專利名稱：光學(xué)編碼器和使用該光學(xué)編碼器的電器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)編碼器，以及使用該光學(xué)編碼器的電器件，其中， 光發(fā)射元件發(fā)射出的光被投射在檢測目標(biāo)上，然后，被檢測目標(biāo)傳遞或反射 的光被光接收元件一企測。
背景技術(shù)：
通常，JP3-76428B揭露了一種光學(xué)編碼器，其具有光發(fā)射元件和光接 收元件，由光發(fā)射元件發(fā)射出的光，穿過狹縫，被光接收元件檢測，由光接 收元件檢測到的光學(xué)信號被轉(zhuǎn)換為電信號，因此穿過速度和狹縫的傳遞方向 基于電信號來確定。
然而，在通常的光學(xué)編碼器中，由不同的組成部分設(shè)置外殼，該外殼用 于固定光發(fā)射元件、光接收元件和將光發(fā)射元件發(fā)射出的光進(jìn)行校準(zhǔn)的透鏡 中的每一個。這導(dǎo)致了構(gòu)成光學(xué)編碼器的組成部分的數(shù)量的增加，造成了成 本的增加的問題。
同時，如果透鏡具有雙折射(birefringence )功能或者透鏡偏差校正(lens aberration improvement)功能，則零件數(shù)量也會相應(yīng)地增加，導(dǎo)致成本進(jìn)一 步增加地問題。
進(jìn)一步地，在常規(guī)的光學(xué)編碼器中，光發(fā)射元件所發(fā)射的光被透鏡校準(zhǔn)， 且穿過由狹縫設(shè)置的暗-明圖案從而被光接收元件檢測。但是，存在如下的 情況，光發(fā)射元件與光接收元件之間的距離或多或少的與一參考值不同，或 者分辨率或多或少的與參考值不同，因而由于光的校準(zhǔn)造成光接收元件上的 光的入射特性不穩(wěn)定，這又是一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)編碼器，以及使用該光學(xué)編碼器的 電器件，使得零件數(shù)量得以減少從而降低開發(fā)成本。
本發(fā)明的又一目的是提供一種光學(xué)編碼器，與使用該光學(xué)編碼器的電器
件，即使光發(fā)射元件和光接收元件之間的距離偏離參考值或者分辨率偏離參 考值，光接收元件上的入射光的光學(xué)特性也能得到穩(wěn)定。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種光學(xué)編碼器，包括
光發(fā)射元件；
光接收元件，用于接收由光發(fā)射元件發(fā)射出的光和^皮檢測目標(biāo)傳遞或反 射的光；
透鏡，用于將光發(fā)射元件發(fā)射出的光施加到檢測目標(biāo)上；以及
外殼，用于容納光發(fā)射元件和光接收元件并將光發(fā)射元件和光接收元件 固定在特定位置，其中
外殼和透鏡被通過透光樹脂被整體地模塑在 一起。
根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，用于將光發(fā)射元件和光接收元件固定在特定位置的外殼 和用于將光發(fā)射元件發(fā)射出的光施加到檢測目標(biāo)上的透鏡被透光樹脂整體 地模塑在一起。因此，和將透鏡和外殼作為單獨(dú)組成部分的技術(shù)方案相比， 可以減少光學(xué)編碼器中的零件數(shù)量，從而減少開發(fā)成本。
在一個實(shí)施例中，光接收元件接收由光發(fā)射元件發(fā)射出的并通過檢測目 標(biāo)傳遞的光，
光發(fā)射元件由發(fā)射側(cè)透光樹脂密封，
光接收元件由接收側(cè)透光樹脂密封，
外殼包括容納發(fā)射側(cè)透光樹脂的箱形構(gòu)件和容納接收側(cè)發(fā)光樹脂的箱 形構(gòu)件。
