JP2981590B2 - 光スキャナ及びその製造方法 - Google Patents

光スキャナ及びその製造方法

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JP2981590B2 JP6280092A JP28009294A JP2981590B2 JP 2981590 B2 JP2981590 B2 JP 2981590B2 JP 6280092 A JP6280092 A JP 6280092A JP 28009294 A JP28009294 A JP 28009294A JP 2981590 B2 JP2981590 B2 JP 2981590B2
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Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は光スキャナ及びその製造
方法に関する。具体的にいうと、本発明は、光ビームを
線状もしくは2次元状に走査させるための光スキャナ及
びその製造方法に関する。

【0002】

【従来の技術】従来、光スキャナを用いて光ビームを線
状もしくは2次元的に走査させる光センサ装置やバーコ
ードリーダなどのコード読み取り装置にあっては、光ス
キャナと受光素子あるいは受光素子からの信号を処理す
る処理回路などの各種回路がそれぞれ別々に構成されて
いた。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】このため、光スキャナ
と受光素子とを含む光学系が大きくなってしまい、たと
え光スキャナを小型化したとしても光センサ装置やコー
ド読み取り装置などの小型化が容易ではなかった。ま
た、光スキャナや受光素子、処理回路等をそれぞれ別々
に製造し、別々に品質管理を行なっているので、製造や
品質管理等が面倒でコストも高くついていた。

【0004】さらには、これら光スキャナ及び受光素子
は別々に組み立てられ、各種装置にも別々に組み込まれ
ているので、光軸合わせなどの調整作業が必要となって
いた。特に、全体の光学系を小さくするために光スキャ
ナと受光素子とを密に配置すると、それらの間の配線や
光軸合わせは一層困難となっていた。

【0005】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、光学素子や処理回路などと一体として
光スキャナを製造することによって、光スキャナの低コ
スト化等を図ることを目的としている。

【0006】

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の光スキ
ャナは、光反射面を有する可動部と、振動入力部を有す
るフレームと、少なくとも1つの弾性変形モードを有し
前記可動部及び前記フレームを連結する弾性変形部とを
備えた共振子、及び前記振動入力部に振動を印加する加
振部を備えた光スキャナにおいて、前記可動部と同じ薄
さのフレームの一部に、半導体回路以外の領域との間に
架け渡すように、あるいは橋渡し状態に設けた絶縁物を
介して半導体回路を設けたことを特徴としている。

【0007】請求項2に記載の光スキャナは、請求項1
に記載した光スキャナにおいて、前記共振子と前記半導
体回路とが同一基板から形成されていることを特徴とし
ている。請求項3に記載の光スキャナは、請求項2に記
載した光スキャナにおける前記半導体回路が受光素子で
あることを特徴としている。請求項4に記載の光スキャ
ナは、請求項3に記載した光スキャナにおける前記受光
素子が、フレームの受光素子以外の領域から電気的に絶
縁されていることを特徴としている。

【0008】

【0009】

【0010】

【0011】

【0012】請求項5に記載の光スキャナの製造方法
は、光反射面を有する可動部と、振動入力部及び半導体
回路を有するフレームと、少なくとも1つの弾性変形モ
ードを有し前記可動部及び前記フレームを連結する弾性
変形部とを備えた共振子、及び前記振動入力部に振動を
印加する加振部を備えた光スキャナの製造方法におい
て、前記フレームの半導体回路領域と半導体回路以外の
領域との間に絶縁部を架け渡すように設けると共に当該
半導体回路領域と半導体回路以外の領域との間の境界領
域をエッチングで除去または機械的に切断することによ
り、前記半導体回路と半導体回路以外の領域とを電気的
に絶縁することを特徴としている。

