JPH09298627A - 縮小型イメージセンサ - Google Patents
縮小型イメージセンサInfo
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- JPH09298627A JPH09298627A JP8109899A JP10989996A JPH09298627A JP H09298627 A JPH09298627 A JP H09298627A JP 8109899 A JP8109899 A JP 8109899A JP 10989996 A JP10989996 A JP 10989996A JP H09298627 A JPH09298627 A JP H09298627A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水分の侵食により光導波路の光学特性が劣化
することなく、また雑音光を低減することのできる縮小
型イメージセンサを提供すること。 【解決手段】 対象物を照らすための光源と、前記対象
物からのイメージの反射光を集光するための光学手段
と、該光学手段により集光された前記反射光を伝達する
ための光伝達手段と、該光伝達手段により伝達された前
記反射光を前記電気信号に変換するための光電変換手段
とを結合して備え、少なくとも、前記光伝達手段と光学
手段または光電変換手段との結合部を含んで前記光伝達
手段を樹脂により封止する。
することなく、また雑音光を低減することのできる縮小
型イメージセンサを提供すること。 【解決手段】 対象物を照らすための光源と、前記対象
物からのイメージの反射光を集光するための光学手段
と、該光学手段により集光された前記反射光を伝達する
ための光伝達手段と、該光伝達手段により伝達された前
記反射光を前記電気信号に変換するための光電変換手段
とを結合して備え、少なくとも、前記光伝達手段と光学
手段または光電変換手段との結合部を含んで前記光伝達
手段を樹脂により封止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ等の
一次元読み取り光学系に使用される縮小型イメージセン
サに関し、特に光導波路を用いた縮小型イメージセンサ
に関する。
一次元読み取り光学系に使用される縮小型イメージセン
サに関し、特に光導波路を用いた縮小型イメージセンサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ファクシミリやイメージスキャ
ナ、或いはデジタル複写機などの需要の増加に伴って、
図形や文字などのイメージを電気信号に変換する一次元
型のイメージセンサの高性能化と小型化が要望されてい
る。このイメージセンサには、原稿などの対象物に表さ
れたイメージを光学的に縮小して得られる結像イメージ
を読み取る縮小型イメージセンサと、等倍のイメージを
読み取る密着型イメージセンサとがある。
ナ、或いはデジタル複写機などの需要の増加に伴って、
図形や文字などのイメージを電気信号に変換する一次元
型のイメージセンサの高性能化と小型化が要望されてい
る。このイメージセンサには、原稿などの対象物に表さ
れたイメージを光学的に縮小して得られる結像イメージ
を読み取る縮小型イメージセンサと、等倍のイメージを
読み取る密着型イメージセンサとがある。
【０００３】このうち、縮小型イメージセンサは、高速
な読み取りができ、低価格である反面、光学系を構成す
るレンズ群を必要とするため、小型化が困難であり、装
置毎に光学系の調整を必要とする。一方、密着型イメー
ジセンサは、光学系を簡略化することができることか
ら、光学系の調整を必要としない反面、大規模な受光ア
レーを備えた光電変換素子を必要とするため、この光電
変換素子を駆動制御するための周辺回路が複雑となり、
低価格化が困難である。
な読み取りができ、低価格である反面、光学系を構成す
るレンズ群を必要とするため、小型化が困難であり、装
置毎に光学系の調整を必要とする。一方、密着型イメー
ジセンサは、光学系を簡略化することができることか
ら、光学系の調整を必要としない反面、大規模な受光ア
レーを備えた光電変換素子を必要とするため、この光電
変換素子を駆動制御するための周辺回路が複雑となり、
低価格化が困難である。
【０００４】これに対して、特開平６−９４３４６号公
報に開示されているように、光導波路を用いた縮小型イ
メージセンサが知られている。この光導波路を用いた縮
小型イメージセンサは、原稿幅と同等の幅に形成された
マイクロレンズアレイと、該レンズアレイにより集光さ
れた光を伝達するための複数の光導波路が形成された光
導波路基板と、該光導波路に伝達された光を光電変換す
る光電変換素子とを備えて構成され、マイクロレンズア
レイにより集光された対象物からの反射光を光導波路に
より光電変換素子の受光アレイに導くことによって、光
学的に縮小された結像イメージを得て、これを光電変換
するものである。
報に開示されているように、光導波路を用いた縮小型イ
メージセンサが知られている。この光導波路を用いた縮
小型イメージセンサは、原稿幅と同等の幅に形成された
マイクロレンズアレイと、該レンズアレイにより集光さ
れた光を伝達するための複数の光導波路が形成された光
導波路基板と、該光導波路に伝達された光を光電変換す
る光電変換素子とを備えて構成され、マイクロレンズア
レイにより集光された対象物からの反射光を光導波路に
より光電変換素子の受光アレイに導くことによって、光
学的に縮小された結像イメージを得て、これを光電変換
するものである。