在這一實(shí)施例中，光學(xué)編碼器由三個組成部分構(gòu)成，其為用于密封光發(fā) 射芯片的發(fā)射側(cè)透光樹脂、用于密封光接收芯片的接收側(cè)透光樹脂和外殼， 透鏡整合在該外殼上并且發(fā)射側(cè)透光樹脂和接收側(cè)透光樹脂容納在該外殼 內(nèi)。因此，可以減少光學(xué)編碼器的零件的數(shù)量。
在一個實(shí)施例中，透鏡將從光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成為平行光并施加 到檢測目標(biāo)上。
在這一實(shí)施例中，因?yàn)楣獗煌哥R校準(zhǔn)，所以光的漫射得到抑制。因此， 特別地，即使光發(fā)射元件和光接收元件之間的距離比參考值長，通過透鏡對 光的校準(zhǔn)的增強(qiáng)效應(yīng)以及通過光發(fā)射元件的光輸出面到光接收元件的光接 收面之間延長的距離而對光的校準(zhǔn)，投射在有效光接收表面的、平行光以外 的干擾光可以被抑制。因此，光接收元件上的光的入射特性得到穩(wěn)定。
到檢測目標(biāo)上。
在這一實(shí)施例中，因?yàn)楣獗煌哥R會聚在光接收元件的有效光接收表面 上，所以光的漫射得到抑制。進(jìn)一步地，光集中率得以改善，由此可以實(shí)現(xiàn) 性能的提高。特別地，即使光發(fā)射元件和光接收元件之間的距離比參考值短， 投射在有效光接收表面的平行光以外的干擾光可以得到抑制。因此，投射在 光接收元件上的光的光學(xué)特性得到穩(wěn)定。
在另 一實(shí)施例中，透鏡將從光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成為發(fā)散光施加到 檢測目標(biāo)上。
在這一實(shí)施例中，因?yàn)楣獗煌哥R發(fā)散，所以即使光接收元件的分辨率比 參考值低，光接收元件的有效光接收表面也可以被光均勻地照射。因此，光 接收元件上的光的入射特性得到穩(wěn)定。
在一個實(shí)施例中，透鏡包括具有圓柱形狀的柱狀透鏡部分。
在這一實(shí)施例中，因?yàn)橥哥R是圓柱形狀，所以可以簡化用于以透光樹脂 整體模塑外殼和透鏡的壓制件的結(jié)構(gòu)。因此，可以減小模塑成本。
在一個實(shí)施例中，透鏡包括半球形狀的半球形透鏡部分，該半球形透鏡 部分與柱狀透鏡部分的兩端中的至少 一端整體地形成在一起。
在這一實(shí)施例中，半球形透鏡部分具有半球形狀，該半球形透鏡部分與 透鏡的柱狀透鏡部分兩端中的至少一端整體地形成在一起。因此，從光發(fā)射 元件發(fā)射出的光也可以被半球形透鏡部分所聚集，從而使得透鏡的光集中率 得到改善，由此可以實(shí)現(xiàn)性能的提高。
在一個實(shí)施例中，在透鏡周圍設(shè)置有傾斜部分，該傾斜部分向下朝向透 鏡傾斜，其作用為使它的入射光朝向光遠(yuǎn)離透鏡光軸的方向折射，從而使光 遠(yuǎn)離光軸，其另外的作用為將它的出射光朝向光進(jìn)一步遠(yuǎn)離光軸的方向折 射。
在這一實(shí)施例中，因?yàn)槿肷涔庖黄ぴO(shè)置在透鏡周圍的傾斜部分朝向光遠(yuǎn)離 透鏡光軸的方向輸出，所以在光發(fā)射元件發(fā)出的光中僅有效光被校準(zhǔn)，從而 透鏡外圍部分中光的發(fā)散或偏差的發(fā)生可以被減小。
在一個實(shí)施例中，與透鏡整體地模塑的外殼由透光樹脂形成，該樹脂只 允許特定波長的光通過。
長，可以減小從外殼傳遞進(jìn)入的干擾光的影響。
在一個實(shí)施例中，光發(fā)射元件被透光樹脂密封，和
用于使光發(fā)射元件發(fā)出的光會聚的第二透鏡與密封光發(fā)射元件的透光 樹脂的一個表面整體地模塑在一起，所述表面是能透過光發(fā)射元件發(fā)出的光
的表面。.
