JPH11337860A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH11337860A
JPH11337860A JP14111798A JP14111798A JPH11337860A JP H11337860 A JPH11337860 A JP H11337860A JP 14111798 A JP14111798 A JP 14111798A JP 14111798 A JP14111798 A JP 14111798A JP H11337860 A JPH11337860 A JP H11337860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable plate
opening
light
optical scanner
lens
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14111798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Murakami
賢治 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP14111798A priority Critical patent/JPH11337860A/en
Publication of JPH11337860A publication Critical patent/JPH11337860A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and small-sized optical scanner by providing a second reflection surface reflecting a beam passing through an opening toward a first reflection surface and specifying the depth of the opening. SOLUTION: A scanner part 150 is provided with a movable plate 156 supported on a support body 152 by a pair of hinges 154. The movable plate 156 is provided with the movable plate main body continuing to the hinges 154 and the first reflection surface provided on it, and the movable plate main body is constituted of a base layer 174 and an insulation layer 172, and the first reflection surface is constituted of two sheets of electrodes 158, 160. Further, the opening 170 is formed on the center of the movable plate 156, and further, a stepped through hole 176 is formed on the support body 152, and both are in a similar positional relation. Then, the depth (t) of the opening 170 is constituted so as to satisfy the relation of t<=d (cosα-R<1/2> )/sinα. Where, (d) is the opening size of the opening 156, α is the maximum deflection angle of the movable plate 156 and (R) is a required ratio between light emission quantity from the opening 170 at the no deflection angle and at the maximum deflection angle of the movable plate 156.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光を1次元以上で
走査し得る小型の光スキャナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small optical scanner capable of scanning light in one or more dimensions.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平2−178888号に開示されて
いる軽量可搬型のバーコードリーダについて説明する。
図9(A)はバーコードリーダの正面図、図9(B)は
図9(A)の2−2線に沿う垂直断面図、図9(C)は
図9(B)の3−3線に沿う横断面図である。
2. Description of the Related Art A lightweight portable bar code reader disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-178888 will be described.
9A is a front view of the bar code reader, FIG. 9B is a vertical sectional view along line 2-2 in FIG. 9A, and FIG. 9C is 3-3 in FIG. 9B. It is a cross-sectional view along a line.

【0003】レーザダイオード33から射出された光
は、合焦レンズ32を通り、走査受光ミラー19の走査
ミラー19bに照射される。走査受光ミラー19は走査
ミラー19bと受光ミラー19aとを有しており、走査
モータ24により回動される。走査モータ24により回
動される走査ミラー19bによる反射光は走査されて窓
14を通り、ヘッド外部にあるバーコードを照射走査す
る。バーコードよりの反射光は射出光と逆の経路で窓1
4を通り、走査受光ミラー19の受光ミラー19aに照
射され、ホトセンサ17上に集光され検出される。
The light emitted from the laser diode 33 passes through the focusing lens 32 and is applied to the scanning mirror 19b of the scanning light receiving mirror 19. The scanning light receiving mirror 19 has a scanning mirror 19b and a light receiving mirror 19a, and is rotated by a scanning motor 24. The reflected light from the scanning mirror 19b rotated by the scanning motor 24 is scanned, passes through the window 14, and irradiates and scans a bar code outside the head. The reflected light from the bar code is transmitted through the window
4, the light is irradiated to the light receiving mirror 19a of the scanning light receiving mirror 19, and is condensed and detected on the photo sensor 17.

【0004】この光学系の特徴は、射出光を走査ミラー
19bで走査すると同時に、ホトセンサ17の視野を受
光ミラー19aで走査することにより、実際に射出光が
照射されている領域近傍からの反射散乱光を選択的に検
出することである。
The characteristic of this optical system is that, while scanning the emitted light with the scanning mirror 19b and simultaneously scanning the field of view of the photosensor 17 with the light receiving mirror 19a, the reflected and scattered light from the vicinity of the area where the emitted light is actually irradiated is reflected. It is to detect light selectively.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように光スキャナ
は一般的に光源(レーザダイオード33)、集光レンズ
(合焦レンズ32)、光検出器(ホトセンサ17)等と
一緒に用いられる。このような光学系はそれぞれの部品
を位置決め調整して組み立てる必要があり、コスト低減
が困難である。
As described above, the optical scanner is generally used together with a light source (laser diode 33), a condenser lens (focusing lens 32), a photodetector (photosensor 17), and the like. In such an optical system, it is necessary to assemble the components by adjusting the positions of the components, and it is difficult to reduce the cost.

【0006】また、光スキャナ上の走査受光ミラー19
への光の入射角を小さくする(垂直入射に近い)構成と
なっているため、レーザーダイオード33、ホトセンサ
17等が、反射光を遮らないように、走査受光ミラー1
9との距離をある程度確保する必要があり、小型化が困
難である。
Further, a scanning light receiving mirror 19 on the optical scanner is provided.
The incident angle of light to the mirror is made small (close to normal incidence), so that the laser diode 33, the photosensor 17 and the like do not block the reflected light.
Therefore, it is necessary to secure a certain distance from the device 9, and it is difficult to reduce the size of the device.

【0007】さらに、バーコードスキャナから比較的離
れた(数十cm程度)距離にあるバーコードの情報が読
みとれるように、出射光の焦点位置を定める合焦レンズ
32が設計されており、一方、受光ミラー19aの面積
もバーコードまでの距離に対応して走査ミラー19bの
面積よりもかなり大きく設計されている。このような構
成では、可動板(走査受光ミラー19)が大きいために
モータ24の駆動力を大きくする必要があり、バーコー
ドスキャナの小型化が困難である。平面ミラーである走
査ミラー、凹面ミラーである受光ミラーが一体に形成さ
れているため、ミラーの加工も複雑である。本発明は、
この様な実状に鑑みて成されたものであり、その目的
は、安価で小型な光スキャナを提供することである。
Further, a focusing lens 32 for determining the focal position of the emitted light is designed so that the information of the bar code at a distance (about several tens cm) relatively far from the bar code scanner can be read. The area of the light receiving mirror 19a is designed to be considerably larger than the area of the scanning mirror 19b in accordance with the distance to the bar code. In such a configuration, since the movable plate (scanning light receiving mirror 19) is large, it is necessary to increase the driving force of the motor 24, and it is difficult to reduce the size of the barcode scanner. Since the scanning mirror which is a plane mirror and the light receiving mirror which is a concave mirror are integrally formed, machining of the mirror is complicated. The present invention
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an inexpensive and compact optical scanner.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による光スキャナ
は、光が通過するための開口及び第1の反射面が設けら
れた可動板と、前記可動板を支持する支持体と、前記開
口を通過した光を前記第1の反射面に向けて反射する第
2の反射面とを有し、前記開口の厚みtが下記の(1)
式を満たすことを特徴とする。
An optical scanner according to the present invention comprises a movable plate having an opening through which light passes and a first reflecting surface, a support for supporting the movable plate, and an opening. A second reflecting surface for reflecting the transmitted light toward the first reflecting surface, and the thickness t of the opening is defined by the following (1).
It is characterized by satisfying the expression.

【0009】 t≦d(cosα−R1/2 )/sinα ・・・(1) ここで、dは開口の開口径、αは可動板の最大振れ角、
Rは可動板の無振れ角時及び最大振れ角時の開口からの
光出射量の所望の比である。
T ≦ d (cos α−R 1/2 ) / sin α (1) where d is the opening diameter of the opening, α is the maximum deflection angle of the movable plate,
R is a desired ratio of the amount of light emitted from the opening when the movable plate has no deflection angle and at the maximum deflection angle.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図1に本発明の実施の
形態の光スキャナを示す。図1(A)は光スキャナの断
面図である。図1(B)は反射部の上面図で、図中のB
−B線に沿った断面が図1(A)に示されている。図1
(C)はスキャナ部の上面図で、図中のC−C線に沿っ
た断面が図1(A)に示されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical scanner according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view of the optical scanner. FIG. 1B is a top view of the reflecting portion, and B in FIG.
A cross section taken along line -B is shown in FIG. FIG.
FIG. 1C is a top view of the scanner unit, and FIG. 1A shows a cross section taken along line CC in the figure.