【0013】請求項6に記載の光スキャナの製造方法
は、光反射面を有する可動部と、振動入力部及び半導体
回路を有するフレームと、少なくとも1つの弾性変形モ
ードを有し前記可動部及び前記フレームを連結する弾性
変形部とを備えた共振子、及び前記振動入力部に振動を
印加する加振部を備えた光スキャナの製造方法におい
て、前記フレームの半導体回路領域と半導体回路以外の
領域との間に個別片となった複数の絶縁部を橋渡し状に
設け、当該フレームを表裏両面からエッチングして半導
体回路領域と半導体回路以外の領域とを分離することに
より、前記半導体回路と半導体回路以外の領域とを絶縁
することを特徴としている。

【0014】

【0015】

【作用】本発明の請求項1に記載の光スキャナによれ
ば、光スキャナの共振子と受光素子その他の半導体回路
とを集積化することができ、光スキャナの小型化を図る
ことができる。また、共振子と半導体回路とを同時に製
作することができるので、コストを安価にすることがで
きる。さらには、半導体回路の組み込みを同時に行なえ
るので、受光素子の光軸合わせ等の調整作業や外部配線
も不要になる。また前記可動部と同じ薄さのフレームの
一部に、半導体回路以外の領域との間に架け渡すよう
に、あるいは橋渡し状態に設けた絶縁物を介して半導体
回路を設けているから、半導体回路は絶縁部によって電
気的絶縁を確保しながら機械的に保持され、他の回路か
らのノイズに影響されにくくなる。

【0016】このとき、請求項2に記載のように共振子
と半導体回路とを同一基板から形成すれば、半導体製造
技術やマイクロマシニング技術を利用して共振子と半導
体回路とを一体に形成でき、2つの素子を同時プロセス
により製作することができる。また、高度な集積化が可
能になり、非常に小さな素子が得られる。

【0017】また、請求項3に記載のように受光素子を
一体化することにより、特に小型化の効果が高く、メリ
ットが大きい。さらに、請求項4に記載のように受光素
子を、フレームの受光素子以外の領域から電気的に絶縁
することによって、フレーム上に受光素子以外の電気回
路が搭載されている場合でも、受光素子が電気回路から
のノイズに影響されず、SN比がよくなって検出精度が
向上する。

【0018】

【0019】

【0020】本発明の第1の光スキャナの製造方法によ
れば、半導体回路領域とフレームの半導体回路以外の領
域とを分離して確実に絶縁することができ、しかもフレ
ームの半導体回路以外の領域から分離された半導体回路
領域を絶縁部によって電気的絶縁を確保しながら機械的
に保持することができる。また、半導体製造技術やマイ
クロマシニング技術を用いて微細加工を行なうことがで
きる。

【0021】本発明の第2の光スキャナの製造方法によ
れば、共振子材料を表裏両面からエッチングして半導体
回路基板以外の領域とを分離することができるので、エ
ッチングマスクを絶縁部と反対側に設ける必要がなくな
り、弾性変形部の撓み方が不自然にならず光スキャナが
容易に壊れにくくなる。

【0022】

【0023】

【実施例】図1に本発明の光スキャナAの斜視図を示
す。光スキャナAは、薄板状の共振子1と圧電振動子や
磁歪振動子等の微小振動を発生する小形の加振源2とか
ら構成されている。共振子1は、図1に示すような形状
をしており、少なくとも曲げ変形モードを有するトーシ
ョンバー状の弾性変形部3の一端にフレーム部4を設
け、他端に可動部5を設けたものである。可動部5は弾
性変形部3の軸心Pに対してほぼ左右対称な形状となっ
ており、その表面には表面加工されたミラー面6が形成
されている。フレーム部4の一部には加振源2からの振
動を印加する弾性入力部7が設けられ、弾性入力部7に
加振源2が接合されている。他の部分には、p−n接合
や金属−半導体接合などを利用した、例えばフォトダイ
オードや太陽電池などの受光素子8が埋め込まれた受光
素子部9が設けられている。共振子1は、例えばシリコ
ン基板から半導体製造技術やマイクロマシニング技術に
より一体として作製することができ、受光素子8は、シ
リコン基板に不純物を注入しp−n接合を形成すること
によって作製することができる。もちろん、シリコン基
板以外にも受光素子8を形成した後に基板を微細加工で
きる材質のものであれば、特に限定されるものではな
い。この共振子1の製造方法を図2に示す。以下、図2
にしたがって共振子1の製造方法について詳述する。な
お、図2の左列には図1のX−X´線断面を、右列には
図1のY−Y´線断面を示す。