在這一實(shí)施例中，由于第二透鏡和透鏡結(jié)合在一起，所以可以提供雙折 射面，其中所述第二透鏡是整體地模塑在密封光發(fā)射元件的透光樹脂上的， 該透鏡是整體地模塑在外殼上的。因此，光發(fā)射元件發(fā)射出的光可以很簡單 地被校準(zhǔn)。
在一個實(shí)施例中，被整體地模塑在外殼上的透鏡的數(shù)量至少為一個。 在這一實(shí)施例中，由于提供了與外殼整體地模塑的至少一個透鏡被，所 以光發(fā)射元件發(fā)射出的光可以更簡單地被校準(zhǔn)。進(jìn)一步地，在這種情況下， 通過考慮與外殼整體地模塑在一起的至少一個透鏡的方向和放置，可以實(shí)現(xiàn) 偏差的改善。
在一個實(shí)施例中，外殼被設(shè)置為，除了具有整體地模塑的至少一個透鏡 之外，可以從外部額外插入另一透鏡。
在這一實(shí)施例中，例如，消除偏差的凹透鏡從外部插入到至少一個透 鏡——如被整體地模塑在外殼上的兩個透鏡之間。因此，偏差的影響可以被 進(jìn)一 步地減小，從而光發(fā)射元件發(fā)射出的光可以更簡單地被校準(zhǔn)。
在另一實(shí)施例中，外殼被設(shè)置為，除了具有整體地模塑的至少一個透鏡 之外，可以從外部另外插入狹縫。
在這一實(shí)施例中，例如，狹縫從外部插入到至少一個透鏡——例如被整 體地模塑在外殼上的兩個透鏡之間，所述狹縫只允許接近或平行于光發(fā)射元
件所發(fā)射光的光學(xué)軸線的光通過并入射到后級(succeeding-stage)透鏡上。 這樣，光發(fā)射元件發(fā)射的光可以更筒單地被校準(zhǔn)，因此可以構(gòu)造遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了包括上述光學(xué)編碼器的電器件。 在這種情況下，電器件使用了光學(xué)編碼器，使得零件數(shù)量減少并且降低 了開發(fā)成本。這樣，可以提供諸如零件數(shù)量少并且成本低的光學(xué)聯(lián)結(jié)裝置 (optical coupling device )等的電器件。
由上述說明可以清楚地看到，本發(fā)明的光學(xué)編碼器可以減少零件數(shù)量并
從而降低開發(fā)成本，該光學(xué)編碼器中用于將光發(fā)射元件發(fā)射出的光施加到檢 測目標(biāo)上的透鏡與用于容納并固定光發(fā)射元件和光接收元件的外殼、通過透 光樹脂整體地模塑在一起。
進(jìn)一步的，當(dāng)透鏡形成為包括具有圓柱形狀的柱狀透鏡部分時，用于整
體模塑外殼和透鏡的壓制件(molding die)的結(jié)構(gòu)可以簡化。因此，模塑成 本可以^^降低。
進(jìn)一步的，當(dāng)在整體地模塑有透鏡的外殼由透光樹脂形成并只能通過特
小從外殼傳遞進(jìn)入的干擾光的影響。
進(jìn)一步的，當(dāng)?shù)诙哥R與用于密封光發(fā)射元件的透光樹脂整體地模塑 時，或者當(dāng)整體模塑在外殼上的透鏡為多個時，或者當(dāng)外殼被設(shè)置為允許另 一透鏡或者狹縫可以額外地從外部插入時，光發(fā)射元件發(fā)射出的光可以被更 筒單地校準(zhǔn)。
進(jìn)一步的，當(dāng)透鏡被設(shè)置為使得光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成為平行光線 并被施加到檢測目標(biāo)時，可以抑制光的漫射。特別地，即使光發(fā)射元件和光 接收元件之間的距離比一參考值長，也可以抑制光接收元件的有效光接收表 面上的干擾光的入射。從而，光接收元件上的光的入射特性可以得到穩(wěn)定。
進(jìn)一步的，當(dāng)透鏡被設(shè)置為使得光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成會聚光并施 加到檢測目標(biāo)時，光的漫射可以得到抑制。特別地，即使光發(fā)射元件和光接 收元件之間的距離比一參考值短，也可以抑制有效光接收表面上的干擾光的 入射。從而，光接收元件上的光的入射特性可以得到穩(wěn)定。
進(jìn)一步的，當(dāng)透鏡被設(shè)置為使得光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成漫射光并施 加到檢測目標(biāo)時，即使光接收元件的分辨率比參考值低，光接收元件的有效 光接收表面也可以被均勻地照射。從而，光接收元件上的光的入射特性可以 得到穩(wěn)定。
同樣，本發(fā)明中的電器件使用這樣一種光學(xué)編碼器，該編碼器減少了零 件數(shù)量從而降低開發(fā)成本。這樣，可以提供諸如零件數(shù)量少并且成本低的光 學(xué)聯(lián)結(jié)裝置等的電器件。


通過下面的描述并結(jié)合附圖可以更全面地理解本發(fā)明，附圖僅僅是示意 性的，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限定，其中
