具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的编码器详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。在以下所示的附图中，有时各要素的比例尺与实际不同，在各附图中也是同样的。另外，在以下所示的附图中，为了容易观察附图，有时在通过剖面表示的要素未附带阴影线。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的编码器的结构的图。编码器1对测定对象物即旋转体的旋转角度进行检测。编码器1是基于从标尺射入的光信号对标尺的旋转角度进行计算的光学式的旋转编码器，且是对绝对旋转角度进行检测的绝对编码器。

编码器1具有：光学式标尺2，其是具有光学图案20的标尺；投受光模块封装件3，其是具有投光功能和受光功能的模块封装件；以及控制部4，其对编码器1进行控制。光学式标尺2与电动机这样的旋转装置所具有的旋转轴5连结。光学式标尺2与旋转轴5一起旋转。在图1中，省略了旋转装置的图示。

在光学式标尺2使用圆形状的板材。光学图案20设置于光学式标尺2的圆形状之中的外周部即环状的区域。光学图案20具有在沿圆形状的外周的方向交替地配置的反射部21和非反射部22。反射部21是将从后面记述的发光元件射入的光朝向投受光模块封装件3反射的部分。非反射部22是对从发光元件射入的光进行吸收或者散射的部分。

多个反射部21和多个非反射部22各自在沿外周的方向具有各种宽度。如果发光元件向正在旋转的光学图案20照射光，则在光学图案20中，与反射部21的宽度相对应的时间的反射和与非反射部22的宽度相对应的时间的非反射重复进行。后面记述的受光元件对由反射部21反射出的光进行检测。在受光元件中被检测的光的强度按照反射部21和非反射部22的排列图案进行调制。

反射部21和非反射部22的排列图案设定为对光学式标尺2的旋转角度赋予特征。如上所述，光学式标尺2具有旋转角度所固有的光学图案20。在光学图案20例如使用M系列这样的近似随机符号图案。

对于构成光学式标尺2的板材，例如使用不锈钢等金属基材。非反射部22是通过向金属基材的表面的镀敷处理而形成的。反射部21是通过对金属基材的表面实施镜面精加工而形成的。反射部21也可以通过镜面精加工以外的方法而形成。非反射部22也可以通过镀敷处理以外的方法而形成。

投受光模块封装件3朝向光学式标尺2射出光。另外，投受光模块封装件3对由光学式标尺2反射出的光进行检测。投受光模块封装件3将与检测出的光相对应的信号向控制部4输出。控制部4具有：角度运算部41，其对光学式标尺2的绝对旋转角度进行运算；以及发光量调整部42，其对投受光模块封装件3中的发光量进行调整。

角度运算部41基于从投受光模块封装件3所具有的受光元件输出的信号，对光学式标尺2的绝对旋转角度进行运算。由角度运算部41求出的绝对旋转角度与旋转轴5的旋转位置相对应。如上所述，角度运算部41基于与编码化的光学图案20相对应的信号，求出旋转轴5的旋转位置。角度运算部41将绝对旋转角度的运算结果且表示旋转轴5的旋转位置的数据即位置数据43向外部装置输出。发光量调整部42基于从受光元件输出的信号，对发光元件的发光量进行调整。此外，关于发光元件和受光元件在后面记述。

如上所述，编码器1根据与射入至受光元件的光相对应的信号，由角度运算部41对绝对旋转角度进行运算。此外，控制部4也可以基于绝对旋转角度而进行测定对象物的旋转控制。编码器1无需将从受光元件输出的脉冲信号进行累计，因此不需要在电源接通时使光学式标尺2返回原点的动作。由此，编码器1能够实现电源接通时的迅速的启动。

图2是图1所示的编码器所具有的模块封装件的斜视图。图3是图1所示的编码器所具有的模块封装件的剖视图。图4是图1所示的编码器所具有的模块封装件的俯视图。投受光模块封装件3具有：发光元件31，其对光学式标尺2照射光；受光元件32，其对来自光学式标尺2的光进行检测；以及封装件基板30，其是安装有发光元件31及受光元件32的基板。

发光元件31和受光元件32安装于封装件基板30的安装面30a。安装面30a形成为矩形。投受光模块封装件3设为安装面30a朝向光学式标尺2的状态，与光学图案20相对而配置。

编码器1具有连接了封装件基板30的编码器基板。在图2及图3省略了编码器基板的图示。在编码器基板中，执行与投受光模块封装件3相比后级侧的各种处理。控制部4配置于编码器基板。具体地说，编码器基板具有执行控制部4的处理的处理电路。角度运算部41和发光量调整部42是控制部4所具有的功能部。

