JP2005072662A

JP2005072662A - Light transmitting plate and manufacturing method thereof, image input apparatus using light transmitting plate

Info

Publication number: JP2005072662A
Application number: JP2003208721A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Izumi; 良弘和泉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-03-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light transmitting plate for preventing dew condensation, a method of manufacturing a light transmitting plate with a large film thickness provided with a light-shielding wall having an aspect ration larger than a conventional one, and an image input apparatus using the light transmitting plate. <P>SOLUTION: The light transmitting plate 22 is formed by a manufacturing method including: a photopolymerizing resin layer forming process of forming a photopolymerizing resin layer 24 consisting of a photopolimerizing resin transmitting a light on a substrate; a photopolymerizing resin layer curing process of exposing the layer 24 via a predetermined photomask 30 to polymerize the layer 24 and curing the photopolymerizing resin of the exposed region; a light transmitting portion forming process of removing the photopolymerizing resin in an unexposed region of the layer 24 to form a columnar light transmitting portion 26 made of the photopolymerizing resin; and a light-shielding wall forming process of filling a light-shielding material between the light transmitting portion 26 to form a light-shielding wall 25. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複眼光学系の画像入力装置に好適に使用できる透光板および透光板の製造方法、並びに透光板を用いた画像入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、受光素子アレイ上にマイクロレンズアレイを設置し、隣接するマイクロレンズを通過した光が受光素子アレイに到達するまでに互いに混信（クロストーク）しないように、受光素子アレイとマイクロレンズアレイとの間隙に遮光隔壁アレイを備えた画像入力装置が知られている。
【０００３】
また、特許文献１および非特許文献１には、複眼光学系とＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補正金属酸化膜半導体）撮像素子とを利用した２次元の画像入力装置が開示されている。上記複眼光学系とは、昆虫の視覚系に見られるいわゆる複眼を応用した複数のマイクロレンズの集合によるマイクロレンズアレイを用いる構成の光学系であり、単眼結像系に比べて画像入力装置の小型化（薄型化）を図ることができる。
【０００４】
図６は、特許文献１に開示されている画像入力装置の概略構成を示す斜視図である。図６に示すように、上記画像入力装置の複眼光学系は、微小レンズ１ａが縦横に二次元的に配列された微小レンズアレイ（マイクロレンズアレイ）１と、格子状に隔壁２ａを備えた隔壁層２と、受光素子３ａが正方形状に縦横に配列した受光素子アレイ３とから構成される。隔壁層２の片面側（上面側とする）に微小レンズアレイ１が配置され、さらに隔壁層２の他方の面側（下面側とする）に受光素子アレイ３が配置されている。隔壁層２には、隔壁２ａが設けられており、上記隔壁２ａ間には開口部が形成されている。そして微小レンズアレイ１の一つの微小レンズ１ａに対して、隔壁層２の１つの開口部を囲む隔壁２ａの一格子分と、受光素子アレイ３に備えられた複数の受光素子３ａとが対応しており、破線による角柱で示すように、１つの信号処理単位（ユニット）Ｕを構成している。上記複眼光学系の画像入力装置は、各ユニット毎に得られた複数の画像情報を受光素子アレイで検出し画像信号を取得している。そして得られた複数の画像信号は、画像再構成アルゴリズムにより、１つの画像に合成される構成である。
【０００５】
また、図７は、図６の複眼光学系における隣接する二つのユニットＵ１、Ｕ２の構成を示す断面図である。図７に示すように、例えば画像入力装置上方に配置された図示しない物体からの反射光の光線Ｌ１は、ユニットＵ１に入射し、微小レンズ１ａを通過してユニットＵ１内の受光素子３ａに受光される。ユニット間は隔壁２ａで隔てられているため、ユニットＵ２への入射光Ｌ２がユニットＵ１の受光素子３ａにより受光されることがない。すなわち、隣のユニットとの混信の発生を防止できる。非特許文献１では、隔壁層２の具体例として、ステンレス板にＹＡＧレーザーで加工することにより開口部を設け、厚さ３０μｍ、高さが１２０μｍの格子状の隔壁層を形成する例が開示されている。具体的には、上記非特許文献１には、上記隔壁層を２段に重ねることで形成された高さ２４０μｍの隔壁層２が開示されている。
【０００６】
一方、特許文献２には、マイクロレンズを備える１次元のイメージセンサにおいて、隣接ユニット間における光の混信を防ぐために、開口部を有する遮光壁を介して、被写体からの反射光を受光素子に受光させる構成が開示されている。上記開口部は、感光性を有する遮光性材料からなる遮光壁に、所定のフォトマスクを介して露光することにより形成されている。
【０００７】
図８は、特許文献２に開示されている一次元イメージセンサの要部の構成を示す部分断面図である。図８に示すように、上記イメージセンサは、複数の受光部１１を備える光電変換素子１０上に、開口部を有する遮光壁１２を備え、遮光壁１２の上部に、透明基板１３とマイクロレンズ１４とが設けられた構成である。各マイクロレンズ１４は受光部１１と１：１で対応するように配置されている。被写体１５からの反射光は、マイクロレンズ１４で集光され、遮光壁１２の開口部を通って受光部１１へ入射し、画像信号へ変換される。遮光壁１２は、各受光部１１に対応するマイクロレンズ１４により集光された光のみを通過させるとともに、例えば、他のマイクロレンズによって集光されたそれ以外の光（例えば図中の矢印の方向からの光等）の受光部１１への入射を防ぐようになっている。また、特許文献２では、遮光壁１２の形状の具体例としては、高さ２０μｍ、上面（光の入射面側）の開口径が４．５μｍであり、底面の開口径が３μｍである遮光壁１２が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−６１１０９号公報（２００１年３月６日公開）
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−２２３８４６号公報（２００１年８月１７日公開）
【００１０】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｔｎｉｄａｅｔ．ａｌ．，ＡＰＰＬＩＥＤＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１１，ｐｐ．１８０６−１８１３，２００１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の遮光壁（隔壁）には開口部が設けられているため、当該遮光壁を画像入力装置に使用する場合には、温度変化等の周囲の環境変化に伴って、画像入力装置のマイクロレンズや受光素子の上記開口部に対向する面に結露（曇り）が発生しやすいという問題がある。
【００１２】
また、非特許文献１に開示されている隔壁の形成方法では、ＹＡＧレーザーによる微細加工技術が必要であるため、μｍオーダーの高精度な加工が困難であるとともに、隔壁面を平坦に加工することが困難であるという問題があった。さらに、レーザーによる加工では、レーザースポットを走査しながら加工するため、スループット（生産性）が非常に悪いという問題もある。
【００１３】
また、樹脂からなる構造物の一般的な製造方法である射出形成法を用いて隔壁を製造する場合には、隔壁の幅に対する高さの比（アスペクト比）の大きい、微細な構造を有する隔壁を形成することが困難であるという問題がある。
【００１４】
一方、特許文献２では、感光性を有する遮光性材料からなる遮光膜にフォトリソグラフィプロセスにより開口部を形成する方法を用いているが、遮光性材料からなる遮光膜は、露光時に、遮光膜の表面近傍にしか光が到達しないため、上記遮光膜に深さの深い開口部を形成することは困難であった。つまり、上記引用文献２の構成では、高さの高い遮光壁（すなわちアスペクト比の大きい遮光壁）を形成することが困難であるという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、結露を防止することができる透光板、および、アスペクト比の大きい遮光壁を備える透光板の製造方法、並びに、上記透光板を用いた画像入力装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の透光板は、上記の課題を解決するために、或る一定の間隔を有するように配列された光を透過させる光重合性樹脂からなる複数の透光部と、上記複数の透光部の側面に隣接してなる遮光壁とを有することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、遮光壁間に透光部が当該遮光壁と隣接した状態で配置されているため、温度変化等の周囲の環境変化によって遮光壁の側面に結露等が発生することがない。また、上記透光板を例えば画像入力装置に用いた場合に、画像入力装置に備えられたマイクロレンズや受光素子の透光板に対向する面に結露（曇り）が発生することがない。なお、上記透光部を構成している材料には、例えば、透明な光重合性樹脂等を用いればよい。
【００１８】
本発明の透光板は、上記遮光壁は、黒色顔料を含有する樹脂からなることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、遮光壁が黒色顔料を含有する樹脂から構成されることにより、遮光壁は黒色となり光吸収性を持つため、遮光壁に入射された光が、反射して迷光となることを防ぐことができる。また、遮光壁の黒化処理を行うことが不要になる。これにより、画像入力装置に本発明の透光板を用いた場合、光信号の混信を防ぐことができるため、解像度の高い画像入力装置を得ることができる。
【００２０】
本発明の透光板は、上記光重合性樹脂は、化学増幅型の光重合性樹脂であることを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、光重合性樹脂を露光して、光重合性樹脂を重合させる際に、例えば、光重合性樹脂層の層厚が大きい場合であっても、上記光重合性樹脂として化学増幅型の光重合性樹脂を使用することにより、弱い光でも十分に光重合性樹脂層の光照射面と反対側の面の光重合性樹脂の重合を促進させることができる。これにより、高さの高い光重合性樹脂からなる透光部を形成することができるため、従来よりもアスペクト比の大きい遮光壁を備えた透光板を製造することができる。
【００２２】
本発明の画像入力装置は、或る一定の間隔を有するように配列された光を透過させる固体物質からなる複数の透光部と、上記複数の透光部の側面に隣接してなる遮光壁とを有することを特徴とする透光板と、上記透光板の一方の面に配置されている受光素子を複数備える受光素子アレイと、上記透光板の他方の面に配置されているマイクロレンズアレイとを備えることを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によれば、上記画像入力装置に備えられた透光板は、遮光壁間に透光部が当該遮光壁と隣接した状態で配置されている、すなわち、上記透光板には、開口部がないために、この透光板の一方の面に配置されているマイクロレンズやこの透光板の他方の面に配置されている受光素子に、温度変化等の環境の変化に伴う結露（曇り）を防止することができる。また、上記画像入力装置は、従来よりも層厚が大きくかつ高精度かつ側面の平坦性に優れた透光板を備えることにより、受光素子に入光する光信号の混信をより一層防止することできる。したがって、良好な画像信号を得ることのできる、解像度に優れた高品質な画像入力装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の画像入力装置は、上記マイクロレンズアレイの上記透光板に対向する面と反対側の面に、被写体を照明する平面光源が備えられていることを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によれば、マイクロレンズアレイと被写体の間に平面光源を備えるため、平面光源により被写体を照明し、被写体からの反射光のうち、透光板により制限された範囲内の入射角を持つ光のみを受光素子に到達させることができる。これにより、受光素子に入光する光信号の混信を防ぐことができるため、さらに解像度に優れた２次元の密着型画像入力装置を実現することができる。
