JP3500252B2

JP3500252B2 - 光導波路縮小光学型イメージセンサ

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Publication number: JP3500252B2
Application number: JP20000896A
Authority: JP
Inventors: 豊鵜沼
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JPH1050968A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードコピー画像
の一次元読み取り縮小光学系に使用される光導波路縮小
光学型イメージセンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のイメージセンサとして
は、密着型イメージセンサと、単一のレンズ系及びミラ
ーを用いた縮小光学イメージセンサ（レンズ縮小光学型
イメージセンサ）とが知られている。前者の密着型イメ
ージセンサは、小型であるという利点を有する反面、そ
の構成要素である光電変換素子や、原稿から光電変換素
子への反射光を導くセルフォックスレンズが高価である
ことと、焦点深度が浅いという欠点を有する。一方、後
者のレンズ縮小光学型イメージセンサは、焦点深度が深
く、受光素子が小型で安価であり、装置全体としても低
価格であるという利点を有するが、ミラー光学系により
光路を折り返した構成としても、装置の小型化に限界が
ある。また、このレンズ縮小光学型イメージセンサは、
機械的安定性や信頼性に欠けるという欠点も有する。

【０００３】そこで、これらの欠点を解消するために、
光導波路を用いた縮小光学系から成る縮小光学型イメー
ジセンサ（光導波路縮小光学型イメージセンサ）が提案
されている。その概略構造を、図１１の平面図に示す。
この光導波路縮小光学型イメージセンサは、原稿からの
反射光が、マイクロレンズアレイ１０を介して、光導波
路アレイ１２の光導波路１１に導入され、それからの出
力光が光電変換素子であるＣＣＤ１３の個々の素子に照
射され、電気信号に変換されるというものである。

【０００４】ここで、光導波路アレイ１２の光導波路１
１の間隔は、イメージセンサの分解能に応じて、設定す
るものであり、２００ｄｐｉの分解能のイメージセンサ
を構成するとすると、それに用いる光導波路アレイ１２
は１２５μｍ間隔となる。そして、光電変換素子アレイ
であるＣＣＤ１３として、素子間隔が約１４μｍの汎用
のリニアＣＣＤを用いたとすると、光導波路アレイ１２
の出力部の光導波路間隔をその素子間隔（１４μｍ）と
一致させるので、図１１に示すように、光導波路１１に
２カ所の屈曲部を設けて２回折り曲げるようにして、光
導波路アレイの入力端の光導波路間隔（１２５μｍ）の
約９分の１としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の密着型イメージセンサは、小型ではあるものの、高
価であり、焦点深度が浅いという欠点を有していた。ま
た、上記従来のレンズ縮小光学型イメージセンサは、安
価ではあるものの、サイズが比較的大きく、機械的衝撃
に弱いという欠点を有していた。

【０００６】そこで、上述のように、これらの欠点を解
決するイメージセンサとして、光導波路縮小光学型イメ
ージセンサが提案されている。この従来の光導波路縮小
光学型イメージセンサは、光電変換素子アレイとして安
価で高感度なリニアＣＣＤを用いると、上述のとおり光
導波路アレイの出力端の光導波路間隔を十数μｍとする
ので、光導波路幅を１０μｍ以下とする必要がある。そ
して、光導波路アレイの入力側の光導波路間隔は、原稿
の分解能に対応させなければならず、汎用ＦＡＸであれ
ば分解能が２００ｄｐｉであるので１２５μｍの光導波
路間隔となる。これらの条件の下で、入出力間を結ぶ光
導波路アレイとして、デバイスを小型化するのに、上記
のように、光導波路を途中で２回９０°近く折り曲げる
構造が提案されている。

【０００７】しかしながら、このように光導波路が途中
で２回折り曲げられたような構造のものでは、急激な光
導波路の折り曲げによる光損失が発生する。この光損失
を抑制するには、光導波路のＮＡが小さいほど、その光
導波路の屈曲部の曲率半径を大きくする必要がある。と
ころが、そのように曲率半径を大きくすると、デバイス
サイズが大きくなってしまう。

