JPH09329721A - Polymer optical waveguide and its production - Google Patents

Polymer optical waveguide and its production

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JPH09329721A
JPH09329721A JP14963196A JP14963196A JPH09329721A JP H09329721 A JPH09329721 A JP H09329721A JP 14963196 A JP14963196 A JP 14963196A JP 14963196 A JP14963196 A JP 14963196A JP H09329721 A JPH09329721 A JP H09329721A
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JP
Japan
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optical waveguide
groove
core
substrate
polymer optical
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JP14963196A
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Japanese (ja)
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Naoko Arai
尚子 荒井
Akio Miyata
昭雄 宮田
Yutaka Unuma
豊 鵜沼
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inexpensive and compact product having high mechanical intensity and an excellent light guiding characteristic and capable of suppressing crosstalk without depending upon combination between a substrate material and core material by forming a groove part charged with the same material as a core material on a part where the core parts of a polymer optical waveguide are not formed. SOLUTION: An optical waveguide type reduced image sensor is constituted of a light source for irradiating an original with light, a micro-lens array 3 for converting reflected light from the original, a polymer waveguide 4 having plural core parts 6 upon which light converged by the array 3 is made incident, and a CCD array 5 to be a photoelectric conversion element arranged on the output ends of the core parts 6 to which light reduced and propagated through the core parts 6 is outputted and capable of converting the output light into an electric signal. In addition, groove parts (dummy grooves) 7 charged with the same material as the core parts 6 is formed on a part where the core parts 6 are not formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ、複
写機、イメージスキャナなどのハードコピー画像の一次
元読み取り光学系に利用される光導波路型縮小イメージ
センサに用いられる高分子光導波路及びその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer optical waveguide used in an optical waveguide type reduction image sensor used in a one-dimensional reading optical system of a hard copy image such as a facsimile, a copying machine, an image scanner and a method for manufacturing the same. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ファクシミリ、イメージスキャ
ナ、デジタル複写機等の画像読み取り需要の増加ととも
に、画像情報を電気信号に変換する一次元イメージセン
サの高性能化と小型化が要望されている。従来より一次
元イメージセンサには、縮小光学系を用いて結像画面を
読み取る縮小光学型イメージセンサと、1対1の光学系
を用いて等倍の結像画面を読み取る密着型イメージセン
サとがある。
2. Description of the Related Art In recent years, as the demand for image reading of facsimile machines, image scanners, digital copiers and the like has increased, there has been a demand for higher performance and smaller size of one-dimensional image sensors for converting image information into electric signals. Conventionally, as a one-dimensional image sensor, there are a reduction optical type image sensor that reads an image formation screen using a reduction optical system and a contact type image sensor that reads an image formation screen of equal size using a one-to-one optical system. is there.

【0003】縮小光学型イメージセンサは、低価格であ
ると共に高速読み取りが可能であるが、その反面、レン
ズによる縮小結像が必要であるため、装置サイズが大き
く小型化が困難であるばかりか、その上、光学系の調整
が複雑なので1台毎に調整を要するという欠点をもって
いる。
The reduction optical type image sensor is low in price and capable of high-speed reading, but on the other hand, since reduction image formation by a lens is required, the size of the device is large and it is difficult to miniaturize it. In addition, the adjustment of the optical system is complicated, so that there is a drawback that adjustment is required for each unit.

【0004】一方、密着型イメージセンサは、原稿から
光電変換素子アレイまでの距離が小さく調整が不要であ
るという利点を有しているものの、縮小光学系がないの
で光電変換素子アレイの寸法が大きくなり、またそのよ
うな大型の光電変換素子アレイを駆動する複雑な電子回
路が必要であるなど低価格化が困難である。
On the other hand, the contact image sensor has the advantage that the distance from the original to the photoelectric conversion element array is small and no adjustment is required, but since the reduction optical system is not provided, the size of the photoelectric conversion element array is large. In addition, it is difficult to reduce the cost because a complicated electronic circuit for driving such a large photoelectric conversion element array is required.

【0005】そこで、最近複数の光導波路アレイを用い
た縮小イメージセンサが提案されている。この光導波路
型縮小イメージセンサの光検出部の概略構造は、図5の
要部平面図に示すように、原稿面幅に形成されたマイク
ロレンズアレイ13と、マイクロレンズアレイ13で集
光された光を導くために複数のコア部16が形成された
高分子光導波路14と、光を受光して電気信号に変換す
る光電変換素子であるCCDアレイ15とから成るもの
である。これによれば、低価格化、装置の小型化を実現
できるばかりか、光学系の調整が不要となる。
Therefore, a reduced image sensor using a plurality of optical waveguide arrays has recently been proposed. As shown in the plan view of the main part of FIG. 5, the schematic structure of the light detecting portion of this optical waveguide type reduced image sensor is such that the microlens array 13 formed in the document surface width and the light is condensed by the microlens array 13. The polymer optical waveguide 14 is formed with a plurality of core portions 16 for guiding light, and a CCD array 15 which is a photoelectric conversion element for receiving light and converting it into an electric signal. According to this, not only can the cost be reduced and the device can be downsized, but also the adjustment of the optical system becomes unnecessary.