【０００５】この光導波路を用いた縮小型イメージセン
サによれば、光学系の調整が不要となり、また光電変換
素子の受光アレイを小型に形成することができるので、
高性能で低価格なイメージセンサを実現することができ
る。以下、「縮小型イメージセンサ」と記したときは、
光導波路を用いた縮小型イメージセンサを意味するもの
とする。
サによれば、光学系の調整が不要となり、また光電変換
素子の受光アレイを小型に形成することができるので、
高性能で低価格なイメージセンサを実現することができ
る。以下、「縮小型イメージセンサ」と記したときは、
光導波路を用いた縮小型イメージセンサを意味するもの
とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
縮小型イメージセンサにおいて、光導波路の光学特性の
経時変化が問題となっていた。すなわち、一般に、光導
波路は、ポリマー等を材料とするコア部及びこれを囲む
クラッド部からなり、外部から侵入した水分は、コア部
またはクラッド部の光学特性を経時的に劣化させる。特
に、コア部とクラッド部との界面の光学特性が劣化する
と、コア部の光の一部がクラッド部に抜け出し、この結
果、マイクロレンズアレイにより集光された光が光電変
換素子に適切に伝達されなくなる。
縮小型イメージセンサにおいて、光導波路の光学特性の
経時変化が問題となっていた。すなわち、一般に、光導
波路は、ポリマー等を材料とするコア部及びこれを囲む
クラッド部からなり、外部から侵入した水分は、コア部
またはクラッド部の光学特性を経時的に劣化させる。特
に、コア部とクラッド部との界面の光学特性が劣化する
と、コア部の光の一部がクラッド部に抜け出し、この結
果、マイクロレンズアレイにより集光された光が光電変
換素子に適切に伝達されなくなる。
【０００７】また、コア部からクラッド部に抜け出した
光は雑音光となり、光電変換素子がこの雑音光を受光す
ると、再生される図形や文字などのイメージの分解能が
低下する。この雑音光としては、上述のコア部とクラッ
ド部との界面の光学特性の劣化によりコア部から抜け出
したものや、原稿などの対象物に光を照射する光源から
直接的にクラッド部に入射するもの、或いは光導波路以
外からの経路を経て光電変換素子に直接的に受光される
外部光などがある。このように光導波路の光学特性の劣
化をもたらす水分の侵入経路としては、クラッド部を直
接的に侵食する経路や、光導波路と光電変換素子等の他
の構成要素との結合部から侵入する経路がある。
光は雑音光となり、光電変換素子がこの雑音光を受光す
ると、再生される図形や文字などのイメージの分解能が
低下する。この雑音光としては、上述のコア部とクラッ
ド部との界面の光学特性の劣化によりコア部から抜け出
したものや、原稿などの対象物に光を照射する光源から
直接的にクラッド部に入射するもの、或いは光導波路以
外からの経路を経て光電変換素子に直接的に受光される
外部光などがある。このように光導波路の光学特性の劣
化をもたらす水分の侵入経路としては、クラッド部を直
接的に侵食する経路や、光導波路と光電変換素子等の他
の構成要素との結合部から侵入する経路がある。
【０００８】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、光導波路の光学特性が劣化することな
く、また雑音光を低減することのできる縮小型イメージ
センサを提供することを課題とする。
たものであり、光導波路の光学特性が劣化することな
く、また雑音光を低減することのできる縮小型イメージ
センサを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。請求項１記載の
発明にかかる縮小型イメージセンサは、対象物に表現さ
れたイメージを電気信号に変換する縮小型イメージセン
サであって、前記対象物を照らすための光源と、前記対
象物からの前記イメージの反射光を集光するための光学
手段と、該光学手段により集光された前記反射光を伝達
するための光伝達手段と、該光伝達手段により伝達され
た前記反射光を前記電気信号に変換するための光電変換
手段とを結合して備え、少なくとも、前記光伝達手段と
光学手段または光電変換手段との結合部を含んで前記光
伝達手段を樹脂により封止して構成されている。
決達成するため、以下の構成を有する。請求項１記載の
発明にかかる縮小型イメージセンサは、対象物に表現さ
れたイメージを電気信号に変換する縮小型イメージセン
サであって、前記対象物を照らすための光源と、前記対
象物からの前記イメージの反射光を集光するための光学
手段と、該光学手段により集光された前記反射光を伝達
するための光伝達手段と、該光伝達手段により伝達され
た前記反射光を前記電気信号に変換するための光電変換
手段とを結合して備え、少なくとも、前記光伝達手段と
光学手段または光電変換手段との結合部を含んで前記光
伝達手段を樹脂により封止して構成されている。
【００１０】請求項２に記載の発明にかかる縮小型イメ
ージセンサは、対象物に表現されたイメージを電気信号
に変換する縮小型イメージセンサであって、前記対象物
を照らすための光源と、前記対象物からの前記イメージ
の反射光を集光するための光学手段と、該光学手段によ
り集光された前記反射光を伝達するための光伝達手段
と、該光伝達手段により伝達された前記反射光を前記電
気信号に変換するための光電変換手段とを結合して備
え、少なくとも、前記光伝達手段と光電変換手段との結
合部を含んで、前記光伝達手段を樹脂により封止し、前