【0011】光スキャナ100は大別して反射部110
とスキャナ部150とで構成されている。スキャナ部1
50は、一対のヒンジ154によって支持体152に支
えられた可動板156を備えている。可動板156は、
ヒンジ154に連続した可動板本体と、その上に設けら
れた第1の反射面を有し、可動板本体は基層174と絶
縁層172とで構成され、第1の反射面は二枚の電極1
58と160で構成されている。
The optical scanner 100 is roughly divided into a reflection section 110
And a scanner unit 150. Scanner unit 1
50 has a movable plate 156 supported by a support 152 by a pair of hinges 154. The movable plate 156 is
It has a movable plate main body continuous with the hinge 154 and a first reflective surface provided thereon, and the movable plate main body is composed of a base layer 174 and an insulating layer 172, and the first reflective surface has two electrodes. 1
58 and 160.

【0012】可動板156の中心には開口170が形成
され、また支持体152には段付貫通穴176が形成さ
れており、両者は同軸な位置関係にある。言い換えれ
ば、開口170と段付貫通穴176は、互いに同軸な位
置関係となるように、それぞれ可動板156と支持体1
52に形成されている。
An opening 170 is formed at the center of the movable plate 156, and a stepped through hole 176 is formed in the support 152, and the two are in a coaxial positional relationship. In other words, the opening 170 and the stepped through-hole 176 have a coaxial positional relationship with the movable plate 156 and the support 1, respectively.
52.

【0013】電極158と160は、第1の反射面とし
て機能すると共に、可動板156をヒンジ154を軸に
揺動駆動するためのもので、ほぼ揺動軸に沿って離れて
おり、互いに絶縁されている。電極158は、中央部分
において、揺動軸を越えて、電極160の側に張り出し
ており、この張り出した部分に開口170が形成されて
いる。このように、開口170は加工性の良い電極15
8に形成されるため、高い寸法精度で良好な形状に作ら
れている。
The electrodes 158 and 160 function as a first reflecting surface, and are used for driving the movable plate 156 to swing about a hinge 154. The electrodes 158 and 160 are substantially separated from each other along the swing axis, and are insulated from each other. Have been. The electrode 158 protrudes beyond the pivot axis toward the electrode 160 at the center, and an opening 170 is formed in the protruding portion. Thus, the opening 170 is provided with the electrode 15 having good workability.
8, it is made into a good shape with high dimensional accuracy.

【0014】電極158と160は、それぞれ、ヒンジ
154を延びる配線162と164を介して、支持体1
52に設けられた電極パッド166と168に電気的に
接続されており、電極パッド166と168に供給され
る電気信号に応じた電位となる。
The electrodes 158 and 160 are connected to the support 1 via wires 162 and 164 extending through the hinge 154, respectively.
52, and is electrically connected to the electrode pads 166 and 168 provided on the electrode pad 52, and has a potential corresponding to an electric signal supplied to the electrode pads 166 and 168.

【0015】支持体152は導電性材料からなり、接地
電位に保たれる。従って、電極158とグランド面17
8の間と電極160とグランド面178の間には、それ
ぞれ、電極158の電位と電極160の電位に応じた静
電力が発生する。その結果、可動板156は、電極15
8とグランド面178の間に発生する静電力と電極16
0とグランド面178の間に発生する静電力の違いに対
応して、ヒンジ154を軸にして揺動する。
The support 152 is made of a conductive material and is kept at the ground potential. Therefore, the electrode 158 and the ground plane 17
8 and between the electrode 160 and the ground plane 178, an electrostatic force corresponding to the potential of the electrode 158 and the potential of the electrode 160 is generated. As a result, the movable plate 156
Between electrode 8 and ground plane 178 and electrode 16
It swings around the hinge 154 corresponding to the difference in electrostatic force generated between the zero and the ground plane 178.

【0016】一方、反射部110は、透明膜114を介
して基板112に支持されたミラー116から成る第2
の反射面を有している。透明膜114は例えばガラス質
の薄膜から成る。図では、ミラー116は透明膜114
の上側に設けられているが、透明膜114の下側に設け
られていてもよい。
On the other hand, the reflecting section 110 is composed of a mirror 116 supported by a substrate 112 via a transparent film 114.
Reflective surface. The transparent film 114 is made of, for example, a glassy thin film. In the figure, the mirror 116 is the transparent film 114
, But may be provided below the transparent film 114.

【0017】基板112は、スキャナ部150の支持体
152に取り付けられており、ミラー116は、可動板
156の開口170と支持体152の段付貫通穴176
の軸線上に位置している。言い換えれば、反射部110
は、ミラー116が可動板156の開口170と支持体
152の段付貫通穴176の軸線上に位置するように、
スキャナ部150に取り付けられている。
The substrate 112 is mounted on a support 152 of the scanner unit 150, and the mirror 116 is provided with an opening 170 of the movable plate 156 and a stepped through hole 176 of the support 152.
It is located on the axis of. In other words, the reflection unit 110
Is such that the mirror 116 is positioned on the axis of the opening 170 of the movable plate 156 and the stepped through hole 176 of the support 152.
It is attached to the scanner unit 150.

【0018】次に、図1の光スキャナをバーコードリー
ダに適用した例について、図2を参照して説明する。光
スキャナ100の前方にコリメートレンズ304が配置
されている。光スキャナ100のスキャナ部150に設
けられた段付貫通穴176の内部に光ファイバ302が
挿入され、光ファイバ302の端面は段付貫通穴176
の段部に当接されている。光ファイバ302は、図示し
ない光源部と光検出部に接続されており、読み取りのた
めの光を光スキャナ100に導くとともに、読み取り対
象物からの光を光検出部に案内する。
Next, an example in which the optical scanner of FIG. 1 is applied to a bar code reader will be described with reference to FIG. A collimator lens 304 is disposed in front of the optical scanner 100. The optical fiber 302 is inserted into a stepped through hole 176 provided in the scanner unit 150 of the optical scanner 100, and the end face of the optical fiber 302 is connected to the stepped through hole 176.
Is in contact with the step. The optical fiber 302 is connected to a light source unit and a light detection unit (not shown), and guides light for reading to the optical scanner 100 and guides light from an object to be read to the light detection unit.

【0019】光ファイバ302の端面から射出された光
は、段付貫通穴176の開口を通って、広がりながら可
動板156を照明する。開口170を通過した光は、第
2の反射面116で反射された後、第1の反射面158
と160で反射され、透明膜114から光スキャナ10
0の外部に投射される。光スキャナ100を出た光は、
コリメートレンズ304により平行光に変えられ、前方
に投射される。
The light emitted from the end face of the optical fiber 302 illuminates the movable plate 156 while spreading through the opening of the stepped through hole 176. The light that has passed through the opening 170 is reflected by the second reflecting surface 116, and then is reflected by the first reflecting surface 158.
And 160, the light is reflected from the transparent film 114 to the optical scanner 10
0 is projected outside. The light leaving the optical scanner 100 is
The light is converted into parallel light by the collimating lens 304 and is projected forward.

【0020】前述したように、光スキャナ100の可動
板156は、電極パッド166と168に供給された電
気信号に応じて、ヒンジ154を軸にして揺動する。従
って、電極パッド166と168の各々に、オフセット
電圧が印加され正電位に保たれた位相が180度異なる
正弦波をそれぞれ印加すると、可動板156は周期的に
傾く。その結果、コリメートレンズ304を介して投射
される光は左右に往復走査される。
As described above, the movable plate 156 of the optical scanner 100 swings around the hinge 154 according to the electric signal supplied to the electrode pads 166 and 168. Therefore, when an offset voltage is applied to each of the electrode pads 166 and 168 and a sine wave maintained at a positive potential and having a phase difference of 180 degrees is applied, the movable plate 156 is periodically inclined. As a result, the light projected via the collimating lens 304 is reciprocally scanned left and right.