【0006】このような光導波路型縮小イメージセンサ
において、光導波路に用いる材料として高分子を用いた
光導波路型縮小イメージセンサも提案されている。この
高分子光導波路の製造方法として、主なものに下記のよ
うなものが提案されている。
In such an optical waveguide type reduced image sensor, an optical waveguide type reduced image sensor using a polymer as a material used for the optical waveguide has been proposed. The following methods have been proposed as main methods for producing this polymer optical waveguide.

【0007】まず、光が伝搬するコア部となる溝が形成
されたPMMA等の高分子材料からなるパターン基板を
射出形成技術を用いて作製する。次いで、このパターン
基板の溝に、光導波路のコア用のポリマー前駆体材料
(モノマー溶液)を充填して、PMMA等の高分子から
成る平板基板をパターン基板の溝側に接するように密着
させた後、紫外線照射でコア用ポリマー前駆体材料を光
重合させることによりコア部を形成し、高分子材料から
成る光導波路を作製するというものがある。
First, a patterned substrate made of a polymer material such as PMMA in which a groove serving as a core portion through which light propagates is formed is manufactured by using an injection molding technique. Next, the groove of this pattern substrate was filled with a polymer precursor material (monomer solution) for the core of the optical waveguide, and a flat plate substrate made of a polymer such as PMMA was brought into close contact with the groove side of the pattern substrate. After that, there is a method in which a core portion is formed by photopolymerizing a polymer precursor material for a core by irradiating with an ultraviolet ray to manufacture an optical waveguide made of a polymer material.

【0008】また、別の方法として、キャピラリと成る
溝のパターンが形成されたパターン基板のパターン面を
平板基板に密着させてキャピラリを形成した後、光導波
路のコアの原料であるポリマー前駆体(モノマー溶液)
を毛細管現象によりそのキャピラリに充填させてから、
ポリマー前駆体を高分子化させるものがある。
As another method, the pattern surface of the pattern substrate on which the groove pattern to be the capillary is formed is brought into close contact with the flat plate substrate to form the capillary, and then the polymer precursor (raw material for the core of the optical waveguide Monomer solution)
After filling the capillary with the capillary phenomenon,
There is one that polymerizes a polymer precursor.

【0009】これらの製造方法によれば、パターン基板
と平板基板との境界に間隙を形成しないので、各コア間
から漏れた光によるクロストークがなく、光導波特性に
優れた高分子光導波路を実現することができる。
According to these manufacturing methods, since no gap is formed at the boundary between the pattern substrate and the flat plate substrate, there is no crosstalk due to light leaked from between the cores, and the polymer optical waveguide having excellent optical waveguide characteristics. Can be realized.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
高分子光導波路の製造方法では、第1に、パターン基板
とコアとの間、又はコアと平板基板との間において剥離
が生じるという問題がある。その原因としては、基板に
溝が形成された部分と形成されない部分があるために歪
みが生じ平坦性が悪化すること、コアの原料であるモノ
マー溶液と基板との接着性が悪い(基板材料とコア材料
との組み合わせが悪い)こと、接着部分であるコア部が
少ない(面積が小さい)ことなどが挙げられる。
However, in the above-mentioned method for producing a polymer optical waveguide, firstly, there is a problem that peeling occurs between the pattern substrate and the core or between the core and the flat substrate. . This is because the substrate has a grooved portion and a grooveless portion, which causes distortion and deteriorates flatness, and poor adhesion between the monomer solution, which is the raw material of the core, and the substrate. The combination with the core material is bad), and the core portion that is the adhesive portion is small (the area is small).

