JPH0643368A - 二次元光スキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、レ−ザレ−ダ用スキャナやファク
シミリやプリンタ−の書き込み用として利用する二次元
光スキャナに関するもので、構造が複雑で、部品数が多
く、駆動機構が大きいという従来の問題を解決し、半導
体プロセス加工を用いてミラ−やアクチェ−タを形成
し、超小型の二次元光スキャナを提供するものである。 【構成】 ベ−スプレ−ト１２上に半導体レ−ザ取付け
ブロック２が固定され、その上に半導体レ−ザ１が固定
され、レ−ザ光２０は、シリコン基板４上のミラ−３に
より反射される。ミラ−３の下部には駆動電極５が形成
された電極基板６配置され、駆動電極５に電圧を印加す
ることにより、ミラ−３が変位しレ−ザ光２０が二次元
走査される。反射光の一部は、プリズム７を介して半導
体位置検出素子１１に入射する。前記半導体位置検出素
子１１はベ−スプレ−ト１２上に配置され、前記プリズ
ム７は半導体位置検出素子１１上に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体の探査、把握を行
うためのレ−ザレ−ダ用のスキャナとして、またファク
シミリやプリンタ−の書き込み用として利用する二次元
光スキャナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の二次元光スキャナについて
図４，５，６をもちいて説明する。図４，５，６におい
て、５１はレ−ザ光源、５２はＸ軸方向ミラ−、５３は
Ｙ軸方向ミラ−、５４はポリゴンミラ−、５５はディス
ク型ホログラムスキャナである。

【０００３】以上のように構成された二次元光スキャナ
について、その動作について説明する。図４は、レ−ザ
光源５１からでたレ−ザ光がＸ軸方向のミラ−５２とＹ
軸方向のミラ−５３を回転変位させることにより二次元
走査するガルバノメ−タスキャナを二つ組み合わせた構
成や、図５に示すようにポリゴンミラ−５４とガルバノ
メ−タスキャナにより回転変位するＹ軸方向ミラ−５３
を組み合わせた構成や、図６に示すようにディスク型ホ
ログラムスキャナ５５とガルバノメ−タスキャナにより
回転変位するＹ軸方向ミラ−５３を組み合わせた構成が
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、数多くの部品からなり構造が複雑であり、又
ミラ−部の駆動のためのアクチェ−タが大きく、さらに
走査位置はアクチェ−タのエンコ−ダ信号等から検出す
るため、全体を小型化することが困難である。

【０００５】本発明は、上記従来例の課題を解決するも
ので、半導体プロセス加工を用いて、ミラ−やアクチェ
−タを形成し、超小型の二次元光スキャナを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向
に変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−と、前記
ミラ−を駆動するために、前記ミラ−裏面に対向する位
置に配置されたＸ軸，Ｙ軸方向駆動電極と、これらの電
極が形成されている電極基板と、レ−ザ光の走査位置を
検出するための半導体位置検出素子と、前記ミラ−によ
り反射された前記半導体レ−ザ光の大部分を反射しかつ
一部を透過するビ−ムスプリッタ−機能を有する第一面
と透過したレ−ザ光を半導体位置検出素子上に反射する
第二面を有するプリズムと、それらが組立られているベ
−スプレ−トからなる二次元光スキャナの構造を有して
いる。

【０００７】

【作用】本発明は、上記構成によって、シリコン基板上
に形成されたミラ−が、駆動電極に電圧を印加すること
で、Ｘ軸，Ｙ軸の二次元走査可能となり、半導体レ−ザ
光は二次元走査される。走査位置は、走査光の一部をプ
リズムで取り出し、半導体位置検出素子上で検出するこ
とにより確認でき、全体が超小型な二次元光スキャナを
提供することができる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施
例における超小型の二次元光スキャナの構成図である。

【０００９】図１において、１は半導体レ−ザ、２は半
導体レ−ザ取付けブロック、３はミラ−、４はシリコン
基板、５は駆動電極、６は電極基板、７はプリズム、８
はプリズムの第１面、９はプリズムの第２面、１０は検
出面、１１は半導体位置検出素子、１２はベ−スプレ−
トである。ベ−スプレ−ト１２の上に半導体レ−ザ取付
けブロック２が固定され、さらに半導体レ−ザ取付けブ
ロック２の上に半導体レ−ザ１が取り付けられ、そのレ
−ザ光２０、シリコン基板４上のミラ−３により反射さ
れる。前記シリコン基板４上のミラ−３の下部には、駆
動電極５が形成された電極基板６が配置されており、そ
の電極基板６はベ−スプレ−ト１２に固定され、前記シ
リコン基板４と電極基板６も固定されている。ミラ−３
によって反射されたレ−ザ光の一部は、プリズム７を介
して半導体検出素子１１の検出面１０に入射するよう
に、前記半導体検出素子１１をベ−スプレ−ト１２に配
置し、また前記プリズム７は、半導体検出素子の上に配
置されている。

【００１０】以上のように構成された超小型の二次元光
スキャナについて、次にその動作を説明する。半導体レ
−ザ１から出たレ−ザ光２０は、シリコン基板４上のＸ
軸，Ｙ軸方向に変位可能なミラ−３に入射し、駆動電極
５に電圧を印加することにより、静電力によりミラ−３
が変位し、レ−ザ光２０は、ミラ−３により反射され二
次元に走査される。反射されたレ−ザ光２０は、プリズ
ム７の反射コ−ティングされビ−ムスプリッタ−機能を
有する第１面８により、その大部分が反射され、外部に
走査される。また、一部は第１面８を透過し、つづいて
全反射コ−ティングされている第２面９により反射さ
れ、半導体検出素子１１の検出面１０に入射され、二次
元走査されている位置を検出しながら外部走査すること
ができる。