【0021】コリメートレンズ304を介して投射され
た光は、走査対象物であるバーコードを照明する。バー
コードからの戻り光には散乱光と0次反射光があるが、
反射光を利用する検出方法を用いた場合、投射時の光路
を逆行して、すなわち、コリメートレンズ304、透明
膜114、第1の反射面158と160、第2の反射面
116、開口170を経て、光ファイバ302の端面に
入射し、図示しない光検出部に案内され、それに含まれ
る情報が読み取られる。
The light projected through the collimating lens 304 illuminates a bar code to be scanned. The return light from the bar code includes scattered light and zero-order reflected light,
When a detection method using reflected light is used, the optical path at the time of projection is reversed, that is, the collimating lens 304, the transparent film 114, the first reflecting surfaces 158 and 160, the second reflecting surface 116, and the opening 170 are moved. Then, the light enters the end face of the optical fiber 302, is guided to a light detection unit (not shown), and the information contained therein is read.

【0022】このバーコードリーダでは、光ファイバ3
02の端面と光スキャナ100とコリメートレンズ30
4が同軸に配置され、光スキャナ100の内部では開口
170と第2の反射面116と第1の反射面158と1
60が同軸に配置されているので、位置合わせが容易に
行なえる。また、光スキャナ100の構造的特徴のおか
げで非常に小型なバーコードリーダとなっている。
In this bar code reader, the optical fiber 3
02, optical scanner 100 and collimating lens 30
4 are coaxially arranged, and inside the optical scanner 100, the opening 170, the second reflecting surface 116, the first reflecting surfaces 158 and 1
Since 60 is arranged coaxially, positioning can be easily performed. Also, thanks to the structural features of the optical scanner 100, it is a very small barcode reader.

【0023】図3を参照すると分かるように、光スキャ
ナ100は、可動板156の傾きに応じて、見かけの開
口径が変化するという性質を有している。本明細書にお
いて、見かけの開口径とは、光導入部すなわち段付貫通
孔176の開口、あるいは、図2における光ファイバ3
02の端面から見た、開口170によって規定される穴
の径を指す。
As can be seen from FIG. 3, the optical scanner 100 has the property that the apparent aperture diameter changes according to the inclination of the movable plate 156. In this specification, the apparent opening diameter means the opening of the light introducing portion, that is, the opening of the stepped through hole 176, or the optical fiber 3 in FIG.
02 refers to the diameter of the hole defined by the opening 170 as viewed from the end face.

【0024】見かけの開口径は、可動板156の傾きの
他に、開口170の厚みにも依存している。本明細書に
おいて、開口170の厚みとは、開口170を規定して
いる部材180の厚みを指しており、これは図1におけ
る電極158と絶縁層172の合計の厚みに相当し、基
層174の厚みは含まない。
The apparent opening diameter depends not only on the inclination of the movable plate 156 but also on the thickness of the opening 170. In this specification, the thickness of the opening 170 refers to the thickness of the member 180 defining the opening 170, which corresponds to the total thickness of the electrode 158 and the insulating layer 172 in FIG. Does not include thickness.

【0025】走査のための可動板156の振動は、見か
けの開口径を変化させ、開口170の厚みによる光の蹴
られを発生させる。これは、光スキャナ100の外に射
出される光の走査位置に依存した光量変化を引き起こ
す。このような射出光の変動は、検出系に大きな影響と
負担を与える。
The vibration of the movable plate 156 for scanning changes the apparent aperture diameter, and causes the light to be kicked due to the thickness of the aperture 170. This causes a change in the amount of light depending on the scanning position of light emitted outside the optical scanner 100. Such a change in the emitted light has a great effect and burden on the detection system.

【0026】つまり、検出系からすれば、光スキャナ1
00からの射出光は、一定であることが好ましい。一定
の強度の射出光を実現するには、見かけの開口径の変動
を小さくすればよく、そのためには、開口170を規定
する部材180の厚みを薄くすればよい。しかし、開口
170を規定する部材180の厚みの低下は、開口17
0の機械的な強度を減少させ、振動による開口170の
破壊やゆがみなどを引き起こす要因となる。従って、開
口170を規定する部材180は、実際には、構造的強
度を確保するため、ある程度の厚みを持つ必要がある。
That is, from the viewpoint of the detection system, the optical scanner 1
The emitted light from 00 is preferably constant. In order to achieve a constant intensity of emitted light, it is only necessary to reduce the variation in the apparent opening diameter, and to achieve this, the thickness of the member 180 defining the opening 170 may be reduced. However, the decrease in the thickness of the member 180 that defines the opening 170
The mechanical strength of the opening 170 is reduced, which causes the opening 170 to be broken or distorted due to vibration. Therefore, the member 180 that defines the opening 170 actually needs to have a certain thickness in order to secure structural strength.

【0027】このような事情を考慮すると、開口の厚み
tは、可動板156の最大振れ角αを考慮して、次の
(1)式を満足すると好適である。 t≦d(cosα−R1/2 )/sinα ・・・(1) ここに、dは開口170の実際の開口径、Rは可動板の
無振れ角時及び最大振れ角時の開口からの光出射量の所
望の比である。
In consideration of such circumstances, it is preferable that the thickness t of the opening satisfies the following expression (1) in consideration of the maximum deflection angle α of the movable plate 156. t ≦ d (cos α−R 1/2 ) / sin α (1) where d is the actual opening diameter of the opening 170, and R is the distance from the opening when the movable plate has no shake angle and at the maximum shake angle. This is a desired ratio of the light emission amount.

【0028】ここで開口径によって式を定義しなかった
のは開口は出射光のNAに影響を及ぼすためであり、特
にこの光学系を共焦点型顕微鏡等に用いた場合、開口径
がその顕微鏡の性能に大きな影響を与えるため、開口径
は光学設計によって決定されるべきと判断したからであ
る。
The reason why the equation was not defined according to the aperture diameter is that the aperture affects the NA of the emitted light. In particular, when this optical system is used in a confocal microscope or the like, the aperture diameter is smaller than that of the microscope. This is because it has been determined that the aperture diameter should be determined by the optical design because it greatly affects the performance of the optical disc.

【0029】(1)式は、図3に示されるように、最大
振れ角時の開口径を導き、無振れ角時の開口径の比が、
所望の変化率以下に抑えられるように構成されている。
この式では開口を通過する光束のエネルギー分布につい
て言及していない。これは分布が必ずしも一意的に決ま
るものでなく、光束の分布を無視した(1)式は光束に
分布がある場合も包含しているためである。
Equation (1) derives the aperture diameter at the maximum deflection angle as shown in FIG. 3, and the ratio of the aperture diameter at the non-deflection angle is
It is configured so that the rate of change can be suppressed to a desired rate or less.
This equation does not mention the energy distribution of the light beam passing through the aperture. This is because the distribution is not necessarily determined uniquely, and the expression (1) ignoring the distribution of the light beam includes the case where the light beam has a distribution.

【0030】図2に示したバーコードリーダでは、光ス
キャナに光を光ファイバで導入しているが、光ファイバ
ーはシングルモードのものでもマルチモードのものでも
よい。勿論、段付貫通穴176に、半導体レーザやLE
D等を配置しても同様の機能体が得られる。この場合、
半導体レーザでよく問題となるレーザの発熱を、段付貫
通穴176を熱伝導率の良い材料で塞いで冷却効率を上
げることにより、好適に抑えることもできる。
In the bar code reader shown in FIG. 2, light is introduced into the optical scanner by an optical fiber, but the optical fiber may be a single mode or a multi mode. Of course, a semiconductor laser or an LE
A similar functional body can be obtained by arranging D and the like. in this case,
Heat generation of the laser, which is often a problem in semiconductor lasers, can be suitably suppressed by increasing the cooling efficiency by closing the stepped through holes 176 with a material having good thermal conductivity.

【0031】光スキャナ100は、図2では、その前方
にコリメートレンズ304を配置することによりバーコ
ードリーダに適用されているが、コリメートレンズ30
4を集光レンズに代えることにより共焦点光学系に適用
されてもよい。
The optical scanner 100 is applied to a bar code reader by disposing a collimating lens 304 in front of the optical scanner 100 in FIG.
It may be applied to a confocal optical system by replacing 4 with a condenser lens.

