JP3441658B2 - 導波路型イメージセンサ及び導波路型イメージセンサの位置調整方法 - Google Patents
導波路型イメージセンサ及び導波路型イメージセンサの位置調整方法Info
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- JP3441658B2 JP3441658B2 JP31968498A JP31968498A JP3441658B2 JP 3441658 B2 JP3441658 B2 JP 3441658B2 JP 31968498 A JP31968498 A JP 31968498A JP 31968498 A JP31968498 A JP 31968498A JP 3441658 B2 JP3441658 B2 JP 3441658B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードコピー等の
一次元読取光学系に利用されるイメージセンサに係り、
特にポリマー導波路アレイを用いたイメージセンサに関
するものである。
一次元読取光学系に利用されるイメージセンサに係り、
特にポリマー導波路アレイを用いたイメージセンサに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ファクシミリ、イメージスキャナ等の画
像読取装置の需要の増加とともに、画像情報を電気信号
に変換する一次元イメージセンサの小型化と高性能化が
要望されている。従来から用いられている一次元イメー
ジセンサは、光学系としてセルフォックレンズアレイを
用いた密着型、ミラーおよびレンズを用いた縮小光学
型、光学系を使用しない完全密着型などがあるが、近
年、例えば特開平７−３０１７３０に開示されているよ
うに、ポリマー導波路を光学系に用いるものが提案され
ている。
像読取装置の需要の増加とともに、画像情報を電気信号
に変換する一次元イメージセンサの小型化と高性能化が
要望されている。従来から用いられている一次元イメー
ジセンサは、光学系としてセルフォックレンズアレイを
用いた密着型、ミラーおよびレンズを用いた縮小光学
型、光学系を使用しない完全密着型などがあるが、近
年、例えば特開平７−３０１７３０に開示されているよ
うに、ポリマー導波路を光学系に用いるものが提案され
ている。
【０００３】図６は、ポリマー導波路を光学系に用いた
従来の導波路型イメージセンサの上面図、図７はその断
面図である。図６に於いて、光電変換素子１は、所要の
回路パターンを形成した絶縁基板２上に載置され、エポ
キシ樹脂等の接着強度の高い接着剤にて固定される。こ
の光電変換素子１と絶縁基板２上の回路パターンとの間
は、ワイヤーボンディング３により電気的に導通接続さ
れる。通常絶縁基板２には、光電変換素子１の線膨張係
数になるべく近い材料（例えばセラミックスなど）が用
いられる。
従来の導波路型イメージセンサの上面図、図７はその断
面図である。図６に於いて、光電変換素子１は、所要の
回路パターンを形成した絶縁基板２上に載置され、エポ
キシ樹脂等の接着強度の高い接着剤にて固定される。こ
の光電変換素子１と絶縁基板２上の回路パターンとの間
は、ワイヤーボンディング３により電気的に導通接続さ
れる。通常絶縁基板２には、光電変換素子１の線膨張係
数になるべく近い材料（例えばセラミックスなど）が用
いられる。
【０００４】一方、ポリマー導波路アレイ５は、図７に
示すように、上部クラッド６と下部クラッド７との間に
導波路コア８を図６に示す如くＷ１からＷｎの複数本
（例えば、読取幅２１６ｍｍ、分解能８ｌｉｎｅ／ｍｍ
なら１７２８本）形成されている。各導波路コア間は原
稿面側のピッチＰｗｉｎ（分解能８ｌｉｎｅ／ｍｍなら
０．１２５ｍｍ）を、光電変換素子１の画素ピッチＰｓ
（一例として０．０１４ｍｍ）まで縮小する如くＷ１か
らＷｎまで形成される。従って光電変換素子と接合され
る面側の各導波路コア間のピッチＰｗｏｕｔは、Ｐｗｏ
ｕｔ＝Ｐｓ、すなわち導波路コアのピッチと画素ピッチ
