JPH11231158A - Optical waveguide array substrate, optical waveguide type image sensor, and method for coupling optical waveguide array substrate to photoelectric converting element - Google Patents
Optical waveguide array substrate, optical waveguide type image sensor, and method for coupling optical waveguide array substrate to photoelectric converting elementInfo
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- JPH11231158A JPH11231158A JP33745898A JP33745898A JPH11231158A JP H11231158 A JPH11231158 A JP H11231158A JP 33745898 A JP33745898 A JP 33745898A JP 33745898 A JP33745898 A JP 33745898A JP H11231158 A JPH11231158 A JP H11231158A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードコピー画像
の一次元読み取り光学系等に用いられる光導波路アレイ
基板、光導波路型イメージセンサ、及び光導波路アレイ
基板と光電変換素子との結合方法に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical waveguide array substrate, an optical waveguide type image sensor used for a one-dimensional optical system for reading a hard copy image, and a method for coupling an optical waveguide array substrate and a photoelectric conversion element. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の光導波路型イメージセンサについ
て、図２の斜視図及び図３の平面図を用いて説明する。
なお、図２及び図３は概念的に図示したものであり、光
導波路１や受光部１３の数については解像度に相当する
数があるものとする。2. Description of the Related Art A conventional optical waveguide type image sensor will be described with reference to a perspective view of FIG. 2 and a plan view of FIG.
2 and 3 are conceptual illustrations, and it is assumed that the number of the optical waveguides 1 and the number of the light receiving sections 13 are equivalent to the resolution.
【０００３】この光導波路型イメージセンサは、読み取
り画素数に相当する数に等ピッチで配列されたマイクロ
レンズアレイ１５と、そのマイクロレンズアレイ１５に
より集光された光を伝送する光導波路１１が画素数に相
当する等ピッチで複数一次元アレイ状に配列されてなる
光導波路アレイ基板１２と、その光導波路１１により伝
送された光が入射されて電気信号に変換する光電変換素
子１４とから構成されたものである。In this optical waveguide type image sensor, a microlens array 15 arranged at an equal pitch corresponding to the number of pixels to be read, and an optical waveguide 11 for transmitting light collected by the microlens array 15 are composed of pixels. The optical waveguide array substrate 12 includes a plurality of optical waveguide array substrates 12 arranged in a one-dimensional array at an equal pitch corresponding to the number, and a photoelectric conversion element 14 into which light transmitted by the optical waveguide 11 is incident and converted into an electric signal. It is a thing.
【０００４】この光導波路型イメージセンサは、マイク
ロレンズアレイ１５により読み取られた像が、光導波路
１１を導波することにより縮小されて、光電変換素子１
４に導かれる構成となっており、従来のレンズによる縮
小光学系を用いたイメージセンサよりも、装置の小型化
が可能である（特開平７−３０１７３０号公報等参
照）。In this optical waveguide type image sensor, the image read by the microlens array 15 is reduced by being guided through the optical waveguide 11 and the photoelectric conversion element 1
4, the device can be made smaller than an image sensor using a conventional reduction optical system using a lens (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-301730).
【０００５】このような光導波路型イメージセンサの光
導波路アレイ基板１２には、量産性や軽量化等を考慮し
て、有機材料を射出成形して作製されたものが通常用い
られる。また、光電変換素子１４には、ＣＣＤリニアセ
ンサなどがが用いられる。As the optical waveguide array substrate 12 of such an optical waveguide type image sensor, a substrate manufactured by injection molding of an organic material is usually used in consideration of mass productivity and weight reduction. In addition, a CCD linear sensor or the like is used for the photoelectric conversion element 14.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光導波路アレイ基板１２の作製において、有機材料
を射出成形した場合、熱収縮により金型との寸法のずれ
を生じることとなる。この点について、図３を用いて説
明する。なお、図３の光電変換素子１４において、白抜
きの四角い部分の１３は、各画素単位の受光部分を示
す。However, when an organic material is injection-molded in the fabrication of the above-described conventional optical waveguide array substrate 12, a dimensional deviation from a mold occurs due to heat shrinkage. This will be described with reference to FIG. In the photoelectric conversion element 14 shown in FIG. 3, a white square portion 13 indicates a light receiving portion for each pixel.