【0032】光スキャナ100を共焦点光学系に適用し
た場合、光ファイバにシングルモードファイバを用いる
ことにより、"Micromachined scanning confocal optic
al microscope" OPTIC LETTERS, Vo1.21, No10, May,19
96に示される微小共焦点顕微鏡と同様に、シングルモー
ドファイバのコアを共焦点ピンホールとする共焦点光学
系を構成することもできる。
When the optical scanner 100 is applied to a confocal optical system, a single-mode fiber is used as an optical fiber, thereby achieving "Micromachined scanning confocal optic."
al microscope "OPTIC LETTERS, Vo1.21, No10, May, 19
Similarly to the micro-confocal microscope shown in 96, a confocal optical system using a single mode fiber core as a confocal pinhole can also be configured.

【0033】また、光ファイバにマルチモードファイバ
を用いた場合には、開口170をピンホールとする共焦
点光学系を構成することができる。その他にも、光スキ
ャナ100は、レーザプリンタ用の光走査手段として用
いることもできるなど、広い汎用性を有している。
When a multimode fiber is used as the optical fiber, a confocal optical system having the aperture 170 as a pinhole can be constructed. In addition, the optical scanner 100 has wide versatility, for example, it can be used as an optical scanning unit for a laser printer.

【0034】次に、図1に示した光スキャナ100の作
製方法について説明する。光スキャナ部150は、図1
において、シリコン基板182と酸化シリコン膜184
とシリコン基板186とで構成されたSOIウェハに対
して、半導体製造技術を適用して作製される。電極15
8と160や配線162と164や電極パッド166と
168は、例えば、シリコン基板184の上に形成され
た窒化シリコン膜188の上に金属膜を形成しパターニ
ングして作製される。特に、電極158と160は、好
ましくは、蒸着によって成膜されたアルミ膜などの高反
射率を有する金属膜で作製される。
Next, a method of manufacturing the optical scanner 100 shown in FIG. 1 will be described. The optical scanner unit 150 is the same as that shown in FIG.
, The silicon substrate 182 and the silicon oxide film 184
It is manufactured by applying a semiconductor manufacturing technique to an SOI wafer constituted by the silicon substrate and the silicon substrate 186. Electrode 15
8 and 160, the wirings 162 and 164, and the electrode pads 166 and 168 are produced by, for example, forming a metal film on a silicon nitride film 188 formed on a silicon substrate 184 and patterning the same. In particular, the electrodes 158 and 160 are preferably made of a metal film having a high reflectivity, such as an aluminum film formed by vapor deposition.

【0035】可動板156とヒンジ154は、その輪郭
に応じたマスクを介してエッチングを行なうことにより
作製される。ヒンジ154は窒化シリコン膜188で構
成され、可動板156の基層174はシリコン基板18
6で構成され、絶縁層172は窒化シリコン膜188で
構成される。また、グランド面178を持つ支持体15
2はシリコン基板182から作製され、これは接地電位
に保たれるため、シリコン基板182には多量の不純物
が混入した低抵抗シリコンが用いられる。
The movable plate 156 and the hinge 154 are manufactured by performing etching through a mask corresponding to the contour. The hinge 154 is composed of a silicon nitride film 188, and the base layer 174 of the movable plate 156 is a silicon substrate 18.
6, and the insulating layer 172 is formed of the silicon nitride film 188. The support 15 having the ground surface 178
2 is made of a silicon substrate 182, which is kept at the ground potential, so that the silicon substrate 182 is made of low-resistance silicon mixed with a large amount of impurities.

【0036】上述した作製方法によると、ヒンジ154
は窒化シリコン膜188からなり、その上に配線162
と164が形成されているが、ヒンジ154と配線16
2と164は、図4に示すように、ヒンジ154をポリ
イミド等の有機膜で構成し、その内部を配線162が走
っている構成としてもよい。このような構造体の詳細
は、本出願人による特開平10−20226号に開示さ
れており、これをここで引用することにより、その技術
内容は本明細書に組み込まれるものとする。
According to the manufacturing method described above, the hinge 154
Is composed of a silicon nitride film 188, on which a wiring 162 is formed.
And 164 are formed, but the hinge 154 and the wiring 16
As shown in FIG. 4, the hinges 2 and 164 may be configured such that the hinge 154 is formed of an organic film such as polyimide, and the wiring 162 runs inside the hinge 154. The details of such a structure are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-20226 by the present applicant, and the technical contents thereof are incorporated herein by reference.

【0037】反射部110は通常のシリコン基板上に作
製できる。シリコン基板の厚みは光路長に影響を与える
ため、光学設計に従った厚みのシリコン基板を用意す
る。シリコン基板上に酸化シリコン膜や窒化シリコン膜
を形成して透明膜114を形成し、その上にアルミなど
の高反射膜を選択的に形成して第2の反射膜116を形
成する。基板112は結晶異方性エッチングによりシリ
コン基板を透明膜114が露出するまで選択的に除去す
ることにより作製される。
The reflection section 110 can be manufactured on a normal silicon substrate. Since the thickness of the silicon substrate affects the optical path length, a silicon substrate having a thickness according to the optical design is prepared. A transparent film 114 is formed by forming a silicon oxide film or a silicon nitride film on a silicon substrate, and a high-reflection film such as aluminum is selectively formed thereon to form a second reflection film 116. The substrate 112 is manufactured by selectively removing the silicon substrate by crystal anisotropic etching until the transparent film 114 is exposed.

【0038】酸化シリコン膜や窒化シリコン膜だけでは
耐久性が足りない場合、ポリイミドなどの有機膜で補強
してもよい。この場合、使用するポリイミドはフッ素が
含有されたフッ素化ポリイミドが望ましい。これはフッ
素化ポリイミドが光学的にガラスに近い性質を持つため
である。
When the durability is not sufficient with only a silicon oxide film or a silicon nitride film, the film may be reinforced with an organic film such as polyimide. In this case, the polyimide used is desirably a fluorinated polyimide containing fluorine. This is because the fluorinated polyimide has properties optically similar to glass.

【0039】上述した実施の形態の各構成は、当然、各
種の変形、変更が可能である。図5に第1の変形例の光
スキャナを示す。図中、上述した実施の形態の各部材の
参照符号と同じ参照符号で示された部材は、同等の部材
を示しており、その詳しい説明は重複を避けるために省
略し、以下では相違部分に重点を置いて説明する。
Various modifications and changes can be made to the components of the above-described embodiment. FIG. 5 shows an optical scanner according to a first modification. In the drawings, members denoted by the same reference numerals as those of the members of the above-described embodiment indicate the same members, and the detailed description thereof will be omitted to avoid duplication. Explain with emphasis.

【0040】図5に示すように、この変形例の光スキャ
ナ100では、反射部110の透明膜114の上に、第
2の反射面116の周囲に、グレーティンクレンズ11
8が設けられている。グレーティングレンズ118は、
バーコードリーダへの適用に対しては、コリメートレン
ズとして機能するように設計され、共焦点光学系への適
用に対しては、集光レンズとして機能するように設計さ
れる。
As shown in FIG. 5, in the optical scanner 100 of this modified example, the grating lens 11 is provided on the transparent film 114 of the reflecting section 110 and around the second reflecting surface 116.
8 are provided. The grating lens 118
For application to a barcode reader, it is designed to function as a collimator lens, and for application to a confocal optical system, it is designed to function as a condenser lens.

【0041】グレーティングレンズ118は、マイクロ
マシニング技術により、酸化シリコン膜や窒化シリコン
膜あるいはポリイミドで形成された透明膜114を加工
して作製される。この様に作製されるグレーティングレ
ンズ118は、非常に高い寸法精度を持つ。従って、光
スキャナ100を別体の光学素子とを組み合わせる装置
に比べて、組立が容易に行なえる。
The grating lens 118 is manufactured by processing a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a transparent film 114 formed of polyimide by a micromachining technique. The grating lens 118 manufactured in this way has extremely high dimensional accuracy. Therefore, assembling can be easily performed as compared with a device in which the optical scanner 100 is combined with a separate optical element.

