JP7055010B2 - Optical equipment - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ光の発光部および受光部を含む光学装置に関する。 The present invention relates to an optical device including a light emitting part and a light receiving part of a laser beam.

対象物の検知および測距を行なうレーザ光等の光の反射を利用して、光学モジュールが知られている。光学モジュールは、レーザ光等の発光部と、発光された光を反射して光学モジュール外に位置する対象物の方向に導く反射部と、対象物で反射された光を受光する受光部とを有している。外部に放射され、対象物で反射された光を受光部が受光して、対象物の存在および対象物までの距離等を測定することができる。 Optical modules are known by utilizing the reflection of light such as a laser beam that detects and measures an object. The optical module has a light emitting part such as a laser beam, a reflecting part that reflects the emitted light and guides it toward an object located outside the optical module, and a light receiving part that receives the light reflected by the object. Have. The light receiving unit receives the light radiated to the outside and reflected by the object, and the existence of the object, the distance to the object, and the like can be measured.

従来の光学モジュールは、例えば特許文献1に示されているように、反射用のMEMSミラーと受光器とが1つの基体に実装されている。また、例えば特許文献2に示されているように、発光部と反射部とが別体で配置されている。 In the conventional optical module, for example, as shown in Patent Document 1, a MEMS mirror for reflection and a light receiver are mounted on one substrate. Further, for example, as shown in Patent Document 2, the light emitting portion and the reflecting portion are arranged separately.

特開2015-148654号公報JP-A-2015-148654 特開2001-108758号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-108758

レーザ光の発光および受光により対象物の位置等を検知する光学装置においては、これを構成する部品数の低減および部品間の位置合せの作業性向上等が求められている。 In an optical device that detects the position of an object by emitting and receiving laser light, it is required to reduce the number of components constituting the optical device and improve the workability of alignment between the components.

本発明の1つの態様の光学装置は、レーザ光の発光素子および該発光素子に対向して位置する可動反射面を有するMEMS素子を含む発光部と、前記可動反射面に対向して位置しているとともに、前記可動反射面に対して傾斜して位置した受光面を有する受光素子を含む受光部と、平面視において前記可動反射面と開口部が重なっている少なくとも1つの凹部を有する基体および前記凹部を塞ぐ蓋体を含んでいるとともに前記凹部内における前記基体の内面に前記発光部および前記受光部の位置決め部を有しており、該位置決め部に近接して、前記発光素子、前記MEMS素子および前記受光素子が位置決め固定されている容器部とを備え、前記凹部が、互いに対向し合うとともに下部から上部にかけて外側に傾斜している第1内側面および第2内側面を有しており、前記第1内側面に前記発光素子および前記受光素子が位置しているとともに、前記第2内側面に前記MEMS素子が位置しているThe optical device of one aspect of the present invention is positioned with a light emitting unit including a light emitting element of laser light and a MEMS element having a movable reflecting surface located facing the light emitting element, and facing the movable reflecting surface. A substrate having a light receiving element including a light receiving element having a light receiving surface inclined with respect to the movable reflecting surface, a substrate having at least one recess in which the movable reflecting surface and the opening overlap in a plan view, and the above. A lid that closes the recess is included, and a positioning portion for the light emitting portion and the light receiving portion is provided on the inner surface of the substrate in the recess, and the light emitting element and the MEMS element are located close to the positioning portion. And a container portion to which the light receiving element is positioned and fixed, and the recesses have a first inner side surface and a second inner side surface which face each other and are inclined outward from the lower part to the upper part. The light emitting element and the light receiving element are located on the first inner surface surface, and the MEMS element is located on the second inner surface surface .

本発明の1つの態様の光学装置によれば、上記構成であり、位置決め部を有する容器部に発光部および受光部が互いに位置合わせされて実装されている。そのため、発光部と受光部とを互いに位置合せしてセットおよび固定する必要性が効果的に低減されている。そのため、位置合せに要する手間および部品の低減が容易である。したがって、部品数の低減および部品間の位置合せの作業性向上等に有効な光学装置を提供することができる。 According to the optical device of one aspect of the present invention, it has the above-mentioned configuration, and the light emitting portion and the light receiving portion are mounted so as to be aligned with each other in the container portion having the positioning portion. Therefore, the need for the light emitting unit and the light receiving unit to be aligned with each other and set and fixed is effectively reduced. Therefore, it is easy to reduce the labor and parts required for alignment. Therefore, it is possible to provide an optical device effective for reducing the number of parts and improving the workability of alignment between parts.

本発明の実施形態の光学装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の光学装置を示す平面図である。It is a top view which shows the optical apparatus of embodiment of this invention. 図1のA部分の一例を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the part A of FIG. 1 enlarged. 図1に示す光学装置の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the optical apparatus shown in FIG. (a)は図1に示す光学装置の他の変形例を示す断面図であり、(b)はその平面図である。(A) is a cross-sectional view showing another modification of the optical device shown in FIG. 1, and (b) is a plan view thereof. 本発明の実施形態の光学装置の作動例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation example of the optical apparatus of embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の光学装置を示す平面図である。It is a top view which shows the optical apparatus of another embodiment of this invention.

本発明の実施形態の光学装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図は模式的なものであり、見やすくするために一部を省略する場合もある。また、以下の説明における上下の区別は説明上の便宜的なものであって実際に光学装置が使用されるときの上下を規制するものではない。また、以下の説明における「入射角」とは、説明の便宜上、光が入射する物体(後述する蓋体および受光素子等)の表面と光の光軸とのなす角であり、0~90度である。すなわち、物体の表面に対する垂線または法線に沿って光が入射するときの入射角を90度として定義する。 The optical device of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The figures used in the following description are schematic, and some parts may be omitted for the sake of clarity. Further, the distinction between upper and lower in the following description is for convenience of explanation and does not regulate the upper and lower when the optical device is actually used. Further, the "incident angle" in the following description is an angle formed by the surface of an object (a lid and a light receiving element described later) to which light is incident and the optical axis of light, and is 0 to 90 degrees for convenience of explanation. Is. That is, the angle of incidence when light is incident along a perpendicular or normal to the surface of an object is defined as 90 degrees.

図1は本発明の実施形態の光学装置を示す断面図である。図2は、本発明の実施形態の光学装置を示す平面図である。図3は、図1のD部分の一例を拡大して示す断面図である。図4は、図1に示す光学装置の変形例を示す断面図である。図5(a)は図1に示す光学装置の他の変形例を示す断面図であり、図5(b)は図5(a)を上から見たときの形態の一例を示す平面図である。図6は、本発明の実施形態の光学装置の作動例を示す模式図であり、光学装置は断面図で示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an optical device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an optical device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the D portion of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the optical device shown in FIG. 5 (a) is a cross-sectional view showing another modification of the optical device shown in FIG. 1, and FIG. 5 (b) is a plan view showing an example of a form when FIG. 5 (a) is viewed from above. be. FIG. 6 is a schematic view showing an operation example of the optical device according to the embodiment of the present invention, and the optical device is shown in a cross-sectional view.

