专利名称：光电式旋转编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测旋转体的旋转角、旋转速度等的光电式旋转编码器，尤其涉及装置小型化、提高装配精度的光电式旋转编码器。
背景技术：
光电式编码器是用于将旋转体的旋转角、旋转数、旋转速度等作为数字量检测的一种传感器。特别地，作为检测电动机的位置、速度并将信息传送给控制部的传感器，正期待着在机器人、工作机械等各种工业机械领域得到广泛应用。
现有的折返型旋转编码器的特征在于，通过夹住圆板将投光部分和受光部分配置在一侧上，将来自投光部分的出射光返回受光部分的折返部分配置在另一侧上，具有除去不经由折返部分而从投光部分漏出的漫射光的遮光板。这种折返型旋转编码器例如U.S.4152589(现有技术)所示。
但是，在现有技术所示的折返型旋转编码器中，接近一侧来配置投光部分和受光部分，因此，不能扩大投光部分的光束，使得不产生直接从投光部分漏向受光部分的漫射光，因此，在减小投光部分和折返部分的距离方面存在限制，制约了装置的小型化。需要用于除去不经由折返部分而从投光部分漏出的漫射光的遮光板(现有技术中对应定子)，有部件个数增加的缺点。而且，投光部分和受光部分的等级不同，因此，存在投光部分、受光部分和折返部分间的对准精度严格的缺点。

发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能除去从投光部分漏出的漫射光、通过限定部件个数且提高安装精度来确保设计的容易性的光电式旋转编码器。
为了实现上述目的，本发明提供一种光电式旋转编码器，通过折返光学部件将投光元件所产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的受光元件接受折返后的光线，根据该受光信号检测圆板的旋转变位，其特征在于，来自上述投光元件的光线的漫射光成份通过其侧面部分到达外部的光学元件配设在配设上述投光元件和受光元件的基板前方侧，用该光学元件覆盖上述基板，将光学元件和基板一体化。
根据本发明，在配设投光元件和受光元件的基板前方，通过配设成覆盖该基板且一体化的光学元件，来自投光元件的光线的漫射光成份可通过该光学元件的侧面部分到达外部。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述光学元件在和里面侧的上述投光元件对置的部位上形成圆筒形凹部。
根据本发明，通过在和光学元件里面侧的投光元件对置的部位上形成的圆筒形凹部，来自投光元件的向着受光元件的光线的漫射光成份通过光学元件的侧面部分到达外部。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述光学元件在表面侧的形成上述凹部的部位上形成会聚通过上述凹部入射的光线的第一透镜形状部分，所述第一透镜形状部分的直径比上述凹部的直径大。
根据本发明，通过在形成圆筒形凹部的表面侧部位上形成的直径比该圆筒形凹部直径大的第一透镜形状部分，会聚入射的光线。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述光学元件在上述凹部的底面上形成会聚光线的第二透镜形状部分。
根据本发明，通过在光学元件的形成圆筒形凹部的表面侧部位上形成的直径比该圆筒形凹部直径大的第一透镜形状部分和在光学元件的圆筒形凹部底面上形成的第二透镜形状部分，进一步提高束形光的平行度。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述光学元件在上述凹部底面上形成用于形成束的遮光图案。
根据本发明，通过在光学元件的圆筒形凹部底面上形成的遮光图案，形成束。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述光学元件在和里面侧的上述受光元件对置的部位上具有在V沟间形成狭缝的固定狭缝部件。
根据本发明，通过在和光学部件里面侧的受光元件对置的部位上形成的V沟的固定狭缝部件，进行遮光、衍射等束成形。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述折返光学部件在其入射面上具有会聚光线的第三透镜形状部分。
根据本发明，通过设在折返的光学部件入射面上的第三透镜形状部分，会聚光线。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述折返的光学部件在其出射面上形成用于进行束成形的遮光图案。
