(57)【要約】【課題】光源と光源スリットとを樹脂封止したときに、封止樹脂の機械的変化、例えばクラックや破損を低減し、高い信頼性の光学式エンコーダを提供すること。【解決手段】光源３２と、光源３２から出射された光の所定部分を透過する光源スリット４と、光源スリット４を透過した光を反射または透過する周期パターン２２が形成されたスケール２と、スケール２を経由した光を受光する光検出器５と、を有する光学式エンコーダ１１であって、光源３２と光検出器５と光源スリット４とは封止樹脂に封入されており、光源スリットの基材である透明樹脂部材４４は、弾性部材より構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光の所定部分を透過する光源スリットと、
前記光源スリットを透過した光を反射または透過する周期パターンが形成されたスケールと、
前記スケールを経由した光を受光する光検出器と、を有する光学式エンコーダであって、
前記光源と前記光検出器と前記光源スリットとは封止樹脂に封入されており、
前記光源スリットの基材は、弾性部材よりなることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
光源と、
前記光源から出射した光の所定の部分を透過する第一の格子と、
前記第一の格子を通過した光を反射する周期パターンが形成された第二の格子と、
前記第二の格子により反射または回折された光により光検出器上に投影される周期的な明暗パターンを検出する、第三の格子の機能を有する光検出器と、を有する光学式エンコーダであって、
前記第一の格子は基材が弾性部材である光源スリットであり、
前記光検出器は明暗パターンの所定の位相部分を検出可能な受光素子アレイを有し、
前記光源と前記第一の格子と前記光検出器とは一体に封止樹脂に封入されていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記封止樹脂の内部に機械的変化を生じさせないような特性を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】
前記光源スリットの前記基材の弾性率は、前記封止樹脂の弾性率と略等しいか、小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
前記光源スリットは、前記光源から出射された光を透過する基材の表面に、前記光源から出射された光を遮光する部材によりスリットパターンが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ
【請求項６】
前記光源スリットの、前記光源から出射された光を遮光する前記部材は、金属薄膜であることを特徴とする請求項５に記載の光学式エンコーダ。
【請求項７】
前記光源スリットは、前記光源から出射された光を遮光する基材に、前記光源から出射された光を透過する孔部が形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項８】
前記光源スリットは前記光源に取り付けられており、前記光源と前記光源スリットは一体として封止樹脂に封入されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項９】
前記光源スリットの基材は、前記光検出器上に貼り付けられ、かつ前記光源上に張り出すように取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ
【請求項１０】
前記光源スリットの基材は、前記光源と前記光検出器との双方に接するように、橋型に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１１】
前記光源スリットの基材は、樹脂材料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１２】
前記光源スリットのスリットパターンが形成された面は、前記光源と対向していることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１３】
前記光源スリットの基材の屈折率は、前記封止樹脂の屈折率と略等しいことを特徴とする請求項１２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１４】
前記光源スリットの基材は、前記光源から出射された光が前記封止樹脂の界面で反射し、前記光検出器に向かう光の光路上に遮光部を有していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１５】
前記光源スリットの基材の線膨張係数は、前記封止樹脂の線膨張係数と略等しいことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１６】