記光学手段を前記樹脂の一部に球面状の凸部を形成して
備えて構成されている。
ージセンサは、対象物に表現されたイメージを電気信号
に変換する縮小型イメージセンサであって、前記対象物
を照らすための光源と、前記対象物からの前記イメージ
の反射光を集光するための光学手段と、該光学手段によ
り集光された前記反射光を伝達するための光伝達手段
と、該光伝達手段により伝達された前記反射光を前記電
気信号に変換するための光電変換手段とを結合して備
え、少なくとも、前記光伝達手段と光電変換手段との結
合部を含んで、前記光伝達手段を樹脂により封止し、前
記光学手段を前記樹脂の一部に球面状の凸部を形成して
備えて構成されている。
【００１１】請求項３に記載の発明にかかる縮小型イメ
ージセンサは、請求項１に記載の光導波路を用いた縮小
型イメージセンサの光伝達手段が、反射光を伝達するコ
ア部と、該コア部を囲むクラッド部とから構成され、樹
脂の屈折率は、光学手段の屈折率よりも小さく且つ前記
クラッド部の屈折率よりも大きく構成されている。
ージセンサは、請求項１に記載の光導波路を用いた縮小
型イメージセンサの光伝達手段が、反射光を伝達するコ
ア部と、該コア部を囲むクラッド部とから構成され、樹
脂の屈折率は、光学手段の屈折率よりも小さく且つ前記
クラッド部の屈折率よりも大きく構成されている。
【００１２】請求項４に記載の発明にかかる縮小型イメ
ージセンサは、請求項１に記載の光導波路を用いた縮小
型イメージセンサの樹脂が、光を反射または吸収する性
質を有して構成されている。
ージセンサは、請求項１に記載の光導波路を用いた縮小
型イメージセンサの樹脂が、光を反射または吸収する性
質を有して構成されている。
【００１３】上記構成された本発明は、以下のように作
用する。請求項１に記載の発明にかかる縮小型イメージ
センサによれば、光学手段または光電変換手段との結合
部を含んで光伝達手段を他の構成要素と共に樹脂により
封止して、光伝達手段に至る水分などの侵入路を断つ。
用する。請求項１に記載の発明にかかる縮小型イメージ
センサによれば、光学手段または光電変換手段との結合
部を含んで光伝達手段を他の構成要素と共に樹脂により
封止して、光伝達手段に至る水分などの侵入路を断つ。
【００１４】請求項２に記載の発明にかかる縮小型イメ
ージセンサによれば、樹脂の一部に形成された球面状の
凸部が光学手段を構成して集光する。
ージセンサによれば、樹脂の一部に形成された球面状の
凸部が光学手段を構成して集光する。
【００１５】請求項３に記載の発明にかかる縮小型イメ
ージセンサによれば、請求項１に記載の光導波路を用い
た縮小型イメージセンサの樹脂の内部の光は、クラッド
部との界面で反射され、光学手段に屈折される。
ージセンサによれば、請求項１に記載の光導波路を用い
た縮小型イメージセンサの樹脂の内部の光は、クラッド
部との界面で反射され、光学手段に屈折される。
【００１６】請求項４に記載の発明にかかる縮小型イメ
ージセンサによれば、請求項１に記載の光導波路を用い
た縮小型イメージセンサの樹脂は、光を反射吸収して雑
音光を伝達しない。
ージセンサによれば、請求項１に記載の光導波路を用い
た縮小型イメージセンサの樹脂は、光を反射吸収して雑
音光を伝達しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照しなが
ら、本発明の実施の形態にかかる縮小型イメージセンサ
について説明する。ここで、図１は、本発明の第１の実
施形態にかかる縮小型イメージセンサの構造を表し、同
図（ａ）は、正面から観た透視図であり、同図（ｂ）
は、側面から観た透視図である。また、図２は、本発明
の第１の実施形態の縮小型イメージセンサが備えるマイ
クロレンズ周辺の拡大図であり、図３は、本発明の第２
の実施形態の縮小型イメージセンサが備えるマイクロレ
ンズ周辺の拡大図である。さらに、図４および図５は、
縮小型イメージセンサの光導波路基板を構成するクラッ
ド部の製作工程を説明するための工程図であり、図６
は、クラッド部に形成されたキャピラリにコア材を充填
する方法を説明するための説明図である。
ら、本発明の実施の形態にかかる縮小型イメージセンサ
について説明する。ここで、図１は、本発明の第１の実
施形態にかかる縮小型イメージセンサの構造を表し、同
図（ａ）は、正面から観た透視図であり、同図（ｂ）
は、側面から観た透視図である。また、図２は、本発明
の第１の実施形態の縮小型イメージセンサが備えるマイ
クロレンズ周辺の拡大図であり、図３は、本発明の第２
の実施形態の縮小型イメージセンサが備えるマイクロレ
ンズ周辺の拡大図である。さらに、図４および図５は、
縮小型イメージセンサの光導波路基板を構成するクラッ
ド部の製作工程を説明するための工程図であり、図６
は、クラッド部に形成されたキャピラリにコア材を充填
する方法を説明するための説明図である。
【００１８】（第１の実施形態）図１に示す第１の実施
形態にかかる縮小型イメージセンサは、原稿などの対象
物１０に表現された図形や文字などのイメージの反射光
を集光する光学手段としてのマイクロレンズアレイ１
と、該マイクロレンズアレイ１により集光された光を後
述する光電変換素子３の受光アレイに伝達するための光
導波路を構成するコア部２Ａが形成された光伝達手段と
しての光導波路基板２と、該光導波路基板２の光導波路
により伝達された光を電気信号に変換する光電変換手段
としての光電変換素子３と、前記マイクロレンズアレイ
１と前記光導波路基板２と光電変換素子３とを一体的に
封止する透明樹脂４と、該透明樹脂４の表面を覆う金属