【0024】まず、図2(a)に示すように(110)
n型シリコンウエハ21を準備し、図2(b)に示すよ
うにマスク22aをパターニングして受光素子部9の所
定領域にp型不純物を注入し、受光素子8のp+領域2
3を形成する。次に、別なマスク22bをパターニング
して受光素子部9の所定領域にn型不純物を注入して受
光素子8のn+領域24を形成する(図2(c))。次
に、マスク22bを除去した後フレーム部4形成領域の
全面にSiO2による絶縁膜25を形成し、p+領域23
又はn+領域24と電気的な接続をするためのコンタク
トホール26を絶縁膜25に開口する(図2(d))。
絶縁膜25上にp+領域23又はn+領域24から外部に
信号を取り出すためのAl配線27を配設し、フレーム
部4上の電極パッド28と電気的に接続する(図2
(e))。最後に、所定の形状にエッチング用マスク
(図示せず)を施した後エッチングを行なって、所定形
状の共振子1を作製する(図2(f))。

【0025】また、光スキャナAの加振源2には制御部
10の駆動回路11が接続されており、駆動回路11か
ら加振源2には弾性変形部3の共振周波数と等しい周波
数の振動を印加することができる。しかして、加振源2
に共振周波数と等しい周波数の振動が印加されると弾性
変形部3は共振振動を起こし、図中の矢印方向に可動部
5を回動させる。したがって、光源(図示せず)から出
射された光ビームαをミラー面6で反射させて光ビーム
αを走査させることができる。また、走査された光ビー
ムαが対象物によって反射され、対象物によって反射さ
れた光ビームαは受光素子部9に埋め込まれた受光素子
8によって受光される。受光された光ビームαは電極パ
ッド28と電気的に接続された信号処理回路12に電気
信号として伝えられ、反射された光ビームαを検知する
ことができる。

【0026】この光スキャナAにあっては、光を走査す
ることができる共振子1に受光素子8が一体として形成
されており、光スキャナAを小型化することができる。
また、図2に示したように受光素子8は共振子1ととも
に一連の製造工程によって製造することができるので、
製造工程や品質管理を簡略化することができる。しか
も、後述する光センサ装置やバーコードリーダなどの各
種機器に組み込む際には、共振子1と受光素子8を同時
に組み込むことができ、光軸合わせなどの調整作業を容
易にすることが可能である。