【０００７】上記したような原因により、図３に示すよ
うな光導波路アレイ基板１２と光電変換素子１４との結
合部分において、光導波路１１のピッチが光電変換素子
１４の画素ピッチ（各画素の受光部１３のピッチ）より
大きくなり、光導波路１１と受光部１３とが一致しない
ものが存在してしまう。例えば、受光部１３の間に出力
端が位置する光導波路１１の場合、その両側の受光部１
３に光信号を伝達することになり、結果として、得られ
る像の解像度が劣化してしまうという問題があった。Due to the above-described causes, the pitch of the optical waveguides 11 at the coupling portion between the optical waveguide array substrate 12 and the photoelectric conversion element 14 as shown in FIG. (The pitch of the portion 13), and there is a case where the optical waveguide 11 and the light receiving portion 13 do not match. For example, in the case of the optical waveguide 11 whose output end is located between the light receiving units 13, the light receiving units 1 on both sides thereof
3 has a problem that the resolution of the obtained image is degraded as a result.
【０００８】このような問題点を解決するために、光導
波路アレイ基板１２と光電変換素子１４との結合部分に
ピッチ変換部品を用いることが考えられる。In order to solve such a problem, it is conceivable to use a pitch conversion component at a joint between the optical waveguide array substrate 12 and the photoelectric conversion element 14.
【０００９】ところが、そのようなピッチ変換部品を用
いると、組立工程や部品数の増加によるコストの増加
や、結合個所や光導波長の増加による光信号の損失の増
加などの問題が発生してしまう。However, when such a pitch conversion component is used, problems such as an increase in cost due to an increase in an assembling process and the number of components, and an increase in an optical signal loss due to an increase in a coupling portion and an optical waveguide length occur. .
【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、光導波路アレイ基板の出力端面の光
導波路ピッチを、容易に調整可能とする光導波路アレイ
基板、光導波路型イメージセンサ、及び光導波路アレイ
基板と光電変換素子との結合方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an optical waveguide array substrate and an optical waveguide image sensor capable of easily adjusting an optical waveguide pitch at an output end face of the optical waveguide array substrate. And a method for coupling the optical waveguide array substrate and the photoelectric conversion element.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１記載の発明では、内部に複数の光導波
路がアレイ状に配列されて成り、入力部から入射された
入力画像を光導波路に導波させて画像の縮小を行って出
力部から出射する光導波路アレイ基板において、出力部
近傍にて光導波路のピッチが徐々に変化しており、切断
する位置（出力部端面となる位置）に応じて、出力端面
の光導波路ピッチを調整可能となるように構成すること
を特徴とする。このように構成することにより、ピッチ
変換部品などを用いることなく、容易で低コストに光導
波路ピッチの調整を行うことが可能となる。。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of optical waveguides are arranged in an array inside, and an input image incident from an input section is input. In the optical waveguide array substrate which is guided by the optical waveguide to reduce the image and emits from the output section, the pitch of the optical waveguide is gradually changed near the output section, and the cutting position (the output section end face) (Position), the optical waveguide pitch at the output end face can be adjusted. With this configuration, it is possible to adjust the optical waveguide pitch easily and at low cost without using a pitch conversion component or the like. .
【００１２】さらに、本願請求項２記載の発明では、上
記光導波路アレイ基板において、出力部近傍における光
導波路のピッチの変化が、光導波路の出力部端面から中
央部に向かって、あるいは、光導波路の中央部から出力
部端面に向かって放射状に広がって成されていることを
特徴とする。このように構成することにより、出力部近
傍における光導波路のピッチが放射状に変化するため、
ピッチが、放射状に変化している領域の放射方向の長さ
の一次関数で表され、光導波路の切断位置が容易に求め
ることができる。Further, in the invention according to the second aspect of the present invention, in the optical waveguide array substrate, the change in the pitch of the optical waveguide in the vicinity of the output portion is from the end face of the output portion of the optical waveguide toward the center or the optical waveguide. Are radially spread from the central portion toward the end face of the output portion. With this configuration, the pitch of the optical waveguide in the vicinity of the output portion changes radially,
The pitch is represented by a linear function of the length in the radial direction of the region where the pitch changes radially, and the cutting position of the optical waveguide can be easily obtained.
【００１３】さらに、本願請求項３記載の発明によれ
ば、請求項２に記載の光導波路アレイ基板において、光
導波路のピッチが放射状に変化している領域の放射方向
の長さをs（ｍｍ）、光導波路のピッチをλ、その総数
をｎとしたとき、光導波路の出力部端面から中央部に向
かって、あるいは、光導波路の中央部から出力部端面に
向かって、放射状に広がった光導波路のうち最も外側の
光導波路の放射角θを、０＜θ≦ｎλ／２００００sラ
ジアンであることを特徴とし、このように構成すること
により、切断位置を精度良く求めることができる。Further, according to the third aspect of the present invention, in the optical waveguide array substrate according to the second aspect, the radial length of the region where the pitch of the optical waveguides changes radially is s (mm). ), When the pitch of the optical waveguides is λ and the total number is n, the light guide radiating from the output end face to the center of the optical waveguide or from the center to the output end face of the optical waveguide is radiated. The radiation angle θ of the outermost optical waveguide among the waveguides is characterized by 0 <θ ≦ nλ / 20000 s radian. With this configuration, the cutting position can be obtained with high accuracy.