【0042】また、グレーティング118は、レンズの
性能にもよるが、その段差は100μm以下である。従
って、光スキャナ100を別体の光学素子とを組み合わ
せる装置に比べて、装置構成を非常に小型にすることが
できる。
The height of the grating 118 is 100 μm or less, depending on the performance of the lens. Therefore, the device configuration can be made very small as compared with a device in which the optical scanner 100 is combined with a separate optical element.

【0043】図6に第2の変形例の光スキャナを示す。
図中、上述した実施の形態の各部材の参照符号と同じ参
照符号で示された部材は、同等の部材を示しており、そ
の詳しい説明は重複を避けるために省略し、以下では相
違部分に重点を置いて説明する。
FIG. 6 shows an optical scanner according to a second modification.
In the drawings, members denoted by the same reference numerals as those of the members of the above-described embodiment indicate the same members, and the detailed description thereof will be omitted to avoid duplication. Explain with emphasis.

【0044】図6に示すように、この変形例の光スキャ
ナ100では、反射部110の透明膜114の上に、第
2の反射面116の周囲に、グレーティンクレンズ11
8が設けられている。グレーティングレンズ118は、
バーコードリーダへの適用に対しては、コリメートレン
ズとして機能するように設計され、共焦点光学系への適
用に対しては、集光レンズとして機能するように設計さ
れる。
As shown in FIG. 6, in the optical scanner 100 of this modified example, the grating lens 11 is disposed on the transparent film 114 of the reflecting section 110 and around the second reflecting surface 116.
8 are provided. The grating lens 118
For application to a barcode reader, it is designed to function as a collimator lens, and for application to a confocal optical system, it is designed to function as a condenser lens.

【0045】さらに、グレーティングレンズ118の周
囲には、別のグレーティングレンズ120が設けられて
おり、可動板156には、電極158と160の周囲
に、それぞれ光検出器192と194が設けられてい
る。グレーティングレンズ120は、入射した光を、光
検出器192と194に案内する機能を有している。光
検出器192と194は、半導体製造技術により、可動
板156の基層174を構成するシリコン基板186に
形成される。
Further, another grating lens 120 is provided around the grating lens 118, and the photodetectors 192 and 194 are provided on the movable plate 156 around the electrodes 158 and 160, respectively. . The grating lens 120 has a function of guiding incident light to the photodetectors 192 and 194. The photodetectors 192 and 194 are formed on a silicon substrate 186 constituting the base layer 174 of the movable plate 156 by a semiconductor manufacturing technique.

【0046】グレーティングレンズ118とグレーティ
ングレンズ120は、マイクロマシニング技術により、
酸化シリコン膜や窒化シリコン膜あるいはポリイミドで
形成された透明膜114を加工して作製される。この様
に作製されるグレーティングレンズ118とグレーティ
ングレンズ120は、非常に高い寸法精度を持つ。従っ
て、光スキャナ100を別体の光学素子とを組み合わせ
る装置に比べて、組立が容易に行なえる。
The grating lens 118 and the grating lens 120 are formed by micro-machining technology.
It is manufactured by processing a transparent film 114 formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or polyimide. The grating lens 118 and the grating lens 120 manufactured in this manner have extremely high dimensional accuracy. Therefore, assembling can be easily performed as compared with a device in which the optical scanner 100 is combined with a separate optical element.

【0047】また、グレーティング118とグレーティ
ングレンズ120は、レンズの性能にもよるが、その段
差は100μm以下である。従って、光スキャナ100
を別体の光学素子とを組み合わせる装置に比べて、装置
構成を非常に小型にすることができる。
The step between the grating 118 and the grating lens 120 is 100 μm or less, depending on the performance of the lens. Therefore, the optical scanner 100
The device configuration can be made very small as compared with a device in which is combined with a separate optical element.

【0048】この変形例の構成は、特に散乱光検出型の
バーコードリーダのような散乱光を検出する装置に好適
であり、被検面で散乱した光を効果的に検出することが
できる。
The configuration of this modified example is particularly suitable for a device for detecting scattered light, such as a scattered light detection type bar code reader, and can effectively detect light scattered on the surface to be measured.

【0049】図7に第3の変形例の光スキャナを示す。
図中、上述した実施の形態の各部材の参照符号と同じ参
照符号で示された部材は、同等の部材を示しており、そ
の詳しい説明は重複を避けるために省略し、以下では相
違部分に重点を置いて説明する。
FIG. 7 shows an optical scanner according to a third modification.
In the drawings, members denoted by the same reference numerals as those of the members of the above-described embodiment indicate the same members, and the detailed description thereof will be omitted to avoid duplication. Explain with emphasis.

【0050】図7に示すように、この変形例の光スキャ
ナ100では、可動板156は一対のヒンジ154によ
って可動枠202に支持され、可動枠202は一対のヒ
ンジ204によって支持体152に支持されている。ヒ
ンジ154とヒンジ204は、その軸は互いに直交して
おり、可動板156はヒンジ154の軸周りに揺動可能
で、可動枠202はヒンジ204の軸周りに揺動可能と
なっている。つまり、可動板156はジンバル構造とな
っている。
As shown in FIG. 7, in the optical scanner 100 of this modification, the movable plate 156 is supported by the movable frame 202 by a pair of hinges 154, and the movable frame 202 is supported by the support 152 by a pair of hinges 204. ing. The hinge 154 and the hinge 204 have their axes orthogonal to each other, the movable plate 156 can swing around the hinge 154 axis, and the movable frame 202 can swing around the hinge 204 axis. That is, the movable plate 156 has a gimbal structure.

【0051】前述したように、可動板156には第1の
反射面として機能する電極158と160が設けられて
おり、両者はそれぞれ、配線162と164を介して、
支持体152に設けられた電極パッド166と168に
電気的に接続されている。可動枠202には、電極21
2と214が設けられており、両者はそれぞれ、配線2
16と218を介して、支持体152に設けられた電極
パッド220と222に電気的に接続されている。
As described above, the movable plate 156 is provided with the electrodes 158 and 160 functioning as the first reflection surface, and the electrodes 158 and 160 are connected via the wires 162 and 164, respectively.
It is electrically connected to the electrode pads 166 and 168 provided on the support 152. The movable frame 202 has the electrode 21
2 and 214 are provided.
It is electrically connected to the electrode pads 220 and 222 provided on the support 152 via 16 and 218.

【0052】可動板156は、電極パッド166と16
8を介して、電極158と160に与えられる電位に応
じて、ヒンジ154を軸として傾き、また、電極パッド
220と222を介して、電極212と214に与えら
れる電位に応じて、ヒンジ204を軸として傾く。従っ
て、可動板156をヒンジ154の軸周りとヒンジ20
4の軸周りに振ることにより、その反射光を二次元的に
走査することができる。
The movable plate 156 has electrode pads 166 and 16
8, the hinge 204 is tilted around the hinge 154 in accordance with the potential applied to the electrodes 158 and 160, and the hinge 204 is tilted in accordance with the potential applied to the electrodes 212 and 214 through the electrode pads 220 and 222. Tilt as an axis. Therefore, the movable plate 156 is moved around the hinge 154 and the hinge 20.
By swinging around the axis 4, the reflected light can be scanned two-dimensionally.

【0053】可動枠202上の電極212と214は、
可動枠202を傾けるための電極として機能するだけ
で、反射面として機能しないため、可動板156上の電
極158と160とは異なる材料で構成されてもよい。
The electrodes 212 and 214 on the movable frame 202 are
The electrodes 158 and 160 on the movable plate 156 may be made of a different material because they only function as electrodes for tilting the movable frame 202 and do not function as reflective surfaces.