薄膜５と、対象物１０を照らす光源６とから構成されて
いる。なお、本実施形態では、図１（ｂ）に示すよう
に、光源６も前記透明樹脂により他の構成要素と一体的
に固定したが、必要に応じて分離してもよい。
形態にかかる縮小型イメージセンサは、原稿などの対象
物１０に表現された図形や文字などのイメージの反射光
を集光する光学手段としてのマイクロレンズアレイ１
と、該マイクロレンズアレイ１により集光された光を後
述する光電変換素子３の受光アレイに伝達するための光
導波路を構成するコア部２Ａが形成された光伝達手段と
しての光導波路基板２と、該光導波路基板２の光導波路
により伝達された光を電気信号に変換する光電変換手段
としての光電変換素子３と、前記マイクロレンズアレイ
１と前記光導波路基板２と光電変換素子３とを一体的に
封止する透明樹脂４と、該透明樹脂４の表面を覆う金属
薄膜５と、対象物１０を照らす光源６とから構成されて
いる。なお、本実施形態では、図１（ｂ）に示すよう
に、光源６も前記透明樹脂により他の構成要素と一体的
に固定したが、必要に応じて分離してもよい。
【００１９】ここで、マイクロレンズアレイ１は、１個
のマイクロレンズが１本の光導波路（コア部２Ａ）に対
応づけられて、複数のマイクロレンズが１次元状（ライ
ン状）に配列されて構成されている。また、光導波路基
板２は、例えばポリマー等を材料とするコア部２Ａと、
これを囲むクラッド部２Ｂとからなり、コア部２Ａの屈
折率がクラッド部２Ｂのそれに比較して大きく設定され
ている。コア部２Ａとクラッド基板２Ｂとの屈折率がこ
のように設定されることにより、マイクロレンズアレイ
１により集光されてコア部２Ａに入射された光が、コア
部２Ａとクラッド部２Ｂとの界面で全反射され、コア部
２Ａから抜け出ることなく光電変換素子３の受光アレイ
まで伝達される。前述の光導波路は、コア部２Ａを本体
とするが、このコア部２Ａとクラッド部２Ｂとの界面領
域をも含んで構成されるものである。
のマイクロレンズが１本の光導波路（コア部２Ａ）に対
応づけられて、複数のマイクロレンズが１次元状（ライ
ン状）に配列されて構成されている。また、光導波路基
板２は、例えばポリマー等を材料とするコア部２Ａと、
これを囲むクラッド部２Ｂとからなり、コア部２Ａの屈
折率がクラッド部２Ｂのそれに比較して大きく設定され
ている。コア部２Ａとクラッド基板２Ｂとの屈折率がこ
のように設定されることにより、マイクロレンズアレイ
１により集光されてコア部２Ａに入射された光が、コア
部２Ａとクラッド部２Ｂとの界面で全反射され、コア部
２Ａから抜け出ることなく光電変換素子３の受光アレイ
まで伝達される。前述の光導波路は、コア部２Ａを本体
とするが、このコア部２Ａとクラッド部２Ｂとの界面領
域をも含んで構成されるものである。
【００２０】図１および図２に示すように、本実施形態
の縮小型イメージセンサは、光導波路基板２とマイクロ
レンズアレイ１との結合部および光導波路基板２と光電
変換素子との結合部を含んで、これらを一体的に透明樹
脂４により封止して構成され、これにより、光導波路が
形成される光導波路基板２への水分の進入路を断つもの
となっている。
の縮小型イメージセンサは、光導波路基板２とマイクロ
レンズアレイ１との結合部および光導波路基板２と光電
変換素子との結合部を含んで、これらを一体的に透明樹
脂４により封止して構成され、これにより、光導波路が
形成される光導波路基板２への水分の進入路を断つもの
となっている。
【００２１】ここで、図２に拡大して示すように、マイ
クロレンズアレイ１は、光導波路基板２との結合部を含
めて全体が透明樹脂４で封止さたものとなっている。こ
のように封止した場合、透明樹脂４の屈折率をマイクロ
レンズアレイ１の屈折率より小さく設定することによ
り、樹脂４を通過した光をコア部２Ａに集光することが
でき、マイクロレンズアレイ１の機能を維持することが
できる。
クロレンズアレイ１は、光導波路基板２との結合部を含
めて全体が透明樹脂４で封止さたものとなっている。こ
のように封止した場合、透明樹脂４の屈折率をマイクロ
レンズアレイ１の屈折率より小さく設定することによ
り、樹脂４を通過した光をコア部２Ａに集光することが
でき、マイクロレンズアレイ１の機能を維持することが
できる。
【００２２】また、透明樹脂４の屈折率を光導波路基板
２を構成するクラッド基板２Ｂの屈折率より大きく設定
することにより、透明樹脂４の内部を迷走する光がクラ
ッド部２Ｂに侵入することを防止すると共に、クラッド
部２Ｂの内部を迷走する光を透明樹脂４に吸収して、雑
音光を低減する。
２を構成するクラッド基板２Ｂの屈折率より大きく設定
することにより、透明樹脂４の内部を迷走する光がクラ
ッド部２Ｂに侵入することを防止すると共に、クラッド
部２Ｂの内部を迷走する光を透明樹脂４に吸収して、雑
音光を低減する。
【００２３】このように、本実施形態の縮小型イメージ
センサにおいては、マイクロレンズアレイ１、透明樹脂
４およびクラッド部２Ｂの屈折率をそれぞれμ1，μ2，
μ3とすると、これらの屈折率は、μ1＞μ2＞μ3の条件
を満足するように設定される。なお、コア部２Ａの屈折
率μ0は、μ0≧μ1，μ0＞μ3を満足するように設定さ
れる。
センサにおいては、マイクロレンズアレイ１、透明樹脂
４およびクラッド部２Ｂの屈折率をそれぞれμ1，μ2，
μ3とすると、これらの屈折率は、μ1＞μ2＞μ3の条件
を満足するように設定される。なお、コア部２Ａの屈折
率μ0は、μ0≧μ1，μ0＞μ3を満足するように設定さ
れる。
【００２４】ここで、図４〜図６を用いて、本実施形態