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的縱向截面圖； 圖2是示出了圖1中透鏡結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖3是示出了圖1中外殼中的在發(fā)光側(cè)的箱形構(gòu)件的放大視圖； 圖4是示出了不同于圖1中的、光學(xué)編碼器的外殼中的在發(fā)光側(cè)的箱形 構(gòu)件的》文大碎見圖5是示出了不同于圖l和圖4中的、光學(xué)編碼器的外殼中的在發(fā)光側(cè) 的箱形構(gòu)件的放大視圖6是示出了不同于圖1、圖4和圖5中的、光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的 縱向截面圖7是示出了不同于圖1、圖4、圖5和圖6中的、光學(xué)編碼器的示意 結(jié)構(gòu)的縱向截面圖8是示出了不同于圖1和圖4 -圖7中的、光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的 縱向截面圖9是示出了不同于圖l和圖4-圖8中的、光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的 縱向截面圖IO是示出了不同于圖1和圖4-圖9中的、光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的 縱向截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將通過附圖所示的實(shí)施例，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。 (實(shí)施例一)
圖1為本實(shí)施例的一光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。 如圖l所示，本實(shí)施例中的光學(xué)編碼器是用于檢測通過光通道的光盤的 旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向以及旋轉(zhuǎn)位置等的透射型編碼器(transmission encoder )。 該透射型編碼器大致包括光發(fā)射芯片1、透鏡3、光接收芯片2以及外殼4， 所述光發(fā)射芯片包括諸如發(fā)光二極管(LED)這樣的光發(fā)射元件的芯片，所述 透鏡用于校準(zhǔn)光發(fā)射芯片l發(fā)射出的光，所迷光接收芯片2包括光接收元件 的芯片，用于接收經(jīng)由光盤所獲得的光(圖中未示出)，所述外殼4用于在其
中容納光發(fā)射芯片1和光接收芯片2,光發(fā)射芯片1和光接收芯片2彼此相 對設(shè)置并且二者之間設(shè)置光盤通道。
光發(fā)射芯片1安裝于發(fā)射側(cè)的引線框架(lead frame) 5的頂部上并由透 光(light-pervious)樹脂(發(fā)射側(cè)的透光樹脂)6密封、模塑。具有由多單元光 電二極管(PD)構(gòu)成的光接收元件的光接收芯片2被安裝在接收側(cè)的引線框架 7的表面上并由透光樹脂(接收側(cè)的透光樹脂)8密封、模塑。外殼4由光傳遞 (light-transmitting)樹脂構(gòu)成，所述外殼構(gòu)造為使得兩個箱形構(gòu)件連接在一起， 二者之間相距一特定距離作為光盤通道。這樣，發(fā)射側(cè)的透光樹脂6通過接 合構(gòu)件9與外殼4中的箱形構(gòu)件4a和4b中的一個構(gòu)件4b的一個內(nèi)表面接 合在一起，該內(nèi)表面與設(shè)置有光盤通道40的一側(cè)相對。接收側(cè)的透光樹脂8 容納于外殼4中的箱形構(gòu)件4a和4b中的另一構(gòu)件4a中。這樣，光發(fā)射芯 片1和光接收芯片2可經(jīng)由位于二者之間的光盤通道40布置，而且，即使 光接收元件具有不同的光接收程度(light reception pitch )，也可以對光盤的 旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向以及旋轉(zhuǎn)位置等進(jìn)行檢測。
同時，透鏡3與壁部IO整體地模塑在一起，該壁部10限定了外殼4內(nèi) 的用于容納發(fā)射側(cè)透光樹脂6的箱形構(gòu)件4b中的光盤通道。隨后，光發(fā)射 芯片l發(fā)射出的光由整體地與外殼4的壁部10模塑的透鏡3來傳遞，并以 平行光的形式向前傳遞。從透鏡3輸出的平行光穿過位于箱形構(gòu)件4a的一 壁部ll上的開口 12，隨后向著光接收芯片2傳遞，該箱形構(gòu)件4a用于容納 在外殼4中的接收側(cè)透光樹脂8并面對透鏡3。