とは同一、となっている。
示すように、上部クラッド６と下部クラッド７との間に
導波路コア８を図６に示す如くＷ１からＷｎの複数本
（例えば、読取幅２１６ｍｍ、分解能８ｌｉｎｅ／ｍｍ
なら１７２８本）形成されている。各導波路コア間は原
稿面側のピッチＰｗｉｎ（分解能８ｌｉｎｅ／ｍｍなら
０．１２５ｍｍ）を、光電変換素子１の画素ピッチＰｓ
（一例として０．０１４ｍｍ）まで縮小する如くＷ１か
らＷｎまで形成される。従って光電変換素子と接合され
る面側の各導波路コア間のピッチＰｗｏｕｔは、Ｐｗｏ
ｕｔ＝Ｐｓ、すなわち導波路コアのピッチと画素ピッチ
とは同一、となっている。
【０００５】絶縁基板２に固定された光電変換素子１の
受光面とポリマー導波路アレイ５は、例えば光学用接着
剤等で光学的に接合され、光源９と共に図示しないホル
ダーに載置されて一次元イメージセンサを構成する。
受光面とポリマー導波路アレイ５は、例えば光学用接着
剤等で光学的に接合され、光源９と共に図示しないホル
ダーに載置されて一次元イメージセンサを構成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の如く構成された
導波路型イメージセンサに於いて、前記光電変換素子の
画素と導波路コアとの相対位置がずれた場合、隣接する
画素に光が流出し、ＭＴＦの低下による読取り画質の劣
化が生じる。この問題を解決する手段として、図８に示
す様に画素１つの受光面サイズＳａより導波路コアサイ
ズＷａを小さくする方法がある。この方法であれば、画
素サイズの範囲内の相対位置ズレであれば読取り画質へ
の影響は発生しない。
導波路型イメージセンサに於いて、前記光電変換素子の
画素と導波路コアとの相対位置がずれた場合、隣接する
画素に光が流出し、ＭＴＦの低下による読取り画質の劣
化が生じる。この問題を解決する手段として、図８に示
す様に画素１つの受光面サイズＳａより導波路コアサイ
ズＷａを小さくする方法がある。この方法であれば、画
素サイズの範囲内の相対位置ズレであれば読取り画質へ
の影響は発生しない。
【０００７】一方、光電変換素子とポリマー導波路アレ
イとの接合時における位置合せは、導波路コアの始端及
び終端の各１本にレーザー光等の調整用光を入射し、光
電変換素子の相対する規定の画素の電気的出力が最大と
なる位置で光学用接着剤等で接合する方法が考えられ
る。
イとの接合時における位置合せは、導波路コアの始端及
び終端の各１本にレーザー光等の調整用光を入射し、光
電変換素子の相対する規定の画素の電気的出力が最大と
なる位置で光学用接着剤等で接合する方法が考えられ
る。
【０００８】しかしながら、導波路コア（例えばＷ１）
が相対する画素（例えばＳ１）の中心位置Ｗａ１にな
く、隣接する画素にかかる直前の位置、例えば図８のＷ
ａ２にあっても電気的出力は最大となる為、この位置で
接合された場合には画素と導波路コアとの相対位置ズレ
に対するマージンがほとんど得られず、環境温度の変化
等で僅かに相対位置がずれて、図８のＷａ３の位置にな
った場合、隣接する画素Ｓ２に光が流出し、ＭＴＦの低
下による読取り画質の劣化が生じるという問題があっ
た。
が相対する画素（例えばＳ１）の中心位置Ｗａ１にな
く、隣接する画素にかかる直前の位置、例えば図８のＷ
ａ２にあっても電気的出力は最大となる為、この位置で
接合された場合には画素と導波路コアとの相対位置ズレ
に対するマージンがほとんど得られず、環境温度の変化
等で僅かに相対位置がずれて、図８のＷａ３の位置にな
った場合、隣接する画素Ｓ２に光が流出し、ＭＴＦの低
下による読取り画質の劣化が生じるという問題があっ
た。
【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、容易でしかも正確に導波路
アレイと光電変換素子の相対位置を合わせることが可能
な導波路型イメージセンサを提供するとともに当該導波
路型イメージセンサを用いる導波路アレイと光電変換素
子の位置調整方法を提供することである。
されたもので、その目的は、容易でしかも正確に導波路