【0011】第2には、高分子光導波路のコア部となる
溝は、射出形成技法により形成されるが、溝と溝との間
の距離が狭いため、樹脂が金型の溝に十分に注入され
ず、図6の部分拡大平面図に示すように、パターン基板
14aの溝間の壁A2,B2,C2,D2の高さが低く
なる。そのため、パターン基板14aの溝がある部分1
6のA2,B2,C2,D2の高さと、溝のない平面部
分17のE2の高さが同じにならず、図6に示したよう
なパターン基板14aが作製されてしまう。このため、
クロストーク等の多々の問題が発生し、例えば、上記の
毛細管現象を用いた製造方法においては、図6に示すよ
うに、パターン基板14aと平面基板14bとの境界に
間隙ができキャピラリの役割を果たさないためコア原料
を十分に充填できないことさえあった。
Secondly, the groove serving as the core portion of the polymer optical waveguide is formed by the injection molding technique, but since the distance between the grooves is small, the resin is sufficiently filled in the groove of the mold. Not injected, the height of the walls A2, B2, C2, D2 between the grooves of the pattern substrate 14a becomes low as shown in the partially enlarged plan view of FIG. Therefore, the grooved portion 1 of the patterned substrate 14a
The height of A2, B2, C2, D2 of 6 and the height of E2 of the flat portion 17 having no groove are not the same, and the patterned substrate 14a as shown in FIG. 6 is manufactured. For this reason,
Various problems such as crosstalk occur, and for example, in the manufacturing method using the above-mentioned capillary phenomenon, as shown in FIG. 6, a gap is formed at the boundary between the pattern substrate 14a and the flat substrate 14b, and the role of the capillary is obtained. In some cases, the core raw material could not be sufficiently filled because it did not fulfill.

【0012】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、光導波路型縮小イメージセ
ンサを構成する高分子光導波路の基板材料とコア材料と
の組み合わせに依存せず、機械的強度に優れ、クロスト
ークを抑え、光導波特性に優れ、低価格で小型化が可能
で、かつ簡単な作製工程で製造可能な高分子光導波路及
びその製造方法を提供するものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and does not depend on the combination of the substrate material and the core material of the polymer optical waveguide forming the optical waveguide type reduced image sensor. The present invention provides a polymer optical waveguide, which has excellent mechanical strength, suppresses crosstalk, has excellent optical waveguide characteristics, can be manufactured at a low price and can be downsized, and can be manufactured by a simple manufacturing process, and a manufacturing method thereof. is there.

【0013】[0013]

【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、入射光がコア部を伝搬して縮小され出
射される高分子光導波路において、高分子光導波路のコ
ア部が形成されていない部分にコア部と同材料が充填さ
れた溝部を設けて構成している。
In order to solve the above problems, according to the present invention, in a polymer optical waveguide in which incident light propagates through the core portion and is reduced and emitted, the core portion of the polymer optical waveguide is formed. A groove portion filled with the same material as that of the core portion is provided in the non-open portion.

【0014】さらに、本発明では、上記の高分子光導波
路において、高分子光導波路の全面にコア部及び溝部を
設けて構成している。
Further, in the present invention, in the above-mentioned polymer optical waveguide, the core portion and the groove portion are provided on the entire surface of the polymer optical waveguide.

【0015】また、本発明では、上記の高分子光導波路
において、コア部と対称に溝部を設けて構成している。
Further, in the present invention, in the above-mentioned polymer optical waveguide, the groove portion is provided symmetrically with the core portion.

【0016】また、本発明では、入射光がコア部を伝搬
して縮小され出射される高分子光導波路において、透明
樹脂から成る基板にコア部と成る複数の溝を形成すると
共にコア部とは成らない複数の溝も形成してパターン基
板とする工程と、そのパターン基板の溝に基板よりも屈
折率が高い透明ポリマー前駆体材料を充填する工程と、
そのパターン基板の溝が形成された側に平面基板を密着
させた後に溝に充填された透明ポリマー前駆体材料を重
合させる工程とを含むこととしている。
Further, according to the present invention, in the polymer optical waveguide in which the incident light propagates through the core portion and is reduced and emitted, a plurality of grooves serving as the core portion are formed in the substrate made of transparent resin, and the core portion is A step of forming a plurality of unformed grooves to form a patterned substrate, and a step of filling the grooves of the patterned substrate with a transparent polymer precursor material having a higher refractive index than the substrate,
The step of bringing the flat substrate into close contact with the grooved side of the patterned substrate and then polymerizing the transparent polymer precursor material filled in the groove is included.

【0017】さらに、本発明では、上記の高分子光導波
路の製造方法において、パターン基板の溝形成工程で、
コア部と成る複数の溝とコア部とは成らない複数の溝と
を基板全面に形成することとしている。
Further, in the present invention, in the above-mentioned method for producing a polymer optical waveguide, in the groove forming step of the pattern substrate,
It is supposed that a plurality of grooves that will be the core portion and a plurality of grooves that will not be the core portion will be formed on the entire surface of the substrate.

【0018】また、本発明では、上記の高分子光導波路
の製造方法において、パターン基板の溝形成工程で、コ
ア部と成る複数の溝とコア部とは成らない複数の溝とが
対称となるように溝形成を行うこととしている。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned method for manufacturing a polymer optical waveguide, in the groove forming step of the pattern substrate, the plurality of grooves which are core portions and the plurality of grooves which are not core portions are symmetrical. The groove is formed as described above.

【0019】本発明によれば、上記のように、従来のも
のではコア部がなかった平面部分に、ダミー溝とでもい
うべき溝部を設けるようにしているので、パターン基板
とコアとの間、又はコアと平面基板との間での接着部
分、即ち溝を介した接着面積を大幅に増大させることが
できる。この結果、コア原料であるモノマー溶液の基板
への接着性が多少悪い材料であっても、接着部分が多い
ので、パターン基板とコアとの間、又はコアと平面基板
との間パターン基板での剥離が発生しにくくなり、高分
子光導波路の機械的強度を大きく向上させることができ
る。
According to the present invention, as described above, the groove portion, which should be called a dummy groove, is provided in the plane portion where the core portion is not provided in the conventional one. Therefore, between the pattern substrate and the core, Alternatively, the bonding area between the core and the flat substrate, that is, the bonding area through the groove can be significantly increased. As a result, even if the adhesion of the monomer solution, which is the core material, to the substrate is somewhat poor, since there are many adhered parts, there is a gap between the pattern substrate and the core or between the core and the flat substrate in the pattern substrate. Peeling is less likely to occur, and the mechanical strength of the polymer optical waveguide can be greatly improved.

【0020】また、溝部(ダミー溝)とコア部とを高分
子光導波路全面に設けるか、溝部(ダミー溝)をコア部
と対称とすることにより、歪みが発生しにくくなり、高
分子光導波路の平坦性を改善することができる。
Further, by providing the groove portion (dummy groove) and the core portion on the entire surface of the polymer optical waveguide or by making the groove portion (dummy groove) symmetrical with the core portion, distortion is less likely to occur, and the polymer optical waveguide The flatness can be improved.

【0021】また、パターン基板を射出形成法により作
製した場合には、金型の溝に樹脂が完全に注入されない
ために生じたパターン基板の溝間の壁が低くなるという
問題も解決することができる。つまり、高分子光導波路
の全面にコア部と溝部(ダミー溝)とを設けることによ
り、溝と溝との間の壁の高さと、平面部分の高さが均一
化し、クロストークを抑制して、高分子光導波路の光導
波特性を大きく向上させることができる。
Further, when the pattern substrate is manufactured by the injection molding method, the problem that the wall between the grooves of the pattern substrate becomes low due to the resin not being completely injected into the groove of the mold can be solved. it can. That is, by providing the core portion and the groove portion (dummy groove) on the entire surface of the polymer optical waveguide, the height of the wall between the grooves and the height of the plane portion are made uniform, and crosstalk is suppressed. The optical waveguide characteristics of the polymer optical waveguide can be greatly improved.

【0022】[0022]

【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。以下に示す実施形態
は、200dpiの分解能をもつG3型ファクシミリ用
一次元イメージセンサ(スキャン幅256mm:B4用
紙対応)に適用した例である。光電変換素子としては、
14μmピッチ、2048ピクセルのCCDである日本
電気株式会社製μPD3743Dを用いた。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment described below is an example in which the present invention is applied to a one-dimensional image sensor for G3 facsimile having a resolution of 200 dpi (scan width: 256 mm: compatible with B4 paper). As a photoelectric conversion element,
A 14 μm pitch, 2048 pixel CCD, μPD3743D manufactured by NEC Corporation was used.

【0023】図1は本発明による実施形態である高分子
光導波路を用いた光導波路型縮小イメージセンサの概略
構造を示す斜視図、図2はその光検出部の全体平面図、
図3はその検出部の部分拡大平面図である。図1、図
2、及び図3に示すように、この光導波路型縮小イメー
ジセンサは、原稿1を照射する光源2と、原稿1からの
反射光を集光するマイクロレンズアレイ3と、マイクロ
レンズアレイ3により集光された光が入射される複数の
コア部6を有する高分子光導波路4と、高分子光導波路
4の各コア部6にて縮小伝搬された光が出力されるコア
部6の出力端に配置されその出力光を電気信号に変換す
る光電変換素子であるCCDアレイ5とから構成され、
さらに、高分子光導波路4のコア部6が形成されていな
い部分にコア部6と同材料が充填された溝部(ダミー
溝)7を設けている。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of an optical waveguide type reduction image sensor using a polymer optical waveguide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an overall plan view of its photodetecting section.
FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the detector. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, this optical waveguide reduction image sensor includes a light source 2 for illuminating a document 1, a microlens array 3 for collecting reflected light from the document 1, and a microlens. A polymer optical waveguide 4 having a plurality of core portions 6 into which the light collected by the array 3 is incident, and a core portion 6 to which the light reduced and propagated by each core portion 6 of the polymer optical waveguide 4 is output. And a CCD array 5 which is a photoelectric conversion element which is disposed at the output end of and which converts the output light into an electric signal,
Further, a groove portion (dummy groove) 7 filled with the same material as the core portion 6 is provided in a portion of the polymer optical waveguide 4 where the core portion 6 is not formed.

【0024】次に、本実施形態の高分子光導波路の製造
方法について説明する。まず、射出成型法により基板表
面にコア部となる溝とコア部とならない溝(ダミー溝)
とを有する透明樹脂から成るパターン基板を作製するた
め、以下のようにして、金型を作製する。
Next, a method of manufacturing the polymer optical waveguide of this embodiment will be described. First, a groove that becomes a core part and a groove that does not become a core part (dummy groove) on the substrate surface by injection molding
In order to manufacture a pattern substrate made of a transparent resin having a and, a mold is prepared as follows.

【0025】膜厚が9μmのフォトレジスト膜をガラス
基板上に形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて、パ
ターン基板のコア部となる溝とコア部とならない溝(ダ
ミー溝)との溝パターンの転写を行う。つまり、フォト
レジスト膜にマスクを密着させて紫外線を露光した後に
現像処理を行うことにより、マスクの溝パターンがフォ
トレジスト膜に転写される。なお、ここで、金型からの
射出成型時の転写率が90%程度であるので、フォトレ
ジスト膜の膜厚を溝の深さの8μmよりも大きくした。
A photoresist film having a film thickness of 9 μm is formed on a glass substrate, and by using a photolithography technique, a groove pattern is transferred between a groove to be a core portion of a pattern substrate and a groove not to be a core portion (dummy groove). I do. That is, the groove pattern of the mask is transferred to the photoresist film by adhering the mask to the photoresist film and exposing it to ultraviolet rays, and then performing development processing. Here, since the transfer rate at the time of injection molding from the mold is about 90%, the film thickness of the photoresist film was made larger than the groove depth of 8 μm.

【0026】次に、パターン化されたフォトレジスト膜
の表面に、塩化ニッケル水溶液を用いた電気メッキによ
り。厚さが10μmのニッケル製の金属薄板を形成す
る。このようにして形成した金属薄板のパターン面の反
対側の平面に支持板を接着する。最後に、レジスト剥離
剤を用いてフォトレジスト膜を溶解することにより、金
属薄板をガラス基板から分離すると、射出成型機に使用
可能なパターン基板の8μm深さの溝パターンに対応し
た矩形の凸部を有する金型を作製することができる。
Next, the surface of the patterned photoresist film is electroplated using an aqueous nickel chloride solution. A nickel thin metal plate having a thickness of 10 μm is formed. The support plate is bonded to the flat surface of the thin metal plate thus formed, which is opposite to the pattern surface. Finally, the thin metal plate was separated from the glass substrate by dissolving the photoresist film using a resist stripping agent, and a rectangular convex portion corresponding to a groove pattern with a depth of 8 μm of a pattern substrate usable for an injection molding machine was obtained. It is possible to produce a mold having

【0027】上記のようにして作製した金型を用いて、
パターン基板の作製を行う。本実施形態では、基板材料
として、PMMA(屈折率1.49)を用い、またその
形状は図2及び図3に高分子光導波路4として示したよ
うなものであり、260mm×25mm×2mmのサイ
ズで、2048本のコア溝のそれぞれが屈曲部をもった
縮小型導波路のパターンである。そして、本実施形態の
ものは、コア溝以外に、ダミー溝を形成しており、それ
は、パターン基板の対角線を中心に対称なものとし、パ
ターン基板の全面に溝が形成されたものである。なお、
コア溝のピッチは、光入射端で127μm、光出射端で
4μmである。そして、導波路のコア部の形状が正方形
となるように、溝のサイズは幅も深さも8μmとした。
Using the mold produced as described above,
A patterned substrate is manufactured. In the present embodiment, PMMA (refractive index 1.49) is used as the substrate material, and the shape thereof is as shown as the polymer optical waveguide 4 in FIGS. 2 and 3, and is 260 mm × 25 mm × 2 mm. By size, each of 2048 core grooves is a pattern of a reduced-type waveguide having a bent portion. In addition, in the present embodiment, a dummy groove is formed in addition to the core groove, which is symmetrical about a diagonal line of the pattern substrate, and the groove is formed on the entire surface of the pattern substrate. In addition,
The pitch of the core grooves is 127 μm at the light incident end and 4 μm at the light emitting end. The groove size and width were set to 8 μm so that the shape of the core of the waveguide was square.

【0028】ここで、上記のようにして作製したパター
ン基板の溝の深さについて、表面粗さ計を用いて測定を
行った。その測定は、後の説明に用いる図4(パターン
基板4aに平面基板4bを密着したときの部分断面図)
において、コア溝部の溝間壁の高さ(A1,B1,C
1,D1,E1)と、ダミー溝部の溝間壁の高さ(F
1,G1,H1,I1,J1)とについて行い、その結
果を表1に示す。
Here, the depth of the groove of the patterned substrate manufactured as described above was measured using a surface roughness meter. The measurement is shown in FIG. 4 used in the later description (partial cross-sectional view when the flat substrate 4b is closely attached to the pattern substrate 4a).
At the height of the inter-groove wall of the core groove portion (A1, B1, C
1, D1, E1) and the height of the inter-groove wall of the dummy groove portion (F
1, G1, H1, I1, J1) and the results are shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】比較のために、上述の従来技術で説明した
ダミー溝がないパターン基板も本実施形態と同様にして
作製し、図6のコア溝部の溝間壁の高さ(A2,B2,
C2,D2)と、平面部分の高さ(E1)とについても
本実施形態と同様にして測定した結果を表2に示す。
For comparison, a patterned substrate having no dummy groove described in the above-mentioned prior art was also manufactured in the same manner as this embodiment, and the height (A2, B2, A2, B2) of the inter-groove wall of the core groove portion of FIG.
Table 2 shows the measurement results of C2, D2) and the height of the plane portion (E1) in the same manner as in the present embodiment.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】これらの結果から、本実施形態のものが誤
差O.1μm程度の誤差範囲と高精度であるのに対し
て、ダミー溝を設けない従来のものでは1.0μmもの
誤差があり、本実施形態のものがバラツキがほとんどな
く、ほぼ均一な溝間壁高さが得られていることがわか
る。
From these results, the error O.S. While the error range is about 1 μm and the accuracy is high, the conventional one without the dummy groove has an error of 1.0 μm, and the present embodiment has almost no variation and a substantially uniform groove wall height. It can be seen that is obtained.

【0033】次いで、図4の部分断面図に示すように、
上記のパターン基板4aのコア溝及びダミー溝に透明ポ
リマー前駆体材料を充填して、平面基板4b(厚さ0.
5mm)を密着させ、クランプ等の治具を用いて固定し
た後、溝に充填したポリマー前駆体材料を重合させるこ
とにより、コア部6及びダミー溝部7を形成し、高分子
光導波路の作製を完了する。本実施形態では、平面基板
の材料としてはパターン基板と同じPMMAを用い、コ
ア材料としては紫外線硬化性樹脂TB3042(スリー
ボンド製,屈折率1.53)を用いた。そして、ダミー
溝部にも、コア部と同じ材料を充填したものである。ま
た、コア材料として紫外線硬化性樹脂を用いたので、そ
の重合は紫外線照射により行った。
Next, as shown in the partial sectional view of FIG.
A transparent polymer precursor material is filled in the core groove and the dummy groove of the patterned substrate 4a, and the flat substrate 4b (thickness: 0.
(5 mm) is closely attached and fixed using a jig such as a clamp, and then the polymer precursor material with which the groove is filled is polymerized to form the core portion 6 and the dummy groove portion 7, thereby producing a polymer optical waveguide. Complete. In the present embodiment, the same PMMA as that of the patterned substrate is used as the material of the flat substrate, and the UV curable resin TB3042 (manufactured by ThreeBond, refractive index 1.53) is used as the core material. The dummy groove portion is also filled with the same material as the core portion. Further, since an ultraviolet curable resin was used as the core material, its polymerization was performed by irradiation with ultraviolet rays.

【0034】その後、このようにして作製した高分子光
導波路の表面を、0.5μm以下のサイズのダイアモン
ド含有懸濁液を用いた標準的な研磨機器により研磨を行
う。
Thereafter, the surface of the polymer optical waveguide thus manufactured is polished by a standard polishing machine using a suspension containing diamond having a size of 0.5 μm or less.