【0027】図3に示すものは、本発明の別な実施例で
ある光スキャナBを示す斜視図であって、受光素子部9
は弾性変形部3及び可動部5の周囲を囲むように形成さ
れている。受光素子部9の可動部5上方の領域には2個
の受光素子8が配置され、可動部5左右の領域にはそれ
ぞれ1個ずつ、2個の受光素子8が配置され、また、可
動部5下方の領域には弾性変形部3の左右両側にそれぞ
れ1個の受光素子8が配置されており、合計6個の受光
素子8はすべてフレーム部4上で図4に示すように並列
に接続されている。この光スキャナBにあっては、複数
の受光素子8を配置しているので光ビームαの受光面積
を多くすることができ、出力を大きくすることができ
る。また、複数の対象物34が検知領域の異なる位置に
ある場合を考える。まず、図5(a)に示すように、第
1の実施例のような受光素子8を1つ配置した光スキャ
ナAにおいては、検知領域右側にある対象物34bによ
って反射された光ビームαは受光素子8に近くほぼ垂直
に入射されるので、受光効率がよく高い出力を得ること
ができる。しかし、検知領域左側にある対象物34aに
よって反射された光ビームαは斜め方向から入射し、低
い出力の受光信号しか得られない。このため、走査領域
における対象物34の位置によって検出感度が異なって
しまう。ところが、図5(b)に示すように第2の実施
例である複数の受光素子8を配列した光スキャナBにあ
っては、検知領域右側の対象物34bによって反射され
た光ビームαは右側の受光素子8にほぼ垂直に入射する
だけでなく、左側の受光素子8にも入射する。また、検
知領域左側の対象物34aによって反射された光ビーム
αは左側の受光素子8にほぼ垂直に入射するだけでな
く、右側の受光素子8にも入射する。したがって、可動
部5の周囲に受光素子8を配置した光スキャナBにおい
ては検知領域のあらゆる位置にある対象物34によって
反射された光ビームαを効率よく受光することができ
る。このため、受光素子8を並列に電気接続することに
よって、対象物34の位置に関係なく受光した光ビーム
αの電気信号を加算又は平均化し、対象物34の検出感
度を一定に保つことができる。例えば、コード読み取り
装置に用いる場合には、コード上の各領域を同じ感度で
読み取ることができる。

【0028】図6に示すものは本発明のさらに別な実施
例である光スキャナCを示す斜視図であって、共振子1
のフレーム部4には受光素子8からの電気信号を処理す
る信号処理回路12が半導体製造技術によって造り込ま
れ、配線17によって受光素子8と信号処理回路12が
電気的に接続されている。このように信号処理回路12
のような半導体回路を一体として造り込むことにすれ
ば、高度な集積化も可能となって非常に小さな光スキャ
ナCを得ることができ、信号処理回路12を別途外部に
設ける場合に比べ、光センサ装置などをさらに小型化す
ることができる。また、共振子1とともに一連の工程に
よって同時に受光素子8を作製できるので、製造工程等
が簡略化される。しかも、受光素子8と信号処理回路1
2との外部配線が不要になり、組む込みが簡単に非常に
簡単になり、製造コストの低減を図ることができる。ま
た、受光素子8の近傍にプリアンプ(処理回路初段)を
配置することによって、耐ノイズ性がよくなり、感度の
向上にも寄与することができる。

【0029】また、図7は同上の光スキャナCを一部破
断した拡大斜視図であって、図8に図7のZ−Z´線断
面図を示す。この光スキャナCにあっては、受光素子8
が形成された受光素子部9は周囲のフレーム部4から環
状の切り抜き溝13によって切り離されており、切り抜
き溝13を覆うようにして設けられた薄膜状の窒化シリ
コン(SiN)からなる絶縁部14によって周囲のフレ
ーム部4に保持されている。この光スキャナCの共振子
1は、図9に示す製造方法によって作製することができ
る。なお、図9の左列には図1のX−X´線に相当する
位置における断面を、右列には図1のY−Y´線に相当
する位置における断面を示す。つまり、半導体製造技術
やマイクロマシニング技術によって一枚のシリコンウエ
ハ21から作製することができ、まず図2(a)〜
(e)に示したのと同様に受光素子8を形成するp+
域23やn+領域24及び信号処理回路12や電極パッ
ド28などが必要に応じて造り込まれたシリコンウエハ
21(図9(a))を作製する。次に受光素子8の周囲
のシリコンウエハ21の所定領域にSiNの薄膜29を
形成する。また、シリコンウエハ21の表裏面には所定
の形状にエッチング用マスク30をパターニングする
(図9(b))。その後、シリコンウエハ21を裏面か
らウェットエッチングして共振子1を作製することがで
きる(図9(c))。