アレイと光電変換素子の相対位置を合わせることが可能
な導波路型イメージセンサを提供するとともに当該導波
路型イメージセンサを用いる導波路アレイと光電変換素
子の位置調整方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る導波路型イメージセンサは、均一の
ピッチで配置された複数の画素を備え、入射光を電気信
号に変換する光電変換素子と、原稿面からの反射光を前
記光電変換素子に導く複数の導波路コアからなる導波路
アレイと、を備える導波路型イメージセンサであって、
前記導波路コアの前記光電変換素子と対向する面におい
て、イメージセンサ端部に位置する第１の導波路コアと
該第１の導波路コアに隣接する導波路コアとの間の間隔
を前記光電変換素子の画素ピッチの１．５倍とする共
に、それ以外の各導波路コアの間隔を前記光電変換素子
の画素ピッチと等しくし、前記第１の導波路コアを前記
光電変換素子の互いに隣接する２つの画素に跨って配置
したことを特徴とするものである。
めに、本発明に係る導波路型イメージセンサは、均一の
ピッチで配置された複数の画素を備え、入射光を電気信
号に変換する光電変換素子と、原稿面からの反射光を前
記光電変換素子に導く複数の導波路コアからなる導波路
アレイと、を備える導波路型イメージセンサであって、
前記導波路コアの前記光電変換素子と対向する面におい
て、イメージセンサ端部に位置する第１の導波路コアと
該第１の導波路コアに隣接する導波路コアとの間の間隔
を前記光電変換素子の画素ピッチの１．５倍とする共
に、それ以外の各導波路コアの間隔を前記光電変換素子
の画素ピッチと等しくし、前記第１の導波路コアを前記
光電変換素子の互いに隣接する２つの画素に跨って配置
したことを特徴とするものである。
【００１１】又、本発明は、均一のピッチで配置された
複数の画素を備え、入射光を電気信号に変換する光電変
換素子と、原稿面からの反射光を前記光電変換素子に導
く複数の導波路コアからなる導波路アレイと、を備える
導波路型イメージセンサであって、前記導波路コアの前
記光電変換素子と対向する面において、イメージセンサ
端部に位置する第１の導波路コアと該第１の導波路コア
に隣接する導波路コアとの間の間隔を前記光電変換素子
の画素ピッチの１．５倍とする共に、それ以外の各導波
路コアの間隔を前記光電変換素子の画素ピッチと等しく
し、前記第１の導波路コアを前記光電変換素子の互いに
隣接する２つの画素に跨って配置したことを特徴とする
導波路型イメージセンサにおいて、前記第１の導波路コ
アに調整用光を入射し、前記互いに隣接する２つの画素
による当該調整用光の検出信号が互いに等しくなるよう
に前記導波路アレイと前記光電変換素子との位置を調整
することを特徴とする導波路型イメージセンサの位置調
整方法である。
複数の画素を備え、入射光を電気信号に変換する光電変
換素子と、原稿面からの反射光を前記光電変換素子に導
く複数の導波路コアからなる導波路アレイと、を備える
導波路型イメージセンサであって、前記導波路コアの前
記光電変換素子と対向する面において、イメージセンサ
端部に位置する第１の導波路コアと該第１の導波路コア
に隣接する導波路コアとの間の間隔を前記光電変換素子
の画素ピッチの１．５倍とする共に、それ以外の各導波
路コアの間隔を前記光電変換素子の画素ピッチと等しく
し、前記第１の導波路コアを前記光電変換素子の互いに
隣接する２つの画素に跨って配置したことを特徴とする
導波路型イメージセンサにおいて、前記第１の導波路コ
アに調整用光を入射し、前記互いに隣接する２つの画素
による当該調整用光の検出信号が互いに等しくなるよう
に前記導波路アレイと前記光電変換素子との位置を調整
することを特徴とする導波路型イメージセンサの位置調
整方法である。
【００１２】上記構成において、広いピッチで配置され
た導波路コアを対向する画素２個の中央に位置せしめる
ことによって、他の全ての導波路コアと光電変換素子の
画素とを完全に一対一に位置決めすることができる。ま