前記光源スリットの基材のビッカース硬さは、前記封止樹脂のビッカース硬さと略等しいか、小さいことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式スリットを用いた変位センサを備えた光学式エンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械のステージや３次元計測定器などにおいて、直線方向の変位量を検出するために、光学式や磁気式など、いわゆるエンコーダが利用されている。また、サーボモータなどにおいても、回転角を検出するために光学式や磁気式などのいわゆるエンコーダが利用されている。
【０００３】
エンコーダは一般的に、ステージ等、変位を検出しようとする部材に固定されたスケールと、このスケールの変位を検出するためのセンサヘッドとによって構成されている。センサヘッドは、光学式の場合にはスケールにより変調された光ビームを検出することでスケールの移動を検出している。また、磁気式の場合にはスケールに形成された磁気情報を検出することでスケールの移動を検出している。
【０００４】
代表的な従来例について、図１７を参照しながら説明する。この従来例によるエンコーダについては、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
図１７は、この従来例の基本構成を示している。可干渉光源７１から出射された光はスリット７５によって絞られる。スリット７５の開口部７６を通過した光は、スケール７２を経由して光検出器７３上に投影される。
【０００６】
スリット７５とスケール７２との距離をｚ１、スケール７２と光検出器７３との距離をｚ２、スケール７２のピッチをｐ１、光源から出射される光ビームの波長をλ、ｎを整数とすると、式（１）の関係が成立するときに、光検出器７３上に明暗パターンが形成される。
【０００７】
１／ｚ１＋１／ｚ２＝λ／（ｎ×ｐ１２）  …  （１）
従って、光検出器７３上に、受光部７４をこの明暗パターンを検出可能な周期で配列しておけば、スケール７２の変位を検出することが可能である。
【０００８】
次に、他の従来例について説明する。図１８、１９は、光源８０から出射される光ビームの出射方向にスリット開口８５ａを有する光源スリットと光源８０とを一体に、封止樹脂８１により封入した光源スリット付光源の例を示している。
【０００９】
第２の従来例である光源スリット付光源については、例えば特許文献２に記載されている。光源スリットは光源８０への電力供給用配線も兼ねており、金属板により形成されている。光源スリットは光源８０とともに封止樹脂８１内に封入されており、小型のスリット付光源を可能にしている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４―２３９８２５号公報
【特許文献２】特開２００１―１３５８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来技術には以下に示すような問題点が存在する。第２の従来例では、光源スリット８５と光源８０とを封止樹脂８１に封入して光源スリット付光源を形成している。スリット開口（孔）８５ａの形成された金属板は、封止樹脂８１に対し、その弾性率が大きい。また、封止樹脂８１と金属板の線膨張係数は、互いに異なる。そのため、製造時や使用時の温度の変化などから封止樹脂８１に破損が生じたり、クラックが発生したりという問題点が存在した。
【００１２】
すなわち、封止樹脂の熱キュア時の収縮により、光源スリット７５と封止樹脂８１との界面に応力が集中して発生する製造時のクラックや、使用環境の温度変化により同じ界面に発生する応力による使用時のクラックの問題があった。
【００１３】
このように、封止樹脂８１に破損またはクラックが生じた場合、光源８０の信頼性が低下していた。また、光源からの光の光路に影響を及ぼすことによるエンコーダ性能の低下の原因となっていた。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光源と光源スリットとを樹脂封止したときに、封止樹脂の機械的変化、例えばクラックや破損を低減し、高い信頼性の光学式エンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光源と、光源から出射された光の所定部分を透過する光源スリットと、光源スリットを透過した光を反射または透過する周期パターンが形成されたスケールと、スケールを経由した光を受光する光検出器と、を有する光学式エンコーダであって、光源と光検出器と光源スリットとは封止樹脂に封入されており、光源スリットの基材は、弾性部材よりなることを特徴とする光学式エンコーダを提供できる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源と、光源から出射した光の所定の部分を透過する第一の格子と、第一の格子を通過した光を反射する周期パターンが形成された第二の格子と、第二の格子により反射または回折された光により光検出器上に投影される周期的な明暗パターンを検出する、第三の格子の機能を有する光検出器と、を有する光学式エンコーダであって、第一の格子は基材が弾性部材である光源スリットであり、光検出器は明暗パターンの所定の位相部分を検出可能な受光素子アレイを有し、光源と第一の格子と光検出器とは一体に封止樹脂に封入されていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、弾性部材は、封止樹脂の内部に機械的変化を生じさせないような特性を有していることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材の弾性率は、封止樹脂の弾性率と略等しいか、小さいことを特徴とすることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットは、光源から出射された光を透過する基材の表面に、光源から出射された光を遮光する部材によりスリットパターンが形成されていることを特徴とすることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの、光源から出射された光を遮光する部材は、金属薄膜であることを特徴とすることが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットは、光源から出射された光を遮光する基材に、光源から出射された光を透過する孔部が形成されてなることを特徴とすることが望ましい。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットは光源に取り付けられており、光源と光源スリットは一体として封止樹脂に封入されていることを特徴とすることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材は、光検出器上に貼り付けられ、かつ光源上に張り出すように取り付けられていることを特徴とすることが望ましい。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材は、光源と光検出器との双方に接するように、橋型に取り付けられていることを特徴とすることが望ましい。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材は、樹脂材料であることを特徴とすることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットのスリットパターンが形成された面は、光源と対向していることを特徴とすることが望ましい。
【００２７】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材の屈折率は、封止樹脂の屈折率と略等しいことを特徴とすることが望ましい。
【００２８】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材は、光源から出射された光が封止樹脂の界面で反射し、光検出器に向かう光の光路上に遮光部を有していることを特徴とすることが望ましい。
【００２９】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材の線膨張係数は、封止樹脂の線膨張係数と略等しいことを特徴とすることが望ましい。
【００３０】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源スリットの基材のビッカース硬さは、封止樹脂のビッカース硬さと略等しいか、小さいことを特徴とすることが望ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、光源と光源スリットとを樹脂封止したときに、封止樹脂の機械的変化、例えばクラックや破損を低減し、高い信頼性の光学式エンコーダを提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る光学式エンコーダの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の実施例１に係る反射型光学式エンコーダ１１の斜視図である。本発明の実施例１の形態について、図１から図４を参照しながら説明する。エンコーダヘッド１は、光源３２と光検出器５とを有している。また、スケール２には周期的な光学的パターンである周期パターン２２が形成されている。
【００３４】
はじめに、本実施例の構成について説明する。本実施例におけるエンコーダヘッド１は、図２に示すように、基板１００上に、所定の波長の光を出射する光源３２と光検出器５とが取り付けられている。光源３２上にはさらに、透明樹脂部材４４で構成され、その一面に光源スリットパターン４２が形成された光源スリット４が搭載されている。透明樹脂部材４４は、基材に対応する。
【００３５】
この透明樹脂基材４４は、本実施例では、ＰＥＴフィルムを用いている。そして、これら光源３２と光検出器５と光源スリット４とは、封止樹脂１０２で覆うようにパッケージングされている。光源３２への通電や、光検出器５からの信号出力配線は、図示しない電気配線により、基板１００を経由して外部と接続可能な構成である。