如上所述，本實(shí)施例中的光學(xué)編碼器有三個組成部分，包括用于密封光 發(fā)射芯片1的發(fā)射側(cè)透光樹脂6,用于密封光接收芯片2的接收側(cè)透光樹脂 8,和外殼4，透鏡3整合于該外殼4上并且該外殼4中容納發(fā)射側(cè)透光樹脂 6和接收側(cè)透光樹脂8。這樣，和將用于使從光發(fā)射芯片l發(fā)出的光校準(zhǔn)的 透鏡3和外殼4設(shè)置為單獨(dú)組成部分的情況相比，該光學(xué)編碼器減少了零件 數(shù)量并使得開發(fā)成本降低。
在這一實(shí)施例中，如圖2所示，透鏡3形成為具有半球形狀的半球形 透鏡部分14整合在具有圓柱形狀的柱狀透鏡部分13的一端上。將透鏡3形 成為這樣的圓柱形狀使得用于外殼4的模具結(jié)構(gòu)得到簡化并可進(jìn)一步減少模 塑成本，該透鏡3整合在該外殼4上。進(jìn)一步的，將柱狀透鏡部分13的一 端形成為半球形狀，使光在Y方向上集中時光集中率(light condensing ratio )
得到提高，從而實(shí)現(xiàn)性能的提高。
圖3是示出了外殼4中的容納發(fā)射側(cè)透光樹脂6的箱形構(gòu)件4b的放大 視圖。參見圖3,傾斜為下降到透鏡3的傾斜部分15位于限定了光盤通道 40的壁部10內(nèi)的透鏡3周圍。因此，投射在傾斜部分15上的光發(fā)射芯片1 發(fā)射出的光被折射并向外傳遞(向著遠(yuǎn)離透鏡3的光軸的方向)，并且從傾斜 部分15輸出的光被進(jìn)一步向外折射，從而輸出到外殼4之外。從而，在光 發(fā)射芯片l所發(fā)射的光之外，有效光可以被校準(zhǔn)形成平行光線16。這樣，可 以減小光的分散或者透鏡3外圍部分的偏差(aberration )。
如上所述，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，光發(fā)射芯片l發(fā)射出的光被校 準(zhǔn)形成平行光線16。因此，光的分散得到抑制。特別地，即使光發(fā)射芯片1 和光接收芯片2之間的距離比參考值長，通過透鏡3對光的校準(zhǔn)的增強(qiáng)效應(yīng) 以及光發(fā)射芯片l的光輸出面和光接收芯片2的光接收面之間加長了的距離 而對光進(jìn)行的校準(zhǔn)，光接收芯片2上的、平行光以外的干擾光的入射可以得 到抑制。因此，光接收芯片2上的光的入射特性得到穩(wěn)定。
(實(shí)施例二)
本實(shí)施例的光學(xué)編碼器的大概結(jié)構(gòu)與圖1中第一實(shí)施例的基本上相同。 因此，與實(shí)施例1中相同的組成部分仍由相同附圖標(biāo)記所標(biāo)定，不同于實(shí)施 例1的結(jié)構(gòu)將在下述文字中介紹。
圖4是示出了本實(shí)施例中的外殼4中的容納發(fā)射側(cè)透光樹脂6的箱形構(gòu) 件4b的放大視圖。參見圖4,透鏡3a被整體地與壁部IO模塑，所述壁部 10限定了外殼4的箱形構(gòu)件4b中的光盤通道，發(fā)射側(cè)透光樹脂6容納于該 箱形構(gòu)件4b中。隨后，在本實(shí)施例中，光發(fā)射芯片l所發(fā)射的并被透鏡3a 所傳遞的光作為會聚光31行進(jìn)，穿過開口 12,由此光入射到光接收芯片2 上(參見圖1),其中所述開口 12設(shè)置壁部11中并面向外殼4的箱形構(gòu)件4a 中的透鏡3a,所述箱形構(gòu)件4a中容納有接收側(cè)透光樹脂8。
傾斜部分15具有與第一實(shí)施例中相似功能，從光發(fā)射芯片l發(fā)出并入 射到傾斜部分15上的光的一部分被折射以便向外傳遞(向著遠(yuǎn)離透鏡3a的光 軸的方向)，因此僅有效光可以會聚以形成會聚光31。這樣，可以減小光的 分散或者所發(fā)生的透鏡3a外圍部分的偏差。
如上所述，本實(shí)施例的光學(xué)編碼器有三個組成部分，包括用于密封光發(fā)
射芯片1的發(fā)射側(cè)透光樹脂6,用于密封光接收芯片2的接收側(cè)透光樹脂8, 和外殼4，透鏡3a整合于該外殼4上并且該外殼4中容納發(fā)射側(cè)透光樹脂6 和接收側(cè)透光樹脂8。這樣，和將用于使從光發(fā)射芯片l發(fā)出的光會聚的透 鏡3a和外殼4設(shè)置為單獨(dú)組成部分的情況相比，該光學(xué)編碼器減少了零件 數(shù)量并使得開發(fā)成本降低。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，光發(fā)射芯片l發(fā)射出的光被會 聚形成會聚光31。因此，光散射得到抑制。進(jìn)一步的，光集中率得到改善， 從而實(shí)現(xiàn)了性能的提高。特別地，即使光發(fā)射芯片l和光接收芯片2之間的 距離比參考值短，入射在光接收芯片2的有效光接收表面上的干擾光也可以 得到抑制。因此，光接收芯片2上的光的入射特性得到穩(wěn)定。
(實(shí)施例三)
本實(shí)施例的光學(xué)編碼器的大概結(jié)構(gòu)與圖1中第一實(shí)施例的基本上相同。 因此，與實(shí)施例1中相同的組成部分仍由相同附圖標(biāo)記所標(biāo)定，不同與實(shí)施 例1的結(jié)構(gòu)將在下述文字中介紹。