【0030】このようにして作製された光スキャナCに
あっては、受光素子8はエッチング除去して形成された
切り抜き溝13及び薄膜状のSiNによる絶縁部14に
よって、周囲のフレーム部4から電気的に完全に分離絶
縁されており、受光素子8が弾性入力部7に形成された
信号処理回路12(あるいは、フレーム部4上に形成さ
れたその他の電気回路)からのノイズに影響されない。
このため、受光素子8のSN比がよくなって検出精度を
向上させることができる。

【0031】また、図10に示すものはさらに別な実施
例である光スキャナDの一部破断した斜視図であるが、
この光スキャナDにあっては、複数本のSiNからなる
狭い幅の薄膜状の絶縁部14によって受光素子部9が周
囲のフレーム部4に保持され、受光素子部9は信号処理
回路12等が形成されたフレーム部4から絶縁分離され
ている。共振子1は図7に示した光スキャナCの共振子
1と同様にして作製することができるが、このような狭
い幅の絶縁部14をシリコンウエハ21に形成した場合
にあっては、シリコンウエハ21を表裏面から同時にエ
ッチングして共振子1を作製することができる。つま
り、図11に示すように、SiNの薄膜29が所定の形
状に形成されたシリコンウエハ21の表面(SiNの薄
膜29が形成された面)にエッチング用マスク30を形
成し、その後ウエハ21を表裏両面からウェットエッチ
ングすると、図11に破線で示すように、ウエハ21の
裏面では徐々にウエハ21全面において均一にエッチン
グされる。一方、ウエハ21の表面にあっては、薄膜2
9と薄膜29の間の露出部分32において徐々に厚さ方
向にエッチングされるが、同時に薄膜29下面のウエハ
21部分も回り込むようにしてエッチングされる(サイ
ドエッチング)。こうして厚さ方向のエッチングとサイ
ドエッチングとが同時に進行することによって受光素子
部9の周囲に切り抜き溝13を形成し、周囲のフレーム
部4から電気的に絶縁分離することができる。したがっ
て、厚さ方向のエッチング速度とサイドエッチング速度
を考慮し、絶縁部14の幅wを、厚さ方向にエッチング
が進む間にサイドエッチングによって薄膜29下面のウ
エハ21部分がエッチングされるような幅、若しくはそ
れよりも小さい幅に形成すれば、エッチング用マスク3
0を絶縁部14と反対側に設けることなく、フレーム部
4と受光素子部8とを分離し、共振子1を作製すること
ができる。また、このようにシリコンウエハ21両面に
マスク30を設ける必要がないので、弾性変形部3の撓
み方が不自然にならず壊れにくくなり、エッチング用マ
スク30をその後除去する必要もない。さらにエッチン
グ時間が短くて済むとともに、この結果、サイドエッチ
ングによる溝幅の広がりを小さくでき、光スキャナの小
型化の観点からも有利である。なお、受光素子部9とそ
の周囲のフレーム部4との間に切り抜き溝13が形成で
きればよく、絶縁部14の形状や数は特に限定されるも
のではない。また、図12に示す光スキャナEのように
切り抜き溝13を略コの字状に設け、受光素子部9の下
部及び両側をフレーム部4に保持させてもよい。

【0032】また図13に示すように、絶縁部14を構
成するSiNの薄膜29中にAl、Au、Agなどから
なる導電体層32を埋め込むようにしておけば、この導
電体層32を利用して受光素子8(p+領域23やn+
域24)とフレーム部4に形成された信号処理回路12
とを電気的に接続することができ、電気的配線を容易に
配設することができる。また、この導電体層32を利用
することによってフレーム部4に形成された信号処理回
路12等と受光素子8とを、図6に示すような配線17
を用いることなく電気的に接続することができる。この
ため電気的配線が非常に短くなり周囲からのノイズの影
響を少なくすることができる。