【0054】可動板156と可動枠202の固有振動数
に違いを持たせた設計をすることが望ましい。これは、
例えば、可動板156を共振駆動で、可動枠202を非
共振駆動で振動させているとき、双方の固有振動数が近
接していると、可動板156の影響で可動枠202が異
常振動を起こし、故障の原因になるおそれがあるからで
ある。特に可動枠202は可動板156と比べて最大振
れ角が小さく、グランド面178に当たり易いため注意
が必要である。
It is desirable to design the movable plate 156 and the movable frame 202 such that the natural frequencies are different. this is,
For example, when the movable plate 156 is vibrated by the resonance drive and the movable frame 202 is vibrated by the non-resonance drive, if the two natural frequencies are close to each other, the movable frame 202 causes abnormal vibration due to the influence of the movable plate 156. This may cause a failure. In particular, the movable frame 202 has a smaller maximum deflection angle than the movable plate 156 and easily hits the ground surface 178.

【0055】また、反射部110の透明膜114の上
に、第2の反射面116の周囲に、グレーティンクレン
ズ118が設けられている。グレーティングレンズ11
8は、バーコードリーダへの適用に対しては、コリメー
トレンズとして機能するように設計され、共焦点光学系
への適用に対しては、集光レンズとして機能するように
設計される。
Further, a grating lens 118 is provided on the transparent film 114 of the reflecting section 110 around the second reflecting surface 116. Grating lens 11
Numeral 8 is designed to function as a collimating lens for application to a barcode reader, and to function as a condenser lens for application to a confocal optical system.

【0056】グレーティングレンズ118は、マイクロ
マシニング技術により、酸化シリコン膜や窒化シリコン
膜あるいはポリイミドで形成された透明膜114を加工
して作製される。この様に作製されるグレーティングレ
ンズ118は、非常に高い寸法精度を持つ。従って、光
スキャナ100を別体の光学素子とを組み合わせる装置
に比べて、組立が容易に行なえる。
The grating lens 118 is manufactured by processing the silicon oxide film, the silicon nitride film, or the transparent film 114 formed of polyimide by a micromachining technique. The grating lens 118 manufactured in this way has extremely high dimensional accuracy. Therefore, assembling can be easily performed as compared with a device in which the optical scanner 100 is combined with a separate optical element.

【0057】また、グレーティング118は、レンズの
性能にもよるが、その段差は100μm以下である。従
って、光スキャナ100を別体の光学素子とを組み合わ
せる装置に比べて、装置構成を非常に小型にすることが
できる。
The height of the grating 118 is 100 μm or less, depending on the performance of the lens. Therefore, the device configuration can be made very small as compared with a device in which the optical scanner 100 is combined with a separate optical element.

【0058】この変形例の構成は共焦点型顕微鏡やレー
ザプリンタ用の光スキャナとして好適である。また、第
2の変形例の様に、可動板156に光検出器を設けると
共に透明膜114に光検出器用レンズを設ければ、2次
元バーコードリーダ用の光スキャナとして好適である。
The configuration of this modified example is suitable as an optical scanner for a confocal microscope or a laser printer. Further, as in the second modified example, if the movable plate 156 is provided with a photodetector and the transparent film 114 is provided with a photodetector lens, it is suitable as an optical scanner for a two-dimensional barcode reader.

【0059】図8に第4の変形例の光スキャナを示す。
図中、上述した実施の形態の各部材の参照符号と同じ参
照符号で示された部材は、同等の部材を示しており、そ
の詳しい説明は重複を避けるために省略し、以下では相
違部分に重点を置いて説明する。
FIG. 8 shows an optical scanner according to a fourth modification.
In the drawings, members denoted by the same reference numerals as those of the members of the above-described embodiment indicate the same members, and the detailed description thereof will be omitted to avoid duplication. Explain with emphasis.

【0060】図8に示すように、この変形例の光スキャ
ナ100では、反射部110の透明膜114の中央に、
第2の反射面として機能する凸型反射面122が設けら
れている。ここで、凸型反射面122とは、凸面鏡と同
等の機能を持つ反射機能体全般を指し、凸形状の反射面
である必要はなく、例えば、平面のミラーとグレーティ
ングレンズを組み合わせた反射素子であってもよい。こ
のような反射素子は、凸形状の反射面に比べて、作製し
易く、実用的である。
As shown in FIG. 8, in the optical scanner 100 of this modification, the center of the transparent film 114 of the reflecting section 110 is
A convex reflective surface 122 functioning as a second reflective surface is provided. Here, the convex reflective surface 122 refers to a general reflective functional body having the same function as a convex mirror, and need not be a convex reflective surface. For example, it is a reflective element combining a flat mirror and a grating lens. There may be. Such a reflective element is easier to manufacture and more practical than a convex reflective surface.

【0061】凸型反射面122は、開口170を通って
入射して来る光を、第1の反射面158と160の全体
に拡散して反射する。平面ミラーで構成された第2の反
射面は、開口170を通って入射してくる光が平行光に
近い場合や開口170と第2の反射面の間隔が狭い場合
には、光を第1の反射面158と160の広い範囲にわ
たって反射することが難しいが、このように凸型反射面
122で構成された第2の反射面は、開口170を通っ
て入射してくる光が平行光に近い場合や開口170と第
2の反射面の間隔が狭い場合にも、光を第1の反射面1
58と160の広い範囲に反射できる。従って、開口1
70と第2の反射面122の間隔を小さくすることを可
能にし、光スキャナの小型化にとって好適である。
The convex reflecting surface 122 diffuses and reflects the light incident through the opening 170 to the entire first reflecting surfaces 158 and 160. The second reflecting surface formed of a plane mirror can transmit the first light when the light incident through the opening 170 is close to parallel light or when the distance between the opening 170 and the second reflecting surface is small. Although it is difficult to reflect over a wide range of the reflecting surfaces 158 and 160, the second reflecting surface constituted by the convex reflecting surface 122 converts light incident through the opening 170 into parallel light. Even when the distance is close or when the distance between the opening 170 and the second reflecting surface is small, the light is transmitted to the first reflecting surface 1.
A wide range of 58 and 160 can be reflected. Therefore, opening 1
It is possible to reduce the distance between the first reflecting surface and the second reflecting surface 122, which is suitable for downsizing the optical scanner.

【0062】凸型反射面122の周囲には、グレーティ
ンクレンズ118が設けられている。グレーティングレ
ンズ118は、バーコードリーダへの適用に対しては、
コリメートレンズとして機能するように設計され、共焦
点光学系への適用に対しては、集光レンズとして機能す
るように設計される。
A gray tink lens 118 is provided around the convex reflection surface 122. The grating lens 118 is used for a barcode reader.
It is designed to function as a collimating lens, and is designed to function as a condenser lens for application to a confocal optical system.

【0063】さらに、グレーティングレンズ118の周
囲には、別のグレーティングレンズ120が設けられて
おり、可動板156には、電極158と160の周囲
に、それぞれ光検出器192と194が設けられてい
る。グレーティングレンズ120は、入射した光を、光
検出器192と194に案内する機能を有している。光
検出器192と194は、半導体製造技術により、可動
板156の基層174を構成するシリコン基板186に
形成される。
Further, another grating lens 120 is provided around the grating lens 118, and the photodetectors 192 and 194 are provided on the movable plate 156 around the electrodes 158 and 160, respectively. . The grating lens 120 has a function of guiding incident light to the photodetectors 192 and 194. The photodetectors 192 and 194 are formed on a silicon substrate 186 constituting the base layer 174 of the movable plate 156 by a semiconductor manufacturing technique.

【0064】グレーティングレンズ118とグレーティ
ングレンズ120は、マイクロマシニング技術により、
酸化シリコン膜や窒化シリコン膜あるいはポリイミドで
形成された透明膜114を加工して作製される。この様
に作製されるグレーティングレンズ118とグレーティ
ングレンズ120は、非常に高い寸法精度を持つ。従っ
て、光スキャナ100を別体の光学素子とを組み合わせ
る装置に比べて、組立が容易に行なえる。
The grating lens 118 and the grating lens 120 are formed by micro-machining technology.
It is manufactured by processing a transparent film 114 formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or polyimide. The grating lens 118 and the grating lens 120 manufactured in this manner have extremely high dimensional accuracy. Therefore, assembling can be easily performed as compared with a device in which the optical scanner 100 is combined with a separate optical element.

【0065】また、グレーティング118とグレーティ
ングレンズ120は、レンズの性能にもよるが、その段
差は100μm以下である。従って、光スキャナ100
を別体の光学素子とを組み合わせる装置に比べて、装置
構成を非常に小型にすることができる。
The step between the grating 118 and the grating lens 120 is 100 μm or less, depending on the performance of the lens. Therefore, the optical scanner 100
The device configuration can be made very small as compared with a device in which is combined with a separate optical element.

【0066】この変形例の構成は、特に散乱光検出型の
バーコードリーダのような散乱光を検出する装置に好適
であり、被検面で散乱した光を効果的に検出することが
できる。
The configuration of this modified example is particularly suitable for a device for detecting scattered light, such as a scattered light detection type bar code reader, and can effectively detect light scattered on the surface to be measured.

【0067】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれ
るすべての実施を含む。従って、本実施の形態における
光スキャナについて、以下のことが言える。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes all embodiments carried out without departing from the gist thereof. Therefore, the following can be said about the optical scanner in the present embodiment.

【0068】(1)(構成) 光が通過するための開口及び第1の反射面が設けられた
可動板と、前記可動板を支持する支持体と、前記開口を
通過した光を前記第1の反射面に向けて反射する第2の
反射面とを有し、前記開口の厚みtが、下記条件式
(1)を満たすよう構成したことを特徴とする光スキャ
ナ。
(1) (Configuration) A movable plate provided with an opening through which light passes and a first reflection surface, a support for supporting the movable plate, And a second reflecting surface for reflecting the light toward the reflecting surface, wherein the thickness t of the opening satisfies the following conditional expression (1).

【0069】 t≦d(cosα−R1/2 )/sinα ・・・(1) ここに、dは開口の開口径、αは可動板の最大振れ角、
Rは可動板の無振れ角時及び最大振れ角時での開口から
の光出射量比に対する所望の比である。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、実施の形態に記載される全てに対応する。 (作用効果)反射面や開口(ピンホール)を直線的に配
置できる。この光スキャナは、容易に構成部品の一体形
成ができ、コンパクト化を低コストで実現できる。しか
し、本構成では開口が可動板に設けられているため、見
かけ上の開口面積は可動板の振動と共に刻々と変化する
という問題がある。振動位置で開口から出射される光量
が変化する構成は光スキャナの特性として好ましいもの
ではない。これを最小限に抑えるためには開口部の厚み
が偏向角に対して十分小さくなる必要があり、その厚み
を式により規定することで、可動板振動時の出射光の光
量変化を最小限に抑えることができる。
T ≦ d (cos α−R 1/2 ) / sin α (1) where d is the opening diameter of the opening, α is the maximum deflection angle of the movable plate,
R is a desired ratio with respect to the light emission amount ratio from the opening when the movable plate has no deflection angle and when the movable plate has the maximum deflection angle. (Corresponding Embodiments of the Invention) The embodiments relating to the present invention correspond to everything described in the embodiments. (Function and Effect) The reflecting surface and the opening (pinhole) can be linearly arranged. In this optical scanner, components can be easily formed integrally, and compactness can be realized at low cost. However, in this configuration, since the opening is provided in the movable plate, there is a problem that the apparent opening area changes every moment with the vibration of the movable plate. A configuration in which the amount of light emitted from the aperture changes at the vibration position is not preferable as a characteristic of the optical scanner. In order to minimize this, the thickness of the opening must be sufficiently small with respect to the deflection angle. By defining the thickness by the formula, the change in the amount of emitted light when the movable plate vibrates can be minimized. Can be suppressed.

【0070】(2)(構成) 前記可動板に戻り光を検出するための光検出部をさらに
設けたことを特徴とする上記(1)に記載の光スキャ
ナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、第2の変形例が対応する。 (作用効果)反射面を有する可動板と同一平面上に光検
出器を形成することにより、被検面で散乱した光を効果
的に検出することができる。
(2) (Configuration) The optical scanner according to the above (1), further comprising a light detecting section for detecting return light on the movable plate. (Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to the second modification. (Function and Effect) By forming the photodetector on the same plane as the movable plate having the reflection surface, the light scattered on the surface to be detected can be effectively detected.

【0071】(3)(構成) 前記第1の反射面で走査された光の光路上に配置された
レンズをさらに有し、前記可動板、前記支持体、前記第
2の反射面及び前記レンズが一体に形成されたことを特
徴とする上記(1)または上記(2)に記載の光スキャ
ナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、実施の形態に記載される全ての変形例に対応す
る。 (作用効果)レンズを設けることによって広がりながら
外部に出射される光を所望の光に加工することができ
る。たとえば、このスキャナをバーコードリーダに用い
る場合はコリメートレンズを用いれば良く、あるいは共
焦点光学系に用いる場合には集光レンズを用いれば良
く、幅広い汎用性を持たせることができる。
(3) (Constitution) The lens further includes a lens disposed on an optical path of light scanned by the first reflection surface, wherein the movable plate, the support, the second reflection surface, and the lens are provided. The optical scanner according to the above (1) or (2), wherein is integrally formed. (Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to all the modifications described in the embodiment. (Function / Effect) By providing the lens, it is possible to process the light that is emitted to the outside while expanding to a desired light. For example, when this scanner is used for a barcode reader, a collimating lens may be used, or when this scanner is used for a confocal optical system, a condensing lens may be used, so that a wide range of versatility can be provided.

【0072】(4)(構成) 前記可動板に2分割された電極をさらに設け、この2分
割された電極に対向するグランド電極をさらに具備した
ことを特徴とする上記(1)から上記(3)のいずれか
1項に記載の光スキャナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、実施の形態に記載される全てに対応する。 (作用効果)静電引力を用いた駆動法は簡便であり、コ
ンパクトな光スキャナに向いた駆動方法である。これを
用いることで最大限のコンパクト化が容易に図ることが
できる。
(4) (Structure) The movable plate is further provided with a divided electrode, and a ground electrode facing the divided electrode is further provided. The optical scanner according to any one of the above items. (Corresponding Embodiments of the Invention) The embodiments relating to the present invention correspond to everything described in the embodiments. (Function and Effect) The driving method using the electrostatic attraction is simple and suitable for a compact optical scanner. By using this, maximum compactness can be easily achieved.

【0073】(5)(構成) 前記可動板に設けられた電極表面を前記第1の反射面と
し、且つ該電極に前記開口の開口端を配置したことを特
徴とする上記(4)に記載の光スキャナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、実施の形態に記載される全てに対応する。 (作用効果)電極の形成と一体に開口を作製することに
よって、容易に開口を作製でき、加工コストも削減でき
る。
(5) (Constitution) The above-mentioned (4), wherein an electrode surface provided on the movable plate is used as the first reflection surface, and an opening end of the opening is arranged on the electrode. Light scanner. (Corresponding Embodiments of the Invention) The embodiments relating to the present invention correspond to everything described in the embodiments. (Function and Effect) By forming the opening integrally with the formation of the electrode, the opening can be easily formed and the processing cost can be reduced.

【0074】(6)(構成) 前記可動板は内部構造と外部構造の固有振動数が異なる
ジンバル構造を有することを特徴とする上記(1)から
上記(4)のいずれか1項に記載の光スキャナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、第3変形例が対応する。 (作用効果)共焦点型顕微鏡などに用いる場合、2次元
に走査可能な光スキャナが必要になるが、1次元スキャ
ナを組み合わせて用いればコンパクト化が図れなくな
る。ジンバル構造を採用することにより、一つの可動板
で2次元に駆動することが可能になり、1次元型と同様
にコンパクト化することができる。また、内部可動板と
外部可動板の固有振動数に違いを与えることにより、特
に外部可動板の損傷を防ぐことができる。
(6) (Structure) The movable plate has a gimbal structure in which the natural frequency of the internal structure is different from that of the external structure. Optical scanner. (Corresponding Embodiment of the Invention) A third modification corresponds to an embodiment of the present invention. (Effects) When used in a confocal microscope or the like, an optical scanner capable of two-dimensional scanning is required. However, if a one-dimensional scanner is used in combination, compactness cannot be achieved. By employing the gimbal structure, it is possible to drive two-dimensionally with one movable plate, and it is possible to reduce the size as in the case of the one-dimensional type. Further, by giving a difference between the natural frequencies of the inner movable plate and the outer movable plate, damage to the outer movable plate in particular can be prevented.

【0075】(7)(構成) 前記レンズは少なくとも一つ以上のグレーティングレン
ズが同一平面上に構成されることを特徴とする上記
(3)に記載の光スキャナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、実施の形態に記載される全ての変形例に対応す
る。 (作用効果)コンパクト化を図るためには、レンズもマ
イクロマシニングで作製可能なグレーティングレンズを
用いるが有効である。また第3変形例に記載された構成
の場合、それぞれ特性の異なるレンズを同一平面上に構
成することで光を効率的に出射し、散乱光をより効率的
に光検出器に集光することができる。
(7) (Configuration) The optical scanner according to (3), wherein at least one grating lens is formed on the same plane. (Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to all the modifications described in the embodiment. (Operation and Effect) In order to achieve compactness, it is effective to use a grating lens that can be manufactured by micromachining. In the case of the configuration described in the third modification, lenses having different characteristics are formed on the same plane, so that light is efficiently emitted and scattered light is more efficiently condensed on the photodetector. Can be.

【0076】(8)(構成) 前記第2の反射面が前記グレーティングレンズと同一平
面上に構成されていることを特徴とする上記(7)に記
載の光スキャナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、実施の形態に記載される全ての変形例に対応す
る。 (作用効果)第1の反射面をレンズと同一平面上に形成
することによって、作製が簡単化され、低コスト化と、
コンパクト化できる。
(8) (Configuration) The optical scanner according to (7), wherein the second reflection surface is formed on the same plane as the grating lens. (Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to all the modifications described in the embodiment. (Function and Effect) By forming the first reflecting surface on the same plane as the lens, the manufacturing is simplified, the cost is reduced, and
Can be made compact.

【0077】(9)(構成) 前記第2の反射面が凸面であることを特徴とする上記
(8)に記載の光スキャナ。 (対応する発明の実施の形態)この発明に関する実施の
形態は、第4の変形例に対応する。 (作用効果)第2の反射面が凸面形状を有することで、
平行光に近い光を用いている場合でも反射光が効果的に
可動板上の反射面に照射することができる。
(9) (Configuration) The optical scanner according to (8), wherein the second reflection surface is a convex surface. (Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to a fourth modification. (Function and Effect) Since the second reflecting surface has a convex shape,
Even when light close to parallel light is used, the reflected light can effectively irradiate the reflecting surface on the movable plate.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明によれば、開口と第2の反射面と
第1の反射面が直線上に配置された、低コストで小型で
き、射出光の光量変動の少ない光スキャナが提供され
る。
According to the present invention, there is provided an optical scanner in which the aperture, the second reflecting surface, and the first reflecting surface are arranged in a straight line, which can be reduced in size at low cost, and has little fluctuation in the amount of emitted light. You.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の光スキャナを示してお
り、(A)は光スキャナの断面図、(B)は反射部の上
面図、(C)はスキャナ部の上面図である。
1A and 1B show an optical scanner according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view of the optical scanner, FIG. 1B is a top view of a reflection unit, and FIG.

【図2】図1の光スキャナを用いたバーコードリーダの
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a bar code reader using the optical scanner of FIG.

【図3】可動板の傾きに応じて見かけの開口径が変化す
る様子を示した図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which an apparent opening diameter changes according to a tilt of a movable plate.

【図4】図1の光スキャナのヒンジに適用可能な有機膜
を用いた構造を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a structure using an organic film applicable to a hinge of the optical scanner of FIG. 1;

【図5】第1の変形例の光スキャナを示しており、
(A)は光スキャナの断面図、(B)は反射部の上面
図、(C)はスキャナ部の上面図である。
FIG. 5 shows an optical scanner according to a first modification;
(A) is a cross-sectional view of the optical scanner, (B) is a top view of the reflection unit, and (C) is a top view of the scanner unit.

【図6】第2の変形例の光スキャナを示しており、
(A)は光スキャナの断面図、(B)は反射部の上面
図、(C)はスキャナ部の上面図である。
FIG. 6 shows an optical scanner according to a second modification;
(A) is a cross-sectional view of the optical scanner, (B) is a top view of the reflection unit, and (C) is a top view of the scanner unit.

【図7】第3の変形例の光スキャナを示しており、
(A)は光スキャナの断面図、(B)は反射部の上面
図、(C)はスキャナ部の上面図である。
FIG. 7 shows an optical scanner according to a third modification;
(A) is a cross-sectional view of the optical scanner, (B) is a top view of the reflection unit, and (C) is a top view of the scanner unit.

【図8】第4の変形例の光スキャナの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of an optical scanner according to a fourth modification.

【図9】従来例のバーコードリーダを示しており、
(A)はバーコードリーダの正面図、(B)は(A)の
2−2線に沿う垂直断面図、(C)は(B)の3−3線
に沿う横断面図である。
FIG. 9 shows a conventional bar code reader;
(A) is a front view of the bar code reader, (B) is a vertical sectional view along line 2-2 of (A), and (C) is a transverse sectional view along line 3-3 of (B).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

116 ミラー 152 支持体 154 ヒンジ 156 可動板 158、160 電極 170 開口 116 Mirror 152 Support 154 Hinge 156 Movable plate 158, 160 Electrode 170 Opening

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光が通過するための開口及び第1の反射
面が設けられた可動板と、 前記可動板を支持する支持体と、 前記開口を通過した光を前記第1の反射面に向けて反射
する第2の反射面とを有し、 前記開口の厚みtが下記の(1)式を満たすことを特徴
とする光スキャナ。 t≦d(cosα−R1/2 )/sinα ・・・(1) ここで、dは開口の開口径、αは可動板の最大振れ角、
Rは可動板の無振れ角時及び最大振れ角時の開口からの
光出射量の所望の比である。
A movable plate provided with an opening through which light passes and a first reflecting surface; a support for supporting the movable plate; and a light passing through the opening on the first reflecting surface. An optical scanner having a second reflecting surface that reflects light toward the light source, wherein the thickness t of the opening satisfies the following expression (1). t ≦ d (cos α−R 1/2 ) / sin α (1) where d is the opening diameter of the opening, α is the maximum deflection angle of the movable plate,
R is a desired ratio of the amount of light emitted from the opening when the movable plate has no deflection angle and at the maximum deflection angle.
【請求項2】前記可動板に戻り光を検出するための光検
出部をさらに設けたことを特徴とする請求項1に記載の
光スキャナ。
2. The optical scanner according to claim 1, further comprising a light detector for detecting return light on said movable plate.
【請求項3】前記第1の反射面で走査された光の光路上
に配置されたレンズをさらに有し、前記可動板と前記支
持体と前記第2の反射面と前記レンズが一体に形成され
たことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光
スキャナ。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a lens disposed on an optical path of light scanned by said first reflection surface, wherein said movable plate, said support, said second reflection surface and said lens are formed integrally. The optical scanner according to claim 1, wherein the optical scanner is provided.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003107387A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming device
JP2004301555A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Canon Inc Electric potential measuring device using rocking body device, and image forming device
JP2009151326A (en) * 2009-02-13 2009-07-09 Sony Corp Optical scanning device
JP2017531281A (en) * 2014-09-19 2017-10-19 インテル・コーポレーション Small lighting system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003107387A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming device
JP4669646B2 (en) * 2001-09-28 2011-04-13 株式会社リコー Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2004301555A (en) * 2003-03-28 2004-10-28 Canon Inc Electric potential measuring device using rocking body device, and image forming device
JP2009151326A (en) * 2009-02-13 2009-07-09 Sony Corp Optical scanning device
JP2017531281A (en) * 2014-09-19 2017-10-19 インテル・コーポレーション Small lighting system

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