にかかる縮小型イメージセンサの製作方法の一例を説明
する。先ず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板２０
にフォトレジスト２１を均一に塗布する。このフォトレ
ジスト２１の膜厚は、後述するコア材としてのモノマー
溶液６０が充填されるキャピラリの２１ｃ断面形状を定
めるものとなり、例えば８ミクロン程度が設定される。
にかかる縮小型イメージセンサの製作方法の一例を説明
する。先ず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板２０
にフォトレジスト２１を均一に塗布する。このフォトレ
ジスト２１の膜厚は、後述するコア材としてのモノマー
溶液６０が充填されるキャピラリの２１ｃ断面形状を定
めるものとなり、例えば８ミクロン程度が設定される。
【００２５】次に、図４（ｂ）に示すように、フォトレ
ジスト２１にフォトマスク２２を密着させて露光し、フ
ォトレジスト２１にフォトマスク２２のパターンを転写
する。このフォトマスク２２のパターンは、例えばフォ
トレジスト２１がポジ型である場合、図１に示すコア部
２Ａが形成される領域を明部として表されており、フォ
トレジスト２１はこの明部を通過した光に感光される。
ジスト２１にフォトマスク２２を密着させて露光し、フ
ォトレジスト２１にフォトマスク２２のパターンを転写
する。このフォトマスク２２のパターンは、例えばフォ
トレジスト２１がポジ型である場合、図１に示すコア部
２Ａが形成される領域を明部として表されており、フォ
トレジスト２１はこの明部を通過した光に感光される。
【００２６】次に、図４（ｃ）に示すように、フォトレ
ジスト２１の感光した領域をエッチング溶液により除去
して、図１に示すコア部２Ａに対応する複数の溝２１ａ
を形成する。この溝２１ａの幅は、前述のフォトレジス
ト２１の膜厚と共に、後述するキャピラリの２１ｃ断面
形状を定めるものとなり、例えばフォトレジスト２１の
膜厚と同じく８ミクロン程度が設定される。
ジスト２１の感光した領域をエッチング溶液により除去
して、図１に示すコア部２Ａに対応する複数の溝２１ａ
を形成する。この溝２１ａの幅は、前述のフォトレジス
ト２１の膜厚と共に、後述するキャピラリの２１ｃ断面
形状を定めるものとなり、例えばフォトレジスト２１の
膜厚と同じく８ミクロン程度が設定される。
【００２７】次に、図４（ｄ）に示すように、溝２１ａ
が形成されたガラス基板を型として、凸部２３ａが形成
された金型２３を作成する。そして、図４（ｅ）に示す
ように、この金型２３を用いて、その主面に溝２１ｂが
形成されたクラッド基板２Ｂ1を作成する。また、この
クラッド基板２Ｂ1と大きさが同一で、その主面が平面
状のクラッド基板２Ｂ2も準備する。このクラッド基板
２Ｂ1，２Ｂ2は、例えばポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）などのポリマを材料とすることができるが、本
発明の本質はこの材料により制約されるものではない。
が形成されたガラス基板を型として、凸部２３ａが形成
された金型２３を作成する。そして、図４（ｅ）に示す
ように、この金型２３を用いて、その主面に溝２１ｂが
形成されたクラッド基板２Ｂ1を作成する。また、この
クラッド基板２Ｂ1と大きさが同一で、その主面が平面
状のクラッド基板２Ｂ2も準備する。このクラッド基板
２Ｂ1，２Ｂ2は、例えばポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）などのポリマを材料とすることができるが、本
発明の本質はこの材料により制約されるものではない。
【００２８】次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、溝２１ｂが形成されたクラッド基板２Ｂ1の主面に
クラッド基板２Ｂ2の主面を合わせ、これらクラッド基
板２Ｂ1と２Ｂ2とをクランプ用治具３０で挟んで固定す
る。これらクラッド基板２Ｂ1及び２Ｂ2は、図１及び図
２に示すクラッド部２Ｂを構成し、このクラッド部２Ｂ
には、その一辺側からこれに対向する辺に通じるキャピ
ラリ２１ｃが形成される。
に、溝２１ｂが形成されたクラッド基板２Ｂ1の主面に
クラッド基板２Ｂ2の主面を合わせ、これらクラッド基
板２Ｂ1と２Ｂ2とをクランプ用治具３０で挟んで固定す
る。これらクラッド基板２Ｂ1及び２Ｂ2は、図１及び図
２に示すクラッド部２Ｂを構成し、このクラッド部２Ｂ
には、その一辺側からこれに対向する辺に通じるキャピ
ラリ２１ｃが形成される。
【００２９】次に、図５（ｂ）に示すように、キャピラ
リ２１ｃの一方の開口部が存在する一辺を除いて、クラ
ッド基板２Ｂ1と２Ｂ2との接合部をエポキシ樹脂などの
低真空用シール樹脂４０で封止する。次に、図６（ａ）
に示すように、キャピラリ２１ｃの開口部が存在するク
ラッド部２Ｂの一辺が下側に位置するようにして、クラ
ッド部２Ｂが装着されたクランプ用治具３０を、真空室
７０の内部に準備された保持具５０のアームに装着す
る。
リ２１ｃの一方の開口部が存在する一辺を除いて、クラ
ッド基板２Ｂ1と２Ｂ2との接合部をエポキシ樹脂などの
低真空用シール樹脂４０で封止する。次に、図６（ａ）
に示すように、キャピラリ２１ｃの開口部が存在するク
ラッド部２Ｂの一辺が下側に位置するようにして、クラ
ッド部２Ｂが装着されたクランプ用治具３０を、真空室
７０の内部に準備された保持具５０のアームに装着す
る。
【００３０】この保持具５０のアームに装着されたクラ
