JPH11305079A - 光学部品の結合構造 - Google Patents
光学部品の結合構造Info
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- JPH11305079A JPH11305079A JP10115425A JP11542598A JPH11305079A JP H11305079 A JPH11305079 A JP H11305079A JP 10115425 A JP10115425 A JP 10115425A JP 11542598 A JP11542598 A JP 11542598A JP H11305079 A JPH11305079 A JP H11305079A
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- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路と光センサの結合部が、温度変化等
によるずれや破損を起こさせずに、良好な結合効率を有
するようにする。 【解決手段】 この部品構成は、マイクロレンズアレイ
１、光導波路６からなる高分子光導波路アレイ２、ＣＣ
Ｄ型光センサ３、熱膨張抑制部材８である。光導波路ア
レイ２と光センサ３は、フレキシブル接着剤１２によっ
て接合されており、熱膨張抑制部材８と光センサ３はエ
ポキシ接着剤１３によって接合されている。
によるずれや破損を起こさせずに、良好な結合効率を有
するようにする。 【解決手段】 この部品構成は、マイクロレンズアレイ
１、光導波路６からなる高分子光導波路アレイ２、ＣＣ
Ｄ型光センサ３、熱膨張抑制部材８である。光導波路ア
レイ２と光センサ３は、フレキシブル接着剤１２によっ
て接合されており、熱膨張抑制部材８と光センサ３はエ
ポキシ接着剤１３によって接合されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ等の光セン
サを光ファイバーや光導波路に結合する光学部品の結合
構造に関する。
サを光ファイバーや光導波路に結合する光学部品の結合
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ファクシミリやコンピュータへの
画像入力手段として光学式イメージスキャナが用いられ
ている。光学式イメージスキャナは、例えば、特開平９
−３７０３８号公報に開示されており、図４に、この装
置の概略構成図を示す。同図（ａ）は全体構成をしめす
斜視図、同図（ｂ）はＡ−Ａで切断した断面図、同図
（ｃ）はＢ−Ｂで切断した断面図である。
画像入力手段として光学式イメージスキャナが用いられ
ている。光学式イメージスキャナは、例えば、特開平９
−３７０３８号公報に開示されており、図４に、この装
置の概略構成図を示す。同図（ａ）は全体構成をしめす
斜視図、同図（ｂ）はＡ−Ａで切断した断面図、同図
（ｃ）はＢ−Ｂで切断した断面図である。
【０００３】この光学式イメージスキャナは、マイクロ
レンズアレイ１、光導波路６からなる高分子光導波路ア
レイ２、ＣＣＤ型光センサ３、及び直線状光源４から構
成される。この光学式イメージスキャナでは、まず直線
状光源４による原稿５からの反射光からなる像が、マイ
クロレンズアレイ１により、複数の部分に分割され、高
分子光導波路アレイ５２の入射面に集光される。この分
割された光は、１次元配列した各光導波路６にそれぞれ
結合し、光導波路６を導波して、光センサ３により、電
気信号に変換される。光センサ３は、光導波路アレイ２
の端面に接合したリニアアレイ（１次元配列）ＣＣＤ型
光センサであり、配列されたＣＣＤ素子７が光導波路６
に対応して配置されているので、光導波路６を導波した
光をそれぞれ１ピクセル（画素）として検出する。
レンズアレイ１、光導波路６からなる高分子光導波路ア
レイ２、ＣＣＤ型光センサ３、及び直線状光源４から構
成される。この光学式イメージスキャナでは、まず直線
状光源４による原稿５からの反射光からなる像が、マイ
クロレンズアレイ１により、複数の部分に分割され、高
分子光導波路アレイ５２の入射面に集光される。この分
割された光は、１次元配列した各光導波路６にそれぞれ
結合し、光導波路６を導波して、光センサ３により、電