た、調整用光源から光を導波路の始端１本に入射し、光
電変換素子の第一画素目と第二画素目の出力が等しくな
るように光電変換素子と導波路の相対位置を調整する事
により、３画素目以降はＣＣＤ画素のほぼ中心に導波路
位置を合わせる事が出来る。
た導波路コアを対向する画素２個の中央に位置せしめる
ことによって、他の全ての導波路コアと光電変換素子の
画素とを完全に一対一に位置決めすることができる。ま
た、調整用光源から光を導波路の始端１本に入射し、光
電変換素子の第一画素目と第二画素目の出力が等しくな
るように光電変換素子と導波路の相対位置を調整する事
により、３画素目以降はＣＣＤ画素のほぼ中心に導波路
位置を合わせる事が出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る導波路型イ
メージセンサの一実施例を図面を用いて説明する。
メージセンサの一実施例を図面を用いて説明する。
【００１４】図１は、本発明に係る導波路型イメージセ
ンサに於けるポリマー導波路アレイと、光電変換素子の
接合構造の一実施例を示した概略断面図である。
ンサに於けるポリマー導波路アレイと、光電変換素子の
接合構造の一実施例を示した概略断面図である。
【００１５】同図に於いて光電変換素子１は、所要の回
路パターンを形成した絶縁基板２上に載置され、エポキ
シ樹脂等の接着剤にて固定される。この光電変換素子１
と絶縁基板２上の回路パターンとの間は、ワイヤーボン
ディング３により電気的に導通接続され光電変換モジュ
ール４が形成される。
路パターンを形成した絶縁基板２上に載置され、エポキ
シ樹脂等の接着剤にて固定される。この光電変換素子１
と絶縁基板２上の回路パターンとの間は、ワイヤーボン
ディング３により電気的に導通接続され光電変換モジュ
ール４が形成される。
【００１６】ポリマー導波路アレイ５は、Ｗ１からＷｎ
の複数本（ｎ本）の導波路コア８から形成されている。
導波路コア８の第一本目コアＷ１はその光電変換素子と
接合される面側に於いて、第二本目コアＷ２間のピッチ
Ｐｗ０を第二本目以降のコアピッチＰｗｏｕｔより１．
５×Ｐｗｏｕｔだけ広く形成されている。また、導波路
コアの終端の一本Ｗｎと直前のコアＷ（ｎ−１）のコア
ピッチＰｗｎも同様にＰｗｏｕｔより１．５×Ｐｗｏｕ
ｔだけ広く形成されている。必ずしも両端部においてピ
ッチを変える必要はなく、どちらか一方でもかまわな
い。第二本目から終端の直前のコアＷ（ｎ−１）の各導
波路のコアピッチＰｗｏｕｔは光電変換素子の画素ピッ
チＰｓと等しくなっている。
の複数本（ｎ本）の導波路コア８から形成されている。
導波路コア８の第一本目コアＷ１はその光電変換素子と
接合される面側に於いて、第二本目コアＷ２間のピッチ
Ｐｗ０を第二本目以降のコアピッチＰｗｏｕｔより１．
５×Ｐｗｏｕｔだけ広く形成されている。また、導波路
コアの終端の一本Ｗｎと直前のコアＷ（ｎ−１）のコア
ピッチＰｗｎも同様にＰｗｏｕｔより１．５×Ｐｗｏｕ
ｔだけ広く形成されている。必ずしも両端部においてピ
ッチを変える必要はなく、どちらか一方でもかまわな
い。第二本目から終端の直前のコアＷ（ｎ−１）の各導
波路のコアピッチＰｗｏｕｔは光電変換素子の画素ピッ
チＰｓと等しくなっている。
【００１７】前記の様に構成されたポリマー導波路アレ
イに於いて、光電変換素子１と接合する際の位置調整の
方法につき説明する。尚、図３はポリマー導波路アレイ
５と光電変換素子１の始端部分の接合部Ａを拡大した図
である。
イに於いて、光電変換素子１と接合する際の位置調整の
方法につき説明する。尚、図３はポリマー導波路アレイ
５と光電変換素子１の始端部分の接合部Ａを拡大した図
である。
【００１８】図１に於いて、導波路の第一本目コアＷ１
と終端のコアＷｎに調整用光源（例えばレーザー光）を
入射する。そしてポリマー導波路アレイ５が、光電変換
素子１に接するまで近づけると、図２に示す様な光電変
換素子１の電気的出力が得られる。縦軸は光電変換素子
１の出力レベルを、横軸は各画素の位置に対応してい