ンプ用治具３０の下方には、コア部２Ａの材料であるモ
ノマー溶液６０が入れられた容器が配置されている。こ
のコア部２Ａの材料として、例えば「ＭＣＲ−６５」
（三菱レーヨン社製）などの紫外線硬化樹脂を用いても
よく、耐湿性を有して前述の屈折率の条件を満足するも
のであれば特に限定されるものではない。
ンプ用治具３０の下方には、コア部２Ａの材料であるモ
ノマー溶液６０が入れられた容器が配置されている。こ
のコア部２Ａの材料として、例えば「ＭＣＲ−６５」
（三菱レーヨン社製）などの紫外線硬化樹脂を用いても
よく、耐湿性を有して前述の屈折率の条件を満足するも
のであれば特に限定されるものではない。
【００３１】次に、真空室７０の内部を10-4Torrの真空
度に保ち、モノマー溶液６０に含まれた気体の除去と、
キャピラリ２１ｃの内部の気体の除去を行う。その後、
保持具５０のアームを下方に移動させ、キャピラリ２１
ｃの開口部をモノマー溶液６０に浸し、真空室７０の真
空度を大気圧まで徐々に下げる。この結果、キャピラリ
２１ｃの内部と外部との間に気圧差が生じ、これによ
り、キャピラリ２１ｃの内部にモノマー溶液６０が充填
される。
度に保ち、モノマー溶液６０に含まれた気体の除去と、
キャピラリ２１ｃの内部の気体の除去を行う。その後、
保持具５０のアームを下方に移動させ、キャピラリ２１
ｃの開口部をモノマー溶液６０に浸し、真空室７０の真
空度を大気圧まで徐々に下げる。この結果、キャピラリ
２１ｃの内部と外部との間に気圧差が生じ、これによ
り、キャピラリ２１ｃの内部にモノマー溶液６０が充填
される。
【００３２】次に、クランプ用治具３０を保持具５０か
ら取り外し、紫外線を照射してモノマー溶液６０を硬化
させ、図１及び図２に示すコア部２Ａを形成する。そし
て、マイクロレンズアレイ１および光電変換素子３が結
合される部分を、例えば0.5μm以下の粒子サイズのダイ
アモンド含有懸濁液を用いて研磨した後、シール用樹脂
４０を除去して、光導波路基板２を得る。
ら取り外し、紫外線を照射してモノマー溶液６０を硬化
させ、図１及び図２に示すコア部２Ａを形成する。そし
て、マイクロレンズアレイ１および光電変換素子３が結
合される部分を、例えば0.5μm以下の粒子サイズのダイ
アモンド含有懸濁液を用いて研磨した後、シール用樹脂
４０を除去して、光導波路基板２を得る。
【００３３】次に、このようにして得た光導波路基板２
に光電変換素子３を結合する。この結合は、マイクロレ
ンズアレイ１が取り付けられる導波路の端部からコア部
２Ｂにレーザー光を入射させ、光電変換素子３がこのレ
ーザー光を光電変換して出力する電気信号の振幅が最大
となるように結合の位置を調整した後、接着剤で仮止め
して行う。
に光電変換素子３を結合する。この結合は、マイクロレ
ンズアレイ１が取り付けられる導波路の端部からコア部
２Ｂにレーザー光を入射させ、光電変換素子３がこのレ
ーザー光を光電変換して出力する電気信号の振幅が最大
となるように結合の位置を調整した後、接着剤で仮止め
して行う。
【００３４】次に、光導波路基板２にマイクロレンズア
レイ１を結合する。この結合は、既に仮止めされた光電
変換素子が出力する電気信号の信号振幅をモニタし、こ
の信号振幅が最大となるようにマイクロレンズアレイ１
の結合の位置を調整した後、接着剤で仮止めして行う。
このマイクロレンズアレイ１は、たとえば、コア部２Ａ
の材料と同じＭＣＲ−６５を用いて作成してもよい。
レイ１を結合する。この結合は、既に仮止めされた光電
変換素子が出力する電気信号の信号振幅をモニタし、こ
の信号振幅が最大となるようにマイクロレンズアレイ１
の結合の位置を調整した後、接着剤で仮止めして行う。
このマイクロレンズアレイ１は、たとえば、コア部２Ａ
の材料と同じＭＣＲ−６５を用いて作成してもよい。
【００３５】次に、図１（ｂ）に示す光源６を取り付け
る。この取り付けは、光源６を点灯させて対象物１０を
照らし、既に仮止めされたマイクロレンズアレイ１およ
び光導波路基板２を経て光電変換素子３に受光される光
量が最大となるように、取り付け角度を調整して仮止め
して行う。
る。この取り付けは、光源６を点灯させて対象物１０を
照らし、既に仮止めされたマイクロレンズアレイ１およ
び光導波路基板２を経て光電変換素子３に受光される光
量が最大となるように、取り付け角度を調整して仮止め
して行う。
【００３６】次に、以上により仮止めされたマイクロレ
ンズアレイ１と光導波路基板２と光電変換素子３と光源
６とを図示しない金型に入れて、透明樹脂４を流し込
み、これらを透明樹脂４により封止する。仮止めされた
各構成部品は、透明樹脂４により最終的に結合される。
最後に、外部光を遮断するために透明樹脂４の表面に金
属薄膜５を形成して、図１及び図２に示す縮小型イメー
ジセンサが完成する。
ンズアレイ１と光導波路基板２と光電変換素子３と光源
６とを図示しない金型に入れて、透明樹脂４を流し込
み、これらを透明樹脂４により封止する。仮止めされた
各構成部品は、透明樹脂４により最終的に結合される。
最後に、外部光を遮断するために透明樹脂４の表面に金
属薄膜５を形成して、図１及び図２に示す縮小型イメー
ジセンサが完成する。
【００３７】透明樹脂４としては、例えば「ＭＰ２０
１」（三菱レーヨン社製）などの紫外線硬化樹脂を用い
てもよく、耐湿性を有して前述の屈折率の条件を満足す
るものであれば、特に限定されるものではない。因に、
本実施形態において例示した「ＭＣＲ６５」および「Ｍ
Ｐ２０１」の屈折率は、それぞれ 1.58 および 1.527で