【００１４】さらに、請求項４記載の発明では、上記光
導波路アレイ基板において、出力端面から中央部に向か
って、あるいは、中央部から出力端面に向かって放射状
に広がった光導波路のうち、最も外側の光導波路の放射
角が０〜０．０２ラジアンであることを特徴とする。こ
のように構成することにより、出力端面から中央部に向
かって、あるいは、中央部から出力端面に向かって放射
状に広がった光導波路のうち最も外側の光導波路の放射
角を０〜０．０２ラジアンという、小さい範囲内として
いるので、実質上、切断位置の誤差による光導波路ピッ
チの大きなずれを防止することが可能となる。In the optical waveguide array substrate according to the present invention, the outermost one of the optical waveguides radiating from the output end face toward the center or from the center toward the output end face. The radiation angle of the optical waveguide is 0 to 0.02 radians. With such a configuration, the radiation angle of the outermost optical waveguide among the optical waveguides radiating from the output end face toward the center or from the center toward the output end face can be reduced to 0 to 0.02 radian. Therefore, it is possible to substantially prevent a large deviation of the optical waveguide pitch due to an error in the cutting position.
【００１５】さらに、請求項５に記載の発明では、上記
のいずれか１項に記載の光導波路アレイ基板において、
基板表面に一定間隔の複数の印を設けることを特徴と
し、このように構成することにより、これらの距離を測
定して、基板表面の熱膨張率がわかり、切断位置による
光導波路ピッチを容易に把握することが可能となる。Further, according to a fifth aspect of the present invention, in the optical waveguide array substrate according to any one of the above,
It is characterized by providing a plurality of marks at regular intervals on the substrate surface.By configuring in this way, these distances can be measured to find out the coefficient of thermal expansion of the substrate surface, and the optical waveguide pitch according to the cutting position can be easily determined. It becomes possible to grasp.
【００１６】また、請求項６記載の発明では、上記のい
ずれかに記載の光導波路アレイ基板から構成される光導
波路型イメージセンサであって、光導波路アレイ基板の
入力部に入射光を光導波路に集光するマイクロレンズア
レイが配置され、光導波路アレイ基板の出力部に受光し
た光を電気信号に変換する光電変換素子が配置され、光
導波路アレイ基板の出力端面の光導波路ピッチが光電変
換素子の受光部の画素ピッチと一致するように、光導波
路アレイ基板の出力端面が切断して構成している。この
ように構成することにより、光導波路アレイ基板の出力
端面の光導波路ピッチと光電変換素子の画素ピッチとを
容易に一致させることができ、良好な読み取りが可能な
高解像度の光導波路型イメージセンサを実現することが
可能となる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide type image sensor comprising the optical waveguide array substrate according to any one of the above, wherein incident light is applied to an input portion of the optical waveguide array substrate. A microlens array for condensing light is disposed on the output portion of the optical waveguide array substrate, and a photoelectric conversion element for converting received light into an electric signal is disposed on an output portion of the optical waveguide array substrate. The output end face of the optical waveguide array substrate is cut so as to match the pixel pitch of the light receiving section. With this configuration, the optical waveguide pitch at the output end face of the optical waveguide array substrate and the pixel pitch of the photoelectric conversion element can be easily matched, and a high-resolution optical waveguide image sensor capable of excellent reading. Can be realized.