気信号に変換される。光センサ３は、光導波路アレイ２
の端面に接合したリニアアレイ（１次元配列）ＣＣＤ型
光センサであり、配列されたＣＣＤ素子７が光導波路６
に対応して配置されているので、光導波路６を導波した
光をそれぞれ１ピクセル（画素）として検出する。
【０００４】光導波路アレイ２の端面に光センサ３を接
合するのに、光学接着剤が用いられ、該光学接着剤が光
導波路６とＣＣＤ素子７間に介在して、屈折率の不整合
による結合損失を減少させる。さらに、高分子光導波路
アレイ２の光導波路６とＣＣＤ素子７を一つ一つ一致さ
せて接合することにより、走査した像を良い解像度で検
出する。光導波路７のパターンは、イメージサイズを縮
小するように形成され、この例においては、Ｂ４サイズ
のイメージ（２５６ｍｍ）を縮小する。ここで、光導波
路アレイ２は高分子材料、ＣＣＤセンサ３はシリコンか
ら作成されている。
合するのに、光学接着剤が用いられ、該光学接着剤が光
導波路６とＣＣＤ素子７間に介在して、屈折率の不整合
による結合損失を減少させる。さらに、高分子光導波路
アレイ２の光導波路６とＣＣＤ素子７を一つ一つ一致さ
せて接合することにより、走査した像を良い解像度で検
出する。光導波路７のパターンは、イメージサイズを縮
小するように形成され、この例においては、Ｂ４サイズ
のイメージ（２５６ｍｍ）を縮小する。ここで、光導波
路アレイ２は高分子材料、ＣＣＤセンサ３はシリコンか
ら作成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の光学式イメージ
スキャナにおける問題は、高分子光導波路アレイ２とシ
リコン光センサ３の熱膨張係数が異なることである。光
導波路７に用いるアクリルポリマーと光センサ３に用い
るシリコンの線熱膨張係数は、それぞれ６×１０-5℃-1
と３×１０-6℃-1である。従って、温度変化があると、
光導波路７はＣＣＤセンサ３より膨張、あるいは収縮
し、光導波路アレイ２内の導波路６とＣＣＤ素子７の配
列にずれが生じる。その結果、イメージ解像度が減少す
る。
スキャナにおける問題は、高分子光導波路アレイ２とシ
リコン光センサ３の熱膨張係数が異なることである。光
導波路７に用いるアクリルポリマーと光センサ３に用い
るシリコンの線熱膨張係数は、それぞれ６×１０-5℃-1
と３×１０-6℃-1である。従って、温度変化があると、
光導波路７はＣＣＤセンサ３より膨張、あるいは収縮
し、光導波路アレイ２内の導波路６とＣＣＤ素子７の配
列にずれが生じる。その結果、イメージ解像度が減少す
る。
【０００６】さらに、２つの部品間のずれにより、接合
接着剤に結合破損が生じてしまい、接合間に空気の層が
形成されるおそれがある。ところで、２つの光学部品を
結合したとき、反射損失は次の式によって与えられる。 Ｒ＝（ｎ1−ｎ2）2／（ｎ1＋ｎ2）2 ｎ1は一方の光学部品の屈折率であり、ｎ2は他方の光学
部品の屈折率である。光学部品と空気（ｎ＝１）の間の
境界において、ガラス（ｎ＝１．５）のような代表的光
学部品では、光学的損失は約４％である。それゆえ、２
つの光学部品が離れて空気を介して結合されると、損失
は２倍となり、８％あるいは０．３６ｄＢの損失を生じ
てしまう。
接着剤に結合破損が生じてしまい、接合間に空気の層が
形成されるおそれがある。ところで、２つの光学部品を
結合したとき、反射損失は次の式によって与えられる。 Ｒ＝（ｎ1−ｎ2）2／（ｎ1＋ｎ2）2 ｎ1は一方の光学部品の屈折率であり、ｎ2は他方の光学
部品の屈折率である。光学部品と空気（ｎ＝１）の間の
境界において、ガラス（ｎ＝１．５）のような代表的光
学部品では、光学的損失は約４％である。それゆえ、２
つの光学部品が離れて空気を介して結合されると、損失
は２倍となり、８％あるいは０．３６ｄＢの損失を生じ
てしまう。
【０００７】また、本出願人が出願した特願平９−１９
８３２３号においては、熱膨張係数の違いを補償する方
法について記載してある。この方法は、図５の斜視図に
示すように、高分子光導波路アレイ２とＣＣＤセンサ３
との結合部分に、断面が長方形の角形で空胴形状の熱膨
張抑制部材８をはめ込んで固定し、ＣＣＤセンサ３を光
導波路アレイ２の出射面に接着するというものである。
この熱膨張抑制部材８は、ＣＣＤセンサ３の熱膨張係数
に近い物質で形成され、接着剤を用いて高分子導波路ア
