JPH03171009A

JPH03171009A - 平面型光源

Info

Publication number: JPH03171009A
Application number: JP1309239A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Suzuki; 鈴木　昭央
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1991-07-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】７〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真記録における前露光用の光源や液晶
ディスプレイにおける背面照明用の光源などに好適な平
面型光源に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の電子写真記録における前露光用光源は、複数の小
型のタングステンランプを配設したものであり、これを
感光ドラム付近に設置して感光ドラム全面を露光してい
た。

また、従来の液晶ディスプレイにおける背面照明用光源
は、フロストガラスに蛍光管を複数本配設したものであ
り、これを液晶の背面に設置して蛍光管の光をフロスト
ガラスを通して液晶背面に当てていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記いずれの光源にあっても、発光源と
してのタングステンランプや蛍光管が被照射体（感光ド
ラム、液晶）に近接されて設置されているため、発光源
の発熱による昇温の問題があった。更に、多数のタング
ステンランプ等を配置しなければならず、レイアウトや
組立上の制約が多く、コンパクト設計が困難である等の
問題があった。

本発明の目的は、上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、発熱の影響がなく薄型でコンパクト設
計が可能な平面型光源を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、光導波路が多数並設されたシート状の光導波
路アレイと、この光導波路アレイの端面より光を入射す
るための光源とを有するもので、光導波路アレイ表面の
クラッド部における屈折率分布に特徴がある。

第１の発明においては、上記クラッド部に、光導波路の
光伝搬方向に沿って周期的にコ１ア部の屈折率に近い屈
折率の領域が形成されている。

第２の発明においては、上記クラッド部に、光導波路の
光伝搬方向に向って屈折率がコア部の屈折率に近い値へ
と次第に増加する領域が形成されている。

なお、第１、第２の発明の光導波路アレイとして、高分
子材料の選択的光重合法を用いて作製されたものを使用
してもよい。

〔作用〕

光源から出射された光は、光導波路アレイの端面より各
光導波路に入射し、各光導波路を伝搬する。各光導波路
を伝搬する光は、第１の発明では、クラッド部に形成さ
れたコア部の屈折率に近い屈折率の領域において、全反
射されずに漏洩する。

このため、光導波路アレイ表面のクラッド部の上記各領
域より光導路方向とはほぼ垂直方向に光が放射され、光
導波路アレイに面する被照射体に光が均一に照射される
。

また、第２の発明では、クラッド部の屈折率がコア部の
屈折率に近い値へと次第に増加する領域において、各光
導波路を伝搬する光（多モードの光）は、高次モードの
光から順次クラッドより漏洩し、光導波路アレイの上記
領域の表面全体よりほぼ均一に光が放射される。

〔実施例〕

以下に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、高分子材料の選択的光重合法により作製される高
分子光導波路アレイの作製工程の一例を第３図（ａ）〜
（ｆ）に従って説明する。

母材となる高分子フィルム１には、例えば屈折率１．５
９のビスフェノール２系ボリカーボネートを用いる。こ
の高分子フィルム１にはドーパントモノマとして、例え
ば重合後の屈折率が１．４８のアクリル酸メチルを添加
する。また、高分子フィルム１には重合開始材や重合禁
止剤も含まれている（第３図（ａ））。

この高分子フィルム１上に導波路パターンが記録されて
いるフォトマスク２をセットし、高圧水銀灯により紫外
線３を照射する。フォトマスク２には、紫外線３を遮蔽
する遮光部２ａと透過させる透光部２ｂとが交互に縞状
に形威されており、透光部２ｂを透過した紫外線３は高
分子フィルム１に照射される。この照射によりドーパン
トモノマの重合が進み、遮光部２ａで遮光された未露光
部の屈折率とに差が生じる（第３図（ｂ））。

次に、マスク露光後の高分子フィルム１を真空乾燥する
。真空乾燥により未露光部の未反応モノマ４が放出され
除去されるので、未露光部の屈折率は露光部に比べ高く
なる。この未露光部は最終的には光導波路のコアｉｌａ
となる。一方、露光部は、前記光重合反応により屈折率
が低下し、最終的にはクラッド部１ｂとなる（第３図（
Ｃ））。

次いで、真空乾燥後の高分子フィルム１の下面にコア部
１ａより低屈折率のボリマをコートしてクラッド部５を
形成する一方、高分子フィルム１の上面に、第３図（ａ
）の高分子フィルム１と同様に、光重合剤を含む高分子
フィルム剤をクラッド部６としてコートする（第３図（
ｄ））。

更に、フィルムのクラッド部６の上に、紫外線を遮光す
るための微小なドット列が記録されたフォトマスク７を
セットする。この場合、ドット列が光導波路方向に沿い
且つコア部１ａの直上に位置するようにフォトマスク７
をフィルムに重ねる（第３図（ｅ））。

そして、この状態で第３図（ｂ）と同様に紫外線を上方
より照射した後、最後に、真空乾燥してクラッド部６の
未露光部の未反応モノマを除去する。これにより、光導
波路のコア部１ａ上のクラッド部６にコア部１ａと同等
の屈折率をもったドット部８が形成された光導波路アレ
イ９が得られる（第３図（ｆ））。