【０００８】また、上記従来の光導波路縮小光学型イメ
ージセンサでは、光導波路アレイの入力端で原稿からの
入力光を効率良く導入するには、図１２の概念図に示す
ように、マイクロレンズアレイを用いて、光導波路の入
力端に原稿の像を結像させる必要がある。しかしなが
ら、マイクロレンズアレイを用いると、それ自体が高価
であること、マイクロレンズアレイと光導波路アレイと
の結合に高精度の調整を要すること、更に隣接するマイ
クロレンズとの結合部分によるクロストーク等の問題を
生じてしまう。

【０００９】また、図１３の概念図に示すように、光導
波路アレイとマイクロレンズアレイとを結合した場合、
一つの光導波路に対して、隣り合うマイクロレンズａ，
ｂによる結像がオーバーラップするため、光導波路アレ
イの出力光がそれを反映し、イメージセンサの分解能を
低下させてしまう。この解決策として、マイクロレンズ
のＮＡと光導波路のＮＡとを一致させることが考えられ
る。しかしながら、マイクロレンズのＮＡは、焦点深度
を深くして原稿の浮き（原稿面距離の不均一）に対応す
るために、小さく設定する必要があり、従って光導波路
のＮＡも小さくしなければならない。光導波路のＮＡを
小さくすると、光導波路の屈曲部の曲率を大きくする必
要があり、これも、デバイスサイズを大きくさせる要因
となってしまう。

【００１０】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、高価なマイクロレンズアレ
イを必要とせず、低価格で、デバイスサイズの小型化が
可能な光導波路縮小光学型イメージセンサ及びそれに用
いる光導波路アレイの製造方法を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、被写体からの入力光が導入される光導
波路アレイと、その光導波路アレイからの出力光を電気
信号に変換する光電変換素子アレイとから成り、入力光
側の面積が出力光側の面積より大きい光導波路縮小光学
型イメージセンサにおいて、光導波路アレイが直線状に
アレイ化されている方向を主走査方向とし、光導波路ア
レイの厚さ方向を副走査方向としたとき、光導波路アレ
イの光導波路の入力端部を主走査方向及び副走査方向に
広がったテーパ形状として、被写体からの入力光を直接
光導波路の入射端部に入射するように構成され、前記光
導波路の光伝送方向と光導波路内面のテーパ形状面とで
成す角度をテーパ角度（＜９０°）としたとき、前記テ
ーパ角度が０．５°以上２°以下であり且つ前記光導波
路入力端面から原稿までの距離が２ｍｍである。

【００１２】また、本発明では、被写体からの入力光が
導入される光導波路アレイと、その光導波路アレイから
の出力光を電気信号に変換する光電変換素子アレイとか
ら成り、入力光側の面積が出力光側の面積より大きい光
導波路縮小光学型イメージセンサにおいて、光導波路ア
レイが直線状にアレイ化されている方向を主走査方向と
したとき、光導波路アレイの入力端部にシリンドリカル
レンズを設け、光導波路アレイの光導波路の入力端部を
主走査方向に広がったテーパ形状とし、前記光導波路の
光伝送方向と光導波路内面のテーパ形状面とで成す角度
をテーパ角度（＜９０°）としたとき、前記テーパ角度
が０．５°以上２°以下であり且つ前記光導波路入力端
面から原稿までの距離が２ｍｍである。

【００１３】

【００１４】さらに、本発明では、上記の光導波路縮小
光学型イメージセンサにおいて、被写体からの入力光を
得るために被写体を照射する発光素子を設けて構成して
いる。

【００１５】本発明の光導波路縮小光学型イメージセン
サによれば、被写体からの入力光を光導波路に導入する
のにマイクロレンズアレイを用いないので、従来のもの
のようにマイクロレンズアレイと光導波路アレイとを結
合されるために必要であった高精度な調整が不要とな
り、コストを低減することができる。なお、シリンドリ
カルレンズを用いるものでも、マイクロレンズアレイを
用いる従来のものと比較すれば、高精度な調整は不要な
ので、同様にコストを低減できるものである。