【0035】それから、この高分子光導波路の入射端面
及び出射端面に、PMMA製のマイクロレンズアレイを
紫外線硬化性樹脂を用いて張り付ける。なお、本実施形
態においては、マイクロレンズアレイのサイズを直径1
25μmとした。
Then, a PMMA microlens array is attached to the incident end face and the outgoing end face of the polymer optical waveguide by using an ultraviolet curable resin. In addition, in the present embodiment, the size of the microlens array is 1
The thickness was 25 μm.

【0036】また、隣接した光導波路コアでのクロスト
ークを無くすために、光導波路端面に光制限部材を設け
る必要がある。そのため、例えば、蒸着法やスパッタ蒸
着法等により、金属反射膜を光導波路基板の端面に形成
するか、あるいは光源であるLEDの光を吸収する色素
を含む有機膜を光導波路基板の端面に塗布すれば良い。
Further, in order to eliminate crosstalk between adjacent optical waveguide cores, it is necessary to provide a light limiting member on the end face of the optical waveguide. Therefore, for example, a metal reflection film is formed on the end surface of the optical waveguide substrate by an evaporation method or a sputter deposition method, or an organic film containing a dye that absorbs the light of the LED, which is a light source, is applied to the end surface of the optical waveguide substrate. Just do it.

【0037】上記のようにして作製した本実施形態の高
分子光導波路と、比較のためにダミー溝を設けずに本実
施形態と同様にして作製した比較例とについて、コアの
入射端ニレーザ光を入射させたときの出射光を測定し
て、光の導波路内での伝搬損失を求めた結果を、下記表
3に示す。
For the polymer optical waveguide of the present embodiment produced as described above and the comparative example produced in the same manner as the present embodiment without providing a dummy groove for comparison, the laser light at the incident end of the core Table 3 below shows the result of measuring the emitted light when the light was made incident and determining the propagation loss of the light in the waveguide.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】表3に示すように、ダミー溝を設けない従
来のタイプの高分子光導波路では2dB/cmの伝搬損
失であったが、本実施形態のダミー溝を設けた高分子光
導波路では0.5dB/cmの伝搬損失と、伝搬損失を
1/4と大幅に低減できたことがわかる。
As shown in Table 3, the propagation loss was 2 dB / cm in the conventional type polymer optical waveguide having no dummy groove, but it was 0 in the polymer optical waveguide having the dummy groove of the present embodiment. It can be seen that the propagation loss of 0.5 dB / cm and the propagation loss could be greatly reduced to ¼.

【0040】なお、上記実施形態では、高分子光導波路
の製造方法として、サンドイッチ法と呼ばれるものを用
いたが、この他に例えば、スキージ法と呼ばれるものを
用いても良い。このスキージ法とは、パターン基板の溝
にコア用ポリマー前駆体材料を充填した後、ポリウレタ
ンゴム等のへらで余分なコア材料を掃いて取り除いてか
ら、その後紫外線照射等によりコア材料を硬化(重合)
させて平面基板を張り付けるといものである。詳細は説
明しないが、このスキージ法を用いた場合にも、本発明
を採用すれば、溝間壁の高さがほぼ均一なので、ほぼ均
等にポリマー前駆体材料が充填され、良好な特性を示す
高分子光導波路が作製できることを確認できている。
In the above embodiment, the method called the sandwich method is used as the method for manufacturing the polymer optical waveguide, but a method called the squeegee method may be used instead. The squeegee method is to fill the grooves of the patterned substrate with the polymer precursor material for the core, sweep away the excess core material with a spatula such as polyurethane rubber, and then cure the core material by UV irradiation (polymerization). )
Then, the flat substrate is attached. Although not described in detail, even when this squeegee method is used, if the present invention is adopted, the height of the inter-groove wall is substantially uniform, so that the polymer precursor material is almost evenly filled and good characteristics are exhibited. It has been confirmed that a polymer optical waveguide can be produced.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板と
コアとの材料の組み合わせがどのようなものであって
も、接着性を有するものであれば、機械強度が十分にあ
り、伝搬損失の小さい優れた高分子光導波路を実現する
ことができる。さらに、本発明の高分子光導波路を縮小
光学型イメージセンサに用いれば、光導波路に有機高分
子材料を用いているので、従来の高分子材料を用いない
ものと比べて、比較的大きな原稿幅に対応したイメージ
センサでも容易に製造することができ、製造プロセスの
簡略化、低コスト化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, no matter what combination of materials the substrate and the core are made of, as long as they have adhesiveness, they have sufficient mechanical strength, An excellent polymer optical waveguide with a small propagation loss can be realized. Furthermore, when the polymer optical waveguide of the present invention is used for a reduction optical type image sensor, since an organic polymer material is used for the optical waveguide, the document width is relatively large as compared with the conventional one which does not use a polymer material. It is possible to easily manufacture even an image sensor compatible with, and it is possible to simplify the manufacturing process and reduce the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による高分子光導波路を用いた光導波路
型縮小イメージセンサの概略構造を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of an optical waveguide type reduction image sensor using a polymer optical waveguide according to the present invention.