圖5是示出了本實(shí)施例的外殼4中容納發(fā)射側(cè)透光樹脂6的箱形構(gòu)件4b 的放大視圖。參見圖5,透鏡3b被整體地與壁部IO模塑，所述壁部10限定 了外殼4的箱形構(gòu)件4b中的光盤通道，發(fā)射側(cè)透光樹脂6容納于該箱形構(gòu) 件4b中。隨后，在本實(shí)施例中，光發(fā)射芯片1所發(fā)射的并被透鏡3b所傳遞 的光作為彌散光(diffused light) 32行進(jìn)，穿過開口12，由此光入射到光接 收芯片2上(參見圖1),其中所述開口 12設(shè)置于面向透鏡3b的、在外殼4 的箱形構(gòu)件4a中的壁部11中，所述箱形構(gòu)件4a中容納有接收側(cè)透光樹脂8。
傾斜部分15具有與第一實(shí)施例中相似功能，從光發(fā)射芯片l發(fā)出并入 射到傾斜部分15上的光的一部分被折射以便向外傳遞(向著遠(yuǎn)離透鏡3b的 光軸的方向)，因此僅有效光可以漫射以形成彌散光32。這樣，可以減小光 的分散或者所發(fā)生的透鏡3a外圍部分的偏差。
如上所述，本實(shí)施例的光學(xué)編碼器有三個組成部分，包括用于密封光發(fā) 射芯片1的發(fā)射側(cè)透光樹脂6,用于密封光接收芯片2的接收側(cè)透光樹脂8, 和外殼4，透鏡3b整合于該外殼4上并且該外殼4中容納發(fā)射側(cè)透光樹脂6 和接收側(cè)透光樹脂8。這樣，和將用于使從光發(fā)射芯片1發(fā)出的光漫射的透 鏡3和外殼4設(shè)置為單獨(dú)組成部分的情況相比，該光學(xué)編碼器減少了零件數(shù)
量并使得開發(fā)成本降低。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，從光發(fā)射芯片l發(fā)射出的光被 漫射以形成彌散光32。因此，即使光接收芯片2的分辨率比參考值低(即，
光接收芯片2的有效光接收表面的寬度比參考值寬)，光接收元件的有效光 接收表面也可以被光均勻地照射。因此，光接收芯片2上的光的入射特性得
到穩(wěn)定。
(實(shí)施例四)
圖6是示出了本實(shí)施例的光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。本實(shí)施 例中光發(fā)射芯片1、光接收芯片2、透鏡3、外殼4、發(fā)射側(cè)引線框架5、發(fā) 射側(cè)透光樹脂6、接收側(cè)引線框架7、接收側(cè)透光樹脂8、結(jié)合構(gòu)件9、壁部 10、壁部ll和開口 12與圖1中第一實(shí)施例的光學(xué)編碼器中的那些基本上相 同。這些組成部分由與圖1中相同的附圖標(biāo)記所標(biāo)定，且省略它們的詳細(xì)描 述。
如圖6所示，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，在光發(fā)射芯片1的光軸上， 用于使從光發(fā)射芯片1而來的光聚集的凸透鏡18通過與發(fā)射側(cè)透光樹脂6 整體模塑(傳遞模塑法)來設(shè)置，其中光發(fā)射芯片l位于面對透鏡3的發(fā)射 側(cè)透光樹脂6的表面上。這樣，整合在外殼4上的透鏡3和整合在發(fā)射側(cè)透 光樹脂6上的凸透鏡18被結(jié)合在一起，因此光發(fā)射芯片1所發(fā)射的光可以 更簡單地被校準(zhǔn)。
(實(shí)施例五)
圖7是示出了本實(shí)施例的一光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。本實(shí) 施例中的光發(fā)射芯片1、光接收芯片2、透鏡3、外殼4、發(fā)射側(cè)引線框架5、 發(fā)射側(cè)透光樹脂6、接收側(cè)引線框架7、接收側(cè)透光樹脂8、結(jié)合構(gòu)件9、壁 部10、壁部11和開口 12與圖1所示的第一實(shí)施例的光學(xué)編碼器中的那些基 本上相同。這些組成部分由與圖1中相同的附圖標(biāo)記所標(biāo)定，省略它們的詳 細(xì)述。
如圖7所示，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，在透鏡3和外殼4中的發(fā)射 側(cè)透光樹脂6之間通過與外殼4整體模塑(傳遞模塑法)設(shè)置有第二透鏡19, 其中透鏡3與外殼4整合。這樣，形成在外殼4上的多個透鏡3、 19如此設(shè) 置光發(fā)射芯片1所發(fā)射的光可以更簡單地被校準(zhǔn)。在這種情況下，為凸透
鏡的第一透鏡3和為凸透鏡的第二透鏡19被設(shè)置為它們的凸表面在方向上
彼此相反。由此，作為更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，可行的是能設(shè)計(jì)出降低偏差影響的 透鏡系統(tǒng)。
(實(shí)施例六)