【００１６】さらに、本発明光導波路縮小光学型イメー
ジセンサによれば、テーパ形状の光導波路は、光導波路
のコアとクラッドとの屈折率差が大きくてもコントラス
トを低下させることがないので、従来のものと比較し
て、光導波路の幅を狭く、光導波路の屈曲部の曲率半径
を小さくすることでき、デバイスサイズの小型化が可能
となる。

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施形態の光導波路縮小光学型イメージセンサの概略平
面図であり、図２はその光導波路アレイの要部拡大斜視
図である。

【００１９】図１に示すように、本実施形態の光導波路
縮小光学型イメージセンサは、その入力端部がテーパ形
状で屈曲部を有する光導波路であるテーパ導波路１がア
レイ化されてなる光導波路アレイ２と、光導波路アレイ
２の出力端部からの光を受光し、それを電気信号に変換
する光電変換素子アレイであるＣＣＤ３から構成される
ものである。なお、テーパ導波路１は、図２に示すよう
に、主走査方向及び副走査方向の両方に広がったような
３次元テーパ形状の３次元テーパ導波路１であり、これ
により３次元テーパ導波路アレイ２が構成される。

【００２０】なお、主走査方向とはテーパ導波路１が直
線状にアレイ化されている方向を称し、副走査方向とは
光導波路アレイ２の厚さ方向、即ち図１の奥行き方向を
称するものである。

【００２１】次に、このテーパ導波路１において、被写
体からの入力光である原稿からの反射光の伝播の原理に
ついて、図３を用いて説明する。このようなテーパ導波
路１へ入射された光は、側面での反射を繰り返す毎に、
側面への入射角度が小さくなる。そして、図３のテーパ
導波路Ｂに示すように、テーパ導波路１の入力面に垂直
近く入射された光は、テーパの側面で反射を繰り返した
後、光導波路の直線部分（ストレート導波路）へ入射す
ることができる。しかしながら、図３のテーパ導波路Ａ
に示すように、テーパ導波路１の入力面に角度をもって
入射された光は、テーパ面での反射を繰り返す毎に、入
射角度が減少し、遂には逆行して入力面から出ていく
か、全反射の臨界角を越えて光導波路から抜けていく。

【００２２】これは、光導波路のＮＡが、コアとクラッ
ドとの屈折率差で決まるＮＡよりも実質的に小さくなる
ことを意味する。したがって、光導波路の屈折率差を大
きく設計しても、光導波路へ入射できる光の角度が小さ
くなり、マイクロレンズを用いなくても、それぞれの光
導波路入力部に対応する原稿面からの反射光のみが光導
波路へ入射することになり、クロストークを低減するこ
とができる。また、マイクロレンズを用いないので、コ
アとクラッドとの屈折率差を大きくすることができ、こ
れにより、従来のマイクロレンズを用いたものと比較し
て、光の閉じ込め効率を上げると共に、光導波路の屈曲
部での曲率半径を小さくすることができる。

【００２３】ここで一例として、図４に、テーパ導波路
の入力端面の幅が１２５μｍ、テーパ角度が１．１°、
光導波路間隔が１２５μｍのテーパ導波路を用いて、２
００ｄｐｉに相当する１ｍｍ当たり白黒ライン４本の原
稿を読み取った場合のコントラストについて、原稿−導
波路間距離によるＭＴＦの変化として示す。コントラス
ト変化ＭＴＦは、黒線読み取り位置の光導波路からの出
力をＩＢとし、白線読み取り位置の光導波路からの出力
をＩＷとすると、ＭＴＦ＝（ＩＷ−ＩＢ）／（ＩＷ＋Ｉ
Ｂ）から算出される。