あり、前述の屈折率の条件を満足する。
１」（三菱レーヨン社製）などの紫外線硬化樹脂を用い
てもよく、耐湿性を有して前述の屈折率の条件を満足す
るものであれば、特に限定されるものではない。因に、
本実施形態において例示した「ＭＣＲ６５」および「Ｍ
Ｐ２０１」の屈折率は、それぞれ 1.58 および 1.527で
あり、前述の屈折率の条件を満足する。
【００３８】本実施形態では、透明樹脂４により封止す
るものとしたが、例えば乳白色の紫外線硬化樹脂「３０
５７」（スリーボンド社製）などの不透明樹脂を用いて
マイクロレンズアレイ１の表面を避けて封止すれば、こ
の封止樹脂により蛍光灯などの人工光や自然光などの雑
音光を低減することができる。なお、この場合の封止樹
脂は、耐湿性を有して、雑音光を反射或いは吸収する性
質を有するものであればよく、特に乳白色に限定される
ものではない。
るものとしたが、例えば乳白色の紫外線硬化樹脂「３０
５７」（スリーボンド社製）などの不透明樹脂を用いて
マイクロレンズアレイ１の表面を避けて封止すれば、こ
の封止樹脂により蛍光灯などの人工光や自然光などの雑
音光を低減することができる。なお、この場合の封止樹
脂は、耐湿性を有して、雑音光を反射或いは吸収する性
質を有するものであればよく、特に乳白色に限定される
ものではない。
【００３９】（第２の実施形態）第２の実施形態にかか
る縮小型イメージセンサの特徴部を図３に示す。本実施
形態の縮小型イメージセンサは、図２に示す第１の実施
形態の縮小型イメージセンサを構成するマイクロレンズ
アレイ１に代えて、透明樹脂４の一部を半球状に形成し
てマイクロレンズ４ａを構成したものである。このマイ
クロレンズ４ａは、前述した透明樹脂４を流し込む金型
に予め半球状の凹部を形成しておくことにより形成され
る。
る縮小型イメージセンサの特徴部を図３に示す。本実施
形態の縮小型イメージセンサは、図２に示す第１の実施
形態の縮小型イメージセンサを構成するマイクロレンズ
アレイ１に代えて、透明樹脂４の一部を半球状に形成し
てマイクロレンズ４ａを構成したものである。このマイ
クロレンズ４ａは、前述した透明樹脂４を流し込む金型
に予め半球状の凹部を形成しておくことにより形成され
る。
【００４０】このように、封止用の透明樹脂４の一部を
レンズとすることにより、部品点数を減らすことがで
き、これに伴ってマイクロレンズアレイに関わる工程を
省略することができる。
レンズとすることにより、部品点数を減らすことがで
き、これに伴ってマイクロレンズアレイに関わる工程を
省略することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１、３及び請求項４に記載の本発明によれば、光導波路
基板（光伝達手段）と他の構成要素とを一体的に樹脂に
より封止したので、光導波路基板に形成された光導波路
が水分で侵食されることがなくなり、その光学特性の劣
化を防止することができる。
１、３及び請求項４に記載の本発明によれば、光導波路
基板（光伝達手段）と他の構成要素とを一体的に樹脂に
より封止したので、光導波路基板に形成された光導波路
が水分で侵食されることがなくなり、その光学特性の劣
化を防止することができる。
【００４２】また、請求項２に記載の発明によれば、封
止する樹脂の一部をレンズ状に形成したので、部品点数
および製作工程数を低減することができ、光導波路基板
に形成された光導波路の光学特性の劣化防止に加えて、
コストの低減を図ることができる。
止する樹脂の一部をレンズ状に形成したので、部品点数
および製作工程数を低減することができ、光導波路基板
に形成された光導波路の光学特性の劣化防止に加えて、
コストの低減を図ることができる。
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかる縮
小型イメージセンサを正面から観た透視図である。
（ｂ）は、本発明の第１の実施形態にかかる縮小型イメ
ージセンサを側面から観た透視図である。
小型イメージセンサを正面から観た透視図である。
（ｂ）は、本発明の第１の実施形態にかかる縮小型イメ
ージセンサを側面から観た透視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる縮小型イメー
ジセンサが備えるマイクロレンズの周辺の拡大図であ
る。
ジセンサが備えるマイクロレンズの周辺の拡大図であ
る。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる縮小型イメー
ジセンサが備えるマイクロレンズの周辺の拡大図であ
る。
ジセンサが備えるマイクロレンズの周辺の拡大図であ
る。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、光導波路基板を構成するク
ラッド基板の製作方法を説明するための工程図である。
ラッド基板の製作方法を説明するための工程図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、光導波路基板を構成す
るクラッド基板の製作方法を説明するための工程図であ
る。
るクラッド基板の製作方法を説明するための工程図であ
る。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、クラッド部に形成され
たキャピラリにコア材を充填する方法を説明するための
説明図である。
たキャピラリにコア材を充填する方法を説明するための
説明図である。