【0033】上記第4の実施例(光スキャナD)及び第
5の実施例(光スキャナE)においては、受光素子部9
とフレーム部4とを環状の切り抜き溝13とSiNの薄
膜29からなる絶縁部14によって絶縁分離したが、絶
縁部14はSiNに限られるものでもなく、これらの方
法以外にもよって絶縁分離することとしてもよい。例え
ば、図14(a)(b)に示すものはそれぞれ本発明の
さらに別な実施例である光スキャナFの一部破断した拡
大斜視図及び絶縁保持部15の断面図であるが、この光
スキャナFにあっては受光素子部9はビーム状の絶縁保
持部15によってフレーム部4に保持されている。この
共振子1を作製するには、まず図2に示すような方法
で、細い複数本のビーム16によって受光素子部9をフ
レーム部4に保持させた状態にシリコンウエハ21を加
工したのち、絶縁性のある材質、例えばポリシリコン、
プラスチックや樹脂などから形成された絶縁保持部15
で受光素子部9をフレーム部4に保持させる。この後、
図14に示す破線部分で絶縁保持部15を機械的に切断
したり、切削除去したり、エッチングなどによって溶解
させることによって絶縁保持部14を除去することによ
って、受光素子部9とフレーム部4とを絶縁分離するこ
ととしてもよい。

【0034】上記各実施例にあっては、面方位(11
0)シリコンウエハ21を使った場合について説明した
が、安価で入手容易な面方位(100)シリコンウエハ
33を用いて作製することもできる。しかし、(10
0)シリコンウエハ33を用いた場合には図15(b)
に示すように、エッチング速度の早い(111)面が共
振子1の側面に傾斜面として表われるために、傾斜幅d
の分だけ外周部を大きく作製しなければならない。これ
に対し、上記各実施例のように(110)シリコンウエ
ハ21を用いた場合には、図15(a)に示すように1
11面が共振子1の側面に垂直面として表われ、共振子
1をより小さく作製することができ、エッチング精度も
向上する。特に受光素子部9の周囲に切り抜き溝13を
形成する場合にあっては、切り抜き溝13の幅を狭くす
ることができ、光スキャナを小型化する上で好都合であ
る。

【0035】また、光スキャナは光ビームαを線状に走
査させるだけでなく、可動部5の形状等を変えることに
より2次元的に走査させることもできる。これらの光ス
キャナは、光ビームαを走査して物体の存在を検知する
光センサ装置やバーコード、多段バーコードあるいはマ
トリックス化された2次元バーコードなどのコード情報
を読み取るコード読み取り装置として利用することがで
きる。図16は本発明の光センサ装置Gの一実施例を示
すブロック図である。この光センサ装置Gは、上記のよ
うな共振子42上に受光素子43が造り込まれた本発明
の光スキャナ41、半導体レーザ素子等の発光素子44
とレンズのような光学素子45からなる光源、発光素子
44を駆動して光ビームαを出射させる駆動回路46、
加振部47に振動を与え光スキャナ41を駆動する駆動
回路48、受光素子43からの受光信号を電気的に処理
する信号処理回路49及び駆動回路46,48と信号処
理回路49を制御する制御部50から構成されている。
この光センサ装置Gにあっては、発光素子44から出射
された光ビームαは光スキャナ41により検知領域に向
けて反射されると共に検知領域内で走査される。このと
き検知領域内に物体51が存在すると、物体51で反射
した光ビームαが受光素子43で検知される。そして、
光ビームαを受光した受光素子43から出力される受光
信号を信号処理回路49で信号処理及び信号解析するこ
とにより検知領域内に物体51が存在するか否か、さら
に物体51の形状等が検出される。

【0036】また、図17に示すものは、本発明の光ス
キャナ41をバーコード、多段バーコード、マトリック
ス化された2次元コード等の符号情報52を読み取る用
途に用いた本発明のコード読み取り装置Hのブロック図
である。もっとも、受光素子43では、バーコードのバ
ーとスペース等に応じた反射光を受光するので、信号処
理回路49はこの受光信号からバーコード等を解読する
ための機能を有している。

