JPH11284159A - Waveguide type image sensor - Google Patents

Waveguide type image sensor

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Publication number
JPH11284159A
JPH11284159A JP10083313A JP8331398A JPH11284159A JP H11284159 A JPH11284159 A JP H11284159A JP 10083313 A JP10083313 A JP 10083313A JP 8331398 A JP8331398 A JP 8331398A JP H11284159 A JPH11284159 A JP H11284159A
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JP
Japan
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waveguide
light
array
clad
image sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP10083313A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruyuki Kataoka
照幸 片岡
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH11284159A publication Critical patent/JPH11284159A/en
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  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waveguide type image sensor which is, of good SN ratio and high resolution and simple structure, easily manufactured by preventing needless light or leaked light infringing in a waveguide clad from infringing in a photoelectric transfer element array. SOLUTION: A waveguide array 4 and a photoelectric transfer element array 5 are optically coupled. Here, a bending part 9 is provided between an input and output ends of the waveguide array 4. So, a needless light 8 such as stray light infringing in a waveguide clad 7 comes out of the bending part 9 into the outside air, while the light in a waveguide core 6 reaches the photoelectric transfer element array 5. Thus, SN ratio is raised for improved resolution.

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、画像の読み取りに
使用される導波路縮小イメージセンサ等の光学系である
光導波路装置、特にファクシミリ、コンピュータ用光学
式スキャナ、バーコードスキャナ、複写機等に用いる導
波路型イメージセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device which is an optical system such as a waveguide reduction image sensor used for reading an image, and more particularly to a facsimile, an optical scanner for a computer, a bar code scanner, a copying machine, and the like. The present invention relates to a waveguide type image sensor to be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ファクシミリ、イメージスキャ
ナ、ディ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、原稿幅よりセンサ長が短く縮
小光学系を用いて結像画像を読み取る縮小型イメージセ
ンサと、一対一の光学系を用いて等倍の結像画像を読み
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, with the increasing demand for image reading of facsimile machines, image scanners, digital copiers and the like, there has been a demand for higher performance and smaller size of one-dimensional image sensors for converting image information into electric signals. Conventionally, a one-dimensional image sensor has a sensor length that is shorter than the document width and has a reduced image sensor that uses a reduced optical system to read an image, and a close-contact imager that uses a one-to-one optical system to read an image at 1: 1 magnification. Type image sensor.

【0003】縮小型イメージセンサは、焦点深度が深
く、高速読み取りが可能である反面、レンズによる集光
及びミラーでの反射を用いるために、光学距離が必要に
なり、その結果サイズが大きくなってしまい、小型化す
るのが困難である。また、光学系の調整が複雑であり、
一台毎の調整を要する欠点もある。また密着イメージセ
ンサは、原稿から光電変換素子までの距離は短く、調整
が不要である反面、焦点深度が短い、原稿読み取り速度
が遅い、光電変換素子の寸法が原稿幅と同じ幅を必要と
するので大きく、小型化するのが困難といった欠点があ
る。
A reduced image sensor has a large depth of focus and is capable of high-speed reading. On the other hand, an optical distance is required because light is condensed by a lens and reflected by a mirror, and as a result, its size is increased. Thus, it is difficult to reduce the size. Also, the adjustment of the optical system is complicated,
There is also a drawback that requires adjustment for each unit. The contact image sensor has a short distance from the document to the photoelectric conversion element and requires no adjustment, but has a short focal depth, a low document reading speed, and the dimensions of the photoelectric conversion element require the same width as the document width. Therefore, there is a disadvantage that it is large and it is difficult to reduce the size.

【0004】そこで光導波路を用いた縮小光学型イメー
ジセンサが提案されている。これは、原稿面からの反射
光を導波路を用いて縮小する導波路型イメージセンサで
あり、原稿面幅に形成されたマイクロレンズと、このマ
イクロレンズで集光された光を導く複数の導波路が形成
された導波路基板と、前記複数の導波路により導かれた
光を電気信号に変換する光電変換素子アレイとを備えて
いる。よって小型化、薄型化、長焦点深度化が可能とな
り、さらに光学系の複雑な調整が不要になる(特開平7
−301730号公報)。
Therefore, a reduction optical image sensor using an optical waveguide has been proposed. This is a waveguide type image sensor that uses a waveguide to reduce the reflected light from the original surface, and includes a microlens formed in the width of the original surface and a plurality of light guides for guiding the light condensed by the microlens. A waveguide substrate having a waveguide formed therein; and a photoelectric conversion element array for converting light guided by the plurality of waveguides into an electric signal. Therefore, miniaturization, thinning, and long focal depth can be achieved, and complicated adjustment of the optical system is not required.
-301730 gazette).

【0005】図11は、従来の導波路型縮小イメージセ
ンサの一例を示す構成図であって、(a)は斜視図。
(b)は側面図である。ここで導波路アレイ4は、光の
通路となる高屈折率n1のコア6と低屈折率n2のクラ
ッド7からなる。したがって、この屈折率n1、n2の
違いによりコア6に入力した光は、コア6とクラッド7
との境界面で全反射を繰り返しながら進み、入力側から
出力側へと伝達される。
FIG. 11 is a structural view showing an example of a conventional waveguide type reduced image sensor, and FIG. 11 (a) is a perspective view.
(B) is a side view. Here, the waveguide array 4 includes a core 6 having a high refractive index n1 and a clad 7 having a low refractive index n2, which serve as light paths. Therefore, the light input to the core 6 due to the difference in the refractive indexes n1 and n2 is
The light travels while repeating total reflection at the boundary surface with, and is transmitted from the input side to the output side.

【0006】また原稿からの反射光を効率よく導波路に
導くために、さらには長焦点深度を確保するために、導
波路アレイ入力部にマイクロレンズアレイ3が備え付け
てある。ここで、各マイクロレンズにより各コア6に集
光された光は、原稿面各部からの光情報であり、これら
を互いに分離して光電変換素子アレイ5に導く必要があ
り、隣接するマイクロレンズ間のクロストークを回避す
る必要がある。このため図12において、マイクロレン
ズアレイ基板12におけるマイクロレンズの開口数NA
1と導波路アレイ基板13における導波路の開口数NA
wgを一致させるように設計する。
In order to efficiently guide the reflected light from the original to the waveguide and to secure a long focal depth, a microlens array 3 is provided at the waveguide array input portion. Here, the light condensed on each core 6 by each microlens is optical information from each part of the document surface, and it is necessary to separate these from each other and guide the light to the photoelectric conversion element array 5. Need to avoid crosstalk. For this reason, in FIG. 12, the numerical aperture NA of the micro lens in the micro lens array substrate 12 is shown.
1 and the numerical aperture NA of the waveguide in the waveguide array substrate 13
Design to match wg.

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】このようにマイクロレンズアレイ3を設計
すると、図13に示すように原稿面1の領域Aからの反
射光14は、導波路の入射面で像を結び、コア6に有効
に入射される。また、例えば、隣接するマイクロレンズ
に入射する点Bからの反射光15は、コア6に閉じ込め
られるための臨界角度よりも大きな角度でコア6に入射
することになる。このため点Bからの反射光15は、コ
ア6の外に放出され、コア6の間でクロストークが生じ
ることがない。このように原稿面の各領域からの反射光
は、その各領域に対応する1つのマイクロレンズにより
集光され、一本の導波路に入射するように設計されてい
る。
When the microlens array 3 is designed in this manner, as shown in FIG. 13, the reflected light 14 from the area A of the document surface 1 forms an image on the incident surface of the waveguide and is effectively incident on the core 6. You. Further, for example, the reflected light 15 from the point B incident on the adjacent microlens enters the core 6 at an angle larger than the critical angle for being confined in the core 6. Therefore, the reflected light 15 from the point B is emitted to the outside of the core 6, and no crosstalk occurs between the cores 6. As described above, the light reflected from each area of the document surface is designed to be condensed by one microlens corresponding to each area and to be incident on one waveguide.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記導
波路型イメージセンサは、図14に示すようなマイクロ
レンズ以外の領域から入射する不要光16aや、隣接レ
ンズからの漏光16bが、導波路アレイ基板13のクラ
ッド7に入り込んでしまう。そして図15(a)、
(b)に示すようにその不要光又は漏光の一部の光17
は、光電変換素アレイ5に入射してしまう。ここで図1
5(a)は光電変換素子アレイ5に入り込む導波路アレ
イ4のクラッド中の不要光又は漏光17を示す構成図で
あり、同図(b)は側面図である。これによりSN比が
低下し、解像度を悪化させる原因となる。本発明は、ク
ラッドに入り込んだ不要光もしく漏光が光電変換素子ア
レイに入り込むことを防止でき、SN比のよい高解像度
で、構造が簡単で作製の容易な導波路型イメージセンサ
を提供することを課題とする。
However, in the above-mentioned waveguide type image sensor, unnecessary light 16a entering from a region other than the microlens and light leaking 16b from an adjacent lens as shown in FIG. 13 enters the cladding 7. And FIG. 15 (a),
(B) As shown in FIG.
Is incident on the photoelectric conversion element array 5. Here, FIG.
5A is a configuration diagram showing unnecessary light or light leakage 17 in the cladding of the waveguide array 4 entering the photoelectric conversion element array 5, and FIG. 5B is a side view. As a result, the S / N ratio is reduced, which causes deterioration in resolution. An object of the present invention is to provide a waveguide type image sensor which can prevent unnecessary light or light leakage entering a clad from entering a photoelectric conversion element array, has a high SN ratio, has a high resolution, has a simple structure, and is easy to manufacture. As an issue.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
導波路アレイと光電変換素子アレイとを光学的に組み合
わせた導波路型イメージセンサにおいて、前記導波路ア
レイの入力端と出力端との間に屈曲を持たせ、前記導波
路アレイの光入力部のクラッド表面の延長面の外に前記
光電変換素子アレイを設けたことを特徴とする導波路型
イメージセンサである。請求項1記載の発明によれば、
導波路アレイ光入力部と導波路アレイ光出力部の間の導
波路アレイに屈曲部をもたせていることになる。したが
って、導波路アレイのクラッドに入り込んだ不要光や漏
光は、大部分が直進して屈曲部にて外部の空気中に出て
しまい、導波路コア中の光のみが光電変換素子に到達す
る。その結果、SN比が高くなり解像度が向上する。
According to the first aspect of the present invention,
In a waveguide image sensor in which a waveguide array and a photoelectric conversion element array are optically combined, a bend is provided between an input end and an output end of the waveguide array, and a light input portion of the waveguide array is provided. A waveguide-type image sensor, wherein the photoelectric conversion element array is provided outside an extension surface of a clad surface. According to the invention described in claim 1,
This means that the waveguide array between the waveguide array light input section and the waveguide array light output section has a bent portion. Therefore, most of the unnecessary light or leaked light that has entered the cladding of the waveguide array goes straight to the outside air at the bent portion, and only the light in the waveguide core reaches the photoelectric conversion element. As a result, the SN ratio increases and the resolution improves.

【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の導
波路型イメージセンサにおいて、少なくとも前記導波路
アレイの屈曲部を含む導波路クラッド表面の一部を散乱
面にすることを特徴とする特徴とする導波路型イメージ
センサである。請求項2記載の発明によれば、クラッド
に入り込んだ不要光や漏光は、散乱面より効率よく外部
の空気中に出てしまい、光電変換素子には到達せず、良
好なSN比が得られる。
According to a second aspect of the present invention, in the waveguide type image sensor according to the first aspect, at least a part of a waveguide clad surface including a bent portion of the waveguide array is formed as a scattering surface. The feature is a waveguide type image sensor. According to the second aspect of the present invention, unnecessary light and light leaking into the clad efficiently escape to the outside air from the scattering surface, do not reach the photoelectric conversion element, and provide a good SN ratio. .

【0012】請求項3記載の発明は、請求項1記載の導
波路型イメージセンサにおいて、少なくとも前記導波路
アレイの屈曲部を含む導波路クラッド表面の一部に、光
を吸収する吸収部材を設けたことを特徴とする導波路型
イメージセンサである。請求項3記載の発明によれば、
クラッドに入り込んだ不要光や漏光は、吸収部材により
吸収され、導波路コア中の光のみ光電変換素子に到達
し、SN比の高い、そして高解像度の画像が得られる。
According to a third aspect of the present invention, in the waveguide type image sensor of the first aspect, an absorbing member for absorbing light is provided on at least a part of the waveguide clad surface including the bent portion of the waveguide array. This is a waveguide type image sensor. According to the invention described in claim 3,
Unnecessary light and leaked light that have entered the clad are absorbed by the absorbing member, and only the light in the waveguide core reaches the photoelectric conversion element, so that a high S / N ratio and high-resolution image can be obtained.

【0013】請求項4記載の発明は、導波路アレイと光
電変換素子アレイとを光学的に組み合わせた導波路型イ
メージセンサにおいて、前記導波路アレイの入力端と出
力端との間に導波路アレイの一方のクラッド表面の一部
が他方のクラッド表面の延長面の外に位置する凹凸部を
設け、その凹部に光を吸収する吸収部材を備えたことを
特徴とする導波路型イメージセンサである。請求項4記
載の発明によれば、原稿読み取り時にクラッドに入り込
んだ不要光や漏光は、ほとんどが直進するため吸収部材
に侵入し吸収される。一方、導波路コアの光は光電変換
素子に到達するために、SN比の高い高解像度の画像が
得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, in a waveguide type image sensor in which a waveguide array and a photoelectric conversion element array are optically combined, a waveguide array is provided between an input end and an output end of the waveguide array. A waveguide type image sensor, characterized in that a part of one clad surface is provided with an uneven portion located outside an extension surface of the other clad surface, and the concave portion is provided with an absorbing member for absorbing light. . According to the fourth aspect of the invention, unnecessary light and light leaking into the clad at the time of reading a document are almost straight and enter the absorbing member and are absorbed. On the other hand, since the light of the waveguide core reaches the photoelectric conversion element, a high-resolution image with a high SN ratio is obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 <第1の実施の形態>図1は、本発明の第1の実施の形
態に係わる導波路型イメージセンサの構成図であり、
(a)は斜視図、(b)は(a)に対応する側面図、
(c)、(d)は他の側面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a configuration diagram of a waveguide type image sensor according to a first embodiment of the present invention.
(A) is a perspective view, (b) is a side view corresponding to (a),
(C), (d) is another side view.

【0015】図1(a)(b)に示すように、本実施の
形態の導波路型イメージセンサは、原稿1の原稿面を照
射する発光ダイオードアレイ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、そのマイクロレ
ンズアレイ3にて集光された光を光情報として導いて縮
小する導波路アレイ4と、その導波路アレイ4からの光
情報を電気信号に変換する光電変換素子アレイ5のCC
D(電荷結合素子)から構成されるものである。さらに
本実施の形態の導波路型イメージセンサは、原稿読み取
り時に、導波路アレイ4のクラッド7に入り込んでしま
った不要光や漏光8を除去するために、導波路アレイ4
の入力端と出力端との間の導波路アレイ4に屈曲部9を
形成し、導波路アレイ4の光入力部のクラッド表面の延
長面11の外に光電変換素子アレイ5を設けている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the waveguide type image sensor according to the present embodiment collects reflected light from the original 1 and a light emitting diode array 2 for irradiating the original 1. A micro-lens array 3 that emits light, a waveguide array 4 that guides the light condensed by the micro-lens array 3 as optical information and reduces it, and a photoelectric converter that converts the optical information from the waveguide array 4 into an electric signal. Conversion element array 5 CC
D (charge-coupled device). Further, the waveguide type image sensor according to the present embodiment is configured to remove unnecessary light or light leakage 8 that has entered the clad 7 of the waveguide array 4 when reading a document.
A bent portion 9 is formed in the waveguide array 4 between the input end and the output end of the waveguide array 4, and the photoelectric conversion element array 5 is provided outside the extension surface 11 of the clad surface of the light input portion of the waveguide array 4.

【0016】ここで導波路形状(コア形状)は、幅8μ
m、深さ8μm、導波路ピッチ(コアピッチ)は、光入
力側で125μm、光出力側で14μmとなっている。
なお、コア6の屈折率は1.51、クラッド7の屈折率
は1.49、クラッド平面基板24(図3に図示)の屈
折率は1.49とした。また、本実施の形態で使用した
マイクロレンズアレイ3は、有効口径125μm,レン
ズピッチ125μm、屈折率1.49である。さらにC
CDは、画素数が2048個、画素サイズが14μm×
12μm、画素ピッチが14μmである。
Here, the waveguide shape (core shape) has a width of 8 μm.
m, depth 8 μm, and waveguide pitch (core pitch) are 125 μm on the light input side and 14 μm on the light output side.
The refractive index of the core 6 was 1.51, the refractive index of the clad 7 was 1.49, and the refractive index of the clad flat substrate 24 (shown in FIG. 3) was 1.49. The micro lens array 3 used in the present embodiment has an effective aperture of 125 μm, a lens pitch of 125 μm, and a refractive index of 1.49. Further C
The CD has 2048 pixels and a pixel size of 14 μm ×
12 μm and the pixel pitch is 14 μm.

【0017】次に本実施の形態に係わる高分子材料から
なる導波路及びその作製方法について説明する。まず本
実施の形態の導波路を構成するクラッド平面基板の作製
方法について説明する。図2(a)に示すように、まず
石英ガラス基板18の主面にフォトレジスト19を塗布
した後、同図(b)に示すように、フォトマスク20を
介して紫外線21を照射し、コア材料を充填する溝のパ
ターンをフォトレジスト19に露光する。次に同図
(c)に示すように、溝のパターンが露光されたフォト
レジスト19をエッチング処理して凹部を形成する。
Next, a waveguide made of a polymer material according to the present embodiment and a method of manufacturing the same will be described. First, a method for manufacturing a clad planar substrate constituting the waveguide of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2A, first, a photoresist 19 is applied to the main surface of the quartz glass substrate 18, and then, as shown in FIG. The pattern of the groove for filling the material is exposed on the photoresist 19. Next, as shown in FIG. 5C, the photoresist 19 having the groove pattern exposed is subjected to an etching process to form a concave portion.

【0018】次に同図(d)に示すように、凹部が形成
された石英ガラス基板18の主面側に電気メッキ法を用
いて金属膜22aを形成する。次に同図(e)に示すよ
うに、金属膜22aの上に支持板23をエポキシ系の接
着剤等により接着して補強した後、レジスト剥離剤を用
いて金属膜22aを石英ガラス基板18から分離して、
リブ状の凸部が複数形成された金型22bを得る。次に
上記金型22bを用いて2P成形法でクラッド基板25
bを作製する。2P成形法とは光硬化性樹脂を用いた複
製法の一種であり、光ディスク等の作製に適用されてい
る方法である。
Next, as shown in FIG. 1D, a metal film 22a is formed on the main surface side of the quartz glass substrate 18 in which the concave portion is formed by using an electroplating method. Next, as shown in FIG. 3E, the support plate 23 is bonded on the metal film 22a with an epoxy-based adhesive or the like to reinforce the metal plate 22a. Separated from
A mold 22b having a plurality of rib-shaped protrusions is obtained. Next, the clad substrate 25 is formed by the 2P molding method using the mold 22b.
Prepare b. The 2P molding method is a type of duplication method using a photocurable resin, and is a method applied to the production of optical disks and the like.

【0019】まず図3(a)に示すように、凹凸状のパ
ターンが形成された金型22bの表面に光硬化性樹脂2
5を流し込み、さらにその上に透明平板(クラッド平面
基板)24を乗せる。次に同図(b)に示すように、光
硬化性樹脂25を硬化させる。次に同図(c)に示すよ
うに、硬化した光硬化性樹脂25を金型22bから剥が
して、表面に凹凸のパターンが形成された透明樹脂体
(クラッド基板)25aを得る。
First, as shown in FIG. 3A, a photo-curable resin 2 is formed on the surface of a mold 22b on which an uneven pattern is formed.
5 and a transparent flat plate (cladding flat substrate) 24 is placed thereon. Next, as shown in FIG. 3B, the photocurable resin 25 is cured. Next, as shown in FIG. 3C, the cured photocurable resin 25 is peeled off from the mold 22b to obtain a transparent resin body (cladding substrate) 25a having an uneven pattern on the surface.

【0020】次に、クラッド基板の溝25bにコア材料
を充填して導波路を作製する方法について説明する。ま
ず、図4(a)に示すように、主面に複数の溝25bが
形成されたクラッド基板25aを用意する。同図(b)
に示すように、このクラッド基板25aの主面に紫外線
硬化樹脂等のコア材料26を塗布する。次に同図(c)
に示すように、溝25bの外部に存在する余分なコア材
料26をスキージ材27により掃き取って除去し、溝2
5bのみにコア材料26を充填させる。そして同図
(d)に示すように、紫外線21を照射して溝25bの
内部のコア材料26を硬化させ、導波路のコア28を形
成する。
Next, a method of manufacturing a waveguide by filling the core material into the groove 25b of the clad substrate will be described. First, as shown in FIG. 4A, a clad substrate 25a having a plurality of grooves 25b formed on a main surface is prepared. FIG.
As shown in (1), a core material 26 such as an ultraviolet curable resin is applied to the main surface of the clad substrate 25a. Next, FIG.
As shown in FIG. 2, the excess core material 26 existing outside the groove 25b is removed by sweeping with a squeegee material 27.
Only 5b is filled with the core material 26. Then, as shown in FIG. 4D, the core material 26 inside the groove 25b is cured by irradiating the ultraviolet rays 21 to form the core 28 of the waveguide.

【0021】次に同図(e)に示すように、コア28が
形成されたクラッド基板25aの主面にクラッド材29
を塗布して透明平板(クラッド平面基板)24を置く。
同図(f)に示すように、紫外線21を照射してクラッ
ド材29を硬化させて、導波路を得る。ここで本実施の
形態の導波路アレイ4において、複数の溝が形成された
クラッド基板25a厚は20μm、クラッド材29厚は
20μm、クラッド平面基板24厚はいずれも250μ
mであり、全体の導波路厚さは、約550μmとなって
いる。
Next, as shown in FIG. 2E, a clad material 29 is formed on the main surface of the clad substrate 25a on which the core 28 is formed.
Is applied, and a transparent flat plate (clad flat substrate) 24 is placed.
As shown in FIG. 3F, the cladding material 29 is cured by irradiating ultraviolet rays 21 to obtain a waveguide. Here, in the waveguide array 4 of the present embodiment, the thickness of the clad substrate 25a in which a plurality of grooves are formed is 20 μm, the thickness of the clad material 29 is 20 μm, and the thickness of the clad flat substrate 24 is 250 μm.
m, and the total waveguide thickness is about 550 μm.

【0022】次に導波路アレイ4の光入力部のクラッド
表面の延長面11の外に該光電変換素子アレイを設ける
ために、導波路アレイ4に屈曲を持たせる。ここで、導
波路アレイ4を曲げると、本質的に何らかの光学的な損
失が生じる。しかし、曲げの曲率半径(ROC)を以下
のように大きくすることによって、この損失は無視し得
るものとなる。
Next, the waveguide array 4 is bent so as to provide the photoelectric conversion element array outside the extension surface 11 of the clad surface of the light input portion of the waveguide array 4. Here, bending the waveguide array 4 essentially causes some optical loss. However, by increasing the bending radius of curvature (ROC) as follows, this loss can be neglected.

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】ここで、Nはコア6の屈折率、λは用いる
光の波長、aは導波路の幅、nはクラッド7の屈折率で
ある。本発明では、N=1.51、λ=570nm、a
=8μm、n=1.49であるので最小値ROCは、約
85μmに相当する。本発明では損失を完全に消去する
ため、ROCを10mmに設定して、導波路アレイ4に
屈曲を持たせた。なお導波路アレイ4は、フィルム状な
ので容易に屈曲させることができる。
Here, N is the refractive index of the core 6, λ is the wavelength of the light used, a is the width of the waveguide, and n is the refractive index of the cladding 7. In the present invention, N = 1.51, λ = 570 nm, a
= 8 μm and n = 1.49, the minimum value ROC corresponds to about 85 μm. In the present invention, in order to completely eliminate the loss, the ROC was set to 10 mm and the waveguide array 4 was bent. The waveguide array 4 can be easily bent because it is in the form of a film.

【0025】導波路の屈曲前と屈曲後の導波路損失を比
較したところ、変化はなく0.2dB/cmの良好な特
性を示した。次に屈曲前と屈曲後の導波路クラッド出力
端での不要光や漏光8の光強度を測定し、屈曲による迷
光減衰量を求めると14dBであった。この導波路をイ
メージセンサとして使用して、実際に原稿の読み取りを
行うと、SN比が高く、解像度の良い読み取りを行うこ
とができた。
When the waveguide loss before and after the bending of the waveguide was compared, there was no change and good characteristics of 0.2 dB / cm were exhibited. Next, the light intensity of the unnecessary light and the leakage light 8 at the output end of the waveguide clad before and after the bending was measured, and the stray light attenuation due to the bending was found to be 14 dB. When the original was actually read using this waveguide as an image sensor, it was possible to read with a high SN ratio and high resolution.

【0026】なお、上述の本実施の形態では、図1
(b)に示すように、屈曲部9の領域を導波路厚さ10
より大きくしたが、光電変換素子アレイ5が導波路アレ
イ4の光入力部のクラッド表面の延長面11の外にあれ
ば、同図(c)に示すように、屈曲部9領域を導波路厚
さ10より小さくしてもかまわない。また同図(d)に
示すように、屈曲部9を2箇所設けてもよい。また、導
波路入力端面と光電変換素子面のなす角βは何度でもよ
い。
In the above-described embodiment, FIG.
As shown in (b), the area of the bent portion 9 is changed to the waveguide thickness 10
However, if the photoelectric conversion element array 5 is located outside the extension surface 11 of the clad surface of the light input portion of the waveguide array 4, as shown in FIG. It may be smaller than 10. Further, as shown in FIG. 3D, two bent portions 9 may be provided. The angle β between the waveguide input end face and the photoelectric conversion element face may be any number.

【0027】<第2の実施の形態>図5(a)は本発明
に係わる導波路型イメージセンサの第2の実施の形態の
側面図である。この導波路型イメージセンサは、図1に
示したものとほぼ同じ構成である。図1の導波路型イメ
ージセンサと異なる点は、少なくとも屈曲部9を含む導
波路クラッド7表面の一部を散乱面30に加工している
点である。本実施の形態ではサンドペーパーを使用して
導波路クラッド7表面を散乱面に加工するものである
が、射出成形技術等により容易に散乱面をもったクラッ
ド基板25aを作製することもできる。
<Second Embodiment> FIG. 5A is a side view of a waveguide image sensor according to a second embodiment of the present invention. This waveguide type image sensor has substantially the same configuration as that shown in FIG. The difference from the waveguide type image sensor of FIG. 1 is that at least a part of the surface of the waveguide clad 7 including the bent portion 9 is processed into the scattering surface 30. In this embodiment, the surface of the waveguide clad 7 is processed into a scattering surface using sandpaper. However, a clad substrate 25a having a scattering surface can be easily manufactured by injection molding technology or the like.

【0028】第2実施の形態の導波路アレイを用いて、
クラッド7中の不要光及び漏光の測定を行い、従来の導
波路アレイの場合と比較した。その結果、迷光減衰量は
17dBであった。この第2の実施の形態の導波路アレ
イをイメージセンサとして使用して、実際に原稿の読み
取りを行うと、SN比が高く、解像度の良い読み取りを
行うことができた。
Using the waveguide array of the second embodiment,
Unwanted light and light leakage in the cladding 7 were measured and compared with those of the conventional waveguide array. As a result, the amount of stray light attenuation was 17 dB. When the original was actually read using the waveguide array of the second embodiment as an image sensor, it was possible to perform high-resolution reading with a high SN ratio.

【0029】ここで例えば、図5(b)に示すように屈
曲部9領域が導波路厚さ10より小さい場合は、少なく
とも屈曲部9と導波路厚さ10領域以上を散乱面30と
することが望ましい。なお、上述の本実施の形態では、
屈曲部を含む導波路クラッド7表面の一部を散乱面とし
たが、さらに効果を高めるために図5(c)に示すよう
に、導波路クラッド7表面全面を散乱面30としてもよ
い。
Here, for example, as shown in FIG. 5 (b), when the region of the bent portion 9 is smaller than the waveguide thickness 10, at least the bent portion 9 and the region of the waveguide thickness 10 or more should be the scattering surface 30. Is desirable. In the above-described embodiment,
Although a part of the surface of the waveguide clad 7 including the bent portion is a scattering surface, the entire surface of the waveguide clad 7 may be a scattering surface 30 as shown in FIG.

【0030】<第3の実施の形態>図6(a)は本発明
に係わる導波路型イメージセンサの第3の実施の形態の
側面図である。この導波路型イメージセンサは、図1,
図5により示したものとほぼ同じ構成である。図1,図
5の導波路型イメージセンサと異なる点は、導波路アレ
イの少なくとも屈曲部9を含む導波路クラッド7表面の
一部に吸収部材31を設けている点である。第3の実施
の形態に使用した、吸収部材31はアクリル樹脂性黒塗
料である。
<Third Embodiment> FIG. 6A is a side view of a waveguide type image sensor according to a third embodiment of the present invention. This waveguide type image sensor is shown in FIGS.
The configuration is almost the same as that shown in FIG. The difference from the waveguide type image sensor of FIGS. 1 and 5 is that an absorbing member 31 is provided on a part of the surface of the waveguide clad 7 including at least the bent portion 9 of the waveguide array. The absorbing member 31 used in the third embodiment is an acrylic resin black paint.

【0031】次に効果を確かめるために、不要光や漏光
の光強度を測定し、従来の導波路アレイの場合と比較し
た。その結果、迷光減衰量を求めると19dBであっ
た。この導波路をイメージセンサとして使用して、実際
に原稿の読み取りを行うと、SN比が高く、解像度の良
い読み取りを行うことができた。また例えば、図6
(b)に示すように屈曲部9領域が導波路厚さ10より
小さい場合には、少なくとも屈曲部9と導波路厚さ10
領域以上を吸収部材31にて覆うことが望ましい。
Next, in order to confirm the effect, the light intensity of unnecessary light and light leakage was measured and compared with the case of a conventional waveguide array. As a result, the stray light attenuation was found to be 19 dB. When the original was actually read using this waveguide as an image sensor, it was possible to read with a high SN ratio and high resolution. For example, FIG.
As shown in (b), when the region of the bent portion 9 is smaller than the waveguide thickness 10, at least the bent portion 9 and the waveguide thickness 10
It is desirable to cover an area or more with the absorbing member 31.

【0032】さらに不要光及び漏光を吸収するととも
に、導波路クラッド7表面から入り込む外部からの不必
要な光を遮断するために、図6(c)に示すように導波
路クラッド7表面全面に吸収部材31を設けてもよい。
なお、上述の本実施の形態では、吸収部材としてアクリ
ル樹脂製黒塗料を用いたが、光を吸収するものであれ
ば、例えば黒のポリカーボネート、黒のポリエステルフ
ィルム、油性黒インクなどを用いてもよい。
Further, in order to absorb unnecessary light and leaked light and to block unnecessary light from the outside entering from the surface of the waveguide clad 7, the light is absorbed over the entire surface of the waveguide clad 7 as shown in FIG. A member 31 may be provided.
In the above-described embodiment, the acrylic resin black paint is used as the absorbing member, but any material that absorbs light may be used, for example, black polycarbonate, black polyester film, oil-based black ink, or the like. Good.

【0033】<第4の実施の形態>次に図7は、本発明
の第4の実施の形態に係わる導波路型イメージセンサの
構成図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)に対応
する側面図、(c)乃至(e)は他の側面図である。図
7(a)(b)に示すように、本実施の形態の導波路型
イメージセンサは、原稿1の原稿面を照射する発光ダイ
オードアレイ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、そのマイクロレンズアレイ3に
て集光された光を光情報として導いて縮小する導波路ア
レイ4と、その導波路アレイ4からの光情報を電気信号
に変換する光電変換素子アレイ5のCCD(電荷結合素
子)から構成されるものである。さらに本実施の形態の
導波路型イメージセンサは、原稿読み取り時に、導波路
アレイ4のクラッド7に入り込んでしまった不要光や漏
光を除去するために、導波路アレイ4の入力端と出力端
との間の導波路アレイ4に、導波路アレイ4の一方のク
ラッド表面の一部9cが他方のクラッド表面の延長面1
1の外に位置する凹凸部41を設け、その凹部表面に光
を吸収する吸収部材40を設けている。
<Fourth Embodiment> FIGS. 7A and 7B are configuration diagrams of a waveguide type image sensor according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a perspective view, and FIG. (A) is a side view, and (c) to (e) are other side views. As shown in FIGS. 7A and 7B, the waveguide type image sensor according to the present embodiment includes a light emitting diode array 2 that irradiates a document surface of a document 1 and a micro-beam that collects reflected light from the document 1. A lens array 3, a waveguide array 4 for guiding light condensed by the microlens array 3 as optical information and reducing it, and a photoelectric conversion element array for converting the optical information from the waveguide array 4 into an electric signal 5 CCDs (Charge Coupled Devices). Further, the waveguide type image sensor according to the present embodiment has an input end and an output end of the waveguide array 4 for removing unnecessary light and light leaking into the clad 7 of the waveguide array 4 when reading a document. The part 9c of one clad surface of the waveguide array 4 is formed on the extended surface 1 of the other clad surface.
A concave / convex portion 41 located outside the concave portion 1 is provided, and an absorbing member 40 for absorbing light is provided on the surface of the concave portion.

【0034】ここで導波路形状(コア形状)は、幅8μ
m、深さ8μm、導波路ピッチ(コアピッチ)は、光入
力側で125μm、光出力側で14μmとなっている。
なお、コア6の屈折率は1.51、クラッド7の屈折率
は1.49、クラッド平面基板の屈折率は1.49とし
た。また、本実施の形態で使用したマイクロレンズアレ
イ3は、有効口径125μm、レンズピッチ125μ
m、屈折率1,49である。さらにCCDは、画素数が
2048個、画素サイズが14μm×12μm、画素ピ
ッチが14μmである。
Here, the waveguide shape (core shape) has a width of 8 μm.
m, depth 8 μm, and waveguide pitch (core pitch) are 125 μm on the light input side and 14 μm on the light output side.
The refractive index of the core 6 was 1.51, the refractive index of the clad 7 was 1.49, and the refractive index of the clad flat substrate was 1.49. The microlens array 3 used in the present embodiment has an effective aperture of 125 μm and a lens pitch of 125 μm.
m, the refractive index is 1,49. Further, the CCD has 2048 pixels, a pixel size of 14 μm × 12 μm, and a pixel pitch of 14 μm.

【0035】次に本発明の実施の形態に係わる高分子材
料からなる導波路及びその作製方法について説明する。
本実施の形態の導波路を構成するクラッド基板25a及
びこのクラッド基板25aの溝26bにコア材料を充填
して導波路を作製する方法については第1乃至第3の実
施の形態と同様であるので詳細には説明しない。
Next, a waveguide made of a polymer material according to the embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described.
The method of manufacturing the waveguide by filling the core material into the clad substrate 25a and the groove 26b of the clad substrate 25a constituting the waveguide of the present embodiment is the same as in the first to third embodiments. It will not be described in detail.

【0036】次に本実施の形態の所望の凹凸をもった導
波路アレイ4の作製方法について説明する。図8(a)
に示すように、導波路アレイを用意する。すでに所望の
位置の凹部になるクラッド表面部分に、光を吸収する吸
収部材40を備えてある。次に同図(b)に示すように
導波路アレイに、所望の曲率半径をもった高分子からな
る円柱体44、44aを3つ配置する(図8では円柱体
の一部を図示)。本実施の形態では、曲率半径10mm
の円柱体を使用した。そして円柱体44,44aの曲面
表面部分を導波路アレイのクラッド表面に密着させる。
そして同図(c)に示すように、中央に位置する円柱体
44aにて、導波路アレイの一方のクラッド表面の一部
9cが他方のクラッド表面の延長面11の外に位置する
ように押し込んでいく。これにより、同図(d)に示す
ように、円柱体44,44aのもつ曲面に沿って導波路
アレイに凹凸41ができるため、結果として導波路アレ
イに所望の曲率半径をもった凹凸41を作製することが
できる。なお、導波路アレイは、フィルム状なので容易
に屈曲、すなわち凹凸41部分を作製することができ
る。
Next, a method of manufacturing the waveguide array 4 having desired irregularities according to the present embodiment will be described. FIG. 8 (a)
A waveguide array is prepared as shown in FIG. An absorbing member 40 for absorbing light is already provided on a clad surface portion which becomes a concave portion at a desired position. Next, as shown in FIG. 8B, three cylindrical bodies 44 and 44a made of a polymer having a desired radius of curvature are arranged in the waveguide array (FIG. 8 shows a part of the cylindrical body). In the present embodiment, the curvature radius is 10 mm
Was used. Then, the curved surface portions of the cylindrical bodies 44 and 44a are brought into close contact with the clad surface of the waveguide array.
Then, as shown in FIG. 4C, the cylindrical body 44a located at the center is pushed so that a part 9c of one clad surface of the waveguide array is located outside the extension surface 11 of the other clad surface. Go out. As a result, as shown in FIG. 4D, the irregularities 41 are formed on the waveguide array along the curved surfaces of the cylindrical bodies 44 and 44a. As a result, the irregularities 41 having a desired radius of curvature are formed on the waveguide array. Can be made. Since the waveguide array has a film shape, it can be easily bent, that is, the irregularities 41 can be formed.

【0037】なお、導波路アレイの屈曲前と屈曲後の挿
入損失を比較したところ、変化はなく3.0dBであっ
た。次に本実施の形態の導波路アレイの迷光の低減効果
を確かめるために、導波路アレイ凹凸部の凹部頂点のク
ラッド表面位置と迷光減衰量との依存性を測定した。図
9(a)に示すように、屈曲前の下面のクラッド表面9
aの位置tをゼロとして、同図(b)に示すように、導
波路アレイに屈曲(凹凸)をもたせて、tを徐々に増加
させていく。そのときのクラッド7中の迷光量を導波路
クラッド出力部で測定する。なお、導波路アレイの厚さ
はT=550μmであり、同図(c)に示すように、t
=Tの時は上面のクラッド表面の延長面11と下面の凹
部頂点のクラッド表面9bの位置が等しいことを示す。
When the insertion loss before and after bending of the waveguide array was compared, there was no change and the insertion loss was 3.0 dB. Next, in order to confirm the effect of reducing the stray light of the waveguide array of the present embodiment, the dependency between the cladding surface position of the apex of the concave portion of the waveguide array uneven portion and the amount of stray light attenuation was measured. As shown in FIG. 9A, the cladding surface 9 on the lower surface before bending.
Assuming that the position t of a is zero and the waveguide array is bent (unevenness) as shown in FIG. 2B, t is gradually increased. The amount of stray light in the clad 7 at that time is measured at the waveguide clad output section. Note that the thickness of the waveguide array is T = 550 μm, and as shown in FIG.
When = T, it indicates that the position of the extension surface 11 of the upper clad surface is equal to the position of the clad surface 9b of the concave top of the lower surface.

【0038】結果を図9(d)に示す。縦軸は従来の導
波路アレイの迷光量に対する本実施の形態の導波路アレ
イの迷光減衰量(dB)、横軸は導波路アレイの凹凸部
となりうる凹部頂点のクラッド表面の位置tである。t
<Tでは、迷光減衰量の特性の勾配がきつく、t=Tを
境にt>Tになると迷光減衰量が徐々に収束し、約20
dBに収束した。t<Tの場合の導波路アレイをイメー
ジセンサとして使用して、実際に原稿の読み取りを行う
と、SN比が低く、そして非常に解像度の悪い読み取り
になった。
FIG. 9D shows the result. The vertical axis represents the stray light attenuation (dB) of the waveguide array according to the present embodiment with respect to the stray light amount of the conventional waveguide array, and the horizontal axis represents the position t of the cladding surface at the top of the concave portion that can be the concave and convex portion of the waveguide array. t
At <T, the gradient of the characteristic of the amount of stray light attenuation is steep, and when t> T at t = T, the amount of stray light attenuation gradually converges to about 20
It converged to dB. When the original was actually read using the waveguide array in the case of t <T as an image sensor, the reading was low in SN ratio and very poor in resolution.

【0039】t>Tでの導波路アレイをイメージセンサ
として使用して、実際に原稿の読み取りを行うと、SN
比の高い、解像度の良い読み取りを行うことができた。
When an original is actually read using the waveguide array at t> T as an image sensor, SN
High-resolution, high-resolution reading could be performed.

【0040】このことは、図10に示すように、マイク
ロレンズアレイ3からクラッド7に入射する不要光又は
漏光17cは屈曲部41で直進して吸収部材40に吸収
されるためと考えられる。この結果、導波路アレイの一
方のクラッド表面の一部が他方のクラッド表面の延長面
11の外に位置するように凹凸を設け、そしてその凹部
のクラッド表面に光を吸収する吸収部材を設ければよい
ことが分かる。
This is presumably because, as shown in FIG. 10, unnecessary light or leaked light 17c entering the clad 7 from the microlens array 3 travels straight at the bent portion 41 and is absorbed by the absorbing member 40. As a result, unevenness is provided so that a part of one clad surface of the waveguide array is located outside the extension surface 11 of the other clad surface, and an absorbing member for absorbing light is provided on the clad surface of the concave portion. It turns out that it is good.

【0041】なお、上述の本実施の形態では、吸収部材
としてアクリル樹脂製黒塗料を用いたが、光を吸収する
ものであれば、例えば黒のポリカーボネート、黒のポリ
エステルフィルム等をクラッド表面に設置してもよい。
また本実施の形態では、凹部クラッド表面に光を吸収す
る吸収部材を設けたが、さらに不要光及び漏光を吸収す
るとともに、導波路クラッド7表面から入り込む外部か
らの不必要な光を遮断するために、図7(c)に示すよ
うに導波路クラッド7表面全面に吸収部材40を設けて
もよい。
In the above-described embodiment, a black paint made of acrylic resin is used as the absorbing member. However, if it absorbs light, for example, a black polycarbonate, a black polyester film or the like is provided on the cladding surface. May be.
Further, in the present embodiment, the absorbing member for absorbing light is provided on the surface of the concave clad, but in order to further absorb unnecessary light and leaked light, and to block unnecessary light from the outside entering from the surface of the waveguide clad 7. Alternatively, an absorbing member 40 may be provided on the entire surface of the waveguide clad 7 as shown in FIG.

【0042】以上4つの実施の形態について述べ、これ
らの実施の形態では、2P成型法にて導波路パターンの
形成されたクラッド基板25aを作製し、該クラッド基
板25aを用いてフィルム状の導波路アレイを作製する
ものであるが、本発明はこの作製方法及びフィルム状の
導波路アレイに限定されるものではない。例えば、前記
クラッド基板25a作製方法として、射出成形等でもよ
い。また導波路層の厚い導波路アレイでも、例えば図7
(d)に示すように、屈曲部となるクラッド表面部分に
細かい溝42を入れ曲げやすくしたり、あるいは、例え
ば同図(e)に示すように導波路アレイの屈曲部を参照
符号43に示すように導波路クラッドを薄く加工するこ
とで容易に屈曲させることができる。
The above four embodiments are described. In these embodiments, a clad substrate 25a on which a waveguide pattern is formed by a 2P molding method is manufactured, and a film-shaped waveguide is formed using the clad substrate 25a. Although an array is manufactured, the present invention is not limited to this manufacturing method and a film-shaped waveguide array. For example, the clad substrate 25a may be manufactured by injection molding or the like. In a waveguide array having a thick waveguide layer, for example, FIG.
As shown in (d), a fine groove 42 is formed in the clad surface portion to be bent to facilitate bending, or, for example, as shown in FIG. As described above, the waveguide clad can be easily bent by processing it thinly.

【0043】またあらかじめ屈曲部を設けた型を用いた
2P成形法、射出成型法でもよく、その他の如何なる材
料や製造方法を用いてもよい。なお、本明細書におい
て、導波路アレイの光入力部のクラッド表面の延長面の
外に光電変換素子アレイを設けるとは、光電変換素子ア
レイのケースのすべてまでも前記延長面の外に設けるこ
とを意味するものではなく、少なくとも光電変換素子ア
レイの受光部が前記延長面の外に設けられていることを
意味するものとする。ただし、不要光や漏光を光電変換
素子アレイが受光しないようにするためには、光電変換
素子アレイのケースまでも含めて前記延長面の外に設け
ることが望ましい。
Further, a 2P molding method or an injection molding method using a mold having a bent portion in advance may be used, and any other material or manufacturing method may be used. In this specification, providing the photoelectric conversion element array outside the extension surface of the clad surface of the light input portion of the waveguide array means that even the entire case of the photoelectric conversion element array is provided outside the extension surface. , But at least the light receiving portion of the photoelectric conversion element array is provided outside the extension surface. However, in order to prevent unnecessary light and leak light from being received by the photoelectric conversion element array, it is desirable to provide the photoelectric conversion element array outside the extension surface including the case of the photoelectric conversion element array.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、導波路ア
レイと光電変換素子アレイとを光学的に組み合わせた導
波路型イメージセンサにおいて、前記導波路アレイの入
力端と出力端との間に屈曲を持たせ、前記導波路アレイ
の光入力部のクラッド表面の延長面の外に前記光電変換
素子アレイを設けたので、導波路アレイのクラッドに入
り込んだ不要光や漏光は、屈曲部にて外部の空気中に出
てしまい、導波路コア中の光は光電変換素子に到達す
る。よって、SN比が高くなり、解像度が向上する。ま
た構造が簡単で作製が容易である。
According to the first aspect of the present invention, in a waveguide type image sensor in which a waveguide array and a photoelectric conversion element array are optically combined, a portion between an input terminal and an output terminal of the waveguide array is provided. And the photoelectric conversion element array is provided outside the extended surface of the clad surface of the light input portion of the waveguide array, so that unnecessary light and light leaking into the clad of the waveguide array are transmitted to the bent portion. Out of the air, and the light in the waveguide core reaches the photoelectric conversion element. Therefore, the SN ratio is increased, and the resolution is improved. Further, the structure is simple and the fabrication is easy.

【0045】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の導波路型イメージセンサにおいて、少なくとも前記
導波路アレイの屈曲部を含む導波路クラッド表面の一部
を散乱面にしたので、クラッドに入り込んだ不要光や漏
光は、該散乱面にて外部の空気中に出てしまうので、光
電変換素子には到達しない。よってSN比が高くなり、
解像度が向上する。また構造が簡単で作製が容易であ
る。
According to the second aspect of the present invention, in the waveguide type image sensor according to the first aspect, at least a part of the waveguide clad surface including the bent portion of the waveguide array is formed as a scattering surface. Unnecessary light or leaked light that enters enters the outside air at the scattering surface, and does not reach the photoelectric conversion element. Therefore, the SN ratio increases,
Resolution is improved. Further, the structure is simple and the fabrication is easy.

【0046】請求項3記載の発明によれば、請求項1記
載の導波路型イメージセンサにおいて、少なくとも前記
導波路アレイの屈曲部を含む導波路クラッド表面の一部
に、光を吸収する吸収部材を設けたので、クラッドに入
り込んだ不要光や漏光は大部分が直進し、該吸収部材に
侵入し吸収される。その結果、SN比が高くなり、解像
度が向上する。また構造が簡単で、作製が容易である。
According to the third aspect of the present invention, in the waveguide type image sensor according to the first aspect, at least a part of the waveguide clad surface including the bent portion of the waveguide array absorbs light. Therefore, most of the unnecessary light and light leaking into the clad go straight, enter the absorbing member, and are absorbed. As a result, the SN ratio increases, and the resolution improves. Further, the structure is simple and the fabrication is easy.

【0047】請求項4記載の発明によれば、導波路アレ
イと光電変換素子アレイとを光学的に組み合わせた導波
路型イメージセンサにおいて、前記導波路アレイの入力
端と出力端との間に導波路アレイの一方のクラッド表面
の一部が他方のクラッド表面の延長面の外に位置する凹
凸部を設け、その凹部に光を吸収する吸収部材を備えた
ので、導波路アレイのクラッドに入り込んだ不要光や漏
光は、ほとんどが直進して吸収部材に侵入し、そして吸
収される。一方、導波路コア中の光信号は光電変換素子
に到達するため、SN比の高い、そして高解像度の画像
が得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, in a waveguide type image sensor in which a waveguide array and a photoelectric conversion element array are optically combined, a waveguide is provided between an input terminal and an output terminal of the waveguide array. A part of one clad surface of the waveguide array was provided with an uneven portion located outside the extension surface of the other clad surface, and the concave portion was provided with an absorbing member for absorbing light, so that it entered the clad of the waveguide array. Most of unnecessary light and leaked light go straight and enter the absorbing member, and are absorbed. On the other hand, since the optical signal in the waveguide core reaches the photoelectric conversion element, an image with a high SN ratio and high resolution can be obtained.

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

【図1】(a)は本発明の第1の実施の形態の導波路型
イメージセンサの構成を示す概略斜視図、(b)は側面
図である。(c)は屈曲部が導波路の厚さより小さい場
合の構成を示す側面図である。(d)は屈曲部を2箇所
もつ場合の構成を示す側面図である。
FIG. 1A is a schematic perspective view showing a configuration of a waveguide type image sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view. (C) is a side view showing the configuration when the bent portion is smaller than the thickness of the waveguide. (D) is a side view showing a configuration in the case of having two bent portions.

【図2】第1の実施の形態のクラッド基板の金型の作製
方法を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a mold for a clad substrate according to the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態のクラッド基板の作製方法を
説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the clad substrate according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態のクラッド基板にコア材料を
充填して、導波路を作製する方法を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of manufacturing a waveguide by filling a clad substrate of the first embodiment with a core material.

【図5】本発明の第2の実施の形態の導波路型イメージ
センサの構成を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view illustrating a configuration of a waveguide image sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態の導波路型イメージ
センサの構成を示す側面図である。
FIG. 6 is a side view illustrating a configuration of a waveguide image sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】(a)は本発明の第4の実施の形態の導波路型
イメージセンサの構成を示す概略斜視図、(b)は側面
図である。(c)はクラッド表面全面に吸収部材を設け
た導波路型イメージセンサの構成を示す側面図である。
(d)は屈曲部となる導波路クラッド表面に細かい溝を
設けた導波路型イメージセンサの構成を示す側面図であ
る。(e)は屈曲部となる導波路クラッドを薄く加工し
た導波路型イメージセンサの構成を示す側面図である。
FIG. 7A is a schematic perspective view showing a configuration of a waveguide type image sensor according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a side view. (C) is a side view showing a configuration of a waveguide type image sensor in which an absorbing member is provided on the entire surface of the clad.
(D) is a side view showing the configuration of the waveguide type image sensor in which fine grooves are provided on the surface of the waveguide clad that is to be bent. (E) is a side view showing a configuration of a waveguide type image sensor in which a waveguide clad serving as a bent portion is processed to be thin.