【００３６】
次に、本実施例の動作について説明する。光源３２から出射した光は光源３２上に配置された光源スリット４を通過してスケール２上に形成された周期パターン２２に向かって照射される。スケール２の周期パターン２２に照射された光は、ここで反射されて光検出器５上に形成された受光素子群５２に照射される。
【００３７】
ここで、図２に示すように、光源スリット４と周期パターン２２との間の距離をｚ１、周期パターン２２と光検出器５との間の距離をｚ２とする。また、光源３２から出射される光の波長をλ、スケール２上の周期パターン２２のピッチ（周期）をｐ１、ｎを自然数とし、式（１）の関係が成立するように配置する。これにより、光検出器５の受光面上には、スケール２上の周期パターン２２と相似な明暗パターンが投影される。
１／ｚ１＋１／ｚ２＝λ／（ｎ×ｐ１２）  …  （１）
【００３８】
ここで、光源スリット４上には周期的に光透過部と遮光部が形成された光源スリットパターン４２が形成されている。このピッチＰｓｌｉｔは、次式（２）により算出される。
Ｐｓｌｉｔ＝（ｚ１＋ｚ２）×ｐ１／ｚ２  …  （２）
【００３９】
さらに、光検出器５上に投影される、スケール２と相似な明暗パターンのピッチｐ２は、次式（３）により算出される。
ｐ２＝（ｚ１＋ｚ２）×ｐ１／ｚ１  …  （３）
【００４０】
このとき、スケール２と相似な明暗パターンは、スケール２の移動にしたがって光検出器５上を移動する。したがって、この明暗パターンの動きを光検出器５上に形成された受光素子群５２により検出することで、スケール２の移動を検出することが可能となる。
【００４１】
本実施例によるエンコーダヘッド１の製造方法について述べる。図１、図２に示すように、はじめに基板１００上に、光源３２と光検出器５とを取り付ける。本実施例における光源３２は、図４に示すように、基板３６上に半導体ベアチップよりなる半導体光源３４が取り付けられ、これを第２の封止樹脂１０４により封止した構造となっている。また、光検出器５は半導体基板により構成されている。
【００４２】
次に、光源３２の上面に光源スリット４を取り付ける。最後に熱硬化性の樹脂である封止樹脂１０２で全体を覆い、加熱キュアして硬化させる。一般に熱硬化樹脂はバインダを有しているため、これが揮発する等の理由により、加熱キュアの段階で大きく収縮する。収縮の度合いは封止樹脂によって異なるが、一般に数十％程度収縮する。
【００４３】
本実施例の特徴について説明する。エンコーダヘッド１はさまざまな用途に使用される。また、使用される環境も用途に応じてさまざまである。例えば、工作機械に取り付けられた場合、夏は４０〜５０°Ｃ程度の環境温度で使用されることもある。一方、冬には零下に近い温度で使用されることもある。このような環境にさらされた場合、封止樹脂１０２は固有の線膨張係数に応じて伸縮する。
【００４４】
一般に、封止樹脂の線膨張係数は半導体基板やガラス板などと比べて一桁程度大きな値となっている。このため、このような温度差が発生すると封止樹脂に歪みが発生し、場合によっては機械的変化、例えばクラック等が発生する。この傾向は、比較的薄く作成でき、一面が基板１００に接している光検出器５や光源３２の周囲より、比較的高い位置に配置される光源スリット４の周囲で特に大きくなる。本実施例では、光源３２の光源スリット４と接する面も図４に示す通り封止樹脂１０２となっているため、光源スリット４は、封止樹脂中に浮いているような構造となっている。
【００４５】
もし、この光源スリット４がガラス等、線膨張係数が封止樹脂とは大きく異なる部材により構成されていたとすると、伸縮量の大きな樹脂中にあまり伸縮しないガラス板が浮いているような構造となる。そのため、伸縮により発生した応力により、図３に示すようなクラックが封止樹脂１０２に発生することがある。
【００４６】
本実施例では、光源スリット４も封止樹脂１０２と線膨張係数が近い樹脂材を用い、その表面に金属薄膜で光源スリットパターン４２が形成される構成である。そのため、環境温度が変化した場合でも伸縮による応力が発生しない。伸縮が一体的に行われるので、クラック等の発生を最小限に抑えることが可能となっている。
【００４７】
ここで、光源スリット４の表面に光源スリットパターン４２を形成するための材料の線膨張係数は、封止樹脂１０２等と必ずしも等しく形成されてはいない。しかし、光源スリットパターン４２は、十分に薄く形成されており、また、スリット等開口部を有している。このため、本実施例では、クラックに至るような強い歪みを発生することはない。
【００４８】
さらに、本実施例では、封止樹脂１０２と光源スリット４の透明樹脂部材４４とはその弾性率が略等しくなるように選択されている。したがって、製造の加熱キュア時の収縮による応力が発生した場合でも、封止樹脂１０２と光源スリット４の透明樹脂部材４４とは応力に対する変形の割合も略等しくなる。このため、応力が局所的に集中することはなく、製造時のクラックの発生も軽減することが可能となる。