【0037】このように、本発明の光スキャナ41を利
用することによって、光センサ装置Gやコード読み取り
装置Hを小型化することができる。また、受光素子43
はあらかじめ光スキャナ41に組み込まれているので、
光軸合わせなどの調整が不要で装置への組み込みを容易
にすることができる。

【0038】

【発明の効果】本発明によれば、光スキャナの共振子と
受光素子その他の半導体回路とを集積化することがで
き、光スキャナの小型化を図ることができる。また、共
振子と半導体回路とを同時に製作するできるので、コス
トを安価にすることができる。さらには、半導体回路の
組み込みを同時に行なえるので、受光素子の光軸合わせ
等の調整作業や外部配線も不要になる。また前記可動部
と同じ薄さのフレームの一部に、半導体回路以外の領域
との間に架け渡すように、あるいは橋渡し状態に設けた
絶縁物を介して半導体回路を設けているから、半導体回
路は絶縁部によって電気的絶縁を確保しながら機械的に
保持され、他の回路からのノイズに影響されにくくな
る。

【0039】このとき、共振子と半導体回路とを同一基
板から形成すれば、半導体製造技術やマイクロマシニン
グ技術を利用して共振子と半導体回路とを一体に形成で
き、2つの素子を同時プロセスにより製作することがで
きる。また、高度な集積化が可能になり、非常に小さな
素子が得られる。

【0040】このようにして、受光素子を一体化するこ
とにより、特に小型化の効果が高く、メリットが大き
い。また、受光素子を、フレームの受光素子以外の領域
から電気的に絶縁することによって、フレーム上に受光
素子以外の電気回路が搭載されている場合でも、受光素
子が電気回路からのノイズに影響されず、SN比がよく
なって検出精度が向上する。

【0041】さらに、受光素子と当該受光素子の出力の
処理回路とからなる半導体回路を同一基板に作り込め
ば、処理回路も含めた光スキャナ全体を小型化できる。
また、受光素子と処理回路の外部配線が不要になり、受
光素子近傍にプリアンプ(処理回路初段)をおけるの
で、耐ノイズ性が向上する。

【0042】本発明の光センサ装置やコード読み取り装
置にあっては、光スキャナと受光素子が一体化されてい
るので、組込スペースが小さくなり、光センサ装置やコ
ード読み取り装置を小型化できる。また、光スキャナと
受光素子等の半導体回路との調整が不要になる。

【0043】本発明の第1の光スキャナの製造方法によ
れば、半導体回路領域とフレームの半導体回路以外の領
域とを分離して確実に絶縁することができ、しかもフレ
ームの半導体回路以外の領域から分離された半導体回路
領域を絶縁部によって電気的絶縁を確保しながら機械的
に保持することができる。また、半導体製造技術やマイ
クロマシニング技術を用いて微細加工を行なうことがで
きる。

【0044】本発明の第2の光スキャナの製造方法によ
れば、共振子材料を表裏両面からエッチングして半導体
回路基板以外の領域とを分離することができるので、エ
ッチングマスクを絶縁部と反対側に設ける必要がなくな
り、弾性変形部の撓み方が不自然にならず光スキャナが
容易に壊れにくくなる。

【0045】これらの製造方法において(110)面シ
リコンウエハを用いれば、フレームの半導体回路領域と
半導体回路以外の領域とをエッチングにより分離すると
き、分離領域のエッチング面がフレームの表面と垂直に
なるので、分離領域の幅を小さくすることができ、光ス
キャナの小型化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例である光スキャナを示す斜視
図である。

【図2】(a)〜(f)は同上の共振子の製造方法を示
す説明図である。

【図3】本発明の別な実施例である光スキャナを示す斜
視図である。

【図4】同上の受光素子の等価回路図である。

【図5】(a)は受光素子を一つ形成した光スキャナに
おける受光状態を示す説明図、(b)は複数の受光素子
を形成した光スキャナにおける受光状態を示す説明図で
ある。