１ マイクロレンズアレイ ２ 光導波路基板 ２Ａ コア部 ２Ｂ クラッド部 ３ 光電変換素子 ４ 透明樹脂 ４ａ マイクロレンズ ５ 金属薄膜 ６ 光源
Claims (4)
- 【請求項１】 対象物に表現されたイメージを電気信号
に変換する縮小型イメージセンサであって、 前記対象物を照らすための光源と、前記対象物からの前
記イメージの反射光を集光するための光学手段と、該光
学手段により集光された前記反射光を伝達するための光
伝達手段と、該光伝達手段により伝達された前記反射光
を前記電気信号に変換するための光電変換手段とを結合
して備え、 少なくとも、前記光伝達手段と光学手段または光電変換
手段との結合部を含んで前記光伝達手段を樹脂により封
止したことを特徴とする縮小型イメージセンサ。 - 【請求項２】 対象物に表現されたイメージを電気信号
に変換する縮小型イメージセンサであって、 前記対象物を照らすための光源と、前記対象物からの前
記イメージの反射光を集光するための光学手段と、該光
学手段により集光された前記反射光を伝達するための光
伝達手段と、該光伝達手段により伝達された前記反射光
を前記電気信号に変換するための光電変換手段とを結合
して備え、 少なくとも、前記光伝達手段と光電変換手段との結合部
を含んで、前記光伝達手段を樹脂により封止し、前記光
学手段を前記樹脂の一部に球面状の凸部を形成して備え
たことを特徴とする縮小型イメージセンサ。 - 【請求項３】 光伝達手段は、反射光を伝達するコア部
と、該コア部を囲むクラッド部とから構成され、樹脂の
屈折率は、光学手段の屈折率よりも小さく且つ前記クラ
ッド部の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１
に記載の縮小型イメージセンサ。 - 【請求項４】 樹脂は、光を反射または吸収する性質を
有することを特徴とする請求項１に記載の縮小型イメー
ジセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10989996A JP3174506B2 (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 縮小型イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10989996A JP3174506B2 (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 縮小型イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298627A true JPH09298627A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3174506B2 JP3174506B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=14521991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10989996A Expired - Fee Related JP3174506B2 (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 縮小型イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174506B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5930433A (en) * | 1997-07-23 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Waveguide array document scanner |
| US6366365B1 (en) | 1998-08-26 | 2002-04-02 | Agilent Technologies, Inc. | Waveguide array-based image sensor for document scanner scan head |
-
1996
- 1996-04-30 JP JP10989996A patent/JP3174506B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5930433A (en) * | 1997-07-23 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Waveguide array document scanner |
| US6366365B1 (en) | 1998-08-26 | 2002-04-02 | Agilent Technologies, Inc. | Waveguide array-based image sensor for document scanner scan head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3174506B2 (ja) | 2001-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080330 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090330 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |