、７４Ｂが作り込まれている。また、Ｚ相用のホトダイオード７４Ｚも作り込まれている。さらに、これらのホトダイオードの左右には、電極用パッド７９ｄが形成されている。さらに、シリコン基板７９の左右には矩形の切り欠き７９ｂが形成されており、これらによって、ガラス基板７８に形成されている電極配線層７８ｃが露出している。ガラス基板７８とシリコン基板７９を貼り合せた状態においては、電極用パッド７９ｄが、ガラス基板７８に形成されている対応する電極配線層７８ｃに接合されている。
【００５１】
この構成の投影型エンコーダ７１では、ＬＥＤ７２からの射出光は、透過格子板７７の透過格子７６を経由した後に、積層体７５のガラス基板表面に形成されている透過格子７３を経由して、積層体７５のシリコン基板７９に作り込まれているホトダイオード７４で受光される。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の投影型エンコーダにおいては、ＳＯＱ基板あるいはガラス基板およびシリコン基板の積層体を利用して、その透過格子をガラス基板の表面に形成した遮光膜をパターニングすることにより形成している。従って、エッチングによりシリコン基板に貫通穴を形成することにより透過格子を形成する場合に比べて、廉価に透過格子を製作することができる。また、耐衝撃性および耐振動性などに優れた透過格子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した投影型エンコーダの例を示す説明図である。
【図２】図１の投影型エンコーダにおけるホトダイオードの製作プロセスを示す説明図である。
【図３】図１の投影型エンコーダにおけるホトダイオードの製作プロセスの別の例を示す説明図である。
【図４】本発明に適用可能なガラス基板およびシリコン基板の積層体を示す説明図である。
【図５】図４の積層体を利用して構成された投影型エンコーダを示す説明図である。
【図６】図５の投影型エンコーダの変形例を示す説明図である。
【図７】図４の積層体を利用して構成された投影型エンコーダを示す説明図である。
【符号の説明】
１、１１、２１、５１、６１、７１    投影型リニアエンコーダ
２、１２、２２、５２、７２    ＬＥＤ
３、１３、２３、５３、７３    透過格子
３ａ、１３ａ、２３ａ、５３ａ、７３ａ  遮光膜
４、１４、２４、５４、６４Ａ〜６４Ｚ’、７４    ホトダイオード
５、１５、２５    ＳＯＱ基板
６、２６、５６    反射格子
７、２７、５７    反射格子板
８、１８    ガラス基板
９、１９    シリコン層
１６  透過格子
１７  透過格子板
２８ｃ  反射膜
２８ｄ  導波路
５５、７５  積層体
５８、７８  ガラス基板
５８ｃ、７８ｃ  電極配線層
５９、７９  シリコン基板
５９ａ  開口部
５９ｂ  切り欠き
６５Ａ〜６５Ｚ’  透過格子窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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