圖8是示出了本實(shí)施例中光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。本實(shí)施 例中的光發(fā)射芯片1、光接收芯片2、透鏡3、外殼4、發(fā)射側(cè)引線框架5、 發(fā)射側(cè)透光樹脂6、接收側(cè)引線框架7、接收側(cè)透光樹脂8、結(jié)合構(gòu)件9、壁 部10、壁部11和開口 12與圖1所示的第一實(shí)施例的光學(xué)編碼器中的那些基 本上相同。這些組成部分由與圖1中相同的附圖標(biāo)記所標(biāo)定，省略它們的詳 纟田4苗述。
如圖8所示，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，如圖7所示的第五實(shí)施例的 光學(xué)編碼器的情況那樣，在透鏡3和外殼4中的發(fā)射側(cè)透光樹脂6之間通過 與外殼4整體模塑設(shè)置有第二透鏡19,其中透鏡3與外殼4整合。為凸透鏡 的第一透鏡3和為凸透鏡的第二透鏡19被設(shè)置為它們的凸表面在方向上彼 此相反。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，在外殼4中的第一透鏡3和第二透鏡19之 間有從外殼4外部插入進(jìn)來的、作為第三透鏡的凹透鏡20。通過這一設(shè)置， 與實(shí)施例五中的光學(xué)編碼器相比，偏差的影響可以被進(jìn)一步減小。
由凹透鏡20構(gòu)成的附加透鏡從外殼4的外部插入在由與外殼4整合的 第一透鏡3、第二透鏡19構(gòu)成的多個透鏡之間，在這種情況下，作為例子給 出了以上描述。但是，本發(fā)明并不僅限于此，且例如，可以毫無問題布置為 附加透鏡可以從外殼4的外部插入到與外殼4整合的一個透鏡3的入射側(cè)。 此外，要從外殼4的外部插入的透鏡類型也不僅限于凹透鏡。
(實(shí)施例七)
圖9是示出了本實(shí)施例的光學(xué)編碼器的示意結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。本實(shí)施 例中的光發(fā)射芯片1、光接收芯片2、透鏡3、外殼4、發(fā)射側(cè)引線框架5、 發(fā)射側(cè)透光樹脂6、接收側(cè)引線框架7、接收側(cè)透光樹脂8、結(jié)合構(gòu)件9、壁 部10、壁部11和開口 12與圖1所示的第一實(shí)施例的光學(xué)編碼器中的那些基
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本上相同。這些組成部分由與圖1中相同的附圖標(biāo)記所標(biāo)定，省略它們的詳 纟田4笛述。
如圖9所示，在本實(shí)施例的光學(xué)編碼器中，如圖7所示的第五實(shí)施例的 光學(xué)編碼器的情況那樣，在透鏡3和外殼4中的發(fā)射側(cè)透光樹脂6之伺通過 與外殼4整體模塑設(shè)置有第二透鏡19,其中透鏡3與外殼4整合。為凸透鏡 的第一透鏡3和為凸透鏡的第二透鏡19被設(shè)置為它們的凸表面在方向上彼 此相反。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，在外殼4中的第一透鏡3和第二透鏡19之 間，從外殼4的外部插入狹縫21。通過這一設(shè)置，光發(fā)射芯片l所發(fā)射出的 光只有接近或平行于光軸的部分才能通過狹縫21入射到第一透鏡3上，從 而可以構(gòu)造遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)(telecentric optical system )。
狹縫21從外殼4的外部插入在由與外殼4整合的第 一透鏡3 、第二透鏡 19構(gòu)成的多個透鏡之間，在這種情況下，作為例子給出了以上描述。但是， 本發(fā)明并不僅限于此，如圖IO所示，例如可以毫無問題布置為將狹縫21從 外殼4的外部插在與外殼4整合的透鏡3的入射側(cè)。
如上所述的實(shí)施例中，整合有透鏡3的外殼4由樹脂制成，該樹脂僅允 許光發(fā)射芯片1發(fā)射出的特定波長的光通過。因此，可以減小從外殼4傳遞 進(jìn)入的其它波長的干擾光的影響。
在光電編碼器中根據(jù)由光盤傳遞的光來檢測作為檢測目標(biāo)的光盤的旋 轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)位置等，在這樣的情況下，作為例子描述了以上實(shí) 施例。但是，本發(fā)明并不局限于透射型編碼器，還可以是反射型編碼器。
此外，在上述實(shí)施例中，用于將透鏡3發(fā)出的平行光進(jìn)行會聚的透鏡可 以置于在光接收芯片2的入射側(cè)。