レイ２に接続している。しかし、実際には、解像度に影
響を与えない程度まで熱膨張の違いによるずれを減少さ
せることが可能だとしても、導波路とセンサ間の屈折率
の違いやずれを完全に回避することはできず、これらを
完全に補償することは不可能である。
８３２３号においては、熱膨張係数の違いを補償する方
法について記載してある。この方法は、図５の斜視図に
示すように、高分子光導波路アレイ２とＣＣＤセンサ３
との結合部分に、断面が長方形の角形で空胴形状の熱膨
張抑制部材８をはめ込んで固定し、ＣＣＤセンサ３を光
導波路アレイ２の出射面に接着するというものである。
この熱膨張抑制部材８は、ＣＣＤセンサ３の熱膨張係数
に近い物質で形成され、接着剤を用いて高分子導波路ア
レイ２に接続している。しかし、実際には、解像度に影
響を与えない程度まで熱膨張の違いによるずれを減少さ
せることが可能だとしても、導波路とセンサ間の屈折率
の違いやずれを完全に回避することはできず、これらを
完全に補償することは不可能である。
【０００８】上記出願におけるシステムにおいては、導
波路とＣＣＤセンサ間に相対的な２μまでのずれがあっ
ても、導波路６とＣＣＤ素子７が一列に整列し、イメー
ジ解像度の損失が生じないとされている。しかし、２つ
の部品の間のずれは、ストレスを生じさせ、境界面に接
着剤の接合破損を生じさせるおそれがある。接合破損を
生じれば、上述のように、光信号の減衰が生じる。さら
に、温度が連続的に変化して、ストレスも連続的に変化
する環境下にデバイスがあると、相対的ずれは大きくな
り、上記のような問題が発生する可能性は高くなる。
波路とＣＣＤセンサ間に相対的な２μまでのずれがあっ
ても、導波路６とＣＣＤ素子７が一列に整列し、イメー
ジ解像度の損失が生じないとされている。しかし、２つ
の部品の間のずれは、ストレスを生じさせ、境界面に接
着剤の接合破損を生じさせるおそれがある。接合破損を
生じれば、上述のように、光信号の減衰が生じる。さら
に、温度が連続的に変化して、ストレスも連続的に変化
する環境下にデバイスがあると、相対的ずれは大きくな
り、上記のような問題が発生する可能性は高くなる。
【０００９】本発明の目的は、光導波路と光センサの結
合部が、温度変化等によるずれや破損を起こさせずに、
良好な解像度を維持する光部品の結合構造を提供するこ
とにある。
合部が、温度変化等によるずれや破損を起こさせずに、
良好な解像度を維持する光部品の結合構造を提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光信
号を導波する光導波手段と、光信号を検出する光検出手
段とを接合して、光信号を前記光導波手段から前記光検
出手段に結合させる光学部品の結合構造である。そし
て、透明軟質接着剤を前記光導波手段と前記光検出手段
との間に介在させて、両者を接着することを特徴とす
る。ここで、光導波手段とは、光導波路や光ファイバ等
であり、光検出手段は、ＣＣＤ型光センサや、フォトダ
イオード等である。
号を導波する光導波手段と、光信号を検出する光検出手
段とを接合して、光信号を前記光導波手段から前記光検
出手段に結合させる光学部品の結合構造である。そし
て、透明軟質接着剤を前記光導波手段と前記光検出手段
との間に介在させて、両者を接着することを特徴とす
る。ここで、光導波手段とは、光導波路や光ファイバ等
であり、光検出手段は、ＣＣＤ型光センサや、フォトダ
イオード等である。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の光学部
品の結合構造であって、前記軟質接着剤は、ショア硬さ
が６０以下であることを特徴とする。
品の結合構造であって、前記軟質接着剤は、ショア硬さ
が６０以下であることを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の光学部品の結合構造であって、前記軟質接着剤の屈折
率は、前記光導波手段と前記光検出手段の屈折率の中間
値に対して±０．１の範囲内であることを特徴とする。
の光学部品の結合構造であって、前記軟質接着剤の屈折
率は、前記光導波手段と前記光検出手段の屈折率の中間
値に対して±０．１の範囲内であることを特徴とする。