【００２６】
また、上記の構成によれば、画像入力装置の小型化を図ることが可能である。
【００２７】
本発明の遮光性隔壁プレートの製造方法は、基板上に透明な光重合性樹脂からなる光重合性樹脂層を形成する第１の工程（光重合性樹脂層形成工程）と、所定のフォトマスクを用いて上記光重合性樹脂層を露光することにより、上記光重合性樹脂層の露光領域の光重合性樹脂を重合させて硬化させる第２の工程（光重合性樹脂硬化工程）と、上記光重合性樹脂層の未露光領域の光重合性樹脂を除去することによって、硬化した光重合性樹脂からなる透光部を形成する第３の工程（透光部形成工程）と、上記透光部間に遮光性樹脂からなる遮光壁を形成する第４の工程（遮光壁形成工程）とを含むことを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によれば、フォトリソグラフィプロセスを用いて透明な光重合性樹脂を加工するために、層厚の大きい光重合性樹脂層の露光面と反対側の面の光重合性樹脂まで十分に重合し硬化させることができる。これにより、層厚の大きい透光部を形成することができる。さらに、透光部の側面をμｍオーダーで精度良く平坦に、かつ生産性良く形成することができるため、上記透光部間に遮光性樹脂を充填することにより、高精度で側面の平坦性に優れた遮光壁を有する透光板を効率的に製造することが可能である。
【００２９】
ここで、フォトリソグラフィプロセスとは、光重合性樹脂からなる光重合性樹脂層を、フォトマスクを介して露光し、露光された領域の光重合性樹脂を重合させ硬化させた後、未硬化の光重合性樹脂を除去することにより、光重合性樹脂層をパターニング成形することをいうものとする。
【００３０】
また、上記の構成によれば、透明な光重合性樹脂からなる光重合性樹脂層をフォトリソグラフィプロセスにより加工するため、透光部間にアスペクト比の大きい（幅に対する高さの比の大きい）隙間を形成することが可能になる。したがって、上記透光部間の隙間に遮光性材料からなる遮光壁を形成することで、アスペクト比の大きい遮光壁を有する透光板を形成することが可能になる。ここで、アスペクト比とは、光の照射方向を高さ方向としたときの、幅に対する高さの比のことを指すものとする。
【００３１】
本発明の透光板の製造方法は、上記光重合性樹脂が、化学増幅型の光重合性樹脂であることを特徴としている。
【００３２】
ここで、化学増幅型の光重合性樹脂とは、紫外線や光だけでなく熱に対してもよく反応する感光材料である。例えば、上記化学増幅型光重合性樹脂を、ステッパなどの露光機で露光した後、加熱することにより、十分な光で露光した場合と同様に硬化させることができるものを指すものとする。
【００３３】
上記の構成によれば、光重合性樹脂を露光して、光重合性樹脂を重合させる際に、例えば、光重合性樹脂層の層厚が大きい場合であっても、上記光重合性樹脂として化学増幅型の光重合性樹脂を使用することにより、弱い光でも十分に光重合性樹脂層の光照射面と反対側の面の光重合性樹脂の重合を促進させることができる。これにより、高さの高い光重合性樹脂からなる透光部を形成することができるため、従来よりもアスペクト比の大きい透光板を製造することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
図５（ａ）は、本発明の透光板の概略構成の一例を示す斜視図である。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、透光板２２は、正方柱状の光重合性樹脂からなる透光部２６と、透光部２６の側面を囲むように形成された遮光壁２５とから構成されている。
【００３７】
透光部２６は、本発明の透光板２２において光を透過させる部分に相当する。上記透光部２６を構成する材料としては、光が良好に透過することができる材料、すなわち、光を透過させる固体物質であればよい。上記固体物質としては、例えば、ガラスや透明樹脂等が挙げられる。しかしながら、後述する透光板の製造方法を用いる場合には、光重合性樹脂を用いることがより好ましい。具体的には、透光部２６を構成する光重合性樹脂としては、受光する光の波長に対して透明である光重合性樹脂を用いる必要がある。使用することのできる光重合性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【００３８】
以下に、可視光を透過させることができる透光板２２、すなわち、透光部２６を構成する材料として、可視光に対して透明である光重合性樹脂を用いる場合について説明する。上記可視光に対して透明な光重合性樹脂としては、例えば、紫外線等の光を照射することによって樹脂の硬化が促進されるアクリル樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
一方、遮光壁に用いる遮光性樹脂としては、被写体を照射する光の波長に対して遮光性を有する樹脂を用いればよく、その種類等は限定されるものではないが、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることができる。また、遮光壁の側面での迷光を防ぐため、当該遮光壁を構成する材料としては、不透明かつ光の反射・散乱を起こさない性質を有する遮光性樹脂を用いることが好ましい。
【００４０】
また、本発明の透光板は、上記遮光壁が、黒色顔料を含有する樹脂からなることが好ましい。
【００４１】
黒色顔料（カーボン顔料など）を含有する樹脂の具体例としては、例えば、カーボン微粒子などのカーボン顔料を含有するエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。遮光性樹脂として黒色顔料を含有する樹脂を用い、透光部２６の隙間に上記黒色顔料を含有する樹脂を充填することにより、黒色で光吸収性を有する遮光壁２５を形成することができる。これにより、遮光壁２５に照射された光が反射され迷光となることを防ぐことが可能になる。したがって、画像入力装置に透光板２２を用いた場合に、より確実に受光素子に入射する光信号の混信を防ぐことができる。また、黒色顔料を含有する樹脂を用いることにより、従来のように遮光壁２５の側面で反射する迷光を防ぐための遮光壁側面の黒化処理を行う必要がないため、効率的に透光板２２を形成することができる。
【００４２】
このように、本実施の形態にかかる透光板２２は、或る一定の間隔を有するように規則正しく配列されているとともに、光を透過させる固体物質からなる複数の透光部２６と、上記複数の透光部２６間を埋めるように設けられた遮光壁２５とを有する構成である。
【００４３】
また、本発明の透光板２２は、遮光壁２５が複数の透光部の側面の全領域に隣接するように形成されているため、当該透光板２２を画像入力装置に用いた場合には、画像入力装置に備えられたマイクロレンズアレイのマイクロレンズや、受光素子に結露（曇り）が発生しにくくなるという利点も有している。これにより、外部からの環境変化の影響を受けることの少ない高品質な画像入力装置を提供することが可能になる。
【００４４】
また、図５（ｂ）は、本発明の透光板２２の他の一例を示す斜視図である。図５（ｂ）に示されるように、透光板２２は、複数の円柱状の光重合性樹脂からなる透光部２６と、透光部２６の周囲に形成された遮光壁２５とから構成されている。
【００４５】
本発明の透光板の透光部２６の形状は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示される形状に限定されるものではなく、透光部２６の上面から見た形状を、円形や正方形だけではなく、例えば、楕円、多角形（例えば６角形など）などにすることもできる。また、透光部２６の形状や大きさ、個数等については、特に限定されるものではなく、本発明の透光板２２を画像入力装置に用いた場合に、画像入力装置に備えられたマイクロレンズアレイからの光を後述するユニット内の受光素子のみに入射させることのできる形状、大きさ、個数であれば良い。
【００４６】
また、本発明の透光板２２における透光部２６の配置（遮光壁２５の配置）についても、特に限定されるものではなく、透光板２２において透光部２６が一次元的に交互に配列されている構成であっても良いし、透光部２６がＸＹマトリクス状（二次元マトリクス状）に配列されている構成とすることもできる。さらに、透光板２２に対して透光部２６をＸＹマトリクス状に配置する場合に限らず、最密充填に配置してもよい。
【００４７】
また、本発明の透光板２２は、遮光壁２５と、透明な光重合性樹脂からなる透光部２６とを複数備え、上記遮光壁２５と上記透光部２６とが互いに接するように配置されている構成である。
【００４８】
上記の構成によれば、遮光壁２５間に透明な光重合性樹脂からなる透光部２６が配置されているため、温度変化等の周囲の環境変化によって遮光壁２５の側面に結露等が発生することがない。また、上記透光板２２を例えば画像入力装置に用いた場合に、画像入力装置に備えられたマイクロレンズや受光素子の透光板２２に対向する面に結露（曇り）が発生することがない。
【００４９】
次に、本発明の透光板の製造方法について図１を参照して説明する。
【００５０】
本発明にかかる透光板２２の製造方法は、基板上に透明な光重合性樹脂からなる光重合性樹脂層を形成する第１の工程（光重合性樹脂層形成工程）と、所定のフォトマスクを用い露光することにより上記光重合性樹脂層の露光領域の光重合性樹脂を重合させ硬化させる第２の工程（光重合性樹脂硬化工程）と、上記光重合性樹脂層の未露光領域の光重合性樹脂を除去することによって、硬化した光重合性樹脂からなる透光部を形成する第３の工程（透光部形成工程）と、上記透光部間に遮光性樹脂からなる遮光壁を形成する第４の工程（遮光壁形成工程）とを含む方法である。以下、各工程について詳細に説明する。
【００５１】
図１は、本発明の透光板の製造方法を示す断面図である。
【００５２】
まず、図１（ａ）に示すように、第１の工程（光重合性樹脂層形成工程）では、基板２０上に透明な光重合性樹脂を塗布し、光重合性樹脂層２４を形成する。上記光重合性樹脂を基板に塗布する方法としては、具体的には、例えば、スピン塗布法、バーコート法、毛細管現象を利用したコート法（例えば、ヒラノテクシード社製のＣＡＰコーターを用いたコート法）、ディップコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法等が挙げられ、この中でも特に、小型の基板に対して光重合性樹脂を塗布する際には、スピンコート法を用いることが好ましい。また、大型の基板を用いる場合や、光重合性樹脂が比較的高粘度である場合には、バーコート法や、毛細管現象を利用したコート法を用いることが好ましい。また、光重合性樹脂層２４を形成する際に、必要に応じてプリベーク処理（加熱処理）を施し、光重合性樹脂をある程度硬化させておくこともできる。
【００５３】
また、層厚が大きい光重合性樹脂層２４を形成する場合には、後述する第２の工程において、光重合性樹脂に光を照射して当該樹脂を硬化させるとき、光重合性樹脂層２４の露光領域付近に比べて、光重合性樹脂層２４の露光面の反対側（基板側）では到達する光が弱くなる。従って、層厚が厚い光重合性樹脂層２４を形成する場合には、光重合性樹脂として、化学増幅型の光重合性樹脂を使用することが好ましい。なお、この化学増幅型の光重合性樹脂については、後述する。
【００５４】
次に、図１（ｂ）に示すように、第２の工程（光重合性樹脂硬化工程）では、基板２０上に形成された光重合性樹脂層２４に対して、所定の遮光パターンが形成されたフォトマスク３０を介して、上記光重合性樹脂層２４に光を照射することにより露光処理を行う。これにより、フォトマスク３０を介して露光された領域（露光領域）の光重合性樹脂の重合が促進され、フォトマスク３０の影となり露光されなかった領域（未露光領域）の光重合性樹脂の重合は促進されず未硬化のまま残されることとなる。
【００５５】
また、光重合性樹脂層２４を露光する際に、光源から、平行度の優れた光を照射することにより、層厚が厚い（高い）光重合性樹脂層であっても幅の小さい隙間を形成することが可能となる。以下、透光板に対して光の透過する方向を高さ方向とする。
【００５６】
さらに、上記第２の工程では、露光処理後に、必要に応じてポストベーク処理を施して、光重合性樹脂層２４の露光された領域の光重合性樹脂を完全に硬化させてもよい。
【００５７】
続いて、図１（ｃ）に示すように、第３の工程（透光部形成工程）では、光重合樹脂層２４から、露光されなかった領域の未硬化の光重合性樹脂を現像処理によって除去する。上記現像処理は、光重合性樹脂層２４の形成された基板２０を有機溶剤（例えば、乳酸エチル等）に浸け、未硬化の光重合性樹脂を除去するなどの方法によって行うことができる。
【００５８】
この第３の工程を行うことにより、光重合樹脂層２４に上記フォトマスク３０の開口パターンに対応した、光重合性樹脂からなる柱状の透光部２６が形成される。
【００５９】