【図6】本発明のさらに別な実施例である光スキャナを
示す斜視図である。

【図7】同上の光スキャナを一部破断した拡大斜視図で
ある。

【図8】図7におけるZ−Z´線断面図である。

【図9】(a)〜(c)は同上の光スキャナの製造方法
の一部を示す説明図である。

【図10】本発明のさらに別な実施例である光スキャナ
を一部破断した拡大斜視図である。

【図11】同上の光スキャナの共振子がシリコンウエハ
から作製される様子を示す説明図である。

【図12】本発明のさらに別な実施例である光スキャナ
を一部破断した拡大斜視図である。

【図13】同上の光スキャナの絶縁部を示す断面図であ
る。

【図14】(a)は本発明のさらに別な実施例である光
スキャナを示す一部破断した拡大斜視図、(b)は絶縁
保持部の断面図である。

【図15】(a)(b)は(100)シリコンウエハを
用いた場合と比較して、(110)シリコンウエハを用
いた場合の利点を示す説明図である。

【図16】本発明の光センサ装置を示すブロック図であ
る。

【図17】本発明のコード読み取り装置を示すブロック
図である。

【符号の説明】

1 共振子 4 フレーム部 6 ミラー面 8 受光素子 9 受光素子部 13 フレーム部と受光素子部とを絶縁分離するための
溝 14 絶縁部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 秀一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−27191(JP,A) 特開 平5−83487(JP,A) 特開 平4−95917(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 26/10 104 G02B 26/10 G06K 7/10 WPI/L(QUESTEL)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光反射面を有する可動部と、振動入力部
    を有するフレームと、少なくとも1つの弾性変形モード
    を有し前記可動部及び前記フレームを連結する弾性変形
    部とを備えた共振子、 及び前記振動入力部に振動を印加する加振部を備えた光
    スキャナにおいて、前記可動部と同じ薄さのフレームの一部に、半導体回路
    以外の領域との間に架け渡すように、あるいは橋渡し状
    態に設けた絶縁物を介して半導体回路を設けた ことを特
    徴とする光スキャナ。
  2. 【請求項2】 前記共振子と前記半導体回路とが同一基
    板から形成されていることを特徴とする請求項1に記載
    の光スキャナ。
  3. 【請求項3】 前記半導体回路が受光素子であることを
    特徴とする請求項2に記載の光スキャナ。
  4. 【請求項4】 前記受光素子が、フレームの受光素子以
    外の領域から電気的に絶縁されていることを特徴とする
    請求項3に記載の光スキャナ。
  5. 【請求項5】 光反射面を有する可動部と、振動入力部
    及び半導体回路を有するフレームと、少なくとも1つの
    弾性変形モードを有し前記可動部及び前記フレームを連
    結する弾性変形部とを備えた共振子、及び前記振動入力
    部に振動を印加する加振部を備えた光スキャナの製造方
    法において、 前記フレームの半導体回路領域と半導体回路以外の領域
    との間に絶縁部を架け渡すように設けると共に当該半導
    体回路領域と半導体回路以外の領域との間の境界領域を
    エッチングで除去または機械的に切断することにより、
    前記半導体回路と半導体回路以外の領域とを電気的に絶
    縁することを特徴とする光スキャナの製造方法。
  6. 【請求項6】 光反射面を有する可動部と、振動入力部
    及び半導体回路を有するフレームと、少なくとも1つの
    弾性変形モードを有し前記可動部及び前記フレームを連
    結する弾性変形部とを備えた共振子、及び前記振動入力
    部に振動を印加する加振部を備えた光スキャナの製造方
    法において、 前記フレームの半導体回路領域と半導体回路以外の領域
    との間に個別片となった複数の絶縁部を橋渡し状に設
    け、当該フレームを表裏両面からエッチングして半導体
    回路領域と半導体回路以外の領域とを分離することによ
    り、前記半導体回路と半導体回路以外の領域とを絶縁す
    ることを特徴とする光スキャナの製造方法。
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