【００２４】クロストークはＩＢの値を増加させコント
ラストを低下させものであり、このことから実用的に
は、ＭＴＦの値として０．３３以上に以上にすることが
必要である。図４から、この例では、原稿位置を光導波
路の入射面から１ｍｍに設定した場合、２ｍｍ原稿が浮
いても、ＭＴＦが０．３３以上の良好なコントラストを
維持することができることがわかる。

【００２５】次に、テーパ導波路のテーパ部の角度につ
いて説明する。上記の例のもの（テーパ角度は変化させ
る）で、原稿−導波路間距離を１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍ
ｍ，４ｍｍと変化させたときのＭＴＦのテーパ角度依存
性を図５に示す。図５から、テーパ導波路のテーパ角度
を浅く（小さく）するにつれ、ＭＴＦを増加させること
ができることがわかる。実用上、光導波路入力端面から
原稿までの距離は２ｍｍ程度以下と考えられるので、図
５においてこの距離が２ｍｍのものを見ると、ＭＴＦを
０．３３以上にするためにはテーパ角度を２°以下にす
る必要があることがわかる。したがって、テーパ導波路
のテーパ角度としては、２°以下に設定することが好ま
しい。

【００２６】また、テーパ導波路のテーパ角度を０°と
した場合に相当する直線状のストレート導波路では、半
値幅が非常に大きくなり、入射角度依存性が減少し、ク
ロストークが発生してしまう。そこで、テーパ角度の最
小限界について検討した結果、テーパ角度の加工精度と
側面の平坦性やデバイスサイズ等に依存するものではあ
るが、実用上０．５°程度以上であれば、本発明の効果
が得られるものである。

【００２７】以上のことから、本発明のテーパ導波路の
テーパ角度としては、０．５°以上２°以下が好まし
い。

【００２８】この第１の実施形態の光導波路縮小光学型
イメージセンサに、原稿（被写体）を照射してそれから
の反射光として光導波路アレイへの入力光を得るための
発光素子であるＬＥＤアレイ４を設けたものを、その該
略図である図６に示す。なお、図６（Ａ）は平面図、図
６（Ｂ）は図１のＢ方向からの側面図、図６（Ｃ）は図
１のＣ方向からの側面図である。

【００２９】図６に示すように、この光導波路縮小光学
型イメージセンサは、原稿照射のための光源であるＬＥ
Ｄアレイ４を、光導波路アレイ２に対して斜め約４５°
で配置したものである。このイメージセンサの光導波路
アレイ２の入力側を、原稿に対して垂直に配置すれば、
ＬＥＤアレイ４が斜め約４５°から原稿面をほぼ均一に
照射し、原稿からの反射光のうち原稿に対してほぼ垂直
に反射した光が、従来のもののようにマイクロレンズア
レイを介することなく、直接テーパ導波路１にその入力
端から導入される。このとき、上述のように、テーパ導
波路１の入力端部が３次元テーパ形状となっているの
で、テーパ導波路１に斜めから入射した光は、テーパ部
で反射を繰り返すうちに逆行するか臨界角度を越えて光
導波路から排除される。そして、光導波路中を伝播した
光は、その出力端からＣＣＤ３に受光され電気信号に変
換される。

【００３０】次に、第１の実施形態の光導波路アレイの
製造方法として、Ａ４サイズで分解能２００ｄｐｉの光
導波路縮小光学型イメージセンサに用いるものの作製例
について説明する。

【００３１】まず、３次元テーパ導波路アレイのマスタ
ー原版作製について、その概念説明図である図６を用い
て説明する。図７に示すように、エキシマレーザの照射
による加工により、プラスチック基板に溝を形成し、マ
スター原版を作製する。このとき、溝の深さは、エキシ
マレーザの照射エネルギー量に比例する。したがって、
プラスチック基板の移動速度を変化させるか、エキシマ
レーザの発振レートを変化させて、エキシマレーザの照
射エネルギーを制御することによって、溝の深さを変化
させることができる。また、溝の幅は、マスクを通して
レーザを照射し、スポットサイズを変化させることによ
り調節できる。