また、この第３の工程において、現像処理後に、ハードベーク処理（加熱処理）を施すことにより、透光部２６の光重合性樹脂をさらに硬化させることが好ましい。
【００６０】
最後に、図１（ｄ）に示すように、第４の工程（遮光壁形成工程）では、形成した透光部２６間に、遮光性樹脂を充填し硬化させることにより遮光壁２５を形成する。
【００６１】
上記透光部２６間に遮光性樹脂を充填する方法としては、例えば、スキージを用いる印刷法などを挙げることができるが、その他、ディスペンサーを用いて樹脂を滴下充填する等の樹脂充填方法を用いることも可能である。
【００６２】
また、必要に応じて、透光部２６および遮光壁２５の上面（基板に接する面と反対側の面）をラッピング処理などによって平坦化してもよい。ここで、ラッピング処理とは、研磨シートや研磨液などを用いて樹脂等の表面を鏡面になるように仕上げる処理を示している。これにより、透光部２６の表面に余分な遮光性樹脂が付着した場合にも、付着した余分な遮光性樹脂を除去することができるため、透光部２６において光の透過が妨げられることを防止することができる。
【００６３】
このように、第１〜第４の工程を行うことにより、光重合性樹脂からなる複数の透光部２６と、当該透光部２６の側面に隣接した状態の遮光壁２５とから構成される透光板２２を製造することができる。
【００６４】
また、厚さがより一層厚い透光部２６を形成する場合には、光重合性樹脂として化学増幅型の光重合性樹脂を使用することが好ましい。化学増幅型の光重合性樹脂を使用することにより、層厚の大きい光重合性樹脂を重合させる場合にも、弱い光であっても十分に光重合性樹脂層の光照射面と反対側の面の光重合性樹脂の重合を促進させることができる。化学増幅型の光重合性樹脂とは、紫外線や光だけでなく熱に対してもよく反応する感光材料である。例えば、上記化学増幅型光重合性樹脂を、ステッパなどの露光機で露光した後、加熱することにより、十分な光で露光した場合と同様に硬化させることができるものを指すものとする。なお、透光部２６に用いる化学増幅型の光重合性樹脂としては、例えば、マイクロケム社の化学増幅型フォトレジスト（商品名ＳＵ−８）などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。このＳＵ−８は、波長３６５ｎｍの紫外線（ｉ線）を照射することにより重合が促進されるエポキシ系の化学増幅型フォトレジストであり、可視光領域の光に対しては、極めて透明である。したがって、上記ＳＵ−８は導光媒体として優れた性質を備えているため、化学増幅型の光重合性樹脂として好適に透光部２６に用いることができる。
【００６５】
本発明の透光板２２の製造方法によれば、フォトリソグラフィプロセスによって透光部２６を形成した後、透光部２６間の隙間に遮光壁２５を形成することで上記透光板２２を製造している。したがって、従来のように、フォトリソグラフィプロセスで、感光性を有する遮光性樹脂を加工して遮光壁を形成する構成と比べて、透明な光重合性樹脂を加工するため、従来よりも層厚が大きい透光部２６を形成することができる。これにより、従来よりも層厚の大きい透光板２２を製造することができる。さらに、従来のレーザーを用いてステンレス鋼に開口部を設けることにより隔壁を製造する構成と比べて、側面の平坦性に優れた透光部２６を精度良く加工し形成できるため、高精度かつ側面の平坦性に優れた遮光壁２５を有する透光板２２を得ることが可能である。
【００６６】
また、本発明の透光板の製造方法によれば、レーザー走査による微細加工を行うことなく透光板２２を製造できるため、透光板２２の製造工程におけるスループット（生産性）を向上させることができる。
【００６７】
また、透明な光重合性樹脂からなる光重合性樹脂層２４をフォトリソグラフィプロセスにより加工することにより透光部２６を形成するため、μｍオーダーの高精度な加工を行うことができる。つまり、上記透光部２６間に幅の狭い隙間を形成することが可能になる。したがって、上記隙間に遮光性材料を充填し硬化させることで、アスペクト比の大きい遮光壁２５を有する透光板２２を形成することができる。
【００６８】
さらに、光重合性樹脂層２４を構成する光重合性樹脂として、化学増幅型の光重合性樹脂を用いた場合には、フォトリソグラフィプロセスによりパターニングする際に、弱い光でも短時間に光重合性樹脂層２４を加工して、従来よりも高さ（層厚）の大きい透光部２６を形成することが可能である。したがって、精度良くかつ効率的に透光板２２を形成することが可能である。
【００６９】
次に、本発明の透光板を用いる画像入力装置について、図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７０】
図２は、本発明の透光板を用いる複眼光学系の画像入力装置の概略構成を示す部分断面図である。
【００７１】
本発明の画像入力装置５０は、縦横に配列された受光素子４１を備える受光素子アレイ４０と、透明絶縁層４３と、透光板２２と、マイクロレンズアレイ４４とを備えている。図２に示すように、透光板２２の一方の面にマイクロレンズアレイ４４が配置され、透光板２２の他方の面には、透明絶縁層４３を介して受光素子アレイ４０が配置されている。
【００７２】
受光素子アレイ４０には、受光素子４１として各画素にフォトダイオードやフォトトランジスタが備えられたＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）イメージャやＣＭＯＳイメージャ、あるいはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）イメージャ等を用いることができる。受光素子アレイ４０の受光素子４１が形成された面には、受光素子アレイ４０の保護層として透明絶縁層４３が形成されている。透明絶縁層４３として、スパッタやＣＶＤ法（化学的気相成長法）で成膜されるＳｉＯ_２膜やＳＯＧ（スピンオングラス）法で成膜される各種酸化膜、あるいはエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの透明樹脂膜などを用いることができるが、これに限定されるものではなく、光を透過し電気的絶縁が可能な膜を用いればよい。
【００７３】
そして、マイクロレンズアレイ４４の各マイクロレンズに対して、透光板２２の各透光部２６と、透光部２６の下に位置する複数の受光素４１とが対応しており、１つのユニット（信号処理単位）を構成している。なお、画像入力装置５０に対し、マイクロレンズアレイ４４面側を上方、受光素子アレイ４０面側を下方とする。
【００７４】
そして、例えば、図２に示すように上記構成の画像入力装置５０には、図示しない被写体からの反射光が、ユニット毎に、マイクロレンズアレイ４４のマイクロレンズ、透光板２２の透光部２６、透明絶縁層４３を順次透過するようになっている。そして、透明絶縁層４３を透過した光は、受光素子アレイ４０の受光素子４１に受光されるようになっている。つまり、ユニット毎に得られた複数の画像情報は、受光素子４１で検出され、画像信号に変換される。そして取得された画像信号は、画像再構成アルゴリズムにより、１つの画像に合成される。
【００７５】
また、本発明の透光板２２は、受光素子アレイ４０と透明絶縁層４３とからなる受光素子アレイ基板上に直接形成されているので、受光素子アレイ４０に対して高精度に遮光壁を形成することができる。これにより、受光素子アレイ４０に備えられた受光素子４１に入射する光信号の混信を確実に防止することが可能になる。
【００７６】
また、透光板２２はマイクロレンズアレイ４４と透明絶縁層４３との両方に接するように配置することが好ましいが、必ずしもマイクロレンズアレイ４４や透明絶縁層４３に対して密接するように配置する必要はなく、隣接ユニット間の光信号の混信を防ぐことのできる位置に配置されていれば良い。
【００７７】
また、透光部２６および遮光壁２５のマイクロレンズアレイ４４または受光素子アレイ４０に接する面をラッピング処理などによって平坦化することが好ましい。これにより、透光部２６の表面に余分な遮光性樹脂が付着した場合でも、付着した余分な遮光性樹脂を除去することができるため、透光部２６における光の透過が妨げられるおそれがなくなる。
【００７８】
さらに、透光部２６および遮光壁２５のマイクロレンズアレイ４４または受光素子アレイ４０に接する面を平坦化することにより、マイクロレンズアレイ４４と透光板２２との境界面に空間が生じることがなくなるため、マイクロレンズアレイ４４や受光素子４１に結露や曇りが発生することを確実に防止することができる。
【００７９】
使用するマイクロレンズアレイ４４としては、イオン拡散方式で形成されたマイクロレンズアレイを用いることができるが、これに限定されるものではなく、その他ガラスなどの透明基材のエッチング、２Ｐ法、射出成型法、或いはディスペンサーを用いたレンズ形成法などにより形成される各種マイクロレンズアレイを適宜用いることができる。
【００８０】
また、マイクロレンズアレイのマイクロレンズの形状としては、光利用効率の観点から、マイクロレンズをデッドスペースレスで配列させる、稠密充填形状のものが好ましい。
【００８１】
さらに、マイクロレンズアレイのマイクロレンズは凸レンズであっても凹レンズであってもよく限定されるものではない。その他両凸レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹凸レンズなどであってもよく、画像入力装置に合わせて適宜選択できる。
【００８２】
以上のように、本発明の画像入力装置５０は、受光素子４１を複数備える受光素子アレイ４０と、マイクロレンズアレイ４４と、透光板２２とを備える構成である。
【００８３】
上記の構成によれば、本発明の画像入力装置５０に用いられている透光板４５は、光重合性樹脂からなる透光部２６が遮光壁２５に接するように配置されているため、本発明の画像入力装置５０では、マイクロレンズアレイ４４のマイクロレンズや、受光素子４１に結露（曇り）が発生しにくい。これにより、外部からの環境変化の影響を受けることの少ない高品質な画像入力装置５０を提供することが可能になる。
【００８４】
また、上記画像入力装置５０は、従来よりも、アスペクト比が大きい遮光壁を備え、かつ側面の平坦性に優れた透光板２２を備えることにより、受光素子４１に入光される光信号の混信を防止することできる。したがって、良好な画像信号を得ることのできる、解像度に優れた画像入力装置５０を提供することが可能である。
【００８５】
さらに、生産性に優れた透光板２２を用いることができるため、画像入力装置５０を安価に提供することが可能になる。
【００８６】
次に、本実施の形態にかかる画像入力装置の他の一例について、図３を用いて以下に説明する。ここでは主に、図２で説明した画像入力装置との相違点について説明するものとする。なお、説明の便宜上、図２で説明した画像入力装置における構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【００８７】
図２では２次元の画像入力装置に本発明の透光板を用いる場合について説明したが、図３では１次元の画像入力装置に本発明の透光板を用いる場合について説明する。具体的には、図３に示す画像形成装置には、使用する部材（受光素子アレイ、透光板、マイクロレンズアレイ等）として１次元アレイの部材が用いられている。ここで、１次元アレイとは、例えば、透光板２２において透光部２６が１次元的に配置されている構成を、また受光素子アレイ４０上に受光素子４１が１次元的に配置されている構成を指すものとする。
【００８８】
図３は、本発明の透光板を用いる画像入力装置の他の一例の概略構成を示す部分断面図である。
【００８９】
図３に示すように、画像入力装置５０は、透光板２２の透光部２６に対して受光素子４１が１：１で対応するように配置されている点と、ベース基材４４ａとレベリング材４４ｂとから構成されたマイクロレンズアレイ４４を用いる点を除けば、図２に示した画像入力装置と同様の構成を有している。
【００９０】
マイクロレンズアレイ４４のレベリング材４４ｂは、マイクロレンズアレイ基材４４ａと屈折率の異なる樹脂で構成され、マイクロレンズアレイ基材４４ａのマイクロレンズ表面（透光板２２に対向する面）に設けられている。
【００９１】
これにより、射出成型や２Ｐ法等の方法で形成されたマイクロレンズアレイ基材４４ａのマイクロレンズの表面が平坦でなく凹凸を有する場合であっても、マイクロレンズ表面の凹凸をレベリング（表面平滑化）することが可能である。さらに、マイクロレンズアレイ４４と透光板との間に空間が生じることがないため、マイクロレンズアレイ４４に結露や曇りが発生することを防止することができる。したがって、上記マイクロレンズアレイ４４を画像入力装置５０に用いることにより、画像入力装置５０の解像度を向上させることができる。
【００９２】
次に、本実施の形態にかかる画像入力装置のさらに他の一例について、図４を用いて以下に説明する。ここでは主に、図２で説明した画像入力装置との相違点について説明するものとする。なお、説明の便宜上、図２で説明した画像入力装置における構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
図４は、本発明の透光板を用いた画像入力装置のさらに他の一例の概略構成を示す部分断面図である。図４では２次元の画像入力装置に本発明の透光板を用いる場合について説明する。
【００９４】
図４に示すように、画像入力装置５０は、当該画像入力装置５０と被写体５２との間に、被写体を照明する平面光源５１（フロントライト）が備えられている。平面光源５１は、アクリル樹脂からなる透明な導光板５３と、導光板５３の端部に配置されたＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）５４とを備えている。また、導光板５３の下面側（画像入力装置側）には、微小なプリズムが形成されている。平面光源５１のＬＥＤ５４から発せられた光は導光板５３のプリズムで反射／屈折され被写体５２を照明する。照明された被写体５２からの反射光は、平面光源５１の導光板５３を通過して、画像入力装置５０の受光素子４１に到達する。被写体５２からの反射光は、被写体５２が例えば一般的な紙である場合には等方散乱特性を示すが、画像入力装置５０には透光板２２が備えられているため、マイクロレンズアレイ４４と透光板２２とによって制限された範囲内の入射角の反射光のみが受光素子４１に到達する。これにより、隣接ユニット間での光の混信を防ぐことができる。したがって、上記平面光源５１と画像入力装置５０とから構成される解像度に優れた２次元の密着型画像入力装置を実現することができる。ここで、密着型画像入力装置とは、被写体５２に画像入力装置を密着させて画像を取得する画像入力装置を指すものとする。
【００９５】
このとき、ＬＥＤ５４として単色のＬＥＤを用いた場合には、モノクロ画像の取得が可能である。また、ＲＧＢ（Ｒ：赤・Ｇ：緑・Ｂ：青）３色のＬＥＤを用い、順次Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を取得し、取得した各画像の画像信号を再合成することで、カラー画像を取得することも可能である。
【００９６】
上記画像入力装置は、受光素子４１を複数備える受光素子アレイ４０と、マイクロレンズアレイ４４と、透光板２２とを備えるとともに、マイクロレンズアレイ４４と被写体５２の間に、被写体５２を照明する平面光源５１を備える構成を有している。
【００９７】
上記の構成によれば、マイクロレンズアレイ４４と被写体５２の間に平面光源５１を備えるため、平面光源により被写体を照明し、被写体５２からの反射光のうち、透光板２２により制限された範囲内の入射角を持つ光のみを受光素子４１に到達させることができる。これにより、受光素４１子に入光する光信号の混信を防ぐことができるため、さらに解像度に優れた２次元の密着型画像入力装置を実現することができる。また、上記の構成によれば、画像入力装置の小型化を図ることが可能である。
【００９８】
上記実施の形態では、本発明の透光板を画像入力装置に用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機やプリンター、ファクシミリなど、光信号の混信を防ぐ必要のある光学系を含む種々の電子写真方式の画像形成装置（電子写真装置）に好適に用いることができる。
【００９９】
なお、本実施の形態にかかる透光板は、光を透過させる固体物質からなる透光部と、当該透光部の周囲に隣接している遮光部とを一単位として、上記一単位が、複数、規則正しく、かつ、隙間なく配列されてなる構成であってもよい。
【０１００】
また、本実施の形態にかかる透光板は、外部から入射される光を透過させるとともに、或る一定の間隔を有するように配列された固体物質からなる複数の透光部と、当該複数の透光部の隙間を埋めるように形成された遮光部とを有する透光板であって、上記複数の透光部は、全て同じ方向に光を透過させるようになっている構成であってもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態にかかる透光板は、固体物質からなる複数の透光部と、上記透光部の側面を覆うように設けられた遮光部とを有する透光板であって、少なくとも２つの透光部を含むとともに、当該透光部における光が透過する方向に平行な断面にて、上記透光部と遮光部とが互いに接するように配置されている構成であってもよい。
【０１０２】
また、本実施の形態にかかる透光板の製造方法は、基板として、受光素子が規則正しく配列されてなる受光素子アレイである構成であってもよい。上記の構成によれば、基板として受光素子が規則正しく配列されてなる受光素子アレイを用いた場合には、受光素子アレイと透光板とを一体に形成することができるので、製造される透光板を画像入力装置として用いる際に、好適に用いることができる。また、受光素子アレイと透光板とを一体に形成することにより、受光素子に入光される光信号同士の混信をより一層防止することができる。
【０１０３】
【実施例】
〔実施例１〕
本発明の実施例について、図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１０４】
本実施例では、高アスペクト比の隙間を形成することができる光重合性樹脂として、光化学増幅型の光重合性樹脂であるマイクロケム社の化学増幅型フォトレジスト（商品名ＳＵ−８＿１００）を使用した。
【０１０５】
まず、基板２０に化学増幅型フォトレジストを１２００ｒｐｍで５秒間スピン塗布することにより、図１（ａ）に示すように、光重合性樹脂層２４を形成した。さらに９５℃で９０分加熱するプリベーク処理を施した（光重合性樹脂層形成工程）。
【０１０６】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板２０上に形成された光重合性樹脂層２４に対し、正方形状の開口部を有するフォトマスク３０を介して６５０ｍＪ／ｃｍ^２の条件で露光処理を行った。これにより、フォトマスク３０を介して露光された領域の光重合性樹脂の重合を促進させ硬化させた（光重合性樹脂硬化工程）。
【０１０７】
このとき、光重合性樹脂層２４のフォトマスク３０の影となり露光されなかった領域の光重合性樹脂は未硬化のまま残されている。露光処理後、９５℃で２５分加熱するポストベーク処理を施すことにより、光重合性樹脂層２４の露光された領域の光重合性樹脂をさらに硬化させた。
【０１０８】
続いて、光重合性樹脂層２４が形成された基板２０を、例えば乳酸エチルなどの有機溶剤に浸ける現像処理によって、未硬化の光重合性樹脂を光重合樹脂層２４から除去した。これにより、図１（ｃ）に示すように、受光素子アレイ基板２０上に光重合性樹脂からなる正方柱状の透光部２６を形成した（透光部形成工程）。さらに光重合性樹脂を硬化させるために、現像処理の後、１７０℃で１５分加熱するハードベーク処理を施した。
【０１０９】
最後に、図１（ｄ）に示すように、形成された透光部２６間の隙間に、遮光性樹脂としてカーボン微粒子を含有するアクリル樹脂をスキージを用いる印刷法により充填し、１５０℃で２０分加熱する条件で硬化させることにより遮光壁２５を形成した（遮光壁形成工程）。
【０１１０】
これにより得られた透光板２２は、透光部２６の幅１５０μｍ、遮光壁２５の高さ２４０μｍ、幅３０μｍであった。
【０１１１】
〔実施例２〕
本発明の実施例２では、基板２０に化学増幅型の光重合性樹脂としてＳＵ−８＿５０（マイクロケム社）を用い、１０００ｒｐｍで５秒間スピン塗布することにより光重合性樹脂層２４を形成し、９５℃で３０分加熱しプリベーク処理、フォトマスクを介して５００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で露光処理、９５℃で１０分加熱するポストベーク処理、現像処理後に１７０℃で１５分加熱するハードベーク処理を行い、形成した透光部２６間に、１５０℃で２０分加熱する条件で硬化させることによりアクリル樹脂からなる遮光壁２５を形成した以外は、実施例１と同様の操作を行った。これにより得られた透光板２２は、透光部２６の幅８０μｍ、遮光壁２５の高さ９０μｍ、幅３０μｍであった。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明の透光板は、以上のように、或る一定の間隔を有するように配列された光を透過させる光重合性樹脂からなる複数の透光部と、上記複数の透光部の側面に隣接してなる遮光壁とを有する構成である。
【０１１３】
それゆえ、遮光壁間に透明な光重合性樹脂からなる透光部が配置されているため、温度変化等の周囲の環境変化によって遮光壁側面に結露等が発生することがないという効果を奏する。
【０１１４】
本発明の透光板は、上記遮光壁が、黒色顔料を含有する樹脂からなる構成である。
【０１１５】
それゆえ、遮光壁が黒色顔料を含有する樹脂から構成されることにより、遮光壁は黒色となり光吸収性を持つため、遮光壁の側面で反射する迷光を防ぐことができる。
【０１１６】
本発明の透光板は、上記光重合性樹脂は、化学増幅型の光重合性樹脂であることを特徴としている。
【０１１７】
それゆえ、光重合性樹脂を露光して、光重合性樹脂を重合させる際に、弱い光でも十分に光重合性樹脂層の光照射面と反対側の面の光重合性樹脂の重合を促進させることができ、従来よりもアスペクト比の大きい遮光壁を備えた透光板を製造することができる。
【０１１８】
本発明の画像入力装置は、或る一定の間隔を有するように配列された光を透過させる固体物質からなる複数の透光部と、上記複数の透光部の側面に隣接してなる遮光壁とを有することを特徴とする透光板と、上記透光板の一方の面に配置されている受光素子を複数備える受光素子アレイと、上記透光板の他方の面に配置されているマイクロレンズアレイとを備える構成である。
【０１１９】
それゆえ、上記画像入力装置は、層厚の大きくかつ高精度かつ側面の平坦性に優れた透光板を備えることにより、受光素子に入光する光信号の混信を防止することできるという効果を奏する。
【０１２０】
また、本発明の画像入力装置は、上記マイクロレンズアレイの上記透光板に対向する面と反対側の面に、被写体を照明する平面光源が備えられている構成である。
【０１２１】
それゆえ、解像度に優れた２次元の密着型画像入力装置を実現することができるとともに、画像入力装置の小型化を図ることが可能である。
【０１２２】
本発明の遮光性隔壁プレートの製造方法は、基板上に透明な光重合性樹脂からなる光重合性樹脂層を形成する第１の工程（光重合性樹脂層形成工程）と、所定のフォトマスクを用い露光することにより上記光重合性樹脂層の露光領域の光重合性樹脂を重合させ硬化させる第２の工程（光重合性樹脂硬化工程）と、上記光重合性樹脂層の未露光領域の光重合性樹脂を除去することによって、硬化した光重合性樹脂からなる透光部を形成する第３の工程（透光部形成工程）と、上記透光部間に遮光性樹脂からなる遮光壁を形成する第４の工程（遮光壁形成工程）とを含む構成である。
【０１２３】
それゆえ、アスペクト比が大きくかつ側面の平坦な遮光壁を有する透光板を高精度かつ生産性良く製造することが可能であるという効果を奏する。
【０１２４】
本発明の透光板の製造方法は、上記光重合性樹脂が、化学増幅型の光重合性樹脂である構成を有している。
【０１２５】
それゆえ、層厚の大きい光重合性樹脂からなる透光部を形成することができるため、層厚の大きい透光板を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透光板の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の透光板を用いる画像入力装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の透光板を用いる他の一例の画像入力装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図４】本発明の透光板を用いるさらに他の一例の画像入力装置の概略構成を示す部分断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の透光板の一例を示す斜視図で、図５（ｂ）は、本発明の透光板の他の一例を示す斜視図ある。
【図６】従来の画像入力装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６の隣接する二つのユニットの光学系を模式的に示す断面図である
【図８】従来の一次元イメージセンサの概略構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
２０基板
２２透光板
２４光重合性樹脂層
２５遮光壁
２６透光部
３０フォトマスク
４０受光素子アレイ
４１受光素子
４３透明絶縁層
４４マイクロレンズアレイ
４４ａマイクロレンズアレイ基材
４４ｂレベリング材
５０画像入力装置
５１平面光源
５２被写体（原稿）
５３導光板
５４ＬＥＤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a translucent plate that can be suitably used for, for example, an image input device of a compound eye optical system, a method for manufacturing the translucent plate, and an image input device using the translucent plate.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a microlens array has been installed on the light receiving element array, and the light receiving element array and the microlens array have been arranged so that the light that has passed through the adjacent microlens does not interfere with each other before reaching the light receiving element array. An image input apparatus having a light shielding partition array in a gap is known.