【００４９】
なお、製造時において、封止樹脂１０２材料は所定の粘性を有する液状であり、加熱キュアにより硬化する。また、一般に封止樹脂材料は、１００°Ｃ以上の高温状態においてはやわらかくなる。すなわち、弾性率が非常に小さくなる。
【００５０】
ここで言う弾性率とは、応力とひずみの間の比例乗数であり、数値が小さいもののほうがやわらかいことを意味している。引っ張り力や圧縮力に対する変形の場合にはヤング率、せん断力に対する変形の場合には剛性率、静水圧に対する変形の場合には体積弾性率として定義されている。
【００５１】
このように、本実施例のように構成することで、環境温度等が変化した場合でも応力によるクラックの発生を最小限に抑えることが可能となる。また、製造時のクラックの発生についても十分小さくすることが可能となる。
【００５２】
さらに、本実施例では、光源スリット４の透明樹脂部材４４と封止樹脂１０２の屈折率も略等しく選択することが可能である。この構成にすると、光源３２からスケール２に向かう光路と、スケール２から光検出器５に向かう光路の光学特性が略等しくなるため、エンコーダ特性をより安定にすることが可能となる。
【００５３】
また、好ましくは、光源スリットの基材である透明樹脂部材４４は、光学式エンコーダの使用環境において、その弾性率が封止樹脂１０２と略等しいか、または小さいことが望ましい。例えば、周囲環境温度が５０°Ｃにおいて、光学式エンコーダを使用する場合、５０°Ｃにおける両部材の弾性率が略等しくなるような材料を選択する。これにより、使用環境において、封止樹脂１０２の内部にクラックなどを生じることを防止できる。
【実施例２】
【００５４】
次に、本発明の実施例２の形態について、図５、図６を参照しながら説明する。図５は、実施例２の形態の反射型光学式エンコーダ１２の斜視図を示す。図６は、エンコーダヘッド１の断面図をそれぞれ示している。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５５】
基本的な構成は、実施例１の形態と同様に構成されており、基本的な動作についても実施例１の形態と同様である。本発明の実施例２の形態は、光源スリット４が、光源３２ではなく光検出器５上に取り付けられ、隣接する光源３２上に達する長さを有する構成となっている点で実施例１の形態とは異なる。
【００５６】
本発明の実施例２の形態では、図５、図６に示すように、基板１００上に光検出器５と光源３２が取り付けられている。さらに、光源スリット４が光検出器５に取り付けられている。光源スリット４は、封止樹脂１０２とその弾性率が略等しい樹脂材料による透明樹脂部材４４で構成される。
【００５７】
透明樹脂部材４４の表面には、金属膜等による光源スリットパターン４２が光源３２と対向する面側に形成されている。光源スリットパターン４２は光源３２から出射した光がスケール２の周期パターン２２に向かう光路上に配置されており、それ以外の領域には周期パターン２２は設けられていない。
【００５８】
このように構成することで、実施例１の形態の特徴をそのまま備え、さらに、光源スリットパターン４２からスケール２の周期パターン２２までの距離ｚ１と、スケールパターン２２から光検出器５の受光面までの距離ｚ２を容易に等しくすることが可能となる。
【００５９】
すなわち、上述した式（２）、式（３）において、ｚ１＝ｚ２とすることが容易に可能となる。このようにすることで、式（２）、式（３）はそれぞれ、以下のように書き表すことができる。
【００６０】
Ｐｓｌｉｔ＝２×ｐ１  …  （２’）
ｐ２＝２×ｐ１        …  （３’）
【００６１】
このように、式（２）、式（３）から、ｚ１、ｚ２を除去することが可能となる。言い換えると、光源スリットパターン４２の理想的なピッチＰｓｌｉｔと、光検出器５上に形成される明暗パターンのピッチｐ２は、エンコーダヘッド１とスケール２との位置関係にかかわらず一定となる。そのため、エンコーダ信号がより安定になる。
【００６２】
従来の方法では、このような構成で光源スリット４の基材にガラスなどを用いた場合、図７に示すようなクラックが発生することがあった。しかしながら、本実施例では、実施例１と同様、光源スリット４の透明樹脂部材４４に、弾性率が封止樹脂１０２と略等しい樹脂部材を用いているため、クラックの発生を抑えることが可能となる。
【００６３】
上記のように構成することで、実施例１の特徴を有し、さらに安定なエンコーダ信号を実現可能とすることができる。
【実施例３】
【００６４】
次に、本発明の実施例３の形態について、図８を参照しながら説明する。図８は、実施例３の形態による反射型光学式エンコーダ１３の断面図を示している。なお、実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
本実施例においては、基本的な構成は、実施例１の形態と同様に構成されており、基本的な動作についても実施例１の形態と同様である。本発明の実施例３では、光源スリット４が、光源３２ではなく光検出器５と光源３２との双方に接している点で実施例１の形態とは異なっている。
【００６６】
基板１００上には、光検出器５と光源３２とが直接取り付けられている。そして、光検出器５と光源３２の高さは略等しく設定され、光源スリット４は、光検出器５と光源３２の両方に接し、橋を架けるように取り付けられている。なお、光源スリット４の光源スリットパターン４２は光源３２と対向する面に形成されている。
【００６７】
このように構成することで、光検出器５上に形成された受光素子群５２の高さと光源スリット４に形成された光源スリットパターン４２の面の高さを略等しくできる。これにより、距離ｚ１、ｚ２を同じにし、実施例２と同様の効果が得られる。さらに、光源スリット４の両端を保持する構成になるため、光源スリット４のたわみ等による高さのずれの影響も小さくなり、さらに強度的にも安定となる。
【００６８】
上記のように構成することで、実施例１の形態の特徴を有し、さらに、実施例２の形態と比べて、より精度と強度において安定なエンコーダ信号を実現可能とすることが可能となる。
【実施例４】
【００６９】
次に、本発明の実施例４の形態について、図９、図１０を参照しながら説明する。図９は、本発明の実施例４の形態による反射型光学式エンコーダ１４の断面構成を示している。図１０は、実施例４の光源スリット４の斜視構成を示している。
【００７０】
なお、実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例においては、基本的な構成は、実施例１の形態と同様に構成されており、基本的な動作についても実施例１の形態と同様である。本発明の実施例４は、光源スリット４が、遮光性を有する樹脂部材４６に貫通孔４８を設けて構成されている点で実施例１の形態とは異なる。
【００７１】
本実施例においては、遮光性樹脂４６に貫通孔４８を設けて構成された光源スリット４が、光源３２の上面に取り付けられている。遮光性樹脂４６は、その弾性率が封止樹脂１０２と略等しいか、または小さい（やわらかい）部材が選択されている。
【００７２】
この構成による光源スリット４では、実施例１の形態のような金属薄膜によるパターニングが不要となる。したがって、樹脂材料だけで光源スリット４を形成することが可能となる。この結果、環境変化や、製造時に発生する内部応力の大きさがより小さくなる。
【００７３】
上記のように構成することで、環境温度等が変化した場合でも応力によるクラック等の発生を最小限に抑えることが可能となる。さらに、製造時のクラックの発生についても実施例１の形態と比較して、さらに小さくすることが可能となる。
【実施例５】
【００７４】
次に、本発明の実施例５の形態について、図１１を参照しながら説明する。図１１は本発明の実施例５の形態による反射型光学式エンコーダ１５の断面図である。なお、実施例１と同一の部分には、同一の符号を付し重複する説明は省略する。
【００７５】
本実施例においては、基本的な構成は、実施例１の形態と同様に構成されており、基本的な動作についても実施例１の形態と同様である。実施例５の形態は、実施例１の形態の変形例であり、光源スリット４が光源３２に取り付けられている点は、実施例１の形態と同様である。
【００７６】
本実施例では、光源スリット４の透明樹脂基材４４の光検出器５に面する一端には、遮光部４３が形成されている点で実施例１の形態とは異なる。
【００７７】
本実施例において、遮光部４３は、光源スリット４の透明樹脂基材４４と略同じ程度の線膨張係数と略同じ程度の弾性率を有する部材が採用されている。また、遮光部４３は光源スリット４の光源スリットパターン４２と同じような金属薄膜とすることも可能である。
【００７８】
本発明の実施例１の形態では、図１１に矢印で示す光線Ｌのように光源３２から出射された光の一部は、空気との界面４５で反射する。このため、光線Ｌは、エンコーダヘッド１から外部に出力されずに、直接光検出器５に入射してしまうような光路（パス）を経る。
【００７９】
このような光線Ｌは、スケール２の情報を含まない光であり、エンコーダの信号成分の比率を相対的に低下させる。また、光線Ｌは、ノイズ光となるなど、エンコーダとしての性能を低下させてしまう。
【００８０】
封止樹脂の界面で反射する光の光路上に遮光部を形成することで、光源３２から出射した光線Ｌは、図１１に示す矢印の方向に進行するが、遮光部４３に遮られる。このため、破線で示されるようなパスに進行することはなくなる。
【００８１】
したがって、エンコーダヘッド１内部で反射され、光検出器５の受光部群５２に直接入射する成分を除去することが可能となる。このように構成することで、実施例１の形態の特徴をそのまま有し、さらに、エンコーダヘッド１の内部反射による信号レベルの低下のないエンコーダを実現することが可能となる。
【００８２】
（変形例）
また、本発明の実施例５の形態の変形例を図１２から図１６に示す。図１２、１３に示す例は、遮光部４３の代わりに、光源スリット４の光源スリットパターン４２を形成する金属薄膜の一部を開口のないマスクパターンとする構成である。