【００１３】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載の光学部品の結合構造であって、前記軟質接着剤
は、光信号の動作波長で最も高い光学伝達率を有するこ
とを特徴とする。
記載の光学部品の結合構造であって、前記軟質接着剤
は、光信号の動作波長で最も高い光学伝達率を有するこ
とを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、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。図１は、本発明に
係る光導波路とＣＣＤセンサの結合構造を示す構成図で
ある。この図は、図５に示す光学式イメージスキャナに
用いられる結合構造とほぼ同じ構成であり、同一部品に
は同一符号を付す。この部品構成は、マイクロレンズア
レイ１、光導波路６からなる高分子光導波路アレイ２、
ＣＣＤ型光センサ３、熱膨張抑制部材８である。光導波
路アレイ２と光センサ３は、透明な軟質接着剤１２によ
って接合されており、熱膨張抑制部材８と光センサ３は
エポキシ接着剤１３によって接合されている。
いて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に
係る光導波路とＣＣＤセンサの結合構造を示す構成図で
ある。この図は、図５に示す光学式イメージスキャナに
用いられる結合構造とほぼ同じ構成であり、同一部品に
は同一符号を付す。この部品構成は、マイクロレンズア
レイ１、光導波路６からなる高分子光導波路アレイ２、
ＣＣＤ型光センサ３、熱膨張抑制部材８である。光導波
路アレイ２と光センサ３は、透明な軟質接着剤１２によ
って接合されており、熱膨張抑制部材８と光センサ３は
エポキシ接着剤１３によって接合されている。
【００１５】光センサ３には、例えば、ＣＣＤラインセ
ンサであるμＰＤ３７４３Ｄ（日本電気株式会社製）を
使用する。このＣＣＤセンサ３は、パケージ１４とチッ
プ１５から構成され、チップ１５は、１２μｍ×１４μ
ｍサイズのＣＣＤ素子が１４ピッチで配列されて、２０
４８ピクセル（画素）を有し、波長５７０ｎｍにピーク
感度がある。
ンサであるμＰＤ３７４３Ｄ（日本電気株式会社製）を
使用する。このＣＣＤセンサ３は、パケージ１４とチッ
プ１５から構成され、チップ１５は、１２μｍ×１４μ
ｍサイズのＣＣＤ素子が１４ピッチで配列されて、２０
４８ピクセル（画素）を有し、波長５７０ｎｍにピーク
感度がある。
【００１６】次に、高分子光導波路アレイ２について説
明する。図２は、光導波路アレイを示す平面図であり、
図３は、光導波路アレイを示す断面図である。図３に示
すように、この高分子光導波路アレイ２は、ブラック・
ポリカーボネート・シート２１と、ＰＭＭＡ（ポリエチ
ルメタクリレート）シート２２と、導波路クラッド２３
と、光導波路コア６と、導波路基板２５からなる構成で
ある。まず、図２に示すように導波路基板２５は、その
表面に、８μｍ（幅）×８μｍ（深さ）の溝が、光導波
路アレイ２の入射面から出射面まで形成されている。こ
の溝パターンを有する導波路基板２５は、溝パターンを
形成したニッケルマスター（原盤）を用いてＰＭＭＡに
より射出成型を行って形成する。ニッケルマスターは、
パターン化されたフォトレジストをニッケルを電気メッ
キし、支持体を接着してフォトレジストを溶解すること
で形成する。このプロセスは、レーザーディスク形成に
広く用いられており、詳細についてはここでは省略す
る。
明する。図２は、光導波路アレイを示す平面図であり、
図３は、光導波路アレイを示す断面図である。図３に示
すように、この高分子光導波路アレイ２は、ブラック・
ポリカーボネート・シート２１と、ＰＭＭＡ（ポリエチ
ルメタクリレート）シート２２と、導波路クラッド２３
と、光導波路コア６と、導波路基板２５からなる構成で
ある。まず、図２に示すように導波路基板２５は、その
表面に、８μｍ（幅）×８μｍ（深さ）の溝が、光導波
路アレイ２の入射面から出射面まで形成されている。こ
の溝パターンを有する導波路基板２５は、溝パターンを
形成したニッケルマスター（原盤）を用いてＰＭＭＡに
より射出成型を行って形成する。ニッケルマスターは、
パターン化されたフォトレジストをニッケルを電気メッ
キし、支持体を接着してフォトレジストを溶解すること
で形成する。このプロセスは、レーザーディスク形成に
広く用いられており、詳細についてはここでは省略す
る。
【００１７】図２に示すように、溝パターンは、入射面
では１２５μｍピッチ、出射面では１４μｍピッチで形
成されている。入射面におけるピッチは、２００ｄｐｉ
のイメージ解像度を達成するように設定され、出射面の
ピッチはＣＣＤセンサ３のピクセルのピッチに正確に一
致させる。不透明シート２６が、導波路基板２５のＣＣ
Ｄセンサ３の前部に設計上組み込まれ、光導波路６に結
合しないでＣＣＤセンサ３に達する光を防ぐ。光導波路
６は、このシート２６を迂回して光を伝送するようパタ
ーン化されている。
では１２５μｍピッチ、出射面では１４μｍピッチで形
成されている。入射面におけるピッチは、２００ｄｐｉ
のイメージ解像度を達成するように設定され、出射面の
ピッチはＣＣＤセンサ３のピクセルのピッチに正確に一
致させる。不透明シート２６が、導波路基板２５のＣＣ
Ｄセンサ３の前部に設計上組み込まれ、光導波路６に結
合しないでＣＣＤセンサ３に達する光を防ぐ。光導波路
６は、このシート２６を迂回して光を伝送するようパタ
ーン化されている。
【００１８】導波路６のコア２４に使用されている材料
は、非常に透明な紫外線硬化型の材料であり、５７０ｎ
ｍ、２０℃で重合されたときの屈折率は、１．５１５で
ある。この材料を、クリーンルーム環境で、溝パターン
が形成された導波路基板２５の表面に広げる。過剰とな
った材料を、２ｃｍｓ-1の移動速度で動くポリウレタン
のスキージで掃き出す。このプロセスによって、溝のそ
れぞれに液状材料が均一に充填されるとともに、過剰材
料は完全に導波路基板２５の表面から掃き出される。波
長３５５ｎｍから３６５ｎｍまでの紫外線を照射し、紫
外線硬化型のコア材料を重合する。
は、非常に透明な紫外線硬化型の材料であり、５７０ｎ
ｍ、２０℃で重合されたときの屈折率は、１．５１５で
ある。この材料を、クリーンルーム環境で、溝パターン
が形成された導波路基板２５の表面に広げる。過剰とな
った材料を、２ｃｍｓ-1の移動速度で動くポリウレタン
のスキージで掃き出す。このプロセスによって、溝のそ
れぞれに液状材料が均一に充填されるとともに、過剰材
料は完全に導波路基板２５の表面から掃き出される。波
長３５５ｎｍから３６５ｎｍまでの紫外線を照射し、紫
外線硬化型のコア材料を重合する。
【００１９】この後、紫外線硬化型である導波路クラッ
ド２３の材料を導波路基板２５の表面に塗布し、さらに
５００μｍ厚のＰＭＭＡシート２２をその上に載置す
る。ポリマーシート２２を密着させて、紫外線硬化型の
クラッド材料が約２０μｍ厚のフィルムを形成するよう
にする。クラッド材料を重合するため紫外線を照射し、
ＰＭＭＡシート２２がクラッド２３に接着される。黒の
ポリカーボネートシートは導波路デバイスの上面と下面
の両方に接着する。これは、導波路６に結合しない光を
導波路６に入射させるのを防ぐためである。光導波路ア
レイ２の入射面及び出射面を、１μｍ以下のサイズのア
ルミナ含有懸濁駅を用いた標準的な研磨装置（例えば、
ＭＡ３００（武蔵野電子製））により研磨する。
ド２３の材料を導波路基板２５の表面に塗布し、さらに
５００μｍ厚のＰＭＭＡシート２２をその上に載置す
る。ポリマーシート２２を密着させて、紫外線硬化型の
クラッド材料が約２０μｍ厚のフィルムを形成するよう
にする。クラッド材料を重合するため紫外線を照射し、
ＰＭＭＡシート２２がクラッド２３に接着される。黒の
ポリカーボネートシートは導波路デバイスの上面と下面
の両方に接着する。これは、導波路６に結合しない光を
導波路６に入射させるのを防ぐためである。光導波路ア
レイ２の入射面及び出射面を、１μｍ以下のサイズのア
ルミナ含有懸濁駅を用いた標準的な研磨装置（例えば、
ＭＡ３００（武蔵野電子製））により研磨する。
【００２０】液晶ポリマーであるベクトラＡ２３０（ポ
リプラスチック株式会社製）を用いて、熱膨張抑制部材
８を射出成形により、断面長方形の角形空胴形状に形成
する。この熱膨張抑制部材８は、図１に示すように、エ
ポキシベースの接着剤１１を用いて、光導波路アレイ２
に接続する。光導波路アレイ２の熱膨張を減少させ、そ
のことによりＣＣＤセンサ３とのずれを減少させて、導
波路６に結合しない迷い光をセンサ３に入力させない。
リプラスチック株式会社製）を用いて、熱膨張抑制部材
８を射出成形により、断面長方形の角形空胴形状に形成
する。この熱膨張抑制部材８は、図１に示すように、エ
ポキシベースの接着剤１１を用いて、光導波路アレイ２
に接続する。光導波路アレイ２の熱膨張を減少させ、そ
のことによりＣＣＤセンサ３とのずれを減少させて、導
波路６に結合しない迷い光をセンサ３に入力させない。
【００２１】シリコンベースの接着剤１２であるＳ−８
０６０（セメダイン製）は、光導波路アレイ２の光セン
サ接合面（出射面）に塗布される。この接着剤１２は、
柔らかく、ショア硬さの値が２５であり、破断するまで
に５００％まで伸びる性質を有する。また、光学的性質
は、５７０ｎｍで屈折率１．４１である。ＣＣＤセンサ
３により光導波路６を通り抜けた光信号をモニタしなが
ら、ＣＣＤセンサ３と光導波路アレイ２の位置合わせを
行う。正確な位置合わせがなされたとき、光導波路６か
ら出力した光は、ＣＣＤセンサ３のピクセル（受光素
子）だけに入射する。このような状態となるのは、軟質
接着剤１２が、厚さ１０μまでのフィルム状になったと
きであり、センサ３と光導波路アレイ２との間に介在し
て、両者を接着する。光導波路アレイ２と光センサ３と
を接着後、ＣＣＤセンサパッケージ１４と熱膨張抑制部
材８は、図１に示すように、エポキシベースの接着剤１
３により接着される。
０６０（セメダイン製）は、光導波路アレイ２の光セン
サ接合面（出射面）に塗布される。この接着剤１２は、
柔らかく、ショア硬さの値が２５であり、破断するまで
に５００％まで伸びる性質を有する。また、光学的性質
は、５７０ｎｍで屈折率１．４１である。ＣＣＤセンサ
３により光導波路６を通り抜けた光信号をモニタしなが
ら、ＣＣＤセンサ３と光導波路アレイ２の位置合わせを
行う。正確な位置合わせがなされたとき、光導波路６か
ら出力した光は、ＣＣＤセンサ３のピクセル（受光素
子）だけに入射する。このような状態となるのは、軟質
接着剤１２が、厚さ１０μまでのフィルム状になったと
きであり、センサ３と光導波路アレイ２との間に介在し
て、両者を接着する。光導波路アレイ２と光センサ３と
を接着後、ＣＣＤセンサパッケージ１４と熱膨張抑制部
材８は、図１に示すように、エポキシベースの接着剤１
３により接着される。
【００２２】光導波路アレイ２の入射面に、マイクロレ
ンズアレイ１を紫外線硬化性樹脂を用いて接着する。マ
イクロレンズアレイ２のマイクロレンズのサイズは直径
１２５μｍで形成されている。
ンズアレイ１を紫外線硬化性樹脂を用いて接着する。マ
イクロレンズアレイ２のマイクロレンズのサイズは直径
１２５μｍで形成されている。
【００２３】こうして作成された光学式イメージスキャ
ナの光導波路アレイ２と光センサ３の間に軟質接着剤１
２が介在しているので、温度変化による両者の熱膨張の
違いによるずれも吸収し、結合破損も生じない。特に、
ショア硬さを６０以下とすれば、光導波路アレイ２と光
センサ３の相対ずれに耐えることができる。また、熱膨
張抑制部材８により４μｍまでに変位は抑制されている
ので、結合率は高い。
ナの光導波路アレイ２と光センサ３の間に軟質接着剤１
２が介在しているので、温度変化による両者の熱膨張の
違いによるずれも吸収し、結合破損も生じない。特に、
ショア硬さを６０以下とすれば、光導波路アレイ２と光
センサ３の相対ずれに耐えることができる。また、熱膨
張抑制部材８により４μｍまでに変位は抑制されている
ので、結合率は高い。
【００２４】また、軟質接着剤１２の屈折率を光導波路
と酸化シリコン（光センサの受光素子部の保護部材）の
中間値に対して±０．１の範囲内に設定してあれば、光
導波路と光センサの間に空気が介在している従来のもの
より、反射損失を抑えることができる。例えば、上記反
射損失の式より次のようなことが確認できる。上述した
ように、光導波路（ｎ＝１．５１５）、空気（ｎ＝１．
００）、酸化シリコン（ｎ＝１．４）の順に光が通過す
ると、光学損失は０．６９％、０．３１ｄＢとなってし
まう。ここで光導波路と酸化シリコンとの間に接着剤が
介在している構造とし、接着剤の屈折率をｎ＝１．４１
とし、光導波路の屈折率（ｎ＝１．５１５）と酸化シリ
コンの屈折率（ｎ＝１．４）の中間値に対して±０．１
の範囲内にあるとする。光導波路、接着剤、酸化シリコ
ンへ入射する反射損失は、全体で０．１３％あるいは
０．００６ｄＢまで減少する。したがって、接着剤１２
も光センサ３の受光素子の保護部材（酸化シリコン）の
屈折率の中間値に対して±０．１の範囲内の間の値を有
すれば、反射損失を軽減できる。
と酸化シリコン（光センサの受光素子部の保護部材）の
中間値に対して±０．１の範囲内に設定してあれば、光
導波路と光センサの間に空気が介在している従来のもの
より、反射損失を抑えることができる。例えば、上記反
射損失の式より次のようなことが確認できる。上述した
ように、光導波路（ｎ＝１．５１５）、空気（ｎ＝１．
００）、酸化シリコン（ｎ＝１．４）の順に光が通過す
ると、光学損失は０．６９％、０．３１ｄＢとなってし
まう。ここで光導波路と酸化シリコンとの間に接着剤が
介在している構造とし、接着剤の屈折率をｎ＝１．４１
とし、光導波路の屈折率（ｎ＝１．５１５）と酸化シリ
コンの屈折率（ｎ＝１．４）の中間値に対して±０．１
の範囲内にあるとする。光導波路、接着剤、酸化シリコ
ンへ入射する反射損失は、全体で０．１３％あるいは
０．００６ｄＢまで減少する。したがって、接着剤１２
も光センサ３の受光素子の保護部材（酸化シリコン）の
屈折率の中間値に対して±０．１の範囲内の間の値を有
すれば、反射損失を軽減できる。
【００２５】さらに、接着剤１２が、光導波路アレイ２
を通る光信号の動作波長のとき、最も伝達効率がよけれ
ば、光信号が接着剤１２を通過するときも、あまり減衰
せずに済む。
を通る光信号の動作波長のとき、最も伝達効率がよけれ
ば、光信号が接着剤１２を通過するときも、あまり減衰
せずに済む。
【００２６】本実施形態では、光導波路アレイを用いた
が、光ファイバ等の光導波を行う手段であればよい。ま
た、ＣＣＤ型光センサを用いたが、フォトダイオード等
の光検出を行える装置であればよい。
が、光ファイバ等の光導波を行う手段であればよい。ま
た、ＣＣＤ型光センサを用いたが、フォトダイオード等
の光検出を行える装置であればよい。
【００２７】
【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、透明軟
質接着剤を前記光導波手段と光検出手段との間に介在さ
せて、両者を接着するので、熱膨張係数の違いによる両
者のずれを抑え、光信号の結合効率を向上することがで
きる。
質接着剤を前記光導波手段と光検出手段との間に介在さ
せて、両者を接着するので、熱膨張係数の違いによる両
者のずれを抑え、光信号の結合効率を向上することがで
きる。
【００２８】請求項３の発明によれば、軟質接着剤の屈
折率は、前記光導波手段と前記光検出手段の屈折率の中
間値に対して±０．１の範囲内であるので、軟質接着剤
と光検出手段の界面での反射損失を抑えることができ、
光信号の結合効率を向上できる。
折率は、前記光導波手段と前記光検出手段の屈折率の中
間値に対して±０．１の範囲内であるので、軟質接着剤
と光検出手段の界面での反射損失を抑えることができ、
光信号の結合効率を向上できる。
【００２９】請求項４の発明によれば、軟質接着剤は光
信号の動作波長で最も高い光学伝達率を有するので、軟
質接着剤を通過する光の減衰が少なくてすむので、光検
出手段の検出効率を高めることができる。
信号の動作波長で最も高い光学伝達率を有するので、軟
質接着剤を通過する光の減衰が少なくてすむので、光検
出手段の検出効率を高めることができる。
【図１】本発明に係る光導波路とＣＣＤセンサの結合構
造を示す構成図である。
造を示す構成図である。
【図２】図１の光導波路アレイを示す平面図である。
【図３】図１の光導波路アレイを示す断面図である。
【図４】従来の光学式イメージスキャナの概略構成図で
ある。
ある。
【図５】光導波路アレイと光センサとの結合構造を示す
斜視図である。
斜視図である。
１ マイクロレンズアレイ ２ 光導波路アレイ ３ 光センサ ６ 光導波路 ８ 熱膨張抑制部材 １１ エポキシ接着剤 １２ 軟質接着剤 １３ エポキシ接着剤 １４ パッケージ １５ チップ
Claims (4)
- 【請求項１】 光信号を導波する光導波手段と、光信号
を検出する光検出手段とを接合して、光信号を前記光導
波手段から前記光検出手段に結合させる光学部品の結合
構造において、 透明軟質接着剤を前記光導波手段と前記光検出手段との