根据本发明，通过设在折返的光学部件的出射面上的遮光图案，进行束成形。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，在上述基板上形成凹部，在该凹部的底面上配设上述投光元件。
根据本发明，通过在基板上形成凹部，在该凹部底面上配设投光元件，使来自投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份被遮光。
本发明的光电式旋转编码器，通过折返光学部件将投光元件产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，通过在折返光学部件的表面上形成的相位点阵将折返光线分支成2个，通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的2个受光元件接受分支光线，根据这些受光信号检测圆板的旋转变位，其特征在于，来自上述投光元件的光线的漫射光成份通过其侧面部分到达外部的光学元件配设在配设上述投光元件和受光元件的基板前方侧，由光学元件覆盖上述基板并使光学元件和基板一体化。
根据本发明，通过在配设投光元件和受光元件的基板前方配设成覆盖该基板并一体化的光学元件，来自投光元件的光线的漫射光成份可通过该光学元件的侧面部分到达外部。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，在上述发明中，上述光学元件在和里面侧的上述投光元件对置的部位形成圆筒形凹部，在表面侧的形成上述凹部的部位上形成会聚通过上述凹部入射的光线的直径比上述凹部直径大的第一透镜形状部分。
根据本发明，通过在和光学元件里面侧的投光元件对置的部位上形成的圆筒形凹部，来自投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份通过光学元件的侧面部分到达外部。通过在形成圆筒形凹部的表面侧部位上形成的直径比该圆筒形凹部的直径大的第一透镜形状部分，会聚入射的光线。
本发明的光电式旋转编码器，通过折返光学部件将投光元件产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，折返的光线通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的受光元件受光，根据受光信号检测圆板的旋转变位，其特征在于，在上述基板上形成2个凹部，在这些各凹部的底面上配设上述投光元件和受光元件。
根据本发明，通过形成在基板上的各凹部，来自投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份被遮光。
本发明的光电式旋转编码器的特征在于，用折射率1.58的聚碳酸脂作为上述光学元件。
根据本发明，用折射率1.58的聚碳酸脂构成光学元件，通过利用该光学元件具有的形状和聚碳酸脂和空气的折射率差，来自投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份通过光学元件的侧面部分到达外部。


图1模式地示出了本发明实施方式1的光电式旋转编码器主要部分的结构图；图2模式地示出了图1的投受光模块中光束的漫射光成份反复反射后达到投受光模块外部的样子的说明图；图3模式地示出了本发明实施方式2的光电式旋转编码器的投受光模块的结构图；图4模式地示出了本发明实施方式3的光电式旋转编码器的投受光模块的结构图；图5模式地示出了本发明实施方式4的光电式旋转编码器的投受光模块的结构图；图6模式地示出了本发明实施方式5的光电式旋转编码器主要部分的结构图；图7模式地示出了本发明实施方式6的光电式旋转编码器主要部分的结构图；图8(a)是从图7的箭头A看折返部分的侧面图，图8(b)是从图7的箭头B看折返部分的侧面图；图9模式地示出了本发明实施方式7的光电式旋转编码器主要部分的结构图；图10是从投光元件侧看圆形铬图案的图；图11模式地示出了本发明实施方式8的光电式旋转编码器主要部分的结构图；图12模式地示出了本发明实施方式9的光电式旋转编码器投受光模块的结构图；图13模式地示出了本发明实施方式10的光电式旋转编码器的投受光模块的结构图；图14模式地示出了本发明实施方式11的光电式旋转编码器的主要部分的结构图；具体实施方式
以下参照附图对本发明的光电式旋转编码器的最佳实施方式做详细说明。
实施方式1图1模式地示出了作为本发明实施方式1的光电式旋转编码器的主要部分的结构图。图中，1是投受光模块，在基板13上安装投光元件11和受光元件12，光学元件14装配在基板13上并覆盖投光元件11和受光元件12。在光学元件14的表面上设置利用和周围的折射差的第一透镜21，在里面设置外径比第一透镜21小且具有开口面26和侧面27的圆筒形空洞部25。
图1中，5是折返部分，具有反射面22，反射通过第一透镜21会聚的来自投光元件11的出射光的光束101；反射面23，将由反射面22反射的光束102向着投受光模块1反射。这里，反射面22配置成光束101的入射角为45度，使光束101向反射面23全反射。反射面23也同样配置成入射角为45度，使光束102全反射。因此，由这些反射面22和反射面23反射的光束103向着光束101的到来方向被反射。由第一透镜21会聚的光束101若是平行光，则由反射面23反射的光束103也是平行光。6是圆板，该圆板6具有用于检测旋转角度等的专门检测图案部分24。来自折返部分5的入射光束103若照射到旋转的圆板6上，则圆板6上的检测图案部分24调制光束103，该被调制的光束103通过光学元件14由投受光模块1的受光元件12受光，可提取旋转角度、旋转速度、旋转数等必要信息。
图2模式地示出了图1的投受光模块中光束的漫射光成份反复反射并到达投受光模块之外的样子的说明图。图中，由折射率1.58(d线的数值)的聚碳酸脂构成的光学元件14的开口面26配置成和投光元件11的45度方向一致，第一透镜21的直径如图2所示设计得比圆筒形空洞部25大一些。若是这种设计，则来自投光元件11得出射光中和光轴所成的角在45度以下的成份从圆筒形空洞部25的开口面26通过第一透镜21而朝向未图示的折返部分。另一方面，来自投光元件11的出射光中和光轴所成的角为45度以上的成份通过圆筒形空洞部25的侧面27折射，在配置成和侧面27成直角的光学元件14的上面和下面之间反复全反射，到达投受光模块1的外部。
例如，光束104是和光轴所成的角为45度以下的成份，向第一透镜21入射，朝向折返部分5一方。光束105是和光轴所成角为45度以上的成份，从圆筒形空洞部25的侧面27不通过第一透镜21而朝向光学元件14的外部。光束105不向着折返部分5。而且，考虑和光轴所成角为50度时向着受光元件12侧的光束106。光束106若从侧面27看，入射角为40度，经入射面折射，其折射角约为24度。光束106以入射角约66度入射到光学元件14的下面，但在由折射率1.58的聚碳酸脂构成的光学元件14的下面的临界角为39.3度，因此被全反射。同样地，在光学元件14的上面也被全反射，从光学元件14的侧面出来，不到达受光元件12。这样，除去从投光元件11向着受光元件12的漫射光成份。
在光学元件14中形成第一透镜21，光学元件14和投光元件11和受光元件12一体化构成，因此，和现有技术相比，可大幅缩小编码器的尺寸。这里，所说的一体化是指固定成安装投光元件11和受光元件12的基板13与光学元件14的位置关系不变化。因为投光元件11和受光元件12一体化，所以可使两者为一体地进行光轴调整，可简单容易地进行装配和调整。此外，在实施方式1中，反射面22和反射面23为全反射面，但不仅是全反射面，用镜面等作为反射面，也可有同样的结构。
这样，根据实施方式1，在光学元件上形成第一透镜，因此，可容易地形成光束，而且，因为形成外径比第一透镜小且具有开口面和侧面的圆筒形空洞部分，所以不经由透镜而向着受光元件侧的漫射光成份利用和周围的折射率差通过全反射都封闭到光学元件内部，到达投受光模块的外面，能防止向受光元件入射。而且，光学元件和投光元件和受光元件一体化，在光学元件上形成第一透镜，因此，具有更小型化的投受光模块，通过简化投·受光元件间的调整，可得到容易设计的光电式旋转编码器。
在实施方式1中，为了利用和周围的折射率差除去漫射光成份，将设在光学元件上的空洞部分的形状作成圆筒形状，该形状不限于圆筒形，只要是能通过全反射将漫射光成份全封闭到光学元件内部并到达投受光模块外面的构造就行，能得到同样效果。
实施方式2图3模式地示出了本发明的实施方式2的光电式旋转编码器的投受光模块结构图。和图2的实施方式1相比，只有投光元件11由光学元件17覆盖，由硅部分28封闭受光元件12。对于折返部分5、圆板6等构成，和图1相同，因此，未图示。根据该结构，可使光学元件的形状更小，因此，具有可使投受光模块1进一步小型化的优点。
这样，根据实施方式2，用光学元件覆盖投光元件，用硅封闭受光元件，因此，能得到进一步小型化的光电式旋转编码器。
实施方式3图4模式地示出了本发明的实施方式3的光电式旋转编码器的投受光模块结构图。在图1的实施方式1中，在光学元件14的和受光元件12对置的部分设置通过V沟生成的固定狭缝51，使得来自折返部分侧的入射光的入射角为45度，对入射光选择性地遮光。对于折返部分5、圆板6等的结构，和图1一样，因此，未图示。
例如，在通过折射率1.58的聚碳酸脂形成光学元件14时，临界角为39.3度，因此，入射到固定狭缝51的V沟部分中的平行光完全全反射，被遮光。根据该结构，通过在光学元件中仅加工V沟就能简单地形成遮光狭缝。若减小V沟的大小和排列周期，还可构成振幅点阵型的衍射点阵。也使V沟的间隔变窄，可完全遮光入射光。
这样，根据实施方式3，在光学元件的和受光元件对置的部分设置V沟的固定狭缝51，因此，通过简单的加工，形成遮光狭缝、振幅点阵型的衍射点阵等，可获得光电式旋转编码器。
实施方式4图5模式地示出了本实施方式4的光电式旋转编码器的投受光模块结构图。图1的实施方式1中，在光学元件14的第一透镜21的里面设置里面透镜29。和图2同样，对折返部分5、圆板6等的结构，和图1一样，因此未图示。
根据该结构，和由1个透镜构成的情况相比，可提高来自光学元件的出射光的平行度，同时，在光学元件的多个面上，不仅是透镜而且可通过凹凸、V沟等构成衍射点阵，提高光学的功能·性能。
这样，根据实施方式4，作成在光学元件14的第一透镜21的里面设置里面透镜29的构成，因此，可得到进一步提高来自光学元件的出射光的平行度、同时提高光学功能·性能的光电式旋转编码器。
实施方式5图6模式地示出了本发明实施方式5的光电式旋转编码器的主要部分的结构图。和图1的实施方式1相比，不同点在于在折返部分5上设置第二透镜30。其他和实施方式1一样，相同部分用相同符号表示。和实施方式1一样，从投光元件11出射的通过第一透镜21和第二透镜30的2个透镜会聚的光束102通过折返部分5的反射面22和反射面23全反射，通过旋转的圆板6上的检测图案部分24调制光束103，经光学元件14由投受光模块1的受光元件12受光。
根据该结构，可由多个透镜来构成，因此，通过调整透镜间的距离，可扩大照射直径和提高平行度等光学性能。而且，通过组合多个透镜，可缓和各透镜的曲率，因此，能折中第一透镜21的安装精度和折返部分5的装配精度，可确保设计的容易性。
这样，根据实施方式5，作成在折返部分5设置第二透镜30，因此，可扩大照射直径和提高平行度等光学性能，并且，通过折中构成部分间的装配精度，可得到确保容易设计的光电式旋转编码器。
实施方式6图7模式地示出了本发明实施方式6的光电式旋转编码器的主要部分。和图1的实施方式1相比，不同点在于作为投受光模块1的受光元件，具有第一受光元件18和第二受光元件19，在折返部分5的光束入射面上和出射面上具有各自的光学距离差λ/2的凹凸面构成的第一相位点阵31和第二相位点阵32。图8(a)是从图7的箭头A看折返部分5的侧面图，图8(b)是从图7的箭头B看折返部分5的侧面图。另外，在图7和图8中，和实施方式1相同的部分用相同的符号表示。
图8(a)、(b)中，从第一透镜21出射、且入射到折返部分5的相位点阵31的光束101通过衍射分支成+1次光束111和-1次光束112。关于光束111和光束112，图7中，构成反射面22，使得纸面平面上的入射角为45度，通过全反射使两个光束向反射面23反射，通过反射面23也同样构成为入射角成45度，使这些光束111和光束112全反射。折返部分5的相位点阵32使作为光束111的-1次光的光束113和作为光束112的+1次光的光束114偏向圆板6，为了检测圆板6的旋转角度，照射专门的检测图案部分24。通过该检测图案部分24调制光束113和光束114，分别通过第一受光元件18和第二受光元件19受光。
根据该结构，若光束101照射相位点阵31，则可均等地分割光束101，因此，投光元件11和折返部分5的光学对准变容易了，同时，可提高装配精度。2个相位点阵31和相位点阵32之间的光学距离可通过折返部分5的形状来控制，由此，容易管理2个点阵间的距离。进一步，设置通过V沟构成的固定狭缝来代替相位点阵，通过选择的光束的遮光、V沟的振幅型衍射点阵可附加光束衍射和分支等功能。
这样，根据实施方式6，在投受光模块中设置第一受光元件18和第二受光元件19、在折返部分5中设置第一相位点阵31和第二相位点阵32来构成，因此，可容易地得到容易光学对准、提高了装配精度的光电式旋转编码器。并且可得到光束选择性遮光、可衍射、可分支为多个的多功能光电式旋转编码器。
实施方式7图9模式地示出了本发明实施方式7的光电式旋转编码器的主要部分结构图。和图1的实施方式1相比，不同点在于在光学元件14的内侧面上施加直径比第一透镜21小的圆形铬图案33。其他和实施方式1相同，相同部分用相同的符号表示。图10是从投光元件侧看圆形铬图案的图。图中，33是施加在光学元件上的圆形铬图案，34表示圆形铬图案33的内侧边缘。
根据该结构，通过在光学元件14上设置圆形铬图案33，可很容易地通过圆形铬图案33的内侧边缘34形成圆形光束，而且，可利用圆形意外的铬图案，进行期望的束成形。进一步，在束成形以外也适用于除去漫射光等，可通过铬图案，在受光元件12的光学元件14表面上设置固定狭缝，进行选择性的遮光。
这样，根据实施方式7，在光学元件14的内侧面上施加直径比第一透镜小的圆形铬图案33来构成，因此，可得到束成形、光束的选择性遮光、能除去漫射光的多功能光电式旋转编码器。
实施方式8图11模式地示出了本发明实施方式8的光电式旋转编码器的主要部分的结构图。和图1的实施方式1相比，不同点在于在折返部分5的向着圆板6的出射面上，通过铬图案35设置固定狭缝。其他和实施方式1相同，相同部分用相同的符号表示。
根据该结构，不仅是投受光模块，在折返部分5上，通过铬图案35也能构成固定狭缝。铬图案35的形状不限于固定狭缝，例如可形成衍射点阵，一边使光衍射一边使光束分支。若构成圆形的铬图案，则可将平行光束简单地形成圆形。
根据实施方式8，通过铬图案在折返部分的出射面上施加固定狭缝，因此，可得到束成形、束分支等多功能的光电式旋转编码器。
实施方式9图12模式地示出了本发明实施方式9的光电式旋转编码器的投受光模块的结构图。和图1的实施方式1相比，不同点在于在基板41上安装投光元件11和受光元件12，安装具有第一透镜21的光学元件15，在基板41上投光元件11和受光元件12之间设置遮光部分，但最大的不同是光学元件15没有圆筒形空洞部分。其他和实施方式1相同，相同部分用相同符号表示。和图2相同，折返部分5、圆板6等的结构和图1相同，因此未图示。
根据该结构，例如可通过基板41的形状简单地遮光光束121这样的不经由第一透镜21而从投光元件11向受光元件12的漫射光成份。因此，如实施方式1等所示的，不需要在光学元件内设置圆筒形空洞部分。
这样，根据实施方式9，在安装投光元件和受光元件的基板的投光元件和受光元件之间设置遮光部分来构成，因此，可到除去从投光元件向受光元件的漫射光成份的光电式旋转编码器。因为不需要在光学元件15内设置圆筒形空洞部分，所以容易设计光学元件。
实施方式10图13模式地示出了本发明实施方式10的光电式旋转编码器的投受光模块的结构图。和图1的实施方式1相比，不同点在于在基板42的投光元件11和受光元件12之间设置台阶，受光元件12的安装位置比投光元件11更接近圆板6。其他和实施方式1一样，相同部分用相同的符号表示。
根据该结构，例如可通过调整基板42的位置、深度、形状简单地遮光光束122这样的从投光元件11向受光元件12的漫射光成份。使光束123这样的从投光元件11向着受光元件12的漫射光成份入射到光学元件14内的圆筒形空洞部25的侧面，全部封闭在光学元件14的内部，到达投受光模块的外部。进一步，可通过基板42的形状调整光学特性上重要的圆板6上的检测图案部分24和受光元件12的距离。
这样，根据实施方式10，在投光元件和受光元件之间设置台阶，受光元件的安装位置比投光元件更靠近圆板一些，因此，可遮光不经由透镜从投光元件向着受光元件的漫射光成份或到达投受光模块外部，可得到能任意调整圆板上检测图案部分和受光元件的距离的光电式旋转编码器。
实施方式11图14模式地示出了本发明实施方式11的光电式旋转编码器的主要部分的结构图。和图1的实施方式1相比，不同点在于消除光学元件14表面的第一透镜，在折返部分5上设置第二透镜30。其他和实施方式1相同，相同部分用相同符号表示。
这样，根据实施方式11，将光学元件14的表面作成平面、在折返部分5上设置第二透镜30来构成，因此，可得到照射直径扩大、平行度提高等光学性能提高且折中构成部分间的装配精度来确保容易设计的光电式旋转编码器。
在实施方式11中，将光学元件14的表面作成平面、在折返部分5上设置第二透镜30来构成。但设置透镜的位置不限于折返部分5上，例如，设置在光学元件14的圆筒形空洞部25的开口面26等上也可得到同样的效果。
在实施方式11中，将光学元件14的表面作成平面、在折返部分5上设置第二透镜30来构成，但光学元件14的表面部分作成平面、在折返部分5设置第二透镜30的结构可适用于实施方式3、7、8~10中的任何一个，这时可得到和实施方式11相同的效果。
如以上说明，根据本发明，作成通过在配设投光元件和受光元件的基板前方覆盖基板地配设并且一体化的光学元件，来自投光元件的光线的漫射光成份可通过光学元件的侧面部分到达外部的结构，因此，可不需要遮光板而能除去不需要的束光，得到削减了部件个数的光电式旋转编码器。具有通过在同一基板上安装投光元件和受光元件而小型化的投受光模块，简化投·受光元件间的调整，由此得到确保设计容易的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成通过在光学元件的和里面侧的投光元件对置部位上形成的圆筒形凹部，从投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份通过光学元件的侧面部分到达外部这样的结构，因此可不要用于遮光不需要的束光的遮光板而能除去漫射光成份，可得到消减了部件个数的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成通过在形成圆筒形凹部的表面侧部位上形成的、直径比该圆筒形凹部直径大的第一透镜形状部分会聚入射光线的结构，因此，可不要用于遮光不需要的束光的遮光板而能将不要束光除去，可得到消减了部件个数的光电式旋转编码器。
根据本发明，通过在光学元件的形成圆筒形凹部的表面侧部位上形成的、直径比该圆筒形凹部直径大的第一透镜形状部分和在光学元件的圆筒形凹部底面形成的第二透镜形状部分，可得到束光平行度进一步提高同时光学功能·性能得到提高的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成通过在光学元件的圆筒形凹部底面上形成的遮光图案进行光束成形的结构，因此可得到束成形、束的选择性遮光、除去漫射光的多功能光电式旋转编码器。
根据本发明，通过在光学元件的和里面侧的受光元件对置部位上形成的V沟的固定狭缝部件，经简单加工，可得到能进行束光遮光、衍射等的光电式旋转编码器。
根据本发明，通过配备在折返光学部件的入射面上的第三透镜形状部分会聚光线，因此，照射直径扩大、平行度提高等光学性能提高，并且，折中组成部分间的装配精度，由此可得到确保设计容易的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成通过配备在折返光学部件的出射面上的遮光图案进行束成形的结构，因此，能得到可束成形、束分支等多功能的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成通过在基板上形成凹部，在凹部底面配设投光元件，从投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份可通过光学元件的侧面部分到达外部的结构，因此，可不需要遮光板而能除去不需要的束光，得到削减了部件个数的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成通过在配设投光元件和受光元件的基板前方覆盖基板地配设并且一体化的光学元件，来自投光元件的光线的漫射光成份可通过光学元件的侧面部分到达外部的结构，因此，可不需要遮光板而能除去不需要的束光，得到削减了部件个数的光电式旋转编码器。通过在同一基板上安装投光元件和受光元件而小型化的投受光模块，简化投·受光元件间的调整，由此得到确保设计容易的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成这样的结构通过在光学元件的和里面侧的投光元件对置部位上形成的圆筒形凹部，从投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份通过光学元件的侧面部分到达外部，而且，通过在形成圆筒形凹部的表面侧部位上形成的直径比该圆筒形凹部直径大的第一透镜形状部分会聚入射光线，因此，可不需要遮光板而能除去不需要的束光，得到削减了部件个数的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成这样的结构通过在基板上形成的各凹部使从投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份被遮光，因此，可不需要遮光板而能除去不需要的束光，得到削减了部件个数的光电式旋转编码器。通过在同一基板上安装投光元件和受光元件而小型化的投受光模块，简化投·受光元件间的调整，由此得到确保设计容易的光电式旋转编码器。
根据本发明，作成这样的结构将光学元件用折射率为1.58的聚碳酸脂来构成，利用该光学元件具有的形状和聚碳酸脂与空气的折射率差，从投光元件向着受光元件的光线的漫射光成份通过光学元件的侧面部分达到外部，因此，可不需要遮光板而能除去不需要的束光，得到削减了部件个数的光电式旋转编码器。
权利要求