【００１７】また、請求項７記載の発明では、上記のい
ずれかに記載の光導波路アレイ基板と光電変換素子との
結合方法であって、光導波路アレイ基板の出力端面の光
導波路ピッチが光電変換素子の受光部の画素ピッチと一
致するように光導波路アレイ基板の出力端面を切断して
結合することとしている。このように構成することによ
り、その光導波路アレイ基板の出力端面を切断するだけ
で、ピッチ変換部品などを用いることなく、光導波路ア
レイ基板の出力端面の光導波路ピッチと光電変換素子の
受光部の画素ピッチとを容易に一致させて、これらを結
合することが可能となる。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for coupling an optical waveguide array substrate and a photoelectric conversion element according to any one of the above aspects, wherein an optical waveguide pitch at an output end face of the optical waveguide array substrate is photoelectrically converted. The output end face of the optical waveguide array substrate is cut and coupled so as to match the pixel pitch of the light receiving portion of the element. With such a configuration, the optical waveguide pitch at the output end face of the optical waveguide array substrate and the light receiving portion of the photoelectric conversion element can be obtained by simply cutting the output end face of the optical waveguide array substrate without using a pitch conversion component or the like. It is possible to easily match the pixel pitch and combine them.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明による実
施形態の光導波路型イメージセンサの構成を示す概略平
面図である。図１に示すように、本実施形態の光導波路
型イメージセンサは、光導波路アレイ基板２の入力部に
マイクロレンズアレイ５が配置され、光導波路アレイ基
板２の出力部に光電変換素子４が置され構成されるもの
である。そして、この光導波路型イメージセンサは、光
源による原稿からの反射光が、マイクロレンズアレイ５
により光導波路型アレイ基板２の入力部の光導波路１に
集光され、これらの光導波路１を導波して、光電変換素
子４に入射され、ここで電気信号に変換されることによ
り、画像の読み取りが行われるものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of an optical waveguide type image sensor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the optical waveguide type image sensor according to the present embodiment, a microlens array 5 is arranged at an input portion of an optical waveguide array substrate 2, and a photoelectric conversion element 4 is arranged at an output portion of the optical waveguide array substrate 2. It is configured. In this optical waveguide type image sensor, the reflected light from the original by the light source is transmitted to the micro lens array 5.
Is focused on the optical waveguides 1 at the input portion of the optical waveguide type array substrate 2, is guided through these optical waveguides 1, is incident on the photoelectric conversion element 4, and is converted into an electric signal, thereby forming an image. Is read.
【００１９】図１の光電変換素子４において、白抜きの
四角い部分の３は、各画素単位の受光部分を示す。ま
た、図１は概念的に図示したものであり、光導波路アレ
イ基板２の光導波路１の数や光電変換素子４の画素数
（受光部３の数）は、実際には解像度に相当する数があ
るものである。なお、図１では、光導波路アレイ基板２
の出力部近傍で、光導波路１のピッチが、光導波路の出
力部端面から中央部に向かって放射状に広がって形成さ
れている構成例を示している。In the photoelectric conversion element 4 shown in FIG. 1, a white square portion 3 indicates a light receiving portion for each pixel. FIG. 1 is a conceptual illustration, and the number of optical waveguides 1 of the optical waveguide array substrate 2 and the number of pixels of the photoelectric conversion elements 4 (the number of light receiving sections 3) are actually numbers corresponding to the resolution. There is something. In FIG. 1, the optical waveguide array substrate 2
2 shows a configuration example in which the pitch of the optical waveguide 1 is formed so as to expand radially from the end face of the output portion of the optical waveguide toward the center in the vicinity of the output portion.
【００２０】ここで、光導波路１のピッチが放射状に変
化している領域の放射方向の両端の位置をａ、ｂとし、
ａ−ｂ間の距離をｓ（ｍｍ）とする。ＰＭＭＡ樹脂のよ
うな高分子樹脂は、一般に、１０-5〜１０-4／℃程度の
熱膨張係数を持つ。そして、例えば、本実施形態に示す
ような射出成形法における成形温度は１００〜５００℃
の程度であるから、冷却の際に１０-3〜５×１０-2程度
の熱収縮が生じる。成形前のｂにおける光導波路のピッ
チを光電変換素子の画素ピッチに等しく置けば、成形後
のｂにおける光導波路１のピッチは、この収縮の値だけ
小さくなる。Here, the positions of both ends in the radial direction of the region where the pitch of the optical waveguide 1 changes radially are a and b,
The distance between a and b is s (mm). A polymer resin such as PMMA resin generally has a coefficient of thermal expansion of about 10 −5 to 10 −4 / ° C. And, for example, the molding temperature in the injection molding method as shown in the present embodiment is 100 to 500 ° C.
, Heat shrinkage of about 10 −3 to 5 × 10 −2 occurs during cooling. If the pitch of the optical waveguide in b before molding is set to be equal to the pixel pitch of the photoelectric conversion element, the pitch of the optical waveguide 1 in b after molding becomes smaller by the value of this contraction.
【００２１】一方、成形前のａにおける光導波路のピッ
チを光電変換素子の画素ピッチよりも１０-1倍だけ大き
く置けば、成形後のａにおける光導波路１のピッチは、
光電変換素子の画素ピッチよりも大きくなる。光導波路
１の総数をｎ、光電変換素子４の画素ピッチをλ（μ
ｍ）とすると、光導波路１のうち最も外側に位置する光
導波路１の放射角θは、 θ＝ｔａｎ-1{１０-1λ×（ｎ／２）／１０００ｓ}≒ｎ
λ／２００００ｓ となる。On the other hand, if the pitch of the optical waveguide at a before molding is set to be 10 -1 times larger than the pixel pitch of the photoelectric conversion element, the pitch of the optical waveguide 1 at a after molding is
It is larger than the pixel pitch of the photoelectric conversion element. The total number of the optical waveguides 1 is n, and the pixel pitch of the photoelectric conversion element 4 is λ (μ
m), the radiation angle θ of the outermost optical waveguide 1 among the optical waveguides 1 is θ = tan −1 {10 −1 λ × (n / 2) / 1000s} ≒ n
λ / 20000s.
【００２２】成形前のａにおける光導波路のピッチを上
記よりも大きくしても、ａ−ｂ間に光導波路のピッチが
光電変換素子の画素ピッチに等しくなる位置が必ず存在
するが、ａにおける光導波路のピッチをこれ以上大きく
しても、切断位置のずれによって光導波路のピッチに大
きな誤差をもたらす確率を増大するだけとなる。Even if the pitch of the optical waveguide in a before molding is larger than the above, there is always a position between a and b where the pitch of the optical waveguide is equal to the pixel pitch of the photoelectric conversion element. Even if the pitch of the waveguide is further increased, the probability of causing a large error in the pitch of the optical waveguide due to the shift of the cutting position only increases.
【００２３】また、成形前の位置ｂにおける光導波路の
ピッチは、光電変換素子の画素ピッチに等しくしなけれ
ばならないわけでもなく、切断位置が適切な位置になる
ように、また、切断位置のずれによる光導波路のピッチ
の誤差が許容範囲内に収まるように、上記の光導波路１
の放射角の範囲内でａ、ｂにおける光導波路のピッチが
調整される。なお、上記の光導波路１の放射角の計算
は、成形前の状態における計算であるが、成形後の収縮
状態においても、λとｓとは同じ割合で収縮するので、
上記で計算した放射角は収縮後も変わらない。Further, the pitch of the optical waveguide at the position b before molding does not have to be equal to the pixel pitch of the photoelectric conversion element, so that the cutting position is an appropriate position and the cutting position is shifted. The above-mentioned optical waveguide 1 is adjusted so that the error of the pitch of the optical waveguide due to
The pitch of the optical waveguides at a and b is adjusted within the range of the radiation angle. Although the calculation of the radiation angle of the optical waveguide 1 is a calculation in a state before molding, even in a contracted state after molding, λ and s contract at the same ratio.
The radiation angle calculated above does not change after contraction.
【００２４】本実施形態の光導波路アレイ基板２は、長
さが２２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ３ｍｍのＰＭＭＡ透
明クラッド基板に、ＰＭＭＡよりも屈折率が高いコア材
料を充填して、縦横とも８μｍの矩形の断面形状の光導
波路１を形成したものであり、ＰＭＭＡ基板は射出成形
により形成したものである。The optical waveguide array substrate 2 of this embodiment is a PMMA transparent clad substrate having a length of 220 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 3 mm filled with a core material having a higher refractive index than PMMA. The optical waveguide 1 has a rectangular cross-sectional shape, and the PMMA substrate is formed by injection molding.
【００２５】ここで、図１に示す直線ａ−ｂ間の距離を
４ｍｍ程度とし、光導波路１のうち最も外側に位置する
光導波路１の放射角θを０．０２ラジアンとした。これ
は、ＰＭＭＡ基板の射出成形での熱収縮の際に、成型品
は金型に対して０．４〜０．６％程度収縮し、光導波路
アレイ基板２の出力端面切断時に、切断位置のずれによ
る光導波路ピッチの大きな変化を防止するために設置し
た。Here, the distance between the straight lines a and b shown in FIG. 1 was about 4 mm, and the radiation angle θ of the outermost optical waveguide 1 among the optical waveguides 1 was 0.02 radians. This is because the molded product shrinks by about 0.4 to 0.6% with respect to the mold when the PMMA substrate is subjected to thermal shrinkage in the injection molding, and when the output end face of the optical waveguide array substrate 2 is cut, It was installed to prevent a large change in the optical waveguide pitch due to the displacement.
【００２６】さらに、図１に示すように、光導波路アレ
イ基板２には一定間隔の印として溝６ａ、６ｂが設けら
れており、これは金型による射出成型のときに形成され
るものである。この溝６ａ、６ｂによればこれらの間隔
を測定することにより、基板の熱膨張率を容易にわか
る。すなわち、図１の直線ａ、ｂでの光導波路ピッチ及
び直線ａ−ｂ間距離に相当する金型寸法がわかっている
ので、溝６ａ、６ｂ間距離から、熱膨張率が把握でき、
成型品（光導波路アレイ基板２）の直線ａ、ｂでの光導
波路ピッチ及び直線ａ−ｂ間距離がわかる。Further, as shown in FIG. 1, grooves 6a and 6b are provided on the optical waveguide array substrate 2 as marks at regular intervals, which are formed at the time of injection molding with a mold. . By measuring the distance between the grooves 6a and 6b, the coefficient of thermal expansion of the substrate can be easily determined. That is, since the mold pitch corresponding to the optical waveguide pitch and the distance between the straight lines a and b on the straight lines a and b in FIG. 1 is known, the coefficient of thermal expansion can be grasped from the distance between the grooves 6a and 6b.
The pitch of the optical waveguides at the straight lines a and b of the molded product (optical waveguide array substrate 2) and the distance between the straight lines a and b can be found.
【００２７】本実施形態では、溝６ａ、６ｂに対応する
金型のそれぞれの凸部の間隔を５００μｍとし、射出成
形後に、溝６ａ、６ｂにもコア材料を充填することによ
り、ＰＭＭＡ基板でこれらの溝が識別可能であった。In this embodiment, the interval between the convex portions of the mold corresponding to the grooves 6a and 6b is set to 500 μm, and after injection molding, the grooves 6a and 6b are also filled with a core material. Grooves were identifiable.
【００２８】本実施形態でのこれら溝６ａ、６ｂの距離
ｄの測定から、光導波路アレイ基板２の出力端面の光導
波路ピッチを算出した結果、図１の直線ａ、ｂにおい
て、それぞれ１４．１μｍピッチ、１３．９μｍピッチ
であった。そして、本実施形態では、光電変換素子４と
してＣＣＤリニアセンサを用い、その画素ピッチは１４
μｍである。As a result of calculating the optical waveguide pitch at the output end face of the optical waveguide array substrate 2 from the measurement of the distance d between these grooves 6a and 6b in this embodiment, the straight lines a and b in FIG. The pitch was 13.9 μm. In this embodiment, a CCD linear sensor is used as the photoelectric conversion element 4 and its pixel pitch is 14 pixels.
μm.
【００２９】そこで、光導波路ピッチが１４μｍとなる
直線ｃの位置にそって、光導波路アレイ基板２の出射端
面を切断することにより、光電変換素子４であるＣＣＤ
リニアセンサの画素ピッチに適合させることができた。Then, by cutting the exit end face of the optical waveguide array substrate 2 along the position of the straight line c where the optical waveguide pitch becomes 14 μm, the CCD as the photoelectric conversion element 4 is cut.
It could be adapted to the pixel pitch of the linear sensor.
【００３０】以上のように、光導波路アレイ基板の作製
に射出成形を用いれば、量産性は非常に高いものの、熱
収縮により光導波路ピッチが金型の寸法と変化するとい
う問題があったが、本実施形態によれば、その問題を解
消することができた。すなわち、光導波路アレイ基板の
光電変換素子との結合部近傍において、上記のように光
導波路を放射状に形成することにより、光電変換素子の
画素ピッチに一致した光導波路ピッチに容易に調整し
て、光導波路アレイ基板と光電変換素子とを結合するこ
とが可能となった。また、このときピッチ変換部品を用
いることがないので、コストの増大を招くことはない。As described above, if injection molding is used to manufacture an optical waveguide array substrate, mass productivity is extremely high, but there has been a problem that the optical waveguide pitch changes with the size of the mold due to heat shrinkage. According to the present embodiment, the problem can be solved. That is, in the vicinity of the coupling portion of the optical waveguide array substrate with the photoelectric conversion element, by forming the optical waveguide radially as described above, the optical waveguide pitch can be easily adjusted to match the pixel pitch of the photoelectric conversion element, It has become possible to couple the optical waveguide array substrate and the photoelectric conversion element. At this time, since no pitch conversion component is used, the cost does not increase.