間に介在させて、両者を接着することを特徴とする光学
部品の結合構造。 - 【請求項２】 前記軟質接着剤は、ショア硬さが６０以
下であることを特徴とする請求項１記載の光学部品の結
合構造。 - 【請求項３】 前記軟質接着剤の屈折率は、前記光導波
手段と前記光検出手段の屈折率の中間値に対して±０．
１の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載
の光学部品の結合構造。 - 【請求項４】 前記軟質接着剤は、光信号の動作波長で
最も高い光学伝達率を有することを特徴とする請求項
１、２または３記載の光学部品の結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115425A JPH11305079A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光学部品の結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115425A JPH11305079A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光学部品の結合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11305079A true JPH11305079A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14662261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10115425A Pending JPH11305079A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光学部品の結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11305079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134605A2 (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Bonding structure of optical members |
| US7257297B2 (en) | 2002-06-18 | 2007-08-14 | Seiko Epson Corporation | Optical communication module with particular fiber guide hole, optical-communication-module production method, and electronic device |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP10115425A patent/JPH11305079A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134605A2 (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Bonding structure of optical members |
| EP1134605A3 (en) * | 2000-03-01 | 2004-07-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Bonding structure of optical members |
| US7257297B2 (en) | 2002-06-18 | 2007-08-14 | Seiko Epson Corporation | Optical communication module with particular fiber guide hole, optical-communication-module production method, and electronic device |
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