【００３２】次いで、上記のマスター原版を用いた光導
波路アレイの作製工程について、その説明図である図８
を用いて説明する。なお、図８において、図面左縦列に
はテーパ導波路入力端からの側面図を示し、図面右列に
はテーパ導波路を含む光伝播方向の面の側面断面図を示
す。

【００３３】上記のようにして作製したマスター原版は
図８（ａ）に示すようなものであり、その溝加工面にニ
ッケル金属膜を蒸着して電極とし（図８（ｂ））、これ
を用いて電解メッキによって、ニッケル金属を積層して
電解鍍金する（図８（ｃ））。そして、このニッケル金
属膜を剥離することによりマスター原版を離脱させ、ニ
ッケル金属から成る金型を作製する（図８（ｄ））。次
に、この金型を用いて射出成型を行い（図８（ｅ））、
金型から射出成型物を離型してテーパ光導波路と成る溝
を有する光導波路基板を作製する。なお、本実施形態で
は、射出成型プラスチック材料として、アクリルである
ＰＭＭＡを用いた。

【００３４】その後、この光導波路基板の溝にコア材料
を塗布して充填し（図８（ｇ））、その上から上部クラ
ッド基板である平面基板を重ね圧力を加えて密着接合さ
せる（図８（ｈ））。なお、本実施形態では、コア材料
として光学接着剤である紫外線硬化樹脂（スリーボンド
社製ＴＢ３０４２）を用いたので、図８（ｉ）に示すよ
うに、紫外線照射により、コアの形成と共に光導波路基
板と平面基板との接着を行う。また、光導波路のクラッ
ドと成る光導波路基板及び平面基板は、コアよりも屈折
率が低い必要があるものであり、平面基板の材料には光
導波路基板と同じアクリルであるＰＭＭＡを用いた。

【００３５】そして、最後に、その入力端面及び出力端
を研磨して、はみ出したコア材料を除去することによっ
て、光導波路アレイの製造が完了する。このようにして
製造した光導波路アレイの出力端面に光電変換素子アレ
イであるＣＣＤを結合させ、光導波路アレイの入力側の
側面に原稿照射のためのＬＥＤアレイを取り付ければ、
図６に示したような、上述の光導波路縮小光学型イメー
ジセンサが得られるものである。ここで、従来のマイク
ロレンズアレイを用いたもののように、マイクロレンズ
が光導波路に対応するように結合させるために必要だっ
た高精度な調整が不要となるので、容易に光導波路縮小
光学型イメージセンサを製造することができる。

【００３６】次いで、第２の実施形態として、光導波路
アレイの光導波路の入力端部を主走査方向に広がったテ
ーパ形状とし、その入力側にシリンドリカルレンズを設
けた光導波路縮小光学型イメージセンサについて説明す
る。

【００３７】第２の実施形態の光導波路縮小光学型イメ
ージセンサの概略平面図は、上記第１の実施形態の説明
に用いた図１に示したものの光導波路アレイ２の入力端
側にシリンドリカルレンズを配置したものである。すな
わち、その要部拡大斜視図である図９に示すように、主
走査方向のみに広がったような２次元テーパ形状の２次
元テーパ導波路１’がアレイ化されて成る２次元テーパ
導波路アレイ２’から構成され、その入力端側に円柱レ
ンズであるシリンドリカルレンズ５が配置されたものと
なる。したがって、この２次元テーパ光導波路アレイ
２’とシリンドリカルレンズ５以外は、上記第１の実施
形態と同様の構成である。

【００３８】この第２の実施形態のものでは、被写体か
らの入力光である原稿からの反射光のうち、副走査方向
に広がった光はシリンドリカルレンズ５により２次元テ
ーパ導波路に絞り込まれ、主走査方向に広がった光は上
記第１の実施形態で説明したような原理で２次元テーパ
導波路１’によりその直線状のストレート導波路部に導
入される。また、第２の実施形態の２次元テーパ導波路
１’においても、上記第１の実施形態と同様、そのテー
パ角度としては、０．５°以上２°以下が好ましいもの
である。