【図8】第4の実施の形態の導波路凹凸部の作製方法を
説明する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a waveguide uneven portion according to a fourth embodiment.

【図9】(a)は導波路に屈曲をもたせる前の状態(下
面のクラッド表面t=0)を示す側面図である。(b)
は導波路に屈曲をもたせ、凹部頂点のクラッド表面位置
t=T/2を示す側面図である。(c)は凹部頂点のク
ラッド表面位置tが導波路厚さTと等しい場合を示す導
波路の側面図である。(d)は導波路アレイ凹凸部の凹
部頂点のクラッド表面の高さの位置tと迷光減衰量との
関係を示した図である。
FIG. 9A is a side view showing a state before the waveguide is bent (the lower clad surface t = 0). (B)
FIG. 4 is a side view showing a waveguide having a bend and showing a clad surface position t = T / 2 at the top of a concave portion. (C) is a side view of the waveguide showing a case where the cladding surface position t at the top of the concave portion is equal to the waveguide thickness T. (D) is a diagram showing the relationship between the position t of the height of the cladding surface at the top of the concave portion of the waveguide array uneven portion and the amount of stray light attenuation.

【図10】導波路クラッド中の不要光、漏光が吸収部材
に吸収される光路を示す側面図である。
FIG. 10 is a side view showing an optical path in which unnecessary light and leaked light in a waveguide clad are absorbed by an absorbing member.

【図11】(a)は、従来の導波路型イメージセンサの
構成を示す概略斜視図であり、(b)は側面図である。
11A is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional waveguide image sensor, and FIG. 11B is a side view.

【図12】マイクロレンズ及び導波路の開口数の原理図
である。
FIG. 12 is a principle diagram of a numerical aperture of a microlens and a waveguide.

【図13】マイクロレンズに付随する迷光の光路を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing an optical path of stray light accompanying a micro lens.

【図14】不要光及び漏光の光路を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating optical paths of unnecessary light and light leakage.

【図15】光電変換素子に入り込む不要光及び漏光の光
路を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating optical paths of unnecessary light and light leaking into a photoelectric conversion element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原稿 2 発光ダイオードアレイ 3 マイクロレンズアレイ 4 導波路アレイ 5 光電変換素子アレイ 6 コア 7 クラッド 8 不要光及び漏光 9 屈曲部 10 導波路厚 11 クラッド表面の延長面 12 マイクロレンズアレイ基板 13 導波路アレイ基板 14 原稿からの反射光 15 隣接マイクロレンズによる原稿からの反射光 16a 不要光、 16b 漏光 17 不要光及び漏光 18 石英ガラス基板 19 フォトレジスト 20 フォトマスク 21 紫外線 22a 金属膜、 22b 金型 23 支持板 24 クラッド平面基板 25 光硬化性樹脂、 25a クラッド基板、 25
b 溝 26 コア材料(紫外線硬化樹脂) 27 スキージ材 28 コア 29 クラッド材 30 散乱面 31,40 吸収部材 41 凹凸部(屈曲部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Original 2 Light emitting diode array 3 Micro lens array 4 Waveguide array 5 Photoelectric conversion element array 6 Core 7 Cladding 8 Unnecessary light and light leakage 9 Bending part 10 Waveguide thickness 11 Extension surface of cladding surface 12 Microlens array substrate 13 Waveguide array Substrate 14 Reflected light from document 15 Reflected light from document by adjacent microlens 16a Unwanted light, 16b Leakage light 17 Unwanted light and light leakage 18 Quartz glass substrate 19 Photoresist 20 Photomask 21 Ultraviolet 22a Metal film, 22b Mold 23 Support plate 24 clad flat substrate 25 photo-curable resin, 25a clad substrate, 25
b groove 26 core material (ultraviolet curable resin) 27 squeegee material 28 core 29 clad material 30 scattering surface 31, 40 absorbing member 41 uneven part (bent part)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導波路アレイと光電変換素子アレイとを
光学的に組み合わせた導波路型イメージセンサにおい
て、前記導波路アレイの入力端と出力端との間に屈曲を
持たせ、前記導波路アレイの光入力部のクラッド表面の
延長面の外に前記光電変換素子アレイを設けたことを特
徴とする導波路型イメージセンサ。
1. A waveguide type image sensor in which a waveguide array and a photoelectric conversion element array are optically combined, wherein the waveguide array has a bend between an input end and an output end thereof, and A waveguide type image sensor, wherein the photoelectric conversion element array is provided outside the extension surface of the clad surface of the light input section.
【請求項2】 請求項1記載の導波路型イメージセンサ
において、少なくとも前記導波路アレイの屈曲部を含む
導波路クラッド表面の一部を散乱面にすることを特徴と
する特徴とする導波路型イメージセンサ。
2. A waveguide type image sensor according to claim 1, wherein at least a part of a waveguide clad surface including a bent portion of said waveguide array is a scattering surface. Image sensor.
【請求項3】 請求項1記載の導波路型イメージセンサ
において、少なくとも前記導波路アレイの屈曲部を含む
導波路クラッド表面の一部に、光を吸収する吸収部材を
設けたことを特徴とする導波路型イメージセンサ。
3. The waveguide type image sensor according to claim 1, wherein an absorbing member for absorbing light is provided on at least a part of a waveguide clad surface including a bent portion of the waveguide array. Waveguide type image sensor.
【請求項4】 導波路アレイと光電変換素子アレイとを
光学的に組み合わせた導波路型イメージセンサにおい
て、前記導波路アレイの入力端と出力端との間に導波路
アレイの一方のクラッド表面の一部が他方のクラッド表
面の延長面の外に位置する凹凸部を設け、その凹部に光
を吸収する吸収部材を備えたことを特徴とする導波路型
イメージセンサ。
4. In a waveguide type image sensor in which a waveguide array and a photoelectric conversion element array are optically combined, one clad surface of the waveguide array is provided between an input end and an output end of the waveguide array. A waveguide type image sensor, comprising: an uneven portion partially provided outside the extension surface of the other clad surface; and an absorbing member for absorbing light in the concave portion.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003021741A (en) * 2001-07-06 2003-01-24 Hitachi Cable Ltd Manufacturing method for optical waveguide
JP2005064385A (en) * 2003-08-19 2005-03-10 Canon Inc Imaging element and digital camera equipped with the imaging element
JP2007033830A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd Flexible optical waveguide

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003021741A (en) * 2001-07-06 2003-01-24 Hitachi Cable Ltd Manufacturing method for optical waveguide
JP2005064385A (en) * 2003-08-19 2005-03-10 Canon Inc Imaging element and digital camera equipped with the imaging element
JP4618765B2 (en) * 2003-08-19 2011-01-26 キヤノン株式会社 Image sensor and digital camera equipped with the image sensor
JP2007033830A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd Flexible optical waveguide
JP4544083B2 (en) * 2005-07-26 2010-09-15 富士ゼロックス株式会社 Flexible optical waveguide

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