在安装面30a设置有与编码器基板连接的端子。端子设置于安装面30a所具有的矩形中的全部四边。各端子是端面通孔或者背面电极等。在安装面30a的全部四边设置有端子，由此发光元件31及受光元件32的安装精度提高。

封装件基板30优选由与编码器基板相同的基板构成。编码器基板例如由玻璃环氧树脂基板构成。在该情况下，封装件基板30也优选由玻璃环氧树脂基板构成。

发光元件31是具有将光射出的发光面31a的元件。发光元件31例如是射出近红外光的点光源LED(Light Emitting Diode)。发光元件31以发光面31a与安装面30a成为平行的方式与封装件基板30接合。

受光元件32是具有接受光的受光面32a的元件。受光元件32例如是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器或者CCD(Charge CoupledDevice)图像传感器这样的拍摄器件，且具有向一个方向排列的像素的集合。受光元件32以受光面32a与安装面30a成为平行的方式而接合于封装件基板30。

受光元件32输出与向受光面32a射入的光的强度相对应的信号。具体地说，受光元件32将由受光面32a接受到的光向模拟的电压信号变换。受光元件32进一步将模拟的电压信号通过在受光元件32内置的A/D(Analog-to-Digital)变换器而变换为数字的电压信号。由此，受光元件32输出与向受光面32a射入的光的强度相对应的信号。受光元件32将生成的信号向控制部4输出。在图2至图4中，省略了A/D变换器的图示。由受光元件32输出的信号是与由光学式标尺2反射而由受光元件32受光到的光相对应的信号。因此，由控制部4接收的信号与光学式标尺2的旋转位置相对应。

投受光模块封装件3具有将安装面30a覆盖的光透过性树脂33。光透过性树脂33对发光元件31和受光元件32进行封装。光透过性树脂33具有将安装面30a之中的设置有发光元件31的区域覆盖的第1部位33a和将安装面30a之中的设置有受光元件32和键合导线35的区域覆盖的第2部位33b。键合导线35将受光元件32和封装件基板30连接。在图2中，将由光透过性树脂33覆盖的结构要素即发光元件31、受光元件32和键合导线35通过虚线表示。另外，在图4中，将由光透过性树脂33覆盖的结构要素即发光元件31、受光元件32和键合导线35通过实线表示。为了在光透过性树脂33和封装件基板30使线膨胀系数相匹配，在光透过性树脂33例如使用环氧类树脂。第2部位33b之中的朝向光学式标尺2侧的面和键合导线35的间隔，比第2部位33b之中的朝向光学式标尺2侧的面和受光面32a的间隔更短。另外，键合导线35设置于安装面30a之中的除了发光元件31和受光元件32之间的部分以外的部分。由此，投受光模块封装件3能够抑制从发光元件31向受光元件32射入的光由键合导线35妨碍的情况。

投受光模块封装件3具有作为遮光部的遮光性树脂34。遮光性树脂34对射入的光进行吸收或者散射，由此对射入的光的透过进行抑制。遮光性树脂34是用于抑制在投受光模块封装件3内进行传输的不需要的光即杂散光的要素。遮光性树脂34设置于第1部位33a和第2部位33b之间。光透过性树脂33通过遮光性树脂34，被分断为第1部位33a和第2部位33b。对于遮光性树脂34，与光透过性树脂33同样地使用环氧类树脂。

从发光元件31射出的光之中的一部分通过第1部位33a的界面处的菲涅尔反射等，没有从投受光模块封装件3射出而是驻留于第1部位33a。如上所述，光驻留于第1部位33a，由此在投受光模块封装件3内产生杂散光。杂散光向受光元件32射入，由此在从受光元件32输出的信号混合与从光学式标尺2向受光元件32射入的光相对应的成分和与杂散光相对应的成分。杂散光向受光元件32射入，由此编码器1难以对准确的旋转角度进行计算。

遮光性树脂34将从第1部位33a朝向第2部位33b行进的光遮蔽，由此抑制杂散光向受光元件32的行进。遮光性树脂34除了在第1部位33a的界面处反射出的光以外，还将从发光元件31不经由该界面处的反射而射入的光、或者在封装件基板30和光学式标尺2之间多重反射的光进行遮蔽。