図1~図5に示す例において、光学装置10は、レーザ光(以下、放射光ともいう)Lを外部に放射する発光部Aと、外部に存在する被検知物で反射されて戻って来た上記レーザ光(以下、反射光ともいう)Rを受光する受光部B、ならびに発光部Aおよび受光部Bを所定の位置関係に保持して封止している容器部Cとを備えている。なお、図2においては、容器部Cの構造を見やすくするために、発光部Aおよび受光部Bの一部を破線で示している。例えば図6に示すように受光部Bで受光された反射光Rの情報を基に、被検知物Eの存在の有無、形状、寸法、移動の速度等の情報が算出され、検知される。被検知物Eは、例えば、歩行者E1および車両E2等である。 In the examples shown in FIGS. 1 to 5, the optical device 10 returns after being reflected by a light emitting unit A that emits laser light (hereinafter, also referred to as synchrotron radiation) L to the outside and an object to be detected that exists outside. It also includes a light receiving unit B that receives the laser light (hereinafter, also referred to as reflected light) R, and a container unit C that holds and seals the light emitting unit A and the light receiving unit B in a predetermined positional relationship. .. In FIG. 2, in order to make the structure of the container portion C easier to see, a part of the light emitting portion A and the light receiving portion B is shown by a broken line. For example, as shown in FIG. 6, based on the information of the reflected light R received by the light receiving unit B, information such as the presence / absence of the object to be detected E, the shape, the dimensions, the moving speed, and the like is calculated and detected. The object to be detected E is, for example, a pedestrian E1 and a vehicle E2.

発光部Aは、レーザ光の発光素子1と、可動反射面2aを有するMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子2を含んでいる。また、受光部Bは、可動反射面2aに対向して位置しているとともに、可動反射面2aに対して傾斜している受光面3aを有する受光素子3を含んでいる。発光素子1とMEMS素子2の反射面2aとは互いに対向している。すなわち、発光素子1から放射されたレーザ光Lが、向かい合わせて位置している可動反射面2aで反射される。この反射は、可動反射面2aで径時的に異なる角度に行なわれ、光学装置10から広い角度で放射光Lとして外部に放射される。 The light emitting unit A includes a light emitting element 1 for laser light and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element 2 having a movable reflecting surface 2a. Further, the light receiving unit B includes a light receiving element 3 having a light receiving surface 3a that is located facing the movable reflecting surface 2a and is inclined with respect to the movable reflecting surface 2a. The light emitting element 1 and the reflecting surface 2a of the MEMS element 2 face each other. That is, the laser beam L emitted from the light emitting element 1 is reflected by the movable reflecting surface 2a located facing each other. This reflection is performed on the movable reflecting surface 2a at different angles in terms of diameter, and is radiated to the outside as synchrotron radiation L from the optical device 10 at a wide angle.

容器部Cは、少なくとも1つの凹部4aを有する基体4および凹部4aを塞ぐ蓋体5を含んでいる。また、1つの凹部4a内における基体4の内面に発光部Aおよび受光部Bの位置決め部6を有している。これらの位置決め部6に近接して、発光素子1、MEMS素子2および受光素子3が位置決め固定されている。この位置決めによって、上記のようにレーザ光Lを発光素子1からMEMS素子2の可動反射面2aに容易に、かつ正確に反射させて導くことが可能になっている。また、反射光Rを精度よく受光素子3で受光することができる。この場合、平面視において、可動反射面2aと、容器部Cに含まれれる基体4の凹部4aの開口部4bとが重なっている。そのため、可動反射面2aから上方向に反射されるレーザ光Lを開口部4bから外部に放射できる。 The container portion C includes a substrate 4 having at least one recess 4a and a lid 5 for closing the recess 4a. Further, the positioning portion 6 of the light emitting portion A and the light receiving portion B is provided on the inner surface of the substrate 4 in one recess 4a. The light emitting element 1, the MEMS element 2, and the light receiving element 3 are positioned and fixed in the vicinity of these positioning portions 6. By this positioning, as described above, the laser beam L can be easily and accurately reflected from the light emitting element 1 to the movable reflecting surface 2a of the MEMS element 2 and guided. Further, the reflected light R can be accurately received by the light receiving element 3. In this case, in a plan view, the movable reflective surface 2a and the opening 4b of the recess 4a of the substrate 4 included in the container portion C overlap. Therefore, the laser beam L reflected upward from the movable reflecting surface 2a can be radiated to the outside from the opening 4b.

実施形態の光学装置10は、上記のような構成を有するため、発光部Aと受光部Bとを互いに位置合せしてセットおよび固定する必要性が効果的に低減されている。また、互いの位置精度の向上も容易である。これにより、位置合せに要する手間および部品の低減が容
易になっている。したがって、部品数の低減および部品間の位置合せの作業性向上等に有効な光学装置10を提供することができる。
Since the optical device 10 of the embodiment has the above-described configuration, the need for the light emitting unit A and the light receiving unit B to be aligned with each other and set and fixed is effectively reduced. In addition, it is easy to improve the positional accuracy of each other. This facilitates the reduction of labor and parts required for alignment. Therefore, it is possible to provide an optical device 10 that is effective in reducing the number of parts and improving the workability of alignment between parts.

発光素子1は、レーザ光Lを放射する半導体素子等であり、例えば半導体レーザ(レーザダイオード、laser diode)である。発光素子1は、例えばGaN(窒化ガリウム)ま
たはGa-As(ガリウム-ヒ素)等の化合物半導体材料が複数層、p層およびn層を形成して積層されて構成されている。図1等に示す例では、ブロック状の発光素子1の側面にp層とn層との界面が位置し、この部分から発光する。すなわち、発光素子1の側面を発光面とみなすことができる。発光素子1は、上記材料に限らず、Al-Ga-As、In-Ga-Al-P、In-Ga-NおよびZnO等から適宜選択された化合物半導体材料を含んでいてもよい。
The light emitting element 1 is a semiconductor element or the like that emits a laser beam L, and is, for example, a semiconductor laser (laser diode). The light emitting device 1 is configured by laminating compound semiconductor materials such as GaN (gallium nitride) or Ga-As (gallium-arsenide) to form a plurality of layers, p-layers and n-layers. In the example shown in FIG. 1 and the like, the interface between the p layer and the n layer is located on the side surface of the block-shaped light emitting element 1, and light is emitted from this portion. That is, the side surface of the light emitting element 1 can be regarded as a light emitting surface. The light emitting device 1 is not limited to the above-mentioned material, and may contain a compound semiconductor material appropriately selected from Al-Ga-As, In-Ga-Al-P, In-Ga-N, ZnO and the like.