【００８３】
光源３２から出射され、内部反射していた光線Ｌは、マスクパターンに遮られ光検出器５の受光部群５２に入射することはない。基本的な効果は実施例５の形態と変わらないが、本変形例の方が容易に製造できるため、コスト的に有利である。
【００８４】
図１４は実施例５の別の変形例を示している。光源スリット４は、遮光部４３を有し、図に示すように実施例３の形態と同様に、光源３２と光検出器５との双方に接して構成されている。本実施例によれば、実施例３の形態の特徴を維持しつつ、かつ、エンコーダヘッドの内部反射の影響を除去したエンコーダヘッド１を実現することが可能となる。
【００８５】
図１５、１６は、図１４で示した実施例の変形例である。光源スリット４が光源３２と光検出器５との両方に接する構成のまま、光源スリット４の光源スリットパターン４２を形成している金属薄膜により遮光部４３を形成している点が異なっている。
【００８６】
このように構成することで、本発明の実施例３の形態の特徴を維持しつつ、エンコーダの内部反射の影響を除去したエンコーダヘッド１を容易に作成することが可能となる。
【００８７】
なお、これまで述べてきた実施例において、光源３２は図４に示したような、樹脂封止されたＬＥＤ光源を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＶＣＳＥＬなどの半導体レーザ光源やＳＬＤ、電流狭窄型のＬＥＤなどを用いることも可能である。また、樹脂封止されたものだけでなく、キャンパッケージ品や、ベアチップのものなど、さまざまな実装形態のものについて、利用することが可能である。
【００８８】
さらに、実装形態については、基板１００上に光源３２、光検出器５、光源スリット４とを配置して封止樹脂１０２により封止した例について示したが、これに限定されるものではなく、リードフレームを用いたモールドパッケージなど、封止樹脂を用いる実装形態であれば、本発明の効果を享受することが可能である。
【００８９】
また、本実施例においては、部材の硬さについて弾性率を例に説明したが、封止樹脂と光源スリット部材が同程度の硬さであることが確認出来る方法であれば、例えばビッカース硬度など、いかなる方法による硬さの指標でも用いることが可能である。
【００９０】
本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内に置いて種々多くの変形や修整が可能であり、上に説明した実施例はその一例に過ぎない。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明にかかる光学式エンコーダは、光源と光源スリットとを樹脂封止した場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施例１の反射型光学式エンコーダの斜視図である。
【図２】実施例１のエンコーダヘッドの断面構成を示す図である。
【図３】エンコーダヘッドにクラックが生じた様子を示すである。
【図４】実施例１の光源を示す図である。
【図５】実施例２の反射型光学式エンコーダの斜視図である。
【図６】実施例２のエンコーダヘッドの断面図である。
【図７】エンコーダヘッドにクラックが生じた様子を示すである。
【図８】実施例３の反射型光学式エンコーダの断面図である。
【図９】実施例４の反射型光学式エンコーダの断面図である。
【図１０】実施例４の光源スリットの斜視図である。
【図１１】実施例５の反射型光学式エンコーダの断面時である。
【図１２】実施例５の変形例の反射型光学式エンコーダの断面図である。
【図１３】実施例５の変形例の反射型光学式エンコーダの上面図である。
【図１４】実施例５の変形例の反射型光学式エンコーダの断面図である。
【図１５】実施例５の変形例の反射型光学式エンコーダの断面図である。
【図１６】実施例５の変形例の反射型光学式エンコーダの上面図である。
【図１７】従来の反射型光学式エンコーダの基本構成を示す図である。
【図１８】従来の光源スリット付き光源を示す図である。
【図１９】従来の光源スリット付き光源を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  エンコーダヘッド
２、７２  スケール
４、７５  光源スリット
５、７３  光検出器
１１、１２、１３、１４、１５  反射型光学式エンコーダ
２２  周期パターン
３２、８０  光源
３４  半導体光源
３６、１００  基板
４２  光源スリットパターン
４３  遮光部
４４  透明樹脂基材
４５  界面
４６  遮光性を有する樹脂部材
４８  貫通孔
５２  受光素子
７１  可干渉光源
７４  受光部
７６  開口部  
８１、１０２、１０４  封止樹脂
８５a  スリット開口
８５  光源スリット
１００  基板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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