【００３９】この第２の実施形態の光導波路縮小光学型
イメージセンサに、原稿（被写体）を照射してそれから
の反射光として光導波路アレイへの入力光を得るための
発光素子であるＬＥＤアレイ４を設けたものを、その該
略図である図１０に示す。なお、図１０（Ａ）は平面
図、図１０（Ｂ）は図１のＢ方向からの側面図、図１０
（Ｃ）は図１のＣ方向からの側面図にそれぞれ相当す
る。

【００４０】図１０に示すように、この光導波路縮小光
学型イメージセンサは、原稿照射のための光源であるＬ
ＥＤアレイ４を、光導波路アレイ２’に対して斜め約４
５°で配置したものである。このイメージセンサの光導
波路アレイ２’の入力側を、原稿に対して垂直に配置す
れば、ＬＥＤアレイ４が斜め約４５°から原稿面をほぼ
均一に照射し、原稿からの反射光のうち原稿に対してほ
ぼ垂直に反射した光が、従来のもののようにマイクロレ
ンズアレイを介する代わりに、シリンドリカルレンズ４
を介して、テーパ導波路１’にその入力端から導入され
る。このとき、副走査方向の光はシリンドリカルレンズ
５により、テーパ導波路２’に導入される。そして、上
述のように、テーパ導波路１’の入力端部が２次元テー
パ形状となっているので、テーパ導波路１’にその主走
査方向で斜めから入射した光は、テーパ部で反射を繰り
返すうちに逆行するか臨界角度を越えて光導波路から排
除される。そして、光導波路中を伝播した光は、その出
力端からＣＣＤ３に受光され電気信号に変換される。

【００４１】次に、第１の実施形態の光導波路アレイの
製造方法として、Ａ４サイズで分解能２００ｄｐｉの光
導波路縮小光学型イメージセンサに用いるものの作製例
について説明する。

【００４２】まず、ガラス基板上に厚膜レジストを塗布
し、テーパ導波路パターンを形成してこれをマスター原
版とし、このマスター原版のパターン面に、上記第１の
実施形態と同様にして、ニッケル金属膜を蒸着し、これ
を電極としてニッケル金属を電気メッキした後、ガラス
／レジストから剥離して金型を作製する。これ以降は、
上記第１の実施形態と同様にして、射出成型技術を用い
て、光導波路アレイの作製する。

【００４３】このようにして製造した光導波路アレイの
出力端面に光電変換素子アレイであるＣＣＤを結合さ
せ、光導波路アレイの入力側の側面に原稿照射のための
ＬＥＤアレイを取り付ければ、図１０に示したような、
上述の光導波路縮小光学型イメージセンサが得られるも
のである。ここで、従来のマイクロレンズアレイを用い
たもののように、マイクロレンズが光導波路に対応する
ように結合させるために必要だった高精度な調整が不要
となり、単にシリンドリカルレンズをさせるだけで良い
ので、容易に光導波路縮小光学型イメージセンサを製造
することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明の光導波路縮小光
学型イメージセンサによれば、３次元テーパ導波路を用
いたものではマイクロレンズを必要とせず、２次元テー
パ導波路を用いたものではマイクロレンズの代わりにシ
リンドリカルレンズを使用できるので、コストの低減と
調整プロセスの簡略化が可能となる。また、マイクロレ
ンズを用いなくても、それぞれの光導波路入力部に対応
する原稿面からの反射光のみが光導波路へ入射すること
になり、クロストークを低減することができ、良好なコ
ントラストを維持することができる。