[0003]
Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 disclose a two-dimensional image input device using a compound eye optical system and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) imaging element. The above compound-eye optical system is an optical system using a microlens array composed of a plurality of microlenses that apply the so-called compound eye found in insect visual systems, and is smaller in size than the monocular imaging system. (Thinning) can be achieved.
[0004]
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of the image input apparatus disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the compound-eye optical system of the image input apparatus includes a microlens array (microlens array) 1 in which microlenses 1a are two-dimensionally arranged vertically and horizontally, and a partition provided with partition walls 2a. The layer 2 and the light receiving element array 3 in which the light receiving elements 3a are arranged vertically and horizontally in a square shape. The micro lens array 1 is disposed on one side (the upper surface side) of the partition layer 2, and the light receiving element array 3 is disposed on the other surface side (the lower surface side) of the partition layer 2. The partition wall layer 2 is provided with partition walls 2a, and openings are formed between the partition walls 2a. One microlens 1 a of the microlens array 1 corresponds to one lattice of the partition 2 a surrounding one opening of the partition layer 2 and a plurality of light receiving elements 3 a provided in the light receiving element array 3. As shown by a broken-line prism, one signal processing unit (unit) U is configured. The image input apparatus of the compound eye optical system detects a plurality of pieces of image information obtained for each unit by a light receiving element array and acquires an image signal. The plurality of obtained image signals are combined into one image by an image reconstruction algorithm.
[0005]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of two adjacent units U1 and U2 in the compound eye optical system of FIG. As shown in FIG. 7, for example, a reflected light ray L1 from an object (not shown) arranged above the image input apparatus enters the unit U1, passes through the microlens 1a, and is received by the light receiving element 3a in the unit U1. Is done. Since the units are separated by the partition wall 2a, the incident light L2 to the unit U2 is not received by the light receiving element 3a of the unit U1. That is, it is possible to prevent the occurrence of interference with adjacent units. Non-Patent Document 1 discloses an example in which a partition wall layer 2 having a thickness of 30 μm and a height of 120 μm is formed as a specific example of the partition wall layer 2 by opening a stainless plate with a YAG laser. ing. Specifically, Non-Patent Document 1 discloses a partition layer 2 having a height of 240 μm formed by stacking the partition layers in two stages.
[0006]
On the other hand, in Patent Document 2, in a one-dimensional image sensor including a microlens, reflected light from a subject is received by a light receiving element through a light shielding wall having an opening in order to prevent light interference between adjacent units. The structure to be made is disclosed. The opening is formed by exposing a light-shielding wall made of a light-shielding material having photosensitivity through a predetermined photomask.
[0007]
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the one-dimensional image sensor disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG. 8, the image sensor includes a light-shielding wall 12 having an opening on a photoelectric conversion element 10 including a plurality of light-receiving parts 11, and a transparent substrate 13 and a microlens 14 are provided above the light-shielding wall 12. Are provided. Each microlens 14 is arranged so as to correspond to the light receiving unit 11 at 1: 1. Reflected light from the subject 15 is collected by the microlens 14, enters the light receiving unit 11 through the opening of the light shielding wall 12, and is converted into an image signal. The light shielding wall 12 allows only the light collected by the microlenses 14 corresponding to the respective light receiving portions 11 to pass therethrough and, for example, other light collected by other microlenses (for example, the direction of the arrow in the figure). (Such as light from the light source) is prevented from entering the light receiving unit 11. In Patent Document 2, as a specific example of the shape of the light shielding wall 12, the light shielding wall having a height of 20 μm, an opening diameter on the upper surface (light incident surface side) of 4.5 μm, and an opening diameter of the bottom surface of 3 μm. 12 is disclosed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-61109 A (published March 6, 2001)
[0009]
[Patent Document 2]
JP 2001-223846 A (released on August 17, 2001)
[0010]
[Non-Patent Document 1]
J. et al. Tnida et. al. , APPLIED OPTICS, Vol. 40, no. 11, pp. 1806-1813, 2001
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional light-shielding wall (partition wall) is provided with an opening, when the light-shielding wall is used for an image input device, the image input device is subject to a change in surrounding environment such as a temperature change. There is a problem that condensation (cloudiness) is likely to occur on the surface of the microlens or the light receiving element facing the opening.
[0012]
Further, the partition wall forming method disclosed in Non-Patent Document 1 requires a fine processing technique using a YAG laser, so that it is difficult to perform high-precision processing on the order of μm, and the partition wall surface is processed flat. There was a problem that was difficult. Further, in the processing by laser, since processing is performed while scanning the laser spot, there is a problem that the throughput (productivity) is very poor.
[0013]
In the case where the partition wall is manufactured using an injection molding method, which is a general manufacturing method of a resin structure, the partition wall having a fine structure with a large height ratio (aspect ratio) to the partition wall width. There is a problem that it is difficult to form.
[0014]
On the other hand, Patent Document 2 uses a method in which an opening is formed in a light shielding film made of a light-shielding material having photosensitivity by a photolithography process. Since light reaches only near the surface, it is difficult to form a deep opening in the light shielding film. That is, the configuration of the above cited reference 2 has a problem that it is difficult to form a light shielding wall having a high height (that is, a light shielding wall having a large aspect ratio).
[0015]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is a translucent plate capable of preventing condensation, a method of manufacturing a translucent plate including a light shielding wall having a large aspect ratio, and Another object of the present invention is to provide an image input device using the above-described light transmitting plate.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the light-transmitting plate of the present invention includes a plurality of light-transmitting portions made of a photopolymerizable resin that transmits light arranged so as to have a certain interval, and the plurality of light-transmitting portions. It has the light-shielding wall adjacent to the side surface of an optical part, It is characterized by the above-mentioned.
[0017]
According to the above configuration, since the translucent part is disposed between the light shielding walls in a state adjacent to the light shielding wall, condensation or the like may occur on the side surface of the light shielding wall due to a surrounding environmental change such as a temperature change. Absent. Further, when the light transmitting plate is used in, for example, an image input device, condensation (cloudiness) does not occur on the surface of the microlens provided in the image input device or the surface of the light receiving element that faces the light transmitting plate. In addition, what is necessary is just to use transparent photopolymerizable resin etc. for the material which comprises the said translucent part, for example.
[0018]
The translucent plate of the present invention is characterized in that the light shielding wall is made of a resin containing a black pigment.
[0019]
According to said structure, since the light shielding wall is comprised from resin containing a black pigment, since the light shielding wall becomes black and has a light absorption property, the light which injected into the light shielding wall will reflect and become stray light. Can be prevented. Further, it is not necessary to perform the blackening process of the light shielding wall. Thereby, when the translucent plate of this invention is used for an image input device, since interference of an optical signal can be prevented, an image input device with high resolution can be obtained.
[0020]
The translucent plate of the present invention is characterized in that the photopolymerizable resin is a chemically amplified photopolymerizable resin.
[0021]
According to said structure, when exposing photopolymerizable resin and polymerizing photopolymerizable resin, for example, even when the layer thickness of a photopolymerizable resin layer is large, as said photopolymerizable resin, By using the chemically amplified photopolymerizable resin, it is possible to sufficiently promote the polymerization of the photopolymerizable resin on the surface opposite to the light irradiation surface of the photopolymerizable resin layer even with weak light. Thereby, since the translucent part which consists of photopolymerizable resin with high height can be formed, the translucent board provided with the light-shielding wall with a larger aspect ratio than before can be manufactured.
[0022]
An image input apparatus according to the present invention includes a plurality of light-transmitting portions made of a solid material that transmits light arranged so as to have a certain interval, and a light-shielding wall adjacent to the side surfaces of the plurality of light-transmitting portions. A light transmitting element comprising a plurality of light receiving elements disposed on one surface of the light transmitting plate, and a micro disposed on the other surface of the light transmitting plate. And a lens array.
[0023]
According to said structure, the translucent board with which the said image input device was equipped is arrange | positioned in the state in which the translucent part adjoined the said light-shielding wall between the light-shielding walls, ie, in the said translucent board, Since there is no opening, condensation on the microlens disposed on one surface of the light-transmitting plate and the light-receiving element disposed on the other surface of the light-transmitting plate due to environmental changes such as temperature changes (Fogging) can be prevented. In addition, the image input apparatus further includes a light transmitting plate having a larger layer thickness, higher accuracy, and superior flatness on the side surface, thereby further preventing interference of optical signals entering the light receiving element. it can. Therefore, it is possible to provide a high-quality image input device with excellent resolution that can obtain a good image signal.
[0024]
The image input device of the present invention is characterized in that a planar light source for illuminating a subject is provided on a surface of the microlens array opposite to the surface facing the light transmitting plate.
[0025]
According to the above configuration, since the planar light source is provided between the microlens array and the subject, the subject is illuminated by the planar light source, and the incident angle within the range limited by the light transmitting plate is reflected from the subject. Only the light it has can reach the light receiving element. As a result, interference of optical signals entering the light receiving element can be prevented, so that a two-dimensional contact type image input device with further excellent resolution can be realized.
[0026]
Moreover, according to said structure, it is possible to achieve size reduction of an image input device.
[0027]
The method for producing a light-shielding partition plate according to the present invention includes a first step (photopolymerizable resin layer forming step) of forming a photopolymerizable resin layer made of a transparent photopolymerizable resin on a substrate, and a predetermined photomask. A second step (photopolymerizable resin curing step) of polymerizing and curing the photopolymerizable resin in the exposed region of the photopolymerizable resin layer by exposing the photopolymerizable resin layer using A third step (translucent portion forming step) of forming a translucent portion made of a cured photopolymerizable resin by removing the photopolymerizable resin in the unexposed region of the photopolymerizable resin layer, and the translucent portion And a fourth step (light-shielding wall forming step) of forming a light-shielding wall made of a light-shielding resin between the portions.
[0028]
According to said structure, in order to process a transparent photopolymerizable resin using a photolithographic process, it is enough to the photopolymerizable resin of the surface on the opposite side to the exposure surface of a photopolymerizable resin layer with a large layer thickness. It can be polymerized and cured. Thereby, a translucent part with a large layer thickness can be formed. Furthermore, since the side surface of the light-transmitting part can be accurately and flatly formed on the order of μm and with good productivity, by filling the light-transmitting resin between the light-transmitting parts, the flatness of the side surface can be achieved with high accuracy. It is possible to efficiently manufacture a translucent plate having an excellent light shielding wall.
[0029]
Here, the photolithographic process is to expose a photopolymerizable resin layer made of a photopolymerizable resin through a photomask, polymerize and cure the photopolymerizable resin in the exposed region, and then uncured. It means that the photopolymerizable resin layer is patterned by removing the photopolymerizable resin.
[0030]
Moreover, according to said structure, in order to process the photopolymerizable resin layer which consists of transparent photopolymerizable resin by a photolithographic process, an aspect ratio is large between translucent parts (a ratio of height to width is large). A gap can be formed. Therefore, it is possible to form a light transmitting plate having a light shielding wall having a large aspect ratio by forming a light shielding wall made of a light shielding material in the gap between the light transmitting parts. Here, the aspect ratio refers to the ratio of the height to the width when the light irradiation direction is the height direction.
[0031]
The method for producing a light transmitting plate of the present invention is characterized in that the photopolymerizable resin is a chemically amplified photopolymerizable resin.
[0032]
Here, the chemically amplified photopolymerizable resin is a photosensitive material that reacts well not only with ultraviolet rays and light but also with heat. For example, the chemical amplification type photopolymerizable resin can be cured in the same manner as when exposed to sufficient light by heating with an exposure machine such as a stepper and then heating.