発光素子1から放射されるレーザ光Lは、可視光(例えば紫色~青色または赤色等)に限られず、紫外線または赤外線であっても構わない。またレーザ光Lは、パルス光であって構わない。例えば、光学装置10および光学モジュール20が被検知物Eまでの距離を計測するものであれば、変調したパルス光を発光する発光素子1を用いる。これらのレーザ光Lの選択は、光学装置10および光学モジュール20の用途、機能、被検知物Eの種類および数量、ならびに経済性等の条件に応じて、適宜決めることができる。 The laser beam L emitted from the light emitting element 1 is not limited to visible light (for example, purple to blue or red), and may be ultraviolet rays or infrared rays. Further, the laser beam L may be pulsed light. For example, if the optical device 10 and the optical module 20 measure the distance to the object to be detected E, a light emitting element 1 that emits modulated pulsed light is used. The selection of these laser beams L can be appropriately determined according to conditions such as the use, function, type and quantity of the object E to be detected, and economic efficiency of the optical device 10 and the optical module 20.

発光素子1は、例えば金-スズろう材等の第1接合材によって凹部4aの内面(図1の例では凹部4aの内側面に位置する段状部4c)に接合されて、固定されている。段状部4cの発光素子1が固定されている面(段部上面)は図1において水平な面であり、開口部4bに対して平行である。このような搭載位置であるため、発光素子1の側面から放射されるレーザ光Lの高さ位置を凹部4aの底面から上方向に離すことができる。また、レーザ光Lの高さ位置を、後述する反射体2の反射面2aの高さ位置のほぼ中央部に合わせることができる。 The light emitting element 1 is joined to and fixed to the inner surface of the recess 4a (in the example of FIG. 1, a stepped portion 4c located on the inner surface of the recess 4a) with a first bonding material such as a gold-tin brazing material. .. The surface (upper surface of the step portion) to which the light emitting element 1 of the stepped portion 4c is fixed is a horizontal surface in FIG. 1 and is parallel to the opening portion 4b. Since it is such a mounting position, the height position of the laser beam L radiated from the side surface of the light emitting element 1 can be separated upward from the bottom surface of the recess 4a. Further, the height position of the laser beam L can be adjusted to substantially the center of the height position of the reflecting surface 2a of the reflector 2, which will be described later.

MEMS素子2は、シリコン基板等の半導体基板の表面に、微細な回路導体および機械的な可動機構が形成されたものである。この実施形態の例におけるMEMS素子は、機械的な可動機構として上記の可動反射面2aを有している。この可動反射面2aは、発光素子1と対向している。すなわち、MEMS素子2は、発光素子1に対向して位置した可動反射面2aを有し、発光部Aの一部を構成している。 The MEMS element 2 has a fine circuit conductor and a mechanically movable mechanism formed on the surface of a semiconductor substrate such as a silicon substrate. The MEMS element in the example of this embodiment has the above-mentioned movable reflecting surface 2a as a mechanically movable mechanism. The movable reflective surface 2a faces the light emitting element 1. That is, the MEMS element 2 has a movable reflection surface 2a located facing the light emitting element 1 and constitutes a part of the light emitting unit A.

可動反射面2aは、半導体集積回路の形成医術を応用して作製されたマイクロミラーである。MEMS素子2の上面にマイクロミラーが配置されている。マイクロミラーは、半導体基板に設けられた2軸の保持部、いわゆるはり(梁)で保持され、軸の傾きに応じて傾くことができる。マイクロミラーは,MEMS素子2の上面等に位置する回路導体を介して伝送される電気信号等の情報に応じて、上記のように反射面が動く(反射角を変える)ことができる。すなわち、径時的に反射角を変化させて、入射するレーザ光Lを反射させることができる。言い換えれば、MEMS素子2は、光学装置10の外部を広い角度で走査させるようにレーザ光Lを放射させることを可能にしている。 The movable reflective surface 2a is a micromirror manufactured by applying the medical technique for forming a semiconductor integrated circuit. A micromirror is arranged on the upper surface of the MEMS element 2. The micromirror is held by a biaxial holding portion, a so-called beam, provided on the semiconductor substrate, and can be tilted according to the tilt of the shaft. In the micromirror, the reflection surface can move (change the reflection angle) as described above according to information such as an electric signal transmitted via a circuit conductor located on the upper surface of the MEMS element 2 or the like. That is, the incident laser beam L can be reflected by changing the reflection angle with time. In other words, the MEMS element 2 makes it possible to radiate the laser beam L so as to scan the outside of the optical device 10 at a wide angle.

MEMS素子2は、上記のようにシリコン基板等の半導体基板の上面等の露出面にフォトリソグラフ等の、集積回路を形成するのと同様の微細加工技術を施すことによって、製作することができる。また、MEMS素子2は、上記の第1接合材よりも接合温度が低い第2接合材によって凹部4aの内面(図1の例では傾斜した内側面)に接合されて固定されていてもよい。この場合には、第2接合材による接合時には第1接合材が溶融しないので、先に固定した発光素子1の位置ずれ等が発生しにくい。すなわち、発光部Aとしての位置精度向上に有効である。第2接合材としては、例えば金属のサブミクロンレベルの微粒子(いわゆるナノ粒子)を有機バインダと混合した接合材を挙げることができる。 The MEMS element 2 can be manufactured by applying a microfabrication technique such as a photolithography to an exposed surface such as the upper surface of a semiconductor substrate such as a silicon substrate as described above to form an integrated circuit. Further, the MEMS element 2 may be joined and fixed to the inner surface of the recess 4a (inclined inner surface in the example of FIG. 1) by the second joining material having a lower joining temperature than the first joining material. In this case, since the first joining material is not melted at the time of joining with the second joining material, misalignment of the previously fixed light emitting element 1 is unlikely to occur. That is, it is effective for improving the position accuracy of the light emitting unit A. Examples of the second bonding material include a bonding material in which metal submicron level fine particles (so-called nanoparticles) are mixed with an organic binder.

発光素子1からMEMS素子2に届いたレーザ光Lは、前述したように、可動反射面2aで反射されて光学装置10および発光モジュール20の外部に放射される。放射されるレーザ光Lは、上記のように径時的に放射の角度が変化するため、外部をレーザ光Lで走査して、被検知物Eに関する情報を含む反射光Rを得ることができる。 As described above, the laser beam L that has reached the MEMS element 2 from the light emitting element 1 is reflected by the movable reflecting surface 2a and radiated to the outside of the optical device 10 and the light emitting module 20. Since the radiation angle of the emitted laser light L changes with time as described above, the outside can be scanned by the laser light L to obtain the reflected light R including information on the object to be detected E. ..

被検知物Eで反射された反射光Rに対して、MEMS素子2は、これを再度反射させて、同じ凹部4a内に位置する受光素子3に反射光Rを受光させる機能も有している。すなわち、外部からの反射光Rが可動反射面2aに正反射されて、受光素子3により受光される。この場合にも、MEMS素子2の反射面が可動であるため、互いに異なる角度で戻って来る反射光Rを、随時受光素子3の方向に反射させることができる。そのため、MEMS素子2は、後述する受光部Bの受光機能を補助する機能も有している。 The MEMS element 2 also has a function of reflecting the reflected light R reflected by the object to be detected E again and causing the light receiving element 3 located in the same recess 4a to receive the reflected light R. .. That is, the reflected light R from the outside is specularly reflected by the movable reflecting surface 2a and received by the light receiving element 3. Also in this case, since the reflecting surface of the MEMS element 2 is movable, the reflected light R returning at different angles can be reflected in the direction of the light receiving element 3 at any time. Therefore, the MEMS element 2 also has a function of assisting the light receiving function of the light receiving unit B, which will be described later.