る。画素Ｓ１と画素Ｓ２の出力レベルが等しい時、導波
路コア８と光電変換素子１の始端部分の接合部における
位置関係において、図３に示す如く導波路コアＷ１は、
光電変換素子１の画素Ｓ１と画素Ｓ２に均等にまたがる
様に位置する。導波路コアＷ１はその光電変換素子と接
合される面側に於いて、導波路コアＷ２間のピッチＰｗ
０を第二本目以降のコアピッチＰｗｏｕｔより１．５×
Ｐｗｏｕｔだけ広く形成されている為、導波路コアＷ２
以降の導波路コアは、コアＷ２は画素Ｓ３に、コアＷ３
は画素Ｓ４に、というように対向する各画素のほぼ中央
に位置する。
と終端のコアＷｎに調整用光源（例えばレーザー光）を
入射する。そしてポリマー導波路アレイ５が、光電変換
素子１に接するまで近づけると、図２に示す様な光電変
換素子１の電気的出力が得られる。縦軸は光電変換素子
１の出力レベルを、横軸は各画素の位置に対応してい
る。画素Ｓ１と画素Ｓ２の出力レベルが等しい時、導波
路コア８と光電変換素子１の始端部分の接合部における
位置関係において、図３に示す如く導波路コアＷ１は、
光電変換素子１の画素Ｓ１と画素Ｓ２に均等にまたがる
様に位置する。導波路コアＷ１はその光電変換素子と接
合される面側に於いて、導波路コアＷ２間のピッチＰｗ
０を第二本目以降のコアピッチＰｗｏｕｔより１．５×
Ｐｗｏｕｔだけ広く形成されている為、導波路コアＷ２
以降の導波路コアは、コアＷ２は画素Ｓ３に、コアＷ３
は画素Ｓ４に、というように対向する各画素のほぼ中央
に位置する。
【００１９】この状態にてポリマー導波路アレイ５と光
電変換素子１とを光学用接着剤で固着接合する。
電変換素子１とを光学用接着剤で固着接合する。
【００２０】一方、ポリマー導波路アレイ５と光電変換
素子１の相対位置が、一例として図５に示す如く矢印Ｘ
方向にずれていた場合、画素Ｓ１に入射する光量が大き
くなり光電変換素子１の電気的出力は、図４に示す如く
Ｓ１＞Ｓ２となる。したがって、少しの位置ずれも容易
に検出することができ、調整を極めて簡便に行うことが
できる。
素子１の相対位置が、一例として図５に示す如く矢印Ｘ
方向にずれていた場合、画素Ｓ１に入射する光量が大き
くなり光電変換素子１の電気的出力は、図４に示す如く
Ｓ１＞Ｓ２となる。したがって、少しの位置ずれも容易
に検出することができ、調整を極めて簡便に行うことが
できる。
【００２１】以上、ここまで挙げた実施形態における内
容は、本発明の主旨を変えない限り、上記記載内容に限
定されるものではない。
容は、本発明の主旨を変えない限り、上記記載内容に限
定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】以上記述した如く本発明の導波路型イメ
ージセンサ及びその位置調整方法によれば、容易にかつ
正確に導波路アレイと光電変換素子の相対位置を合わせ
ることが可能となる。
ージセンサ及びその位置調整方法によれば、容易にかつ
正確に導波路アレイと光電変換素子の相対位置を合わせ
ることが可能となる。
【図１】本発明の導波路型イメージセンサの構造を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の導波路型イメージセンサの位置調整時
の光電変換素子出力信号を説明する図である。
の光電変換素子出力信号を説明する図である。
【図３】本発明の導波路型イメージセンサの一部拡大図
である。
である。
【図４】本発明の導波路型イメージセンサの位置調整時
の光電変換素子出力信号を説明する図である。
の光電変換素子出力信号を説明する図である。
【図５】本発明の導波路型イメージセンサの位置ずれ状
態を表す一部拡大図である。
態を表す一部拡大図である。
【図６】従来例の導波路型イメージセンサの構造を示す
図である。
図である。
【図７】導波路型イメージセンサの断面を示す図であ
る。
る。
【図８】従来例の導波路型イメージセンサの位置ずれ状
態を説明する図である。
態を説明する図である。
【符号の説明】
１ 光電変換素子
２ 絶縁基板
３ ワイヤーボンディング
４ 光電変換モジュール