遮光性树脂34形成为板状。与安装面30a垂直的方向上的遮光性树脂34的一个端即第1端与安装面30a接触。第1部位33a和第2部位33b由遮光性树脂34在安装面30a上进行分断。与安装面30a垂直的方向上的遮光性树脂34的另一端即第2端是与安装面30a垂直的方向上的位置，设为与第1部位33a之中的安装面30a侧相反侧的面为相同的位置。因此，在投受光模块封装件3之中的与光学式标尺2相对的面，露出了遮光性树脂34的第2端。

遮光性树脂34配置于不对从发光元件31经由光学式标尺2中的反射而向受光元件32行进的光进行遮挡的位置。遮光性树脂34配置为遮光性树脂34之中的第1部位33a侧的面和遮光性树脂34之中的第2部位33b侧的面与安装面30a垂直。

玻璃环氧树脂基板已知使近红外线等光的一部分透过。在封装件基板30使用玻璃环氧树脂基板的情况下，从发光元件31射出的光的一部分有时直接或者在第1部位33a内反射后在封装件基板30进行传输，到达受光元件32。如上所述，在受光元件32有可能射入在封装件基板30传输后的杂散光。为了抑制光向封装件基板30的射入，可以对于封装件基板30使用黑色玻璃环氧树脂基板。或者，可以在封装件基板30的表面形成用于抑制光向封装件基板30的射入或者光在封装件基板30的内部传输的遮光层。对于遮光层使用金属膜、黑色抗蚀层或者金属膜和黑色抗蚀层的组合。由此，投受光模块封装件3能够防止杂散光向受光元件32的射入。此外，如果是得到与使用这些材料的方法相同的效果的方法，则为了防止杂散光向受光元件32的射入，可以应用使用了其他材料的方法。

在这里，关于投受光模块封装件3所具有的结构要素的配置，对彼此垂直的3轴即X轴、Y轴及Z轴进行定义。Z轴方向是与安装面30a垂直的方向即第1方向。X轴方向是隔着遮光性树脂34而排列有第1部位33a和第2部位33b的方向。Y轴方向是与第1部位33a和第2部位33b所排列的方向垂直且与第1方向垂直的方向即第2方向。X轴方向和Y轴方向是与安装面30a平行的方向。表示Z轴方向的箭头的朝向设为安装面30a所朝向的方向。

Z轴方向上的第2部位33b的长度L2，比Z轴方向上的第1部位33a的长度L1短。换言之，与安装面30a垂直的方向上的第2部位33b的厚度，比与安装面30a垂直的方向上的第1部位33a的厚度薄。对通过与长度L1相比而缩短长度L2得到的效果在后面记述。

编码器1对由光学图案20反射出的光进行检测，求出光学式标尺2的旋转角度。编码器1也可以取代对由光学图案20反射出的光进行检测的结构，而是具有对透过光学图案20的光进行检测的结构。

接下来，对角度运算部41的结构进行说明。图5是表示图1所示的编码器所具有的角度运算部的结构的框图。角度运算部41具有光量分布校正部44、边缘检测部45、粗检测部46、高精度检测部47和旋转角度检测部48。受光元件32将与向受光面32a射入的光的强度相对应的信号向光量分布校正部44输出。

图6是表示向图5所示的角度运算部所具有的光量分布校正部输入的信号的信号波形例的图。图6所示的图形的纵轴表示信号强度，横轴表示像素的位置。信号波形之中的峰值即电平“1”的信号11与编码化的光学图案20之中的反射部21相对应。信号波形之中的底部即电平“0”的信号12与编码化的光学图案20之中的非反射部22相对应。

由于发光元件31的光量分布及受光元件32所具有的每个像素的增益的波动等，在信号11的信号强度针对每个像素而产生差异。在信号12的信号强度也与信号11的信号强度同样地，针对每个像素而产生差异。光量分布校正部44进行将信号11彼此的信号强度设为均匀的校正和将信号12彼此的信号强度设为均匀的校正。光量分布校正部44对输入的信号进行校正，由此得到信号11彼此的信号强度均匀且信号12彼此的信号强度均匀的信号。

图7是表示图5所示的角度运算部所具有的光量分布校正部中的校正后的信号波形例的图。图7所示的图形的纵轴表示信号强度，横轴表示像素的位置。在校正后的信号波形13中，峰值中的信号强度设为均匀，且底部中的信号强度设为均匀。此外，光量分布校正部44所涉及的校正方法，只要是能够抑制由光量分布等引起的信号强度的波动的方法即可，能够设为任意的方法。光量分布校正部44将校正后的信号向边缘检测部45输出。

边缘检测部45基于由光量分布校正部44校正后的信号，针对每个边缘对表示信号强度与预先设定的阈值电平14一致的像素的值即像素值进行计算。边缘是光学图案20中的反射部21和非反射部22的边界。边缘检测部45将计算出的像素值即边缘像素值向粗检测部46输出。边缘像素值表示边缘的位置。