【００３１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことなく、その他の様々な実施態様を取ることができ
る。例えば、図１に代表される上記実施形態では、光導
波路の構造は、出力端面から中央部に向かって放射状に
広がった構造であるが、図４に示すように、中央部から
出力端面に向かって放射状に広がった構造でも、図５に
示すような放物線計上のような構造でも構わない。本発
明で重要なことは、光導波路アレイの出力部近傍にて、
光導波路のピッチが変化して、切断する位置に応じて出
力端面の光導波路のピッチを調整可能となるような形状
に、光導波路アレイが構成されていることが重要であ
る。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may take various other forms. For example, in the above-described embodiment represented by FIG. 1, the structure of the optical waveguide is a structure that radially spreads from the output end face toward the center, but as shown in FIG. The structure may spread radially, or may be a structure like a parabolic meter as shown in FIG. What is important in the present invention is that near the output of the optical waveguide array,
It is important that the optical waveguide array is formed in such a shape that the pitch of the optical waveguide changes and the pitch of the optical waveguide on the output end face can be adjusted according to the cutting position.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切断する位置に応じて出力端面の光導波路ピッチを調整
可能となるように構成しているので、ピッチ変換部品な
どを用いることなく、容易に低コストで、光導波路ピッ
チの調整を行うことが可能となる。As described above, according to the present invention,
Since the optical waveguide pitch at the output end face can be adjusted according to the cutting position, the optical waveguide pitch can be easily adjusted at low cost without using pitch conversion parts. Becomes
【００３３】さらに、出力端面から中央部に向かって放
射状に広がった光導波路のうち最も外側の光導波路の放
射角を０〜０．０２ラジアンと、小さい範囲内としてい
るので、実質上、切断位置の誤差による光導波路ピッチ
の大きなずれを防止することができる。Further, since the radiation angle of the outermost optical waveguide among the optical waveguides radiating from the output end face toward the center is within a small range of 0 to 0.02 radians, the cutting position is substantially reduced. Large deviation of the optical waveguide pitch due to the above error can be prevented.
【００３４】また、基板表面に一定間隔の複数の印を設
けることにより、基板材料の熱膨張率を知ることが出
来、切断位置による光導波路ピッチを容易に把握するこ
とができる。By providing a plurality of marks at regular intervals on the substrate surface, the coefficient of thermal expansion of the substrate material can be known, and the pitch of the optical waveguide depending on the cutting position can be easily understood.
【００３５】また、上記のような光導波路アレイ基板か
ら光導波路型イメージセンサを構成しているので、光導
波路アレイ基板の出力端面の光導波路ピッチと光電変換
素子の画素ピッチとを容易に一致させることができ、良
好な読み取りが可能な高解像度の光導波路型イメージセ
ンサを実現することができる。Further, since the optical waveguide type image sensor is constituted by the optical waveguide array substrate as described above, the optical waveguide pitch on the output end face of the optical waveguide array substrate and the pixel pitch of the photoelectric conversion element can be easily matched. Thus, it is possible to realize a high-resolution optical waveguide type image sensor capable of excellent reading.
【００３６】また、上記のような光導波路アレイ基板を
光電変換素子と結合するのに、その光導波路アレイ基板
の出射端面を切断するだけで、ピッチ変換部品などを用
いることなく、光導波路アレイ基板の出力端面の光導波
路ピッチと光電変換素子の受光部の画素ピッチとを容易
に一致させて、これらを結合することが可能となる。Further, in order to couple the above-mentioned optical waveguide array substrate with the photoelectric conversion element, only by cutting the emission end face of the optical waveguide array substrate, it is possible to use the optical waveguide array substrate without using pitch conversion parts. It is possible to easily match the pitch of the optical waveguide on the output end face with the pixel pitch of the light receiving portion of the photoelectric conversion element and to combine them.
【図１】本発明による実施形態の光導波路型イメージセ
ンサの構成を示す概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of an optical waveguide type image sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来の光導波路型イメージセンサの構成を示す
概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional optical waveguide type image sensor.
【図３】従来の光導波路型イメージセンサの構成を示す
概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a configuration of a conventional optical waveguide type image sensor.
【図４】本発明による他の実施形態の光導波路型イメー
ジセンサの構成を示す概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a configuration of an optical waveguide type image sensor according to another embodiment of the present invention.
【図５】本発明による他の実施形態の光導波路型イメー
ジセンサの構成を示す概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing a configuration of an optical waveguide type image sensor according to another embodiment of the present invention.
１、１１ 光導波路 ２、１２ 光導波路アレイ基板 ４、１４ 光電変換素子 ５、１５ マイクロレンズアレイ ６ａ、６ｂ 溝 １３ 受光部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Optical waveguide 2, 12 Optical waveguide array substrate 4, 14 Photoelectric conversion element 5, 15 Micro lens array 6a, 6b Groove 13 Light receiving part
Claims (7)
されて成り、入力部から入射された入力画像を光導波路
に導波させて画像の縮小を行って出力部から出射する光
導波路アレイ基板において、前記光導波路アレイの出力
部近傍での光導波路間のピッチが、アレイの入力部端面
と出力部端面に垂直な方向において、徐々に変化するこ
とを特徴とする光導波路アレイ基板。1. An optical waveguide array in which a plurality of optical waveguides are arranged in an array, and an input image incident from an input unit is guided to the optical waveguide to reduce the size of the image and output from an output unit. An optical waveguide array substrate, wherein a pitch between optical waveguides near an output portion of the optical waveguide array gradually changes in a direction perpendicular to an input end face and an output end face of the array.
いて、前記光導波路アレイの出力部近傍における光導波
路間のピッチの変化が、光導波路の出力部端面から中央
部に向かって、または、光導波路の中央部から出力部端
面に向かって放射状に広がり形成されていることを特徴
とする光導波路アレイ基板。2. The optical waveguide array substrate according to claim 1, wherein a change in a pitch between the optical waveguides in the vicinity of an output portion of the optical waveguide array is from an end face of the output portion of the optical waveguide toward a center portion or an optical waveguide. An optical waveguide array substrate characterized in that the optical waveguide array substrate is formed so as to expand radially from a center portion of a wave path toward an end face of an output portion.
いて、前記光導波路のピッチが放射状に変化している領
域の放射方向の長さをｓ（ｍｍ）、光導波路のピッチを
λ（μｍ）、その総数をｎとしたとき、最も外側の光導
波路の放射角θが、０＜θ≦ｎλ／２００００ｓラジア
ンであることを特徴とする光導波路アレイ基板。3. The optical waveguide array substrate according to claim 2, wherein the length in the radial direction of the region where the pitch of the optical waveguide changes radially is s (mm), and the pitch of the optical waveguide is λ (μm). An optical waveguide array substrate characterized in that, when the total number is n, the radiation angle θ of the outermost optical waveguide is 0 <θ ≦ nλ / 20000 s radian.
いて、最も外側の光導波路の放射角θが、０＜θ≦０．
０２ラジアンであることを特徴とする光導波路アレイ基
板。4. The optical waveguide array substrate according to claim 2, wherein the radiation angle θ of the outermost optical waveguide is 0 <θ ≦ 0.
An optical waveguide array substrate having a radian of 02 radians.
光導波路アレイ基板において、基板表面に一定間隔の複
数の印が設けられたことを特徴とする光導波路アレイ基
板。5. The optical waveguide array substrate according to claim 1, wherein a plurality of marks at regular intervals are provided on the substrate surface.
光導波路アレイ基板から構成される光導波路型イメージ
センサであって、前記光導波路アレイ基板の入力部に入
射光を光導波路に集光するマイクロレンズアレイが配置
され、前記光導波路アレイ基板の出力部に受光した光を
電気信号に変換する光電変換素子が配置され、前記光導
波路アレイ基板の出力端面の光導波路ピッチが前記光電
変換素子の受光部の画素ピッチと一致するように前記光
導波路アレイ基板の出力端面が切断されて構成されたこ
とを特徴とする光導波路型イメージセンサ。6. An optical waveguide type image sensor comprising the optical waveguide array substrate according to claim 1, wherein light incident on an input portion of the optical waveguide array substrate is transmitted to the optical waveguide. A microlens array for condensing light is arranged, a photoelectric conversion element for converting received light into an electric signal is arranged at an output portion of the optical waveguide array substrate, and an optical waveguide pitch of an output end face of the optical waveguide array substrate is set to the photoelectric conversion element. An optical waveguide type image sensor, wherein an output end face of the optical waveguide array substrate is cut so as to match a pixel pitch of a light receiving portion of the conversion element.
光導波路アレイ基板と光電変換素子との結合方法であっ
て、前記光導波路アレイ基板の出力端面の光導波路ピッ
チが前記光電変換素子の受光部の画素ピッチと一致する
ように前記光導波路アレイ基板の出力端面を切断して結
合することを特徴とする光導波路アレイ基板と光電変換
素子との結合方法。7. The method for coupling an optical waveguide array substrate and a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein a pitch of an optical waveguide at an output end face of the optical waveguide array substrate is the photoelectric conversion element. A method of coupling an optical waveguide array substrate and a photoelectric conversion element, wherein an output end face of the optical waveguide array substrate is cut and coupled so as to match a pixel pitch of a light receiving portion of the element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33745898A JPH11231158A (en) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | Optical waveguide array substrate, optical waveguide type image sensor, and method for coupling optical waveguide array substrate to photoelectric converting element |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-327923 | 1997-11-28 | ||
| JP32792397 | 1997-11-28 | ||
| JP33745898A JPH11231158A (en) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | Optical waveguide array substrate, optical waveguide type image sensor, and method for coupling optical waveguide array substrate to photoelectric converting element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11231158A true JPH11231158A (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=26572696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33745898A Pending JPH11231158A (en) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | Optical waveguide array substrate, optical waveguide type image sensor, and method for coupling optical waveguide array substrate to photoelectric converting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11231158A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114512061A (en) * | 2020-11-16 | 2022-05-17 | 苏州矩阵光电有限公司 | Optical waveguide device, display device and preparation method |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP33745898A patent/JPH11231158A/en active Pending
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