５ ポリマー導波路アレイ
８ 導波路コア
Claims (2)
- 【請求項１】 均一のピッチで配置された複数の画素を
備え、入射光を電気信号に変換する光電変換素子と、 原稿面からの反射光を前記光電変換素子に導く複数の導
波路コアからなる導波路アレイと、を備える導波路型イ
メージセンサであって、 前記導波路コアの前記光電変換素子と対向する面におい
て、イメージセンサ端部に位置する第１の導波路コアと
該第１の導波路コアに隣接する導波路コアとの間の間隔
を前記光電変換素子の画素ピッチの１．５倍とする共
に、それ以外の各導波路コアの間隔を前記光電変換素子
の画素ピッチと等しくし、前記第１の導波路コアを前記
光電変換素子の互いに隣接する２つの画素に跨って配置
したことを特徴とする導波路型イメージセンサ。 - 【請求項２】 均一のピッチで配置された複数の画素を
備え、入射光を電気信号に変換する光電変換素子と、原
稿面からの反射光を前記光電変換素子に導く複数の導波
路コアからなる導波路アレイと、を備える導波路型イメ
ージセンサであって、前記導波路コアの前記光電変換素
子と対向する面において、イメージセンサ端部に位置す
る第１の導波路コアと該第１の導波路コアに隣接する導
波路コアとの間の間隔を前記光電変換素子の画素ピッチ
の１．５倍とする共に、それ以外の各導波路コアの間隔
を前記光電変換素子の画素ピッチと等しくし、前記第１
の導波路コアを前記光電変換素子の互いに隣接する２つ
の画素に跨って配置したことを特徴とする導波路型イメ
ージセンサにおいて、前記第１の導波路コアに調整用光
を入射し、前記互いに隣接する２つの画素による当該調
整用光の検出信号が互いに等しくなるように前記導波路
アレイと前記光電変換素子との位置を調整することを特
徴とする導波路型イメージセンサの位置調整方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31968498A JP3441658B2 (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 導波路型イメージセンサ及び導波路型イメージセンサの位置調整方法 |
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|---|---|---|---|
| JP31968498A JP3441658B2 (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 導波路型イメージセンサ及び導波路型イメージセンサの位置調整方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000151903A JP2000151903A (ja) | 2000-05-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31968498A Expired - Fee Related JP3441658B2 (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 導波路型イメージセンサ及び導波路型イメージセンサの位置調整方法 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR100393609B1 (ko) * | 2000-12-14 | 2003-08-02 | 삼성전자주식회사 | 위치 편차를 이용한 다채널 광통신 모듈 손실 변화 균일화장치 |
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1998
- 1998-11-11 JP JP31968498A patent/JP3441658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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