盡管本發(fā)明已被如上描述，應(yīng)該理解本發(fā)明還有其它形式。其它形式不 應(yīng)理解為背離了本發(fā)明的精神和范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其作出各 種其它改變和變型而不偏離發(fā)明的權(quán)利要求限定的范圍或精神。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)編碼器，包括光發(fā)射元件；光接收元件，用于接收由所述光發(fā)射元件發(fā)射出的光和被檢測目標(biāo)傳遞或反射的光；透鏡，用于將所述光發(fā)射元件發(fā)射出的光施加到檢測目標(biāo)上；以及外殼，用于容納所述光發(fā)射元件和所述光接收元件并將所述光發(fā)射元件和所述光接收元件固定在特定位置，其中所述外殼和所述透鏡通過透光樹脂被整體地模塑在一起。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中反射的光，所述光發(fā)射元件被發(fā)射側(cè)透光樹脂密封， 所述光接收元件被接收側(cè)透光樹脂密封，并且所述外殼包括用于容納所述發(fā)射側(cè)透光樹脂的箱形構(gòu)件和用于容納所 述接收側(cè)發(fā)光樹脂的箱形構(gòu)件。
3、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中所述透鏡將從所述光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成為平行光并施加到檢測 目標(biāo)上。
4、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中所述透鏡將從所述光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成為會聚光并將其施加到 檢測目標(biāo)上。
5、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中所述透鏡將從所述光發(fā)射元件發(fā)射出的光形成為發(fā)散光并將其施加到 檢測目標(biāo)上。
6、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中 所述透鏡包括具有圓柱形狀的柱狀透鏡部分。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)編碼器，其中所述透鏡包括具有半球形狀的半球狀透鏡部分，該半球形透鏡部分與所 述柱狀透鏡部分的兩端中的至少 一端整體地形成在 一起。
8、 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)編碼器，其中在所述透鏡周圍設(shè)置有傾斜部分，該傾斜部分向下朝向透鏡傾斜，其作 用為使它的入射光朝向遠(yuǎn)離所述透鏡的光軸的方向折射，從而使光偏離所述 光軸，其另外的作用為使它的出射光朝向進(jìn)一步遠(yuǎn)離所述光軸的方向折射。
9、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其特征在于，所述與透鏡整體模塑的外殼由透光樹脂形成，該樹脂僅允許特定波長的光通過。
10、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中 所述光發(fā)射元件被透光樹脂密封，且用于會聚光發(fā)射元件發(fā)出的光的第二透鏡與用于密封所述光發(fā)射元件 的透光樹脂的一表面整體地模塑，從所述光發(fā)射元件發(fā)出的光穿過所述表 面。
11、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器，其中被整體地模塑在所述外殼上的所述透鏡在數(shù)量上設(shè)置為至少一個。
12、 如權(quán)利要求11所述的光學(xué)編碼器，其中所述外殼被設(shè)置為除了具有整體模塑的至少一個透鏡之外，可以從外部 額外地插入其它透鏡。
13、 如權(quán)利要求11所述的光學(xué)編碼器，其中所述外殼被設(shè)置為除了具有整體模塑的至少一個透鏡之外，可以從外部 額外地插入狹縫。
14、 一種電器件，使用如權(quán)利要求1所述的光學(xué)編碼器。
全文摘要
一種光學(xué)編碼器包括三個組成部分，密封有光發(fā)射芯片1的發(fā)射側(cè)透光樹脂6，密封有光接收芯片2的接收側(cè)透光樹脂8，和外殼4，透鏡3整合在外殼4上并且發(fā)射側(cè)透光樹脂6和接收側(cè)透光樹脂8容納在外殼4內(nèi)。這樣，和將用于將光發(fā)射芯片1發(fā)出的光進(jìn)行校準(zhǔn)的透鏡3和外殼4作為單獨(dú)組成部分的技術(shù)方案相比，本發(fā)明中的光學(xué)編碼器可以減小零件的數(shù)量。
文檔編號G01D5/26GK101187573SQ20071015966
公開日2008年5月28日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者岡野一昭 申請人:夏普株式會社