1.一种光电式旋转编码器，通过折返光学部件将投光元件所产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的受光元件接受折返后的光线，根据该受光信号检测圆板的旋转变位，其特征在于，在配设上述投光元件和受光元件的基板前方侧配设来自上述投光元件的光线的漫射光成份通过其侧面部分到达外部的光学元件，将光学元件和基板一体化。
2.根据权利要求1所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述光学元件在和里面侧的上述投光元件对置部位上形成凹部。
3.根据权利要求2所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述光学元件在表面侧的形成上述凹部的部位上形成会聚通过上述凹部入射的光线的第一透镜形状部分，所述第一透镜形状部分的直径比上述凹部的直径大。
4.根据权利要求3所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述光学元件在上述凹部底面形成会聚光线的第二透镜形状部分。
5.根据权利要求2或3所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述光学元件在上述凹部底面形成用于进行束成形的遮光图案。
6.根据权利要求2或3所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述光学元件在和里面侧的上述受光元件对置的部位上具有在V沟间形成狭缝的固定狭缝部件。
7.根据权利要求3所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述折返光学部件在其入射面上具有会聚光线的第三透镜形状部分。
8.根据权利要求2或3所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述折返的光学部件在其出射面上形成用于进行束成形的遮光图案。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的光电式旋转编码器，其特征在于，在上述基板上形成凹部，在该凹部的底面配设上述投光元件。
10.一种光电式旋转编码器，通过折返光学部件将投光元件产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，通过在折返光学部件的表面上形成的相位点阵将折返光线分支成2个以上，通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的2个受光元件接受分支光线，根据这些受光信号检测圆板的旋转变位，其特征在于，在配设上述投光元件和受光元件的基板前方侧配设来自上述投光元件的光线的漫射光成份通过其侧面部分到达外部的光学元件，使光学元件和基板一体化。
11.根据权利要求10所述的光电式旋转编码器，其特征在于，上述光学元件在和里面侧的上述投光元件对置的部位形成圆筒形凹部，在表面侧的形成上述凹部的部位上形成会聚通过上述凹部入射的光线的直径比上述凹部直径大的第一透镜形状部分。
12.一种光电式旋转编码器，通过折返光学部件将投光元件产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的受光元件接受折返的光线，根据受光信号检测圆板的旋转变位，其特征在于，在上述基板上形成2个凹部，在这些各凹部的底面上配设上述投光元件和受光元件。
13.根据权利要求1、10或12中任一项所述的光电式旋转编码器，其特征在于，用折射率1.58的聚碳酸脂作为上述光学元件。
全文摘要
一种光电式旋转编码器，其中，为了小型化且组装精度提高，使投光元件和受光元件一体化，同时，由一体化而产生的从投光元件向着受光元件的漫射光成份排除到外部。通过折返光学部件将投光元件所产生的光线折返到和光线的投光方向相反的方向上，通过具有检测图案部分的圆板由配设在和投光元件在同一基板上的受光元件接受折返后的光线，根据该受光信号检测圆板的旋转变位，其中，在配设上述投光元件和受光元件的基板前方侧配设来自上述投光元件的光线的漫射光成份通过其侧面部分到达外部的光学元件，用该光学元件覆盖上述基板，将光学元件和基板一体化。
文档编号G01D5/26GK1480712SQ03143848
公开日2004年3月10日 申请日期2003年6月3日 优先权日2002年6月3日
发明者大村陽一, 岡徹, 中島利郎, 仲嶋一, 佐久間浩和, 岡室貴士, 阪本雅彥, 杉本耕一, , 一, 士, 大村 一, 浩和, 郎 申请人:三菱电机株式会社