【００１１】図２の（ａ），（ｂ）は、シリコン基板上
に形成されたミラ−３の具体的な形状の実施例である。
図２において、１３はＸ軸Ｉ、４はＹ軸Ｉ、１５はＸ軸
II、１６はＹ軸IIである。（ａ）はレ−ザ光２０が、反
射する面ミラ−３に入射されると、Ｘ軸Ｉ１３とＹ軸Ｉ
１４を中心にミラ−３が変位して二次元走査される。
（ｂ）は、（ａ）とほぼ同様であるが、Ｘ軸II１５とＹ
軸II１６の一部に切り欠きがあり、Ｓ字状になってお
り、同一の電圧を印加した場合に（ａ）よりも大きな変
位を得ることができる。

【００１２】図３は、駆動電極５のパタ−ンの一実施例
である。図３において、１７はＸ軸駆動電極、１８はＹ
軸駆動電極であり、この電極に電圧を印加すると、ミラ
−３を二次元に変位させ、レ−ザ光を二次元走査するこ
とができる。

【００１３】以上のように、本実施例によれば、シリコ
ン基板上に形成したミラ−３を駆動電極５に電圧を制御
して加え、静電力により、Ｘ軸，Ｙ軸方向に変位させる
ことにより、レ−ザ光２０を二次元走査するとともに、
二次元走査している光の一部をプリズム７により半導体
位置検出素子の検出面に導くことにより、走査位置を検
出することができる、超小型で高性能な二次元光スキャ
ナを提供することができる。

【００１４】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について説明する。第２の実施例は、図１の構成に対し
て、半導体位置検出素子１１とミラ−３を有するシリコ
ン基板４が同一のシリコン基板上に形成されていること
を特徴とするもので、他の構造は同様であり、特に図示
しない。

【００１５】本実施例においては、一体化することによ
り、半導体位置検出素子１１の検出面１０とミラ−３の
位置精度は高くなり、アッセンブリも容易になる。また
全体の大きさもより小型化することができる。

【００１６】尚、第１、第２の実施例ともに、ミラ−３
の表面におよびプリズム７の第１面８，第２面９には、
レ−ザ光の波長にあわせて、コ−ティングを行っても良
い。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は、半導体レ−ザ光
を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向に変位可能なシリコン基板で
形成されたミラ−と、前記ミラ−を駆動するために、前
記ミラ−裏面に対向する位置に配置されたＸ軸，Ｙ軸方
向駆動電極と、これらの電極が形成されている電極基板
と、レ−ザ光の走査位置を検出するための半導体位置検
出素子と、前記ミラ−により反射された前記半導体レ−
ザ光の大部分を反射しかつ一部を透過するビ−ムスプリ
ッタ−機能を有する第一面と透過したレ−ザ光を半導体
位置検出素子上に反射する第二面を有するプリズムと、
それらが組立られているベ−スプレ−トからなる二次元
光スキャナの構造を設けることにより、シリコン基板上
に形成したミラ−３を駆動電極５に電圧を制御して加
え、静電力により、Ｘ軸，Ｙ軸方向に変位させることに
より、レ−ザ光２０を二次元走査するとともに、二次元
走査している光の一部をプリズム７により半導体位置検
出素子の検出面に導くことにより、走査位置を検出する
ことができる、超小型で高性能な二次元光スキャナを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における超小型の二次元
スキャナの側面図

【図２】同二次元スキャナの要部であるシリコン基板上
のミラ−の形状を示す正面図

【図３】同二次元スキャナの要部である駆動電極パタ−
ンを示す正面図

【図４】従来のガルバノメ−タスキャナ式の二次元光ス
キャナの概念斜視図

【図５】従来のポリゴンミラ−とガルバノメ−タスキャ
ナによる二次元光スキャナの概念斜視図

【図６】従来のホログラムスキャナとガルバノメ−タス
キャナによる二次元光スキャナの概念斜視図

【符号の説明】

１ 半導体レ−ザ ２ 半導体レ−ザ取付けブロック ３ ミラ− ４ シリコン基板 ５ 駆動電極 ６ 電極基板 ７ プロズム ８ 第１面 ９ 第２面 １０ 検出面 １１ 半導体位置検出素子 １２ ベ−スプレ−ト １３ Ｘ軸Ｉ １４ Ｙ軸II １５ Ｘ軸II １６ Ｙ軸II １７ Ｘ軸駆動電極 １８ Ｙ軸駆動電極 ５１ レ−ザ光源 ５２ Ｘ軸方向ミラ− ５３ Ｙ軸方向ミラ− ５４ ポリゴンミラ− ５５ ディスク型ホログラムスキャナ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方
   向に変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−と、前
   記ミラ−を駆動するために、前記ミラ−裏面に対向する
   位置に配置されたＸ軸，Ｙ軸方向駆動電極と、これらの
   電極が形成されている電極基板と、レ−ザ光の走査位置
   を検出するための半導体位置検出素子と、前記ミラ−に
   より反射された前記半導体レ−ザ光の大部分を反射しか
   つ一部を透過するビ−ムスプリッタ−機能を有する第一
   面と透過したレ−ザ光を半導体位置検出素子上に反射す
   る第二面を有するプリズムと、それらが組立られている
   ベ−スプレ−トからなる二次元光スキャナ。
2. 【請求項２】 Ｘ，Ｙ軸方向に変位可能なシリコン基板
   で形成されたミラ−と、前記半導体位置検出素子が、同
   一シリコン基板上に形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の二次元光スキャナ。