粗检测部46基于输入的边缘像素值，对光学图案20之中的在受光元件32上投影的位图案进行解码。粗检测部46对位图案进行解码，由此对粗略的绝对旋转角度49进行计算。

图8是用于说明根据图7所示的信号波形的信号对粗略的绝对旋转角度进行计算的方法的图。图8所示的位串15是与信号波形13的信号相对应的位串。粗检测部46按照由边缘像素值表示的边缘的位置，将信号波形13的信号向“0”及“1”的各符号的排列即位串15进行变换。

查询表16将光学式标尺2的绝对旋转角度和位串彼此相关联地保存。查询表16预先保存于控制部4所具有的存储器内。在图1至图5省略了存储器的图示。粗检测部46从查询表16读出与位串15相同的位串所对应的绝对旋转角度，由此求出粗略的绝对旋转角度49。粗检测部46将粗略的绝对旋转角度49向高精度检测部47输出。

高精度检测部47基于粗略的绝对旋转角度49，高精度地运算在受光元件32上投影的图案的位相偏移量。由粗检测部46求出的粗略的绝对旋转角度49是光学式标尺2的位单位的绝对旋转角度。高精度检测部47对表示粗略的绝对旋转角度49和高精度的绝对旋转角度的偏差的位相偏移量进行检测。

图9是用于说明根据通过图8的参照而说明的粗略的绝对旋转角度对高精度的绝对旋转角度进行计算的方法的图。高精度检测部47如图9所示，对从基准像素18的位置至与基准像素18最接近的边缘像素的位置即边缘像素位置19为止的位相偏移量17进行检测。基准像素18是在对高精度的绝对旋转角度进行计算时设为基准的像素，可以是任意的像素。位相偏移量17与基准像素18的位置和边缘像素位置19的差相对应。高精度检测部47将粗略的绝对旋转角度49和位相偏移量17向旋转角度检测部48输出。

旋转角度检测部48基于位相偏移量17，对与比光学式标尺2的1位单位更细微的单位有关的高精度的绝对旋转角度进行计算。具体地说，旋转角度检测部48在由粗检测部46计算出的粗略的绝对旋转角度49加上由高精度检测部47计算出的位相偏移量17，由此对高精度的绝对旋转角度进行计算。旋转角度检测部48将高精度的绝对旋转角度的计算结果即位置数据43向外部装置输出。

接下来，对通过在投受光模块封装件3中与第1部位33a的长度L1相比而缩短第2部位33b的长度L2所得到的效果进行说明。键合导线35由光透过性树脂33封装而受到保护。通常，在光透过性树脂33和键合导线35的材料中热膨胀率不同，因此键合导线35有时由于温度变化而光透过性树脂33发生膨胀或者收缩，由此受到应力。在键合导线35受到重复应力而断裂的情况下，投受光模块封装件3无法从受光元件32向角度运算部41送出信号，由此无法对旋转角度进行计算。

在实施方式1中，Z轴方向上的第2部位33b的厚度比Z轴方向上的第1部位33a的厚度薄。第2部位33b的厚度比第1部位33a的厚度薄，由此与第2部位33b的厚度与第1部位33a的厚度相同的情况相比，第2部位33b中的光透过性树脂33的量减少。在第2部位33b中，光透过性树脂33的量减少，由此存在温度变化时的膨胀量和收缩量变少。膨胀量和收缩量变少，由此光透过性树脂33膨胀或者收缩而键合导线35受到的应力变小。由此，投受光模块封装件3能够减少键合导线35的断裂。

与第2部位33b的厚度同样地在第1部位33a的厚度变薄的情况下，在第1部位33a处，从发光元件31经由光透过性树脂33的界面处的反射而由发光元件31或者与发光元件31连接的配线图案进行反射的光增加，由此杂散光增加。投受光模块封装件3随着第1部位33a，维持能够抑制杂散光的厚度。

在投受光模块封装件3的制造中，与在封装件基板30设置贯通孔而在贯通孔穿过键合导线35的情况相比，不需要设置与键合导线35的数量相同数量的贯通孔的加工。因此，投受光模块封装件3能够避免制造时的加工变得繁琐这样的问题。另外，不需要贯通孔，由此投受光模块封装件3也能够避免大型化这样的问题。

投受光模块封装件3以与第1部位33a的厚度相比第2部位33b的厚度变薄的方式形成光透过性树脂33，由此设为能够减少键合导线35的断裂的结构。投受光模块封装件3仅在第1部位33a和第2部位33b使光透过性树脂33的厚度不同，能够容易地得到能够使键合导线35的断裂减少的结构。以上，编码器1具有能够通过小型且能容易加工的结构而减少键合导线35的断裂的效果。

实施方式2.