【図2】図1の光導波路型縮小イメージセンサの光検出
部の全体平面図である。
FIG. 2 is an overall plan view of a photodetector of the optical waveguide reduced image sensor of FIG.

【図3】図2の光検出部の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the photodetector section in FIG.

【図4】図1の高分子光導波路の部分拡大断面図であ
る。
4 is a partially enlarged cross-sectional view of the polymer optical waveguide of FIG.

【図5】従来の光導波路型縮小イメージセンサの光検出
部の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a light detection unit of a conventional optical waveguide type reduction image sensor.

【図6】図5の光導波路型縮小イメージセンサに用いら
れる高分子光導波路の部分拡大断面図である。
6 is a partially enlarged cross-sectional view of a polymer optical waveguide used in the optical waveguide reduced image sensor of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原稿 2 光源 3 マイクレンズアレイ 4 高分子光導波路 5 CCDアレイ 6 コア部 7 溝部(ダミー溝) 1 Original 2 Light Source 3 Microphone Lens Array 4 Polymer Optical Waveguide 5 CCD Array 6 Core 7 Groove (Dummy Groove)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光がコア部を伝搬して縮小され出射
される高分子光導波路において、 前記高分子光導波路のコア部が形成されていない部分に
コア部と同材料が充填された溝部を設けたことを特徴と
する高分子光導波路。
1. In a polymer optical waveguide in which incident light propagates through a core portion and is reduced and emitted, a groove portion in which the same material as the core portion is filled in a portion of the polymer optical waveguide where the core portion is not formed. A polymer optical waveguide comprising:
【請求項2】 前記高分子光導波路の全面に前記コア部
及び前記溝部を設けたことを特徴とする請求項1に記載
の高分子光導波路。
2. The polymer optical waveguide according to claim 1, wherein the core portion and the groove portion are provided on the entire surface of the polymer optical waveguide.
【請求項3】 前記コア部と対称に前記溝部を設けたこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の高分子光導波
路。
3. The polymer optical waveguide according to claim 1, wherein the groove portion is provided symmetrically with the core portion.
【請求項4】 入射光がコア部を伝搬して縮小され出射
される高分子光導波路において、 透明樹脂から成る基板にコア部と成る複数の溝を形成す
ると共にコア部とは成らない複数の溝も形成してパター
ン基板とする工程と、該パターン基板の溝に前記基板よ
りも屈折率が高い透明ポリマー前駆体材料を充填する工
程と、該パターン基板の溝が形成された側に平面基板を
密着させた後に前記溝に充填された透明ポリマー前駆体
材料を重合させる工程とを含むことを特徴とする高分子
光導波路の製造方法。
4. In a polymer optical waveguide in which incident light propagates through a core portion and is reduced and emitted, a plurality of grooves which are core portions are formed on a substrate made of a transparent resin and a plurality of grooves which are not core portions are formed. A step of forming a groove to form a patterned substrate, a step of filling the groove of the patterned substrate with a transparent polymer precursor material having a higher refractive index than the substrate, and a flat substrate on the grooved side of the patterned substrate And then polymerizing the transparent polymer precursor material filled in the groove.
【請求項5】 前記パターン基板の溝形成工程におい
て、前記コア部と成る複数の溝と前記コア部とは成らな
い複数の溝とを基板全面に形成することを特徴とする請
求項4に記載の高分子光導波路の製造方法。
5. The step of forming a groove in the patterned substrate, wherein a plurality of grooves that are the core portion and a plurality of grooves that are not the core portion are formed on the entire surface of the substrate. Method for producing polymer optical waveguide of.
【請求項6】 前記パターン基板の溝形成工程におい
て、前記コア部と成る複数の溝と前記コア部とは成らな
い複数の溝とが対称となるように溝形成を行うことを特
徴とする請求項4又は5に記載の高分子光導波路の製造
方法。
6. The groove formation step of the pattern substrate, wherein the grooves are formed such that a plurality of grooves that form the core portion and a plurality of grooves that do not form the core portion are symmetrical. Item 6. A method for producing a polymer optical waveguide according to Item 4 or 5.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US8760763B2 (en) * 2006-07-21 2014-06-24 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. High refractive index material

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