なお、例えば光学装置10が自動車の自動運転支援の用途(歩行者および車両の検知、測距等)で使用されるときには、レーザ光Lの蓋体5に対する入射角(つまりは、外部への放射の角度)は30度程度に設定される。この場合、レーザ光Lの光軸を挟んだ両側で、入射角が30度程度の範囲になるように設定する。 For example, when the optical device 10 is used for the purpose of assisting automatic driving of an automobile (detection of pedestrians and vehicles, distance measurement, etc.), the angle of incidence of the laser beam L on the lid 5 (that is, radiation to the outside). Angle) is set to about 30 degrees. In this case, the incident angle is set to be in the range of about 30 degrees on both sides of the optical axis of the laser beam L.

上記のように、実施形態の光学装置10においては、発光部Aと受光部Bとが同じ1つの凹部4a内に位置している。受光部Bは、反射光Rを受光して電気信号に変換する受光素子3を有している。受光素子3の受光面3aは、可動反射面2aに対向して位置しているとともに、可動反射面2aに対して傾斜している。すなわち、例えば図6に示すように、外部から凹部4a内に入射した反射光Rが可動反射面2aで正反射されたときに、その正反射された反射光Rが受光面3aの方向に進み、受光面3aで効率よく受光され得る。 As described above, in the optical device 10 of the embodiment, the light emitting unit A and the light receiving unit B are located in the same recess 4a. The light receiving unit B has a light receiving element 3 that receives the reflected light R and converts it into an electric signal. The light receiving surface 3a of the light receiving element 3 is located facing the movable reflecting surface 2a and is inclined with respect to the movable reflecting surface 2a. That is, for example, as shown in FIG. 6, when the reflected light R incident on the recess 4a from the outside is specularly reflected by the movable reflecting surface 2a, the specularly reflected reflected light R advances in the direction of the light receiving surface 3a. , The light receiving surface 3a can efficiently receive light.

言い換えれば、可動反射面2aと受光面と3aとは、開口部4bに直交する方向に対して同じ角度(例えば、ともに45度)で傾いて位置していて、反射光Rを効果的に反射および受光できるように配置されている。なお、受光面3aに対する反射光Rの入射の角度は、任意に設定することができる。反射光Rが届く範囲に受光面3aが位置していれば、その反射光Rを受光面3aで受光させることができる。 In other words, the movable reflective surface 2a, the light receiving surface, and 3a are positioned at the same angle (for example, both 45 degrees) with respect to the direction orthogonal to the opening 4b, and effectively reflect the reflected light R. And it is arranged so that it can receive light. The angle of incidence of the reflected light R with respect to the light receiving surface 3a can be arbitrarily set. If the light receiving surface 3a is located within the reach of the reflected light R, the reflected light R can be received by the light receiving surface 3a.

なお、可動反射面2aと受光面3aとは、開口部4bに直交する方向に対して45度以外の角度で傾いていてもよく、また、互いに異なる角度で傾いていてもよい。例えば、受光面3aの傾きは、開口部4bに直交する方向に対して45度よりも小さい(つまり、凹部4aの開口部に対して垂直により近く、傾きが小さい)ものであってもよい。これにより、平面視において光学装置10を小型化することができる。また、可動反射面2aの傾きを小さくして、発光素子1から放射されるレーザ光Lの入射角が90度に近くなるようにしてもよい。これにより、レーザ光Lの利用効率を高めて、被検知物Eの検知をより容易とすることや、低消費電力化等に有効な光学装置10とすることもできる。 The movable reflection surface 2a and the light receiving surface 3a may be tilted at an angle other than 45 degrees with respect to the direction orthogonal to the opening 4b, or may be tilted at different angles from each other. For example, the inclination of the light receiving surface 3a may be smaller than 45 degrees with respect to the direction orthogonal to the opening 4b (that is, it is closer to perpendicular to the opening of the recess 4a and the inclination is small). As a result, the optical device 10 can be miniaturized in a plan view. Further, the inclination of the movable reflecting surface 2a may be reduced so that the incident angle of the laser beam L emitted from the light emitting element 1 is close to 90 degrees. As a result, it is possible to improve the utilization efficiency of the laser beam L to make it easier to detect the object to be detected E, and to make the optical device 10 effective for reducing power consumption and the like.

受光素子3は、例えばフォトダイオードであり、受光面3aに入射した光(反射光R)を電気信号に変換する機能を有している。この光は、発光素子1で発光されたものであり、可視光(例えば紫色~青色または赤色等)に限られず、紫外線または赤外線であっても構わない。反射光Rは、レーザ光Lと同様に、例えばパルス光である。受光素子3は、例えばSi(シリコン)、InGaAs(インジウム-ガリウム-ヒ素)、GaN(窒化ガリウム)またはZnO(酸化亜鉛)等の化合物半導体材料によって構成されている。図1等に示す例では、板状の化合部半導体材料の上面に受光面3aが位置している。 The light receiving element 3 is, for example, a photodiode, and has a function of converting light (reflected light R) incident on the light receiving surface 3a into an electric signal. This light is emitted by the light emitting element 1, and is not limited to visible light (for example, purple to blue or red), and may be ultraviolet rays or infrared rays. The reflected light R is, for example, pulsed light, like the laser light L. The light receiving element 3 is made of a compound semiconductor material such as Si (silicon), InGaAs (indium-gallium-arsenide), GaN (gallium nitride) or ZnO (zinc oxide). In the example shown in FIG. 1 and the like, the light receiving surface 3a is located on the upper surface of the plate-shaped compounded semiconductor material.

なお、図1に示す例では、凹部4a内の高さ方向の中央部に段状部4cが位置しているため、この段状部4cを挟んだ上下に受光素子3がそれぞれ配置されている。これによっ
て、可動反射面2aの中央部に発光素子1を対向させて位置させることとあわせて、上下方向の広い範囲での受光が可能になっている。そのため、発光素子1から可動反射面2aを介した外部へのレーザ光Lの放射、および外部からの反射光Rの比較的広い範囲での受光が可能になり、外部の被検知物Eを効果的に検知できる光学装置10とすることができる。
In the example shown in FIG. 1, since the stepped portion 4c is located in the central portion in the height direction in the recess 4a, the light receiving elements 3 are arranged above and below the stepped portion 4c. .. As a result, the light emitting element 1 is positioned so as to face the central portion of the movable reflective surface 2a, and light can be received in a wide range in the vertical direction. Therefore, it is possible to radiate the laser beam L from the light emitting element 1 to the outside through the movable reflecting surface 2a and to receive the reflected light R from the outside in a relatively wide range, and the external object E to be detected is effective. It can be an optical device 10 that can be detected.

容器部Cは、以上の発光部Aおよび受光部Bを互いに位置合せして固定する機能を有している。また、容器部Cは、発光部Aおよび受光部Bを大気等の外部環境から保護する機能を有している。容器部Cは、少なくとも1つの凹部4aを有する基体4と、凹部4aを塞ぐ蓋体5を含んでいる。前述したように、平面視において可動反射面2aと開口部4bとが互いに重なっている。また、凹部4a内における基体1の内面に発光部Aおよび受光部Bの位置決め部6を有している。この位置決め部6に近接して、発光素子1、MEMS素子2および受光素子3が位置決め固定されている。 The container portion C has a function of aligning and fixing the light emitting portion A and the light receiving portion B with each other. Further, the container portion C has a function of protecting the light emitting portion A and the light receiving portion B from an external environment such as the atmosphere. The container portion C includes a substrate 4 having at least one recess 4a and a lid 5 for closing the recess 4a. As described above, the movable reflection surface 2a and the opening 4b overlap each other in a plan view. Further, the positioning portion 6 of the light emitting portion A and the light receiving portion B is provided on the inner surface of the substrate 1 in the recess 4a. The light emitting element 1, the MEMS element 2, and the light receiving element 3 are positioned and fixed in the vicinity of the positioning unit 6.

基体4は、上記のような発光素子1、MEMS素子2および受光素子3の配置を可能にするために、互いに対向し合う一対の内側面を有している。この一対の内側面は、互いに傾いて位置している。傾きの角度は、例えば前述したように凹部4aの開口部4bに垂直に入射する方向に対して互いに同じ角度であり、45度等に設定されている。すなわち、基体4は、互いに対向し合う一対の内側面が互いに、それぞれの内側面の下部から上部にかけて外側に傾斜した凹部4aを有している。 The substrate 4 has a pair of inner surfaces facing each other in order to enable the arrangement of the light emitting element 1, the MEMS element 2, and the light receiving element 3 as described above. The pair of inner surfaces are tilted from each other. The angle of inclination is, for example, the same angle with respect to the direction perpendicularly incident on the opening 4b of the recess 4a as described above, and is set to 45 degrees or the like. That is, the substrate 4 has a pair of inner side surfaces facing each other, each having a recess 4a inclined outward from the lower part to the upper part of each inner side surface.

言い換えれば、凹部4aが、互いに対向し合うとともに下部から上部にかけて外側に傾斜している第1内側面41および第2内側面42を有しており、第1内側面41に発光素子1および受光素子3が位置しているとともに、第2内側面42にMEMS素子2が位置している。このような構成によって、発光部Aから外部へのレーザ光Lの放射および外部から凹部4a内に返る反射光Rの受光部Bによる受光が効率よく行なわれる。 In other words, the recesses 4a have a first inner side surface 41 and a second inner side surface 42 that face each other and are inclined outward from the lower part to the upper part, and the light emitting element 1 and the light receiving light are received on the first inner side surface 41. The element 3 is located, and the MEMS element 2 is located on the second inner side surface 42. With such a configuration, the laser light L is radiated from the light emitting unit A to the outside and the reflected light R returned from the outside into the recess 4a is efficiently received by the light receiving unit B.

なお、凹部4aの上記内側面等の内面は、可動反射面2aと開口部4bとが重なることができる形態(つまり外部へのレーザ光Lの放射が可能な形態)であれば、上記と異なる形態であっても構わない。例えば、凹部4aの底面の一部を可動反射面2aの方向に傾斜させて、この傾斜部分に発光素子1を搭載するようにしてもよい。つまり、段状部4が無くてもよい。また、受光素子3を凹部4aの内面に1つだけ配置するようにしてもよく、受光素子3が位置する内面を、傾斜面を含まない面にしてもよい。 The inner surface of the recess 4a, such as the inner surface, is different from the above as long as the movable reflection surface 2a and the opening 4b can overlap each other (that is, the laser beam L can be emitted to the outside). It may be in the form. For example, a part of the bottom surface of the recess 4a may be inclined in the direction of the movable reflection surface 2a, and the light emitting element 1 may be mounted on the inclined portion. That is, the stepped portion 4 may be omitted. Further, only one light receiving element 3 may be arranged on the inner surface of the recess 4a, or the inner surface on which the light receiving element 3 is located may be a surface that does not include an inclined surface.

基体4は、上記のように、凹部4aを有し、この凹部4a内に上記の発光部Aを収容する、容器本体としての機能を有している。基体4は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化ケイ素質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミック焼結体等のセラミック材料によって形成されている。基体4は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば次のようにして製作することができる。まず。酸化アルミニウム、酸化ケイ素および酸化カルシウム等の原料粉末を適当な有機溶剤およびバインダとともに混練してスラリーを作製する。次に、このスラリーをドクターブレード法等の方法でシート状に成形した後に所定の形状(凹部4aとなる開口を有する形状等)および寸法に切断して複数のシートを作製する。その後、これらのシートを積層し、焼成することにより、基体1を製作することができる。 As described above, the substrate 4 has a recess 4a, and has a function as a container body for accommodating the light emitting portion A in the recess 4a. The substrate 4 is formed of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride material sintered body, a silicon nitride material sintered body, a mullite material sintered body, or a glass ceramic sintered body. The substrate 4 can be manufactured as follows, for example, if it is made of an aluminum oxide sintered body. first. Raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide and calcium oxide are kneaded with a suitable organic solvent and binder to prepare a slurry. Next, this slurry is formed into a sheet by a method such as a doctor blade method, and then cut into a predetermined shape (a shape having an opening to be a recess 4a, etc.) and dimensions to prepare a plurality of sheets. After that, the substrate 1 can be manufactured by laminating these sheets and firing them.

この場合、凹部4aとなる開口の寸法を、積層時に下層となるものから上層となるもににかけて、次第に大きくすることによって、階段状の内側面を有する凹部4aとすることができる。この階段状の段差部分を、例えば上記スラリーと同様の組成のセラミックペースト(粘度が比較的大きいもの)で埋めれば、傾斜した内側面に加工することができる。上記階段状の部分は、セラミックペーストで埋めずに、上記段状部4cとして残すことも
できる。
In this case, the size of the opening to be the recess 4a can be gradually increased from the lower layer to the upper layer at the time of laminating to form the recess 4a having a stepped inner side surface. If this stepped portion is filled with, for example, a ceramic paste having the same composition as the above slurry (those having a relatively high viscosity), it can be processed into an inclined inner side surface. The stepped portion can be left as the stepped portion 4c without being filled with the ceramic paste.

また、基体4は、上記のセラミック原料をプレス加工等の方法で所定の基体4の形状に成形し、焼成する方法で製作することもできる。また、基体4は、上記のシートに型押し加工を施して所定の基体4形状に成形し、焼成する方法で製作することもできる。また、基体4は、エポキシ樹脂等の有機樹脂からなるものでもよい。この場合には、例えば未硬化のエポキシ樹脂等の樹脂材料を成型金型等の手段で所定形状に成形した後に、加熱硬化させる方法で基体4を製作することができる。このような成型時の金型において、段状部4cに対応した段状部分を設けておけば、段状部4cを有する内側面(第1内側面41等)とすることもできる。 Further, the substrate 4 can also be manufactured by a method of molding the above-mentioned ceramic raw material into a predetermined shape of the substrate 4 by a method such as press working and firing. Further, the substrate 4 can also be manufactured by a method in which the above-mentioned sheet is embossed, formed into a predetermined substrate 4 shape, and fired. Further, the substrate 4 may be made of an organic resin such as an epoxy resin. In this case, the substrate 4 can be manufactured by a method in which a resin material such as an uncured epoxy resin is molded into a predetermined shape by means such as a molding die and then heat-cured. In such a mold at the time of molding, if a stepped portion corresponding to the stepped portion 4c is provided, it can be an inner surface surface (first inner side surface 41 or the like) having the stepped portion 4c.

基体4には、発光素子10に対する電力の供給、MEMS素子2の可動反射面2a(マイクロミラー)の傾き等の作動に必要な電力および電気信号の供給のための配線導体(図示せず)が配置されていてもよい。配線導体は、基体4のうち凹部4a内に位置する表面(凹部4a内面)および基体4の内部等の所定位置に、所定パターンに設けられる。配線導体は、基体4の厚み方向の少なくとも一部を貫通する貫通導体(いわゆるビア導体等)を含んでいてもよい。 The substrate 4 has a wiring conductor (not shown) for supplying electric power and electric signals necessary for operation such as supply of electric power to the light emitting element 10 and inclination of the movable reflective surface 2a (micromirror) of the MEMS element 2. It may be arranged. Wiring conductors are provided in a predetermined pattern at predetermined positions such as the surface (inner surface of the recess 4a) located in the recess 4a and the inside of the substrate 4 in the substrate 4. The wiring conductor may include a through conductor (so-called via conductor or the like) that penetrates at least a part of the substrate 4 in the thickness direction.

上記配線導体の一例として、凹部4aの内側面等の内面から基体4の下面または外側面等の外面にかけて位置するものが挙げられる。配線導体のうち凹部4aの第1内側面41に位置する部分に発光素子1および受光素子3が、ボンディングワイヤまたははんだ等の導電性接続材によって電気的に接続される。これにより、発光素子1、MEMS素子2および受光素子3を、配線導体を介して外部電気回路都電気的に接続させることができる。 As an example of the wiring conductor, those located from the inner surface such as the inner surface of the recess 4a to the outer surface such as the lower surface or the outer surface of the substrate 4 can be mentioned. The light emitting element 1 and the light receiving element 3 are electrically connected to a portion of the wiring conductor located on the first inner side surface 41 of the recess 4a by a conductive connecting material such as a bonding wire or solder. As a result, the light emitting element 1, the MEMS element 2, and the light receiving element 3 can be electrically connected to each other via the wiring conductor in the external electric circuit.

また、図4に示す例においては、基体4が他の凹部4dを有している。この他の凹部4d内に容量素子、抵抗器またはインダクタ素子等の電子部品7が実装されているときに、発光素子1、MEMS素子2および受光素子3のいずれかと電子部品7とが配線導体の一部で電気的に接続されても構わない。 Further, in the example shown in FIG. 4, the substrate 4 has another recess 4d. When an electronic component 7 such as a capacitive element, a resistor or an inductor element is mounted in the other recess 4d, any one of the light emitting element 1, the MEMS element 2 and the light receiving element 3 and the electronic component 7 are connected to the wiring conductor. Some parts may be electrically connected.

配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、チタン、ニッケルおよびコバルト等の金属材料またはこれらを主成分とする合金の金属材料によって形成することができる。また、配線導体は、メタライズ層、めっき層および薄膜層等の種々の形態で形成することができる。配線導体は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して作製した金属ペーストを、基体4になるシートの所定部位に印刷して、焼成する方法で形成することができる。このメタライズ層の露出表面を、ニッケルおよび金等のめっき層で被覆するようにしてもよい。 The wiring conductor can be formed of, for example, a metal material such as tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, palladium, gold, platinum, titanium, nickel and cobalt, or a metal material of an alloy containing these as a main component. Further, the wiring conductor can be formed in various forms such as a metallized layer, a plating layer and a thin film layer. If the wiring conductor is made of a tungsten metallized layer, for example, a method of printing a metal paste prepared by kneading tungsten powder with an organic solvent and a binder on a predetermined portion of a sheet to be a substrate 4 and firing it. Can be formed with. The exposed surface of the metallized layer may be covered with a plating layer such as nickel and gold.

蓋体5は、凹部4aを塞いで発光部Aおよび受光部Bを気密に封止する機能を有している。また、蓋体5は、このような気密封止を可能にしながら、発光部Aから外部へのレーザ光Lの放射、および被検知物Eから返って来る反射光Rの凹部4a内への入射ができるようにするため、レーザ光Lの透過が可能な材料により形成されている。図1~図4に示す例では、透光性のガラス材料によって蓋体5が形成されている。図1~図4において、透光性の材料からなる蓋体5にはハッチングを施していない。 The lid 5 has a function of closing the recess 4a and airtightly sealing the light emitting portion A and the light receiving portion B. Further, the lid body 5 emits the laser beam L from the light emitting portion A to the outside and the reflected light R returned from the object to be detected E is incident on the recess 4a while enabling such airtight sealing. It is made of a material capable of transmitting the laser beam L so that the laser beam L can be transmitted. In the examples shown in FIGS. 1 to 4, the lid 5 is formed of a translucent glass material. In FIGS. 1 to 4, the lid 5 made of a translucent material is not hatched.

蓋体5は、その上面または下面に反射防止膜(AR:Anti-reflective_coating)等の
光学膜が設けられていてもよい。反射防止膜は、例えば、蓋体5の下面に順次積層されたSiO膜、TiO膜およびTa膜を含む誘電体多層薄膜である。反射防止膜により、発光部Aから外部に出射されるレーザ光Lが蓋体5で反射することを効果的に抑制することができる。この場合の反射防止膜は、蓋体のうちレーザ光Lが入射する側(凹部
4a側であり、下面)に位置していれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
The lid 5 may be provided with an optical film such as an anti-reflective film (AR: Anti-reflective_coating) on the upper surface or the lower surface thereof. The antireflection film is, for example, a dielectric multilayer thin film including a SiO 2 film, a TiO 2 film, and a Ta 2 O 5 film sequentially laminated on the lower surface of the lid 5. The antireflection film can effectively prevent the laser beam L emitted from the light emitting unit A to the outside from being reflected by the lid 5. If the antireflection film in this case is located on the side of the lid on which the laser beam L is incident (the concave portion 4a side and the lower surface), the above effect can be obtained more reliably.

容器部Cが有する位置決め部6は、前述したように、発光部Aおよび受光部Bの容器部Cにおける位置決めを容易かつ高精度のものとする機能を有している。位置決め部6としては、例えば図1および図2に示す例のように、凹部4aの内側面および底面に位置するマーク6aおよび凸部6b等が挙げられる。 As described above, the positioning unit 6 included in the container unit C has a function of facilitating and highly accurate positioning of the light emitting unit A and the light receiving unit B in the container unit C. Examples of the positioning portion 6 include marks 6a and convex portions 6b located on the inner side surface and the bottom surface of the concave portion 4a, as in the examples shown in FIGS. 1 and 2.

マーク6aは、例えば金属層であり、メタライズ層、めっき層、金属箔および薄膜層等の形態で凹部4aの内面に設けることができる。位置決め部6は、これらの例に限らず、突出部でもよく、複数種を組み合わせたものでもよい。 The mark 6a is, for example, a metal layer, and can be provided on the inner surface of the recess 4a in the form of a metallized layer, a plating layer, a metal foil, a thin film layer, or the like. The positioning portion 6 is not limited to these examples, and may be a protruding portion or a combination of a plurality of types.

マーク6aのうち第2内側面42に位置するものは、実装されるMEMS素子2の実装範囲の2つの角部(傾斜した内側面の上端側)に対応する位置を示している。このマーク6aの位置にMEMS素子2の2つの角部を位置合せすることで、MEMS素子2を凹部4a底面の所定位置に実装することができる。また、マーク6aのうち段状部4cの上面に位置するものは、実装される発光素子1の2つの角部に対応する位置を示している。MEMS素子2の場合と同様に、発光素子1の2つの角部をマーク6aに合わせることで、発光素子1を凹部4a内に位置決めできる。以上のように、マーク6aを基準に発光素子1およびMEMS素子2を搭載して、上記接合材等によって所定位置に固定することができる。 The mark 6a located on the second inner side surface 42 indicates a position corresponding to two corners (upper end side of the inclined inner side surface) of the mounting range of the MEMS element 2 to be mounted. By aligning the two corners of the MEMS element 2 with the position of the mark 6a, the MEMS element 2 can be mounted at a predetermined position on the bottom surface of the recess 4a. Further, among the marks 6a, those located on the upper surface of the stepped portion 4c indicate the positions corresponding to the two corner portions of the mounted light emitting element 1. As in the case of the MEMS element 2, the light emitting element 1 can be positioned in the recess 4a by aligning the two corners of the light emitting element 1 with the mark 6a. As described above, the light emitting element 1 and the MEMS element 2 can be mounted with the mark 6a as a reference and fixed at a predetermined position by the joining material or the like.

また、実施形態の光学装置10においては、位置決め部6が、MEMS素子2および受光素子3の下端部に接する凸部6bを含んでいる。凸部6bの一例を、図3の拡大した模式図として示す。位置決め部6が凸部6bを含む形態において、凹部4aの内側面は、上記のように傾斜した第1内側面41および第2内側面42を含んでいる。凸部6bの一例を、図3の拡大した模式図として示す。 Further, in the optical device 10 of the embodiment, the positioning portion 6 includes a convex portion 6b in contact with the lower end portions of the MEMS element 2 and the light receiving element 3. An example of the convex portion 6b is shown as an enlarged schematic diagram of FIG. In the form in which the positioning portion 6 includes the convex portion 6b, the inner surface of the concave portion 4a includes the first inner side surface 41 and the second inner side surface 42 inclined as described above. An example of the convex portion 6b is shown as an enlarged schematic diagram of FIG.

傾斜した内側面にMEMS素子2および受光素子3を搭載し、接合する際に、凸部6bが、MEMS素子2および受光素子3が滑り落ちることを抑制する。凸部6bは、例えば基体4と同様の材料により形成されている。例えば基体4が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして凸部6bを形成することができる。まず、基体4を形成するのと同様の酸化アルミニウ等のセラミック材料の粉末を有機溶剤およびバインダと混練してペーストを作製する。その後、このペーストを凸部6bの所定形状および位置に塗布し、基体4となるグリーンシートと同時焼成する。以上の工程によって、凸部6bを形成することができる。 When the MEMS element 2 and the light receiving element 3 are mounted on the inclined inner surface surface and joined, the convex portion 6b suppresses the MEMS element 2 and the light receiving element 3 from slipping off. The convex portion 6b is formed of, for example, the same material as the substrate 4. For example, when the substrate 4 is made of an aluminum oxide sintered body, the convex portion 6b can be formed as follows. First, a powder of a ceramic material such as aluminum oxide similar to that forming the substrate 4 is kneaded with an organic solvent and a binder to prepare a paste. Then, this paste is applied to a predetermined shape and position of the convex portion 6b and simultaneously fired with the green sheet to be the substrate 4. By the above steps, the convex portion 6b can be formed.

このような光学装置10によれば、発光部Aと受光部Bとを互いに位置合せしてセットおよび固定する必要性が効果的に低減されている。そのため、位置合せに要する手間および部品の低減が容易である。したがって、部品数の低減および部品間の位置合せの作業性向上等に有効な光学装置10を提供することができる。 According to such an optical device 10, the need to align and set and fix the light emitting unit A and the light receiving unit B with each other is effectively reduced. Therefore, it is easy to reduce the labor and parts required for alignment. Therefore, it is possible to provide an optical device 10 that is effective in reducing the number of parts and improving the workability of alignment between parts.

図4に示す変形例の光学装置10において、蓋体5が、平面視で受光素子3と重なる領域において遮光部5aを有している。遮光部5aは、例えばレーザ光Lおよび反射光Rの透過率が、入射角約45~90度において、約10%以下(0%を含む)の材料(遮光材)で形成されている。このような材料としては、例えば、カーボン等の遮光材が添加された各種の有機樹脂フィルム、酸化モリブデン等の顔料が添加されたセラミック材料および金属材料が挙げられる。また、遮光部5aは、蓋体5と同様のガラス材料に、金属酸化物等の顔料の添加、または表面の粗化等の透過率を下げる加工が施されたものでもよい。このような遮光材からなる遮光部5aは、例えば、樹脂接着剤またはガラス等の接合材によって蓋体5に接合することができる。 In the modified example optical device 10 shown in FIG. 4, the lid 5 has a light-shielding portion 5a in a region overlapping the light-receiving element 3 in a plan view. The light-shielding portion 5a is made of a material (light-shielding material) having a transmittance of, for example, laser light L and reflected light R of about 10% or less (including 0%) at an incident angle of about 45 to 90 degrees. Examples of such a material include various organic resin films to which a light-shielding material such as carbon is added, a ceramic material to which a pigment such as molybdenum oxide is added, and a metal material. Further, the light-shielding portion 5a may be a glass material similar to the lid 5, which may be processed to reduce the transmittance by adding a pigment such as a metal oxide or roughening the surface. The light-shielding portion 5a made of such a light-shielding material can be bonded to the lid 5 with, for example, a resin adhesive or a bonding material such as glass.

図5に示す変形例の光学装置10において、枠状の遮光部5aの枠内に蓋体5が位置している。この場合、遮光性の枠材によって、透光性の本体が保持されて合体型の蓋体5Aを形成しているとみなすこともできる。この例では、この合体型の蓋体5Aの遮光部5aが、実際に基体4に接合されて、凹部4aを塞いでいる。枠状の遮光部5aは、例えば、上記遮光材のうちセラミック材料または金属材料等の機械的強度および剛性が比較的大きい材料で形成されている。 In the optical device 10 of the modified example shown in FIG. 5, the lid 5 is located in the frame of the frame-shaped light-shielding portion 5a. In this case, it can be considered that the translucent main body is held by the light-shielding frame material to form the combined type lid 5A. In this example, the light-shielding portion 5a of the combined type lid 5A is actually joined to the substrate 4 to close the recess 4a. The frame-shaped light-shielding portion 5a is formed of, for example, a material having relatively high mechanical strength and rigidity, such as a ceramic material or a metal material, among the above-mentioned light-shielding materials.

光学装置10において、図4および図5に示すような遮光部5aが含まれているときには、受光素子3に反射光R以外の外部からの光が受光される可能性を効果的に低減することができる。すなわち、被検知物Eの存在の有無等を誤検知する可能性が低減された、検知精度の高い光学装置10とすることができる。そのため、例えば、自動車の自動運転を支援する用途で光学装置10が使用されたときに、運転の安全性を向上させることができる。 When the optical device 10 includes a light-shielding portion 5a as shown in FIGS. 4 and 5, the possibility that the light receiving element 3 receives light from the outside other than the reflected light R is effectively reduced. Can be done. That is, it is possible to obtain an optical device 10 having high detection accuracy, in which the possibility of erroneously detecting the presence or absence of the object to be detected E is reduced. Therefore, for example, when the optical device 10 is used in an application for supporting the automatic driving of an automobile, the driving safety can be improved.

なお、本発明は、以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、図7に示す例のように、複数の光学装置10が互いに並んだ多連の光学装置10Aであってもよい。図7は、本発明の他の実施形態の光学装置10Aを示す平面図である。図7において図1~図6と同様の部位には同様の符号
を付している。この場合にも、2つの凹部のそれぞれにおいて、同じ凹部4内に発光部Aおよび受光部Bが位置しているため、部品点数の低減および発光部Aと受光部Bとの位置精度の向上等の効果を得ることができる。
The present invention is not limited to the examples of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, as in the example shown in FIG. 7, a plurality of optical devices 10A in which a plurality of optical devices 10 are arranged side by side may be used. FIG. 7 is a plan view showing the optical device 10A of another embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same parts as those in FIGS. 1 to 6 are designated by the same reference numerals. In this case as well, since the light emitting portion A and the light receiving portion B are located in the same recess 4 in each of the two recesses, the number of parts is reduced and the positional accuracy between the light emitting portion A and the light receiving portion B is improved. The effect of can be obtained.

また、この場合には、例えばそれぞれの発光部Aおよび受光部Bの対においてレーザ光による被検知物Eの検知が可能であり、検知精度の向上等に有利である。また、それぞれの発光素子1で発光されるレーザ光等の光の波長を互いに異ならせて、種々の被検知物または外部環境(昼夜、天候等)への対応の自由度等を高めることもできる。 Further, in this case, for example, it is possible to detect the object to be detected by the laser beam in each pair of the light emitting unit A and the light receiving unit B, which is advantageous for improving the detection accuracy and the like. Further, it is also possible to increase the degree of freedom in dealing with various objects to be detected or the external environment (day / night, weather, etc.) by making the wavelengths of light such as laser light emitted by each light emitting element 1 different from each other. ..

1・・・発光素子
2・・・MEMS素子
2a・・・可動反射面
3・・・受光素子
4・・・基体
41・・・第1内側面
42・・・第2内側面
4a・・・凹部
4b・・・開口部
4c・・・段状部
4d・・・他の凹部
5、5A・・・蓋体
5a・・・遮光部
6・・・位置決め部
6a・・・マーク
6b・・・凸部
10・・・光学装置
10A・・・多連の光学装置
A・・・発光部
B・・・受光部
C・・・容器部
1 ... Light emitting element 2 ... MEMS element 2a ... Movable reflective surface 3 ... Light receiving element 4 ... Base
41 ... 1st inner surface
42 ... 2nd inner side surface 4a ... recess 4b ... opening 4c ... stepped portion 4d ... other recesses 5, 5A ... lid 5a ... light-shielding portion 6 ...・ Positioning part 6a ・ ・ ・ Mark 6b ・ ・ ・ Convex part
10 ・ ・ ・ Optical equipment
10A ... Multiple optical devices A ... Light emitting part B ... Light receiving part C ... Container part

Claims (4)

レーザ光の発光素子および該発光素子に対向して位置した可動反射面を有するMEMS素子を含む発光部と、
前記可動反射面に対向して位置しているとともに、該可動反射面に対して傾斜している受光面を有する受光素子を含む受光部と、
平面視において前記可動反射面と開口部が重なっている少なくとも1つの凹部を有する基体および前記凹部を塞ぐ蓋体を含んでいるとともに前記凹部内における前記基体の内面に前記発光部および前記受光部の位置決め部を有しており、該位置決め部に近接して、前記発光素子、前記MEMS素子および前記受光素子が位置決め固定されている容器部とを備え
前記凹部が、互いに対向し合うとともに下部から上部にかけて外側に傾斜している第1内側面および第2内側面を有しており、
前記第1内側面に前記発光素子および前記受光素子が位置しているとともに、前記第2内側面に前記MEMS素子が位置している光学装置。
A light emitting unit including a laser light emitting element and a MEMS element having a movable reflecting surface located facing the light emitting element, and a light emitting unit.
A light receiving unit including a light receiving element that is located facing the movable reflecting surface and has a light receiving surface that is inclined with respect to the movable reflecting surface.
A substrate having at least one recess in which the movable reflective surface and the opening overlap in a plan view and a lid for closing the recess are included, and the light emitting portion and the light receiving portion are formed on the inner surface of the substrate in the recess. It has a positioning unit, and is provided with a container unit in which the light emitting element, the MEMS element, and the light receiving element are positioned and fixed in the vicinity of the positioning unit .
The recesses have a first inner side surface and a second inner side surface that face each other and are inclined outward from the lower part to the upper part.
An optical device in which the light emitting element and the light receiving element are located on the first inner surface surface, and the MEMS element is located on the second inner surface surface .
前記第1内側面が、該第1内側面の下部と上部との間において段状部を有しており、
該段状部に前記発光素子が位置している請求項記載の光学装置。
The first inner surface has a stepped portion between the lower part and the upper part of the first inner surface.
The optical device according to claim 1 , wherein the light emitting element is located in the stepped portion.
前記位置決め部が、前記MEMS素子および前記受光素子の下端部に接する凸部を含んでいる請求項または請求項記載の光学装置。 The optical device according to claim 1 or 2 , wherein the positioning portion includes a convex portion in contact with the lower end portion of the MEMS element and the light receiving element. 前記蓋体が、平面視で前記受光素子と重なる領域において遮光部を有している請求項1~請求項のいずれか1項記載の光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the lid has a light-shielding portion in a region where the lid body overlaps with the light-receiving element in a plan view.
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