このようにして得られた光導波路アレイ９を、第１図に
示すように、感光ドラム等の被照射体１０に面して配置
すると共に、蛍光管、ランプ、ＬＥＤ等の光源１１から
の光１２を光導波路アレイ９の端面より導波する。導波
された光１２は、光導波路アレイ９の各コア部１ａを伝
搬し、クラッド部６のドット部８から漏れ、これら漏洩
光１３が被照射体１０に照射される。光導波路アレイ９
は高分子材料でできており、非常に可撓性に優れている
ので、被照射体に合わせて自由な形状とすることができ
る。

なお、第１図の実施例では、光の入射は光導波路アレイ
９の一方の端面のみから行なったが、両端面から光を入
射するようにしてもよい。これにより、より均一な光強
度分布をもった平面型光源が得られる。また、光を光導
波路アレイ９の一方の端面から入射するが、他方の端面
ば鏡面として導入された光を反射して光導波路に戻すよ
うにしてもよい。また、上記実施例の光導波路アレイ９
では、クラッド部６のコア部１ａと同等の屈折率となる
領域がドット部８であったが、例えば第３図（ｅ）のフ
ォトマスク７の代わりに第３図（ｂ）のフォトマスク２
のようなストライプ状のものを用いれば、クラッド部６
にスリット状の光照射領域を形成することができる。ま
た、光導波路アレイ９のクラッド部５にもクラッド部６
と同様にドット部８を形成して、光導波路アレイ９の両
面から光を放出するようにしてもよい。

次に、本発明の他の実施例を第２図に従って述べる。こ
の実施例の光導波路アレイ１４の光照射面となるクラッ
ド部ｌ５の屈折率は、光１２の導入される端部１５ａ側
でクラッド部５の屈折率と同等であって他方の端部１５
ｂ側でコア部１ａの屈折率と同等となるように、ほぼリ
ニアに増加している。

この光導波路アレイ１４を作製するには、第３図（ｅ）
の工程に相当する段階で、フォトマスク７に代えて、露
光による光重合度で決まるクラッド部の屈折率が光導波
路方向にリニアに変化するように光の透過率が光導波路
方向に変化するフォトマスクを使用する。または、この
ようなフォトマスクを使用せずに、光導波路方向に移動
するシャッタを用いて、上述の所望の屈折率分布が得ら
れるように、露光時のシャッタの移動速度を調節して露
光量を変えるようにしてもよい。これにより、光導波路
方向の場所により露光量が連続的に変化するので光の重
合の度合、したがって屈折率も連続的に変化する。

光源１ｌから光導波路アレイ１４に入射する光１２の角
度には分布がある。また、コア部１ａとクラッド部１５
との屈折率差が光の伝搬方向に連続的に減少しているた
め、コア部１ａとクラッド部１５の境界面で全反射でき
る光の入射角は、次第に増加する。従って、光導波路を
伝搬する光は、コア部１ａとクラッド部１５との境界面
への入射角が小さいもの（高次モードの光）から順次ク
ラッド部工５を通って外部へ放出される。この結果、ク
ラッド部の屈折率が変化している領域で均一な強度をも
った放射光を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
効果が得られる。

（１）　　光源と光源からの光を導き且つ分散して放射
する光導波路アレイとにより構成されるため、光源を被
照射体から離間させることができ、光源の発熱による被
照射体等の昇温の問題を解消できる。

（２）シート状の光導波路アレイを用いているので、従来のよ
うに多数の光源を配置する必要がなくなり、レイアウト
上や組立上の自由度が増し、コンパト設計が可能となる
。

更に、部品点数を削減でき、軽量化、低コスト化が図れ
る。特に、光導波路アレイとして高分子材料の選択的重
合法を用いて作製したものを使用すれば、可撓性に富む
ため、自由な形状とすることができ、且つ発熱の心配も
ないことから、狭あい部などにも容易に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明に係る平面型光源の一実施例を示す斜視
図、第２図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第３
図（ａ）乃至（ｆ）は第１図の平面型光源における光導
波路アレイの作製工程を示す工程図である。１・・・高分子フィルム、１ａ・・・コア部、１ｂ・・
・クラッド部、２・・・フォトマスク、２ａ・・・遮光
部、２ｂ・・・透光部、３・・・紫外線、４・・・未反
応モノマ、５．６・・・クラッド部、７・・・フォトマ
スク、８・・・ドット部、９・・・光導波路アレイ、１
０・・・被照射体、１１・・・光源、１２・・・光源か
らの光、１３・・・漏洩光、１４・・・光導波路アレイ
、１５・・・クラッド部。

Claims

【特許請求の範囲】１、光導波路が多数並設されたシート状の光導波路アレ
イと、この光導波路アレイの端面より光を入射するため
の光源とを有し、上記光導波路アレイの表面のクラッド
部に、光導波路の光伝搬方向に沿って周期的にコア部の
屈折率に近い屈折率の領域が形成されていることを特徴
とする平面型光源。２、光導波路が多数並設されたシート状の光導波路アレ
イと、この光導波路アレイの端面より光を入射するため
の光源とを有し、上記光導波路アレイの表面のクラッド
部に、光導波路の光伝搬方向に向って屈折率がコア部の
屈折率に近い値へと次第に増加する領域が形成されてい
ることを特徴とする平面型光源。３、上記光導波路アレイが、高分子材料の選択的光重合
法を用いて作製されたものであることを特徴とする請求
項１又は２記載の平面型光源。