[0033]
According to said structure, when exposing photopolymerizable resin and polymerizing photopolymerizable resin, for example, even when the layer thickness of a photopolymerizable resin layer is large, as said photopolymerizable resin, By using the chemically amplified photopolymerizable resin, it is possible to sufficiently promote the polymerization of the photopolymerizable resin on the surface opposite to the light irradiation surface of the photopolymerizable resin layer even with weak light. Thereby, since the translucent part which consists of photopolymerizable resin with high height can be formed, the translucent board with a larger aspect ratio than before can be manufactured.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0035]
Fig.5 (a) is a perspective view which shows an example of schematic structure of the translucent board of this invention.
[0036]
As shown in FIG. 5A, the light transmissive plate 22 includes a light transmissive portion 26 made of a square columnar photopolymerizable resin and a light shielding wall 25 formed so as to surround the side surface of the light transmissive portion 26. Has been.
[0037]
The light transmitting portion 26 corresponds to a portion that transmits light in the light transmitting plate 22 of the present invention. The material constituting the translucent portion 26 may be any material that can transmit light satisfactorily, that is, any solid substance that transmits light. Examples of the solid substance include glass and transparent resin. However, when using the manufacturing method of the translucent board mentioned later, it is more preferable to use photopolymerizable resin. Specifically, as the photopolymerizable resin constituting the light transmitting portion 26, it is necessary to use a photopolymerizable resin that is transparent to the wavelength of received light. Examples of the photopolymerizable resin that can be used include, but are not limited to, acrylic resins and epoxy resins.
[0038]
Below, the case where the photopolymerizable resin which is transparent with respect to visible light is used as the translucent board 22 which can permeate | transmit visible light, ie, the material which comprises the translucent part 26, is demonstrated. As the photopolymerizable resin that is transparent to visible light, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like that accelerates the curing of the resin by irradiation with light such as ultraviolet rays can be used. It is not something.
[0039]
On the other hand, as the light-shielding resin used for the light-shielding wall, a resin having a light-shielding property with respect to the wavelength of light for irradiating the subject may be used, and the type thereof is not limited. For example, epoxy resin, acrylic resin And silicone resin. In order to prevent stray light on the side surface of the light shielding wall, it is preferable to use a light shielding resin having a property that is opaque and does not cause reflection or scattering of light as a material constituting the light shielding wall.
[0040]
In the light transmitting plate of the present invention, the light shielding wall is preferably made of a resin containing a black pigment.
[0041]
Specific examples of the resin containing a black pigment (carbon pigment and the like) include, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, and a silicone resin containing a carbon pigment such as carbon fine particles. By using a resin containing a black pigment as the light-shielding resin and filling the resin containing the black pigment in the gaps of the light-transmitting portions 26, the light-shielding wall 25 that is black and has light absorption can be formed. Thereby, it is possible to prevent the light applied to the light shielding wall 25 from being reflected and becoming stray light. Therefore, when the translucent plate 22 is used in the image input device, it is possible to prevent interference of the optical signal incident on the light receiving element more reliably. Further, by using a resin containing a black pigment, it is not necessary to perform a blackening treatment on the side surface of the light shielding wall to prevent stray light reflected on the side surface of the light shielding wall 25 as in the prior art. 22 can be formed.
[0042]
Thus, the translucent plate 22 according to the present embodiment is regularly arranged so as to have a certain interval, and includes a plurality of translucent portions 26 made of a solid material that transmits light, and the plurality of translucent portions. The light-shielding wall 25 is provided so as to fill the space between the translucent portions 26.
[0043]
Further, since the light-transmitting plate 22 of the present invention is formed so that the light shielding wall 25 is adjacent to the entire region of the side surfaces of the plurality of light-transmitting portions, the light-transmitting plate 22 is used in an image input device. Has an advantage that condensation (clouding) hardly occurs in the microlens of the microlens array provided in the image input device and the light receiving element. As a result, it is possible to provide a high-quality image input device that is less affected by external environmental changes.
[0044]
FIG. 5B is a perspective view showing another example of the light transmitting plate 22 of the present invention. As shown in FIG. 5 (b), the light transmissive plate 22 includes a light transmissive part 26 made of a plurality of columnar photopolymerizable resins and a light shielding wall 25 formed around the light transmissive part 26. Has been.
[0045]
The shape of the translucent portion 26 of the translucent plate of the present invention is not limited to the shape shown in FIGS. 5A and 5B, and the shape seen from the upper surface of the translucent portion 26, In addition to a circle or a square, for example, an ellipse or a polygon (for example, a hexagon) may be used. Further, the shape, size, number, and the like of the light transmitting portions 26 are not particularly limited, and when the light transmitting plate 22 of the present invention is used for the image input device, the micro provided in the image input device. Any shape, size, and number that allow light from the lens array to be incident only on a light receiving element in a unit to be described later may be used.
[0046]
Further, the arrangement of the light transmitting portions 26 (the arrangement of the light shielding walls 25) in the light transmitting plate 22 of the present invention is not particularly limited, and the light transmitting portions 26 are alternately arranged one-dimensionally in the light transmitting plate 22. The arrangement may be an arrangement, or the light transmitting portions 26 may be arranged in an XY matrix (two-dimensional matrix). Furthermore, the translucent portion 26 is not limited to being arranged in an XY matrix with respect to the translucent plate 22 and may be arranged in the closest packing.
[0047]
The translucent plate 22 of the present invention includes a plurality of light-shielding walls 25 and a translucent part 26 made of a transparent photopolymerizable resin, and is disposed so that the light-shielding walls 25 and the translucent part 26 are in contact with each other. It is the structure which is done.
[0048]
According to the above configuration, since the transparent portion 26 made of a transparent photopolymerizable resin is disposed between the light shielding walls 25, condensation or the like occurs on the side surface of the light shielding wall 25 due to a change in the surrounding environment such as a temperature change. There is nothing to do. Further, when the translucent plate 22 is used, for example, in an image input device, condensation (cloudiness) does not occur on the surface of the microlens provided in the image input device or the light-receiving element facing the translucent plate 22. .
[0049]
Next, the manufacturing method of the light transmission board of this invention is demonstrated with reference to FIG.
[0050]
The method of manufacturing the light transmissive plate 22 according to the present invention includes a first step of forming a photopolymerizable resin layer made of a transparent photopolymerizable resin on a substrate (photopolymerizable resin layer forming step), a predetermined photo A second step (a photopolymerizable resin curing step) in which the photopolymerizable resin in the exposed region of the photopolymerizable resin layer is polymerized and cured by exposure using a mask; and an unexposed region in the photopolymerizable resin layer A third step (translucent portion forming step) for forming a light-transmitting portion made of a cured photopolymerizable resin by removing the photopolymerizable resin, and light shielding made of a light-blocking resin between the light-transmitting portions And a fourth step of forming a wall (light shielding wall forming step). Hereinafter, each step will be described in detail.
[0051]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for producing a light transmitting plate of the present invention.
[0052]
First, as shown in FIG. 1A, in the first step (photopolymerizable resin layer forming step), a transparent photopolymerizable resin is applied on the substrate 20 to form a photopolymerizable resin layer 24. . As a method for applying the photopolymerizable resin to the substrate, specifically, for example, a spin coating method, a bar coating method, a coating method using a capillary phenomenon (for example, a coating method using a CAP coater manufactured by Hirano Tech Seed) ), A dip coating method, a screen printing method, an ink jet method, and the like. Among these, a spin coating method is preferably used when a photopolymerizable resin is applied to a small substrate. When a large substrate is used or when the photopolymerizable resin has a relatively high viscosity, it is preferable to use a bar coating method or a coating method utilizing capillary action. Moreover, when forming the photopolymerizable resin layer 24, a prebaking process (heating process) can be performed as needed, and the photopolymerizable resin can be hardened to some extent.
[0053]
In the case where the photopolymerizable resin layer 24 having a large layer thickness is formed, when the photopolymerizable resin is irradiated with light and cured in the second step described later, the photopolymerizable resin layer 24 is used. Compared with the vicinity of the exposed area, the light reaching the opposite side (substrate side) of the photopolymerizable resin layer 24 is weaker. Therefore, when the photopolymerizable resin layer 24 having a large layer thickness is formed, it is preferable to use a chemically amplified photopolymerizable resin as the photopolymerizable resin. The chemically amplified photopolymerizable resin will be described later.
[0054]
Next, as shown in FIG. 1B, in the second step (photopolymerizable resin curing step), a predetermined light shielding pattern is formed on the photopolymerizable resin layer 24 formed on the substrate 20. An exposure process is performed by irradiating the photopolymerizable resin layer 24 with light through the photomask 30 thus formed. As a result, the polymerization of the photopolymerizable resin in the region exposed through the photomask 30 (exposure region) is promoted, and the photopolymerizable resin in the region that has not been exposed as a shadow of the photomask 30 (unexposed region). Polymerization will not be accelerated and will remain uncured.
[0055]
Further, when exposing the photopolymerizable resin layer 24, light having excellent parallelism is irradiated from a light source, so that a gap having a small width is formed even in a photopolymerizable resin layer having a thick (high) layer thickness. It becomes possible to form. Hereinafter, the direction in which light is transmitted with respect to the translucent plate is defined as the height direction.
[0056]
Furthermore, in the second step, after the exposure process, a post-bake process may be performed as necessary to completely cure the photopolymerizable resin in the exposed region of the photopolymerizable resin layer 24.
[0057]
Subsequently, as shown in FIG. 1C, in the third step (translucent portion forming step), the uncured photopolymerizable resin in the unexposed region is removed from the photopolymerization resin layer 24 by development processing. Remove. The development process can be performed by a method of immersing the substrate 20 on which the photopolymerizable resin layer 24 is formed in an organic solvent (for example, ethyl lactate) to remove the uncured photopolymerizable resin.
[0058]
By performing this third step, a columnar translucent portion 26 made of a photopolymerizable resin corresponding to the opening pattern of the photomask 30 is formed in the photopolymerization resin layer 24.
[0059]
In the third step, it is preferable to further harden the photopolymerizable resin of the translucent portion 26 by performing a hard baking process (heating process) after the development process.
[0060]
Finally, as shown in FIG. 1D, in the fourth step (light-shielding wall forming step), the light-shielding wall 25 is formed by filling and curing the light-shielding resin between the formed light-transmitting portions 26. .
[0061]
Examples of the method for filling the light-shielding resin between the light transmitting portions 26 include a printing method using a squeegee, but other resin filling methods such as dropping and filling the resin using a dispenser are used. It is also possible.
[0062]
Further, if necessary, the upper surfaces (surfaces opposite to the surface in contact with the substrate) of the light transmitting portion 26 and the light shielding wall 25 may be flattened by a lapping process or the like. Here, the lapping process refers to a process of finishing the surface of a resin or the like to be a mirror surface using a polishing sheet or a polishing liquid. As a result, even if extra light-blocking resin adheres to the surface of the light-transmitting portion 26, the attached light-blocking resin can be removed, so that light transmission is prevented in the light-transmitting portion 26. Can be prevented.
[0063]
As described above, by performing the first to fourth steps, the plurality of translucent portions 26 made of the photopolymerizable resin and the light shielding wall 25 in a state adjacent to the side surface of the translucent portion 26 are configured. The translucent plate 22 can be manufactured.