【００４５】さらに、本発明の光導波路縮小光学型イメ
ージセンサによれば、採用したテーパ導波路は、光導波
路のコアとクラッドとの屈折率差が大きくとも、入射臨
界角度を小さくできるので、実質的にＮＡを下げること
ができ、光学系の分解能を向上させることが可能とな
る。また、光導波路の屈折率差を大きく設定できること
から、光導波路の幅を小さくでき、光導波路の屈曲部の
曲率半径を小さくできるので、イメージセンサのサイズ
を小型化することが可能となる。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の光導波路縮小光学型
イメージセンサの概略構造を示す平面図である。

【図２】第１の実施形態の光導波路アレイの要部拡大斜
視図である。

【図３】テーパ導波路において被写体からの入力光であ
る原稿からの反射光の伝播の原理を説明する概念図であ
る。

【図４】第１の実施形態におけるコントラスト変化ＭＴ
Ｆの原稿−導波路間距離依存性を示す図である。

【図５】第１の実施形態におけるコントラスト変化ＭＴ
Ｆのテーパ角度依存性を示す図である。

【図６】第１の実施形態の光導波路縮小光学型イメージ
センサにＬＥＤアレイを設けたものの概略構造を示す図
である。

【図７】第１の実施形態の光導波路アレイ製造に用いる
マスター原版を作製を説明するための概念図である。

【図８】第１の実施形態の光導波路アレイの製造工程を
説明するための概略側面図である。

【図９】第２の実施形態の光導波路アレイの要部拡大斜
視図である。

【図１０】第２の実施形態の光導波路縮小光学型イメー
ジセンサにＬＥＤアレイを設けたものの概略構造を示す
図である。

【図１１】従来の光導波路縮小光学型イメージセンサの
概略構造を示す平面図である。

【図１２】従来の光導波路縮小光学型イメージセンサに
おける原稿からの反射光の伝播の原理を説明する概念図
である。

【図１３】従来の光導波路縮小光学型イメージセンサに
おける隣り合う光導波路でのクロストークの発生を説明
する概念図である。

【符号の説明】

１，１’ テーパ導波路２，２’ テーパ導波路アレイ３ＣＣＤ４シリンドリカルレンズ５ＬＥＤアレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 27/14 G02B 6/122

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの入力光が導入される光導波
路アレイと、該光導波路アレイからの出力光を電気信号
に変換する光電変換素子アレイとから成り、入力光側の
面積が出力光側の面積より大きい光導波路縮小光学型イ
メージセンサにおいて、光導波路アレイが直線状にアレイ化されている方向を主
走査方向とし、光導波路アレイの厚さ方向を副走査方向
としたとき、前記光導波路アレイの光導波路の入力端部を主走査方向
及び副走査方向に広がったテーパ形状として、前記被写
体からの入力光を直接前記光導波路の入射端部に入射す
るように構成され、前記光導波路の光伝送方向と光導波路内面のテーパ形状
面とで成す角度をテーパ角度（＜９０°）としたとき、
前記テーパ角度が０．５°以上２°以下であり且つ前記
光導波路入力端面から原稿までの距離が２ｍｍであるこ
とを特徴とする光導波路縮小光学型イメージセンサ。
【請求項２】被写体からの入力光が導入される光導波
路アレイと、該光導波路アレイからの出力光を電気信号
に変換する光電変換素子アレイとから成り、入力光側の
面積が出力光側の面積より大きい光導波路縮小光学型イ
メージセンサにおいて、光導波路アレイが直線状にアレイ化されている方向を主
走査方向としたとき、前記光導波路アレイの入力端部に
シリンドリカルレンズを設け、前記光導波路アレイの光
導波路の入力端部を主走査方向に広がったテーパ形状と
し、前記光導波路の光伝送方向と光導波路内面のテーパ形状
面とで成す角度をテーパ角度（＜９０°）としたとき、
前記テーパ角度が０．５°以上２°以下であり且つ前記
光導波路入力端面から原稿までの距離が２ｍｍであるこ
とを特徴とする光導波路縮小光学型イメージセンサ。
【請求項３】前記被写体からの入力光を得るために被
写体を照射する発光素子を設けたことを特徴とする請求
項１又は２に記載の光導波路縮小光学型イメージセン
サ。