图10是本发明的实施方式2所涉及的编码器所具有的模块封装件的剖视图。图11是图10所示的编码器所具有的模块封装件的俯视图。在实施方式2中，在第2部位33b的一部分，Z轴方向上的长度L2比Z轴方向上的第1部位33a的长度L1短。在实施方式2中，对与上述的实施方式1相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1不同的结构进行说明。在图11中，将由光透过性树脂33覆盖的结构要素即发光元件31、受光元件32和键合导线35通过实线表示。

第2部位33b之中的长度L2的部分33c是设置有受光面32a的部分33d以外的部分，且是与受光面32a相比第1部位33a侧的部分33e以外的部分。在部分33d和部分33e中，Z轴方向上的长度为长度L1。部分33c和部分33d之间形成有凹形的曲面36。即，在部分33c和部分33d之间配置有倾斜部。部分33c和部分33d之间的面可以是相对于安装面30a具有倾斜度的斜面。通过在部分33c和部分33d之间设置倾斜部，从而从发光元件31照射而向射入至倾斜部的光不向受光元件32射入。因此，投受光模块封装件3能够抑制杂散光。

向受光面32a射入的光之中的由受光面32a反射出的光及在受光面32a的周围反射出的光，有时通过第2部位33b的界面处的菲涅尔反射而成为朝向受光面32a的杂散光。设置有受光面32a的部分33d越薄，则在第2部位33b的界面反射的光越增加，由此杂散光增加。在实施方式2中，关于部分33d，Z轴方向上的厚度与第1部位33a的厚度相同，由此投受光模块封装件3能够抑制朝向受光面32a的杂散光。

根据实施方式2，第2部位33b的一部分即部分33c的厚度比第1部位33a的厚度薄。投受光模块封装件3是第2部位33b中的光透过性树脂33的量减少，由此能够防止键合导线35的断裂。另外，投受光模块封装件3是设置有受光面32a的部分33d的厚度没有变薄，由此能够抑制朝向受光面32a的杂散光。由此，编码器1能够对准确的旋转角度进行计算。

实施方式3.

图12是本发明的实施方式3所涉及的编码器所具有的模块封装件的斜视图。图13是图12所示的编码器所具有的模块封装件的俯视图。在实施方式3中，在第2部位33b的一部分，Y轴方向上的长度L4比Y轴方向上的第1部位33a的长度L3短。在实施方式3中，对与上述的实施方式1及2相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1及2不同的结构进行说明。在图12及图13中，省略了封装件基板30的图示。另外，在图13中，将由光透过性树脂33覆盖的结构要素即发光元件31、受光元件32和键合导线35通过实线表示。

第2部位33b的一部分的长度L4比第1部位33a中的长度L3短，由此与第2部位33b的整体的长度与第1部位33a为相同长度L3的情况相比，第2部位33b中的光透过性树脂33的量变少。投受光模块封装件3能够减小键合导线35在Y轴方向受到的应力。由此，投受光模块封装件3能够减少键合导线35的断裂。

此外，在实施方式3中，关于第2部位33b的整体，Y轴方向上的长度可以设为长度L4。在该情况下，投受光模块封装件3也能够减少键合导线35的断裂。投受光模块封装件3仅在第1部位33a和第2部位33b的至少一部分使光透过性树脂33的长度不同，能够容易地得到可减少键合导线35的断裂的结构。由此，编码器1与实施方式1的情况同样地，具有能够通过小型且能容易加工的结构而减少键合导线35的断裂的效果。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1编码器，2光学式标尺，3投受光模块封装件，4控制部，5旋转轴，11、12信号，13信号波形，14阈值电平，15位串，16查询表，17位相偏移量，18基准像素，19边缘像素位置，20光学图案，21反射部，22非反射部，30封装件基板，30a安装面，31发光元件，31a发光面，32受光元件，32a受光面，33光透过性树脂，33a第1部位，33b第2部位，33c、33d、33e部分，34遮光性树脂，35键合导线，36曲面，41角度运算部，42发光量调整部，43位置数据，44光量分布校正部，45边缘检测部，46粗检测部，47高精度检测部，48旋转角度检测部，49粗略的绝对旋转角度，L1、L2、L3、L4长度。