[0064]
Further, when the light-transmitting portion 26 having a larger thickness is formed, it is preferable to use a chemically amplified photopolymerizable resin as the photopolymerizable resin. By using a chemically amplified photopolymerizable resin, even when polymerizing a photopolymerizable resin with a large layer thickness, even if it is weak light, it is sufficiently on the side opposite to the light irradiation surface of the photopolymerizable resin layer. The polymerization of the photopolymerizable resin on the surface can be promoted. The chemically amplified photopolymerizable resin is a photosensitive material that reacts well not only with ultraviolet rays and light but also with heat. For example, the chemical amplification type photopolymerizable resin can be cured in the same manner as when exposed to sufficient light by heating with an exposure machine such as a stepper and then heating. Examples of the chemically amplified photopolymerizable resin used for the light transmitting portion 26 include, but are not limited to, a chemically amplified photoresist (trade name SU-8) manufactured by Microchem. It is not a thing. This SU-8 is an epoxy-based chemically amplified photoresist whose polymerization is accelerated by irradiation with ultraviolet rays (i-rays) having a wavelength of 365 nm, and is extremely transparent to light in the visible light region. Therefore, since SU-8 has excellent properties as a light guide medium, it can be suitably used as the chemically amplified photopolymerizable resin for the light transmitting portion 26.
[0065]
According to the method for manufacturing the light transmissive plate 22 of the present invention, after forming the light transmissive part 26 by a photolithography process, the light transmissive plate 22 is formed by forming the light shielding wall 25 in the gap between the light transmissive parts 26. doing. Therefore, compared to the conventional configuration in which a light shielding resin having photosensitivity is processed to form a light shielding wall in a photolithography process, a transparent photopolymerizable resin is processed. A large translucent portion 26 can be formed. Thereby, the translucent board 22 with larger layer thickness than before can be manufactured. Furthermore, since the translucent portion 26 having excellent flatness of the side surface can be processed and formed with high precision as compared with the configuration in which the partition wall is manufactured by providing an opening in stainless steel using a conventional laser, the high accuracy and the side surface can be formed. It is possible to obtain a light transmitting plate 22 having a light shielding wall 25 with excellent flatness.
[0066]
In addition, according to the method for manufacturing a light transmissive plate of the present invention, the light transmissive plate 22 can be manufactured without performing fine processing by laser scanning, so that the throughput (productivity) in the manufacturing process of the light transmissive plate 22 is improved. Can do.
[0067]
In addition, since the light-transmitting portion 26 is formed by processing the photopolymerizable resin layer 24 made of a transparent photopolymerizable resin by a photolithography process, high-precision processing on the order of μm can be performed. That is, it is possible to form a narrow gap between the light transmitting portions 26. Therefore, the light-transmitting plate 22 having the light-shielding wall 25 having a large aspect ratio can be formed by filling the gap with a light-shielding material and curing it.
[0068]
Furthermore, when a chemically amplified photopolymerizable resin is used as the photopolymerizable resin that constitutes the photopolymerizable resin layer 24, even when weak light is used for patterning, the photopolymerizability can be shortened in a short time. It is possible to process the resin layer 24 to form the light transmitting portion 26 having a height (layer thickness) larger than that of the conventional one. Therefore, it is possible to form the translucent plate 22 with high accuracy and efficiency.
[0069]
Next, an image input apparatus using the light transmitting plate of the present invention will be described as follows with reference to FIG.
[0070]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of an image input apparatus of a compound eye optical system using the light transmitting plate of the present invention.
[0071]
The image input device 50 according to the present invention includes a light receiving element array 40 including light receiving elements 41 arranged vertically and horizontally, a transparent insulating layer 43, a light transmitting plate 22, and a microlens array 44. As shown in FIG. 2, the microlens array 44 is disposed on one surface of the translucent plate 22, and the light receiving element array 40 is disposed on the other surface of the translucent plate 22 via the transparent insulating layer 43. Yes.
[0072]
In the light receiving element array 40, a CCD (Charge Coupled Device) imager, a CMOS imager, a TFT (thin film transistor) imager, or the like in which each pixel includes a photodiode or a phototransistor can be used as the light receiving element 41. . A transparent insulating layer 43 is formed as a protective layer of the light receiving element array 40 on the surface where the light receiving elements 41 of the light receiving element array 40 are formed. SiO formed as the transparent insulating layer 43 by sputtering or CVD (chemical vapor deposition) ₂ A film, various oxide films formed by an SOG (spin on glass) method, or a transparent resin film such as an epoxy resin or an acrylic resin can be used, but the invention is not limited to this. A film that can be electrically insulated may be used.
[0073]
Each microlens of the microlens array 44 corresponds to each translucent portion 26 of the translucent plate 22 and a plurality of light receiving elements 41 positioned below the translucent portion 26, and one unit. (Signal processing unit). Note that, with respect to the image input device 50, the surface side of the microlens array 44 is the upper side and the surface side of the light receiving element array 40 is the lower side.
[0074]
For example, as shown in FIG. 2, in the image input apparatus 50 having the above-described configuration, reflected light from a subject (not shown) receives, for each unit, the microlens of the microlens array 44 and the light transmitting portion 26 of the light transmitting plate 22. The transparent insulating layer 43 is sequentially transmitted. The light transmitted through the transparent insulating layer 43 is received by the light receiving element 41 of the light receiving element array 40. That is, a plurality of pieces of image information obtained for each unit are detected by the light receiving element 41 and converted into image signals. The acquired image signal is combined into one image by an image reconstruction algorithm.
[0075]
Further, since the light transmitting plate 22 of the present invention is directly formed on the light receiving element array substrate composed of the light receiving element array 40 and the transparent insulating layer 43, a light shielding wall is formed with high accuracy with respect to the light receiving element array 40. can do. As a result, it is possible to reliably prevent interference of optical signals incident on the light receiving elements 41 provided in the light receiving element array 40.
[0076]
Further, the light transmitting plate 22 is preferably disposed so as to be in contact with both the microlens array 44 and the transparent insulating layer 43, but is necessarily disposed so as to be in close contact with the microlens array 44 and the transparent insulating layer 43. Rather, it may be arranged at a position where interference of optical signals between adjacent units can be prevented.
[0077]
Further, it is preferable that the surfaces of the light transmitting portion 26 and the light shielding wall 25 that are in contact with the microlens array 44 or the light receiving element array 40 are flattened by a lapping process or the like. As a result, even if extra light-blocking resin adheres to the surface of the light-transmitting portion 26, the attached extra light-blocking resin can be removed, so there is no possibility that light transmission through the light-transmitting portion 26 will be hindered. .
[0078]
Further, by flattening the surface of the light transmitting portion 26 and the light shielding wall 25 that contacts the microlens array 44 or the light receiving element array 40, no space is generated at the boundary surface between the microlens array 44 and the light transmitting plate 22. Therefore, it is possible to reliably prevent condensation and fogging from occurring in the microlens array 44 and the light receiving element 41.
[0079]
As the microlens array 44 to be used, a microlens array formed by an ion diffusion method can be used. However, the microlens array is not limited to this. Etching of transparent substrates such as glass, 2P method, injection molding Various microlens arrays formed by a method or a lens forming method using a dispenser can be appropriately used.
[0080]
Further, the shape of the microlens of the microlens array is preferably a close-packed shape in which the microlenses are arranged without a dead space from the viewpoint of light utilization efficiency.
[0081]
Furthermore, the microlens of the microlens array may be a convex lens or a concave lens, and is not limited. In addition, a biconvex lens, a plano-convex lens, a plano-concave lens, a concavo-convex lens, and the like may be used.
[0082]
As described above, the image input device 50 of the present invention is configured to include the light receiving element array 40 including the plurality of light receiving elements 41, the microlens array 44, and the light transmitting plate 22.
[0083]
According to the above configuration, the translucent plate 45 used in the image input device 50 of the present invention is disposed so that the translucent portion 26 made of a photopolymerizable resin is in contact with the light shielding wall 25. In the image input device 50 of the invention, condensation (cloudiness) hardly occurs on the microlenses of the microlens array 44 and the light receiving element 41. As a result, it is possible to provide a high-quality image input device 50 that is less affected by external environmental changes.
[0084]
In addition, the image input device 50 includes a light-shielding wall having a larger aspect ratio than the conventional one and a light-transmitting plate 22 having excellent flatness of the side surface, so that an optical signal incident on the light-receiving element 41 can be obtained. Interference can be prevented. Therefore, it is possible to provide the image input device 50 that can obtain a good image signal and has excellent resolution.
[0085]
Furthermore, since the translucent plate 22 excellent in productivity can be used, the image input device 50 can be provided at low cost.
[0086]
Next, another example of the image input apparatus according to this embodiment will be described below with reference to FIG. Here, the difference from the image input apparatus described in FIG. 2 will be mainly described. For convenience of explanation, components having functions similar to those of the components in the image input apparatus described with reference to FIG.
[0087]
FIG. 2 illustrates the case where the light-transmitting plate of the present invention is used in a two-dimensional image input device, but FIG. 3 illustrates the case where the light-transmitting plate of the present invention is used in a one-dimensional image input device. Specifically, the image forming apparatus shown in FIG. 3 uses a one-dimensional array member as a member to be used (light receiving element array, light transmitting plate, microlens array, etc.). Here, the one-dimensional array is, for example, a configuration in which the translucent portion 26 is arranged one-dimensionally on the translucent plate 22, and the light-receiving elements 41 are arranged one-dimensionally on the light-receiving element array 40. It shall refer to the composition which is.
[0088]
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of another example of an image input apparatus using the light transmitting plate of the present invention.
[0089]
As shown in FIG. 3, the image input device 50 is configured such that the light receiving elements 41 are arranged so as to correspond to the light transmitting portions 26 of the light transmitting plate 22 in a 1: 1 ratio, and the base substrate 44 a and leveling. The configuration is the same as that of the image input apparatus shown in FIG. 2 except that a microlens array 44 composed of the material 44b is used.
[0090]
The leveling material 44b of the microlens array 44 is made of a resin having a refractive index different from that of the microlens array substrate 44a, and is provided on the microlens surface of the microlens array substrate 44a (the surface facing the translucent plate 22). Yes.
[0091]
Thereby, even when the surface of the microlens of the microlens array substrate 44a formed by a method such as injection molding or 2P method is not flat but has unevenness, the unevenness of the microlens surface is leveled (surface smoothing). ) Is possible. Furthermore, since no space is generated between the microlens array 44 and the light transmitting plate, it is possible to prevent condensation or fogging from occurring in the microlens array 44. Therefore, the resolution of the image input device 50 can be improved by using the microlens array 44 in the image input device 50.
[0092]
Next, still another example of the image input apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. Here, the difference from the image input apparatus described in FIG. 2 will be mainly described. For convenience of explanation, components having functions similar to those of the components in the image input apparatus described with reference to FIG.
[0093]
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of still another example of an image input apparatus using the light transmitting plate of the present invention. FIG. 4 illustrates a case where the light transmitting plate of the present invention is used in a two-dimensional image input apparatus.
[0094]
As shown in FIG. 4, the image input device 50 includes a planar light source 51 (front light) that illuminates the subject between the image input device 50 and the subject 52. The planar light source 51 includes a transparent light guide plate 53 made of acrylic resin, and an LED (Light Emitting Diode) 54 disposed at an end of the light guide plate 53. Further, a minute prism is formed on the lower surface side (image input device side) of the light guide plate 53. The light emitted from the LED 54 of the planar light source 51 is reflected / refracted by the prism of the light guide plate 53 to illuminate the subject 52. The reflected light from the illuminated subject 52 passes through the light guide plate 53 of the planar light source 51 and reaches the light receiving element 41 of the image input device 50. The reflected light from the subject 52 exhibits isotropic scattering characteristics when the subject 52 is, for example, general paper. However, since the image input device 50 includes the translucent plate 22, the microlens array 44. Only the reflected light having an incident angle within a range limited by the light transmitting plate 22 reaches the light receiving element 41. Thereby, the interference of light between adjacent units can be prevented. Therefore, it is possible to realize a two-dimensional contact type image input device that is configured by the planar light source 51 and the image input device 50 and has excellent resolution. Here, the contact image input device refers to an image input device that acquires an image by bringing the image input device into close contact with the subject 52.
[0095]
At this time, when a monochrome LED is used as the LED 54, a monochrome image can be acquired. Further, by using RGB (R: red, G: green, B: blue) LEDs, sequentially acquiring R images, G images, and B images, and recombining the acquired image signals of each image, It is also possible to acquire a color image.
[0096]
The image input device includes a light receiving element array 40 including a plurality of light receiving elements 41, a microlens array 44, and a light transmitting plate 22, and a plane that illuminates the subject 52 between the microlens array 44 and the subject 52. The light source 51 is provided.
[0097]
According to the above configuration, since the planar light source 51 is provided between the microlens array 44 and the subject 52, the subject is illuminated by the planar light source, and the range of the reflected light from the subject 52 limited by the translucent plate 22. Only light having an incident angle within the range can reach the light receiving element 41. As a result, it is possible to prevent interference of the optical signal entering the light receiving element 41, so that it is possible to realize a two-dimensional contact-type image input device with further excellent resolution. Moreover, according to said structure, it is possible to achieve size reduction of an image input device.
[0098]
In the above embodiment, the case where the translucent plate of the present invention is used for an image input apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and interference of optical signals such as a copying machine, a printer, and a facsimile is prevented. It can be suitably used for various electrophotographic image forming apparatuses (electrophotographic apparatuses) including necessary optical systems.
[0099]
The translucent plate according to the present embodiment has the translucent part made of a solid material that transmits light and the light-shielding part adjacent to the periphery of the translucent part as one unit. A configuration may be adopted in which a plurality are arranged regularly and without gaps.
[0100]
The translucent plate according to the present embodiment transmits light incident from the outside, and includes a plurality of translucent parts made of a solid substance arranged so as to have a certain interval, and the plurality of translucent parts A light-transmitting plate having a light-shielding portion formed so as to fill a gap between the light-transmitting portions, and the plurality of light-transmitting portions may be configured to transmit light in the same direction. Good.
[0101]
Further, the light transmissive plate according to the present embodiment is a light transmissive plate having a plurality of light transmissive portions made of a solid substance and a light shielding portion provided so as to cover a side surface of the light transmissive portion. The light transmitting portion and the light shielding portion may be arranged so as to be in contact with each other in a cross section including two light transmitting portions and parallel to a direction in which light passes through the light transmitting portions.
[0102]
Moreover, the manufacturing method of the light transmission board concerning this Embodiment may be the structure which is a light receiving element array by which a light receiving element is regularly arranged as a board | substrate. According to the above configuration, when the light receiving element array in which the light receiving elements are regularly arranged is used as the substrate, the light receiving element array and the light transmitting plate can be integrally formed. When using a board as an image input device, it can be suitably used. Further, by integrally forming the light receiving element array and the light transmitting plate, it is possible to further prevent interference between optical signals incident on the light receiving elements.
[0103]
【Example】
[Example 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0104]
In this example, a chemically amplified photoresist (trade name SU-8_100) manufactured by Microchem, which is a photochemically amplified photopolymerizable resin, is used as a photopolymerizable resin capable of forming a gap with a high aspect ratio. did.
[0105]
First, as shown in FIG. 1A, a photopolymerizable resin layer 24 was formed by spin-coating a chemically amplified photoresist on the substrate 20 at 1200 rpm for 5 seconds. Furthermore, the prebaking process heated for 90 minutes at 95 degreeC was performed (photopolymerizable resin layer formation process).
[0106]
Next, as shown in FIG.1 (b), with respect to the photopolymerizable resin layer 24 formed on the board | substrate 20, it is 650 mJ / cm through the photomask 30 which has a square-shaped opening part. ² The exposure process was performed under the conditions of: Thereby, the polymerization of the photopolymerizable resin in the region exposed through the photomask 30 was promoted and cured (photopolymerizable resin curing step).
[0107]
At this time, the photopolymerizable resin in the region that has become a shadow of the photomask 30 of the photopolymerizable resin layer 24 and has not been exposed is left uncured. After the exposure treatment, the photopolymerizable resin in the exposed region of the photopolymerizable resin layer 24 was further cured by performing a post-bake treatment of heating at 95 ° C. for 25 minutes.
[0108]
Subsequently, the uncured photopolymerizable resin was removed from the photopolymerizable resin layer 24 by a development process in which the substrate 20 on which the photopolymerizable resin layer 24 was formed was immersed in an organic solvent such as ethyl lactate. Thereby, as shown in FIG.1 (c), the square columnar translucent part 26 which consists of photopolymerizable resin was formed on the light receiving element array substrate 20 (translucent part formation process). Further, in order to cure the photopolymerizable resin, a hard bake treatment was performed after the development treatment by heating at 170 ° C. for 15 minutes.
[0109]
Finally, as shown in FIG. 1 (d), an acrylic resin containing carbon fine particles as a light-shielding resin is filled in the gaps between the formed light-transmitting portions 26 by a printing method using a squeegee, and 20 ° C at 150 ° C. The light shielding wall 25 was formed by curing under conditions of partial heating (light shielding wall forming step).
[0110]
The translucent plate 22 thus obtained had a translucent portion 26 with a width of 150 μm, a light shielding wall 25 with a height of 240 μm and a width of 30 μm.
[0111]
[Example 2]
In Example 2 of the present invention, the photopolymerizable resin layer 24 was formed by spin coating at 1000 rpm for 5 seconds using SU-8_50 (Microchem) as a chemically amplified photopolymerizable resin on the substrate 20. Pre-baked at 95 ° C for 30 minutes, 500mJ / cm through photomask ² Conditions for exposure processing, post-baking processing at 95 ° C. for 10 minutes, and hard baking processing at 170 ° C. for 15 minutes after development processing, and heating at 150 ° C. for 20 minutes between the formed translucent portions 26 The same operation as in Example 1 was performed except that the light-shielding wall 25 made of acrylic resin was formed by curing. The translucent plate 22 thus obtained had a translucent portion 26 with a width of 80 μm, a light shielding wall 25 with a height of 90 μm, and a width of 30 μm.
[0112]
【The invention's effect】
As described above, the translucent plate of the present invention includes a plurality of translucent portions made of a photopolymerizable resin that transmits light arranged so as to have a certain interval, and side surfaces of the translucent portions. It has the structure which has the light-shielding wall adjacent to.
[0113]
Therefore, since the translucent portion made of a transparent photopolymerizable resin is disposed between the light shielding walls, there is an effect that condensation or the like does not occur on the side surface of the light shielding wall due to a surrounding environmental change such as a temperature change. .
[0114]
In the translucent plate of the present invention, the light shielding wall is made of a resin containing a black pigment.
[0115]
Therefore, since the light shielding wall is made of a resin containing a black pigment, the light shielding wall becomes black and has light absorption, so that stray light reflected on the side surface of the light shielding wall can be prevented.
[0116]
The translucent plate of the present invention is characterized in that the photopolymerizable resin is a chemically amplified photopolymerizable resin.
[0117]
Therefore, when exposing the photopolymerizable resin to polymerize the photopolymerizable resin, even weak light sufficiently promotes the polymerization of the photopolymerizable resin on the surface opposite to the light irradiation surface of the photopolymerizable resin layer. Therefore, it is possible to manufacture a translucent plate having a light shielding wall having a larger aspect ratio than the conventional one.
[0118]
An image input apparatus according to the present invention includes a plurality of light-transmitting portions made of a solid material that transmits light arranged so as to have a certain interval, and a light-shielding wall adjacent to the side surfaces of the plurality of light-transmitting portions. A light transmitting element comprising a plurality of light receiving elements disposed on one surface of the light transmitting plate, and a micro disposed on the other surface of the light transmitting plate. And a lens array.
[0119]
Therefore, the image input device has an effect that it is possible to prevent the interference of the optical signal entering the light receiving element by including the light transmitting plate having a large layer thickness, high accuracy, and excellent side surface flatness. Play.
[0120]
The image input apparatus of the present invention is configured such that a planar light source for illuminating a subject is provided on the surface of the microlens array opposite to the surface facing the light transmitting plate.
[0121]
Therefore, it is possible to realize a two-dimensional close-contact image input device with excellent resolution, and to reduce the size of the image input device.
[0122]
The light-shielding partition plate manufacturing method of the present invention includes a first step (photopolymerizable resin layer forming step) of forming a photopolymerizable resin layer made of a transparent photopolymerizable resin on a substrate, and a predetermined photomask. A second step (a photopolymerizable resin curing step) in which the photopolymerizable resin in the exposed region of the photopolymerizable resin layer is polymerized and cured by exposing to the unexposed region of the photopolymerizable resin layer. A third step (translucent portion forming step) for forming a light-transmitting portion made of a cured photopolymerizable resin by removing the photopolymerizable resin, and a light-shielding wall made of a light-blocking resin between the light-transmitting portions And a fourth step (light-shielding wall forming step) for forming.
[0123]
Therefore, it is possible to produce a translucent plate having a large aspect ratio and a flat light shielding wall on the side surface with high accuracy and high productivity.
[0124]
The method for producing a light transmitting plate of the present invention has a configuration in which the photopolymerizable resin is a chemically amplified photopolymerizable resin.
[0125]
Therefore, since a light-transmitting portion made of a photopolymerizable resin having a large layer thickness can be formed, there is an effect that a light-transmitting plate having a large layer thickness can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for producing a light transmitting plate of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of an image input apparatus using a light transmitting plate of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of another example of an image input apparatus using the light transmitting plate of the present invention.
FIG. 4 is a partial sectional view showing a schematic configuration of still another example of an image input apparatus using the light transmitting plate of the present invention.
FIG. 5 (a) is a perspective view showing an example of the light transmitting plate of the present invention, and FIG. 5 (b) is a perspective view showing another example of the light transmitting plate of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional image input apparatus.
7 is a cross-sectional view schematically showing an optical system of two adjacent units in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional one-dimensional image sensor.
[Explanation of symbols]
20 substrates
22 Translucent plate
24 photopolymerizable resin layer
25 Shading wall
26 Translucent part
30 photomask
40 Light receiving element array
41 Light receiving element
43 Transparent insulation layer
44 Micro lens array
44a Microlens array substrate
44b Leveling material
50 Image input device
51 Planar light source
52 Subject (Original)
53 Light guide plate
54 LED

Claims

A plurality of light-transmitting portions made of a photopolymerizable resin that transmits light arranged so as to have a certain interval, and a light-shielding wall adjacent to a side surface of the plurality of light-transmitting portions. A translucent plate.

The translucent plate according to claim 1, wherein the light shielding wall is made of a resin containing a black pigment.

The light transmitting plate according to claim 1, wherein the photopolymerizable resin is a chemically amplified photopolymerizable resin.

It has a plurality of translucent parts made of a solid material that transmits light arranged so as to have a certain interval, and a light shielding wall adjacent to a side surface of the plurality of translucent parts. A translucent plate,
A light receiving element array comprising a plurality of light receiving elements arranged on one surface of the light transmitting plate;
An image input device comprising: a microlens array disposed on the other surface of the translucent plate.

5. The image input device according to claim 4, wherein a planar light source for illuminating a subject is provided on a surface opposite to the surface facing the light-transmitting plate of the microlens array.

A first step of forming a photopolymerizable resin layer made of a transparent photopolymerizable resin on a substrate;
A second step of polymerizing and curing the photopolymerizable resin in the exposed region of the photopolymerizable resin layer by exposing the photopolymerizable resin layer using a predetermined photomask;
A third step of forming a light-transmitting portion made of a cured photopolymerizable resin by removing the photopolymerizable resin in the unexposed region of the photopolymerizable resin layer;
And a fourth step of forming a light shielding wall made of a light shielding resin between the light transmissive portions.

The method for producing a light-transmitting plate according to claim 6, wherein the photopolymerizable resin is a chemically amplified photopolymerizable resin.