JPS5827106A - 文書の光学的走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電要素列を具備するトランスデユー・すと、
入口が文書の方向を向いていて、出口がトランスデユー
サに光学的に結合されている結合部材とを具え、この結
合部材がガラス基板を具え、このガラス基板内に入口か
ら出口迄延在する光導波路が形成されている集積化され
た光導波回路と１．・して構成され、光導波路の両端が
入口側では第１のライン上にあり、出口側では第２のラ
イン上にあり、この第１のラインが第２のラインより相
当に長く、各光導波路の幅が結合部材の入口から出口に
向って次第に狭くなる文書の光学的走査装置１゜に関す
るものである。

この形式の装置はアイ・ビー・エムテクニカルティスク
ローシャ　ブレティｙ　（Ｉ　Ｂ　Ｍ　　Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔ土ｎ）第１
７巻第６号（１９７４年１１月）第１８２１〜１８２２
頁から既知である。結合、１゜部材の入口を照明されて
いる文書、例えば和、き込１みがされている一枚の紙の
方に向けると、各光導波路は文朋の光導波路の端の区域
の明るさに依存する置の光を受は取る。そして関連光導
波路に結合されている光重要素が光を値がこれ寸だ文書
の局所的ガ明かるさに依存する電気信号に変１かする。

各光導波路が夫々１個の光重要素に結合されている時、
このようにして文書」二の情報が電気信号に変換される
。各信号は１個の像点の情報を表わし、像点の数が光導
波路の数に等しい。光導波路の端・・。

が結合部材の入口で位置しているラインに平行なうイン
（走査線）上にのっている全ての像点の情報が電気信号
に変換される。装置を走査線に垂直な方向に動かすと、
文書全体が走査され、文宿−ヒの全情報？’ｌＪｌ気信
号に変換することができる。こ・れらの電気信号は後に
使用するためメモリに蓄わえたり、文書のコピーを作る
ため直接遠隔地の受信機に送られたりする。

マイクロエレクトロニック部品の今日の技術によれば非
常に多数の光電要素を具える非常に小さ、。

いトランスデユーサを作ることができる。例えば１１７
２８個もの光重要素を具えるトランスデユーサを８０　
ｍｍ以下の長さにすることができる。他方１枚の紙の幅
は約２１ｔ−Ｉｎであり、それ放光導波路の中心から中
心迄の距離は出口側の区域よ勺も入゛口側の区域での方
を相当に大きくシ（例えば１゜倍）、文書上の走査線の
全長をトランスデユーサの長さ迄圧縮しなければならな
い。既知の装置では、基板を局所的に金属でカバーし、
その後でイオン打ち込みをして光導波路を作っている。

しか１０し、これでは入口側の光導波路の中心から中心
迄の距離を出口側よりも約１０％しか大きくできない。

しかし、全ての光導波路の幅の和は文書の走査線の長さ
の−にしか達せず、従ってトランスデユーザは関連ライ
ンから出る光の可成シ小部分しｌ・か受は取れない。

本発明の目的は走査線のほとんど全体の光をトランスデ
ユーサに供給でき、光導波路の中心から中心迄の距離が
入口側では出口側の区域の何倍にも達する前述した形式
の装置を提供するにある。・・・この目的？　’１４成
するため本発明によりば前記結１合部材のガラス基板内
に溝を形成し、これらの溝を屈折率が基板のガラスの屈
折率よりも大きいガラスで充填して溝の全長に亘って光
導波路を形成し、各々の２個の隣接する溝と溝との間の
距離を・はぼ一定に保つと共に溝の幅よりも相当に狭く
したことを特徴とする。

集積化された光導波回路の製造方法自体は例えば特開昭
５８−７０８８０号（この英文のアブストラクトは日本
国特許アブストラクト集＄２巻第・・・５５５６　Ｆ　
−７８（１９７８年）にのっている）から既知である。

またこのような光集積回路の他の製造方法が本願人の以
前のオランダ国特許１ｎｓ８００６４１０号（竹願昭５
６−１８７．９ＪＭ１号）で提案されている。この製造
方法によれば溝の幅。

の変化を対応させることにより幅が変化する光導波路を
作ることができる。

また本発明によれば簡単且つ有効に文書を照明できる装
置が提伊：されるこの目的を達成するため本発明の一実
施例によれに基板の厚さを溝の深さ。

よりも相当に大きくし、トランスデユーサの近傍１に光
電要素列に平行に延在する直線状の光源を設け、基板に
対し光源から出た光の少々くとも一部が結合部材の出口
近傍で基板に入シ、結合部材の入口近傍で基板から出て
走査すべき文書を照明す′・るようにしたことを特徴と
する。

実施例を誉げて図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に略式図示した文書１を光学的に走査する装置は
左から右に延在する光電要素行（第１図１・・には見え
ない）を具えるトランスデユーサ３を具える。これらの
光電要素は光信号を電気信号に変えることができ、電気
信号はトランスデユーサ３に接続されているケーブル５
″ｌｒ伝って例えばファクシミ＋Ｊの送信機のような信
号処理装置（図示せ１゜ず）に送られる。

トランスデユーサ３は文書１から結合部材７を介して光
を受は取るが、との結合部材７は多数の光導波路を具え
、これらの光導波路は湾曲線９で限られた区域内に延在
し、文書に面する入口１１，１とトランスデユーサ８に
光学的に結合されているｌ結合部材の出口１３との間に
納まっている。第１図には光導波路を個別的には図示し
ていない。入口】１では光導波路の端が左から右へ延在
する第１のライン上に位置し、出口１３では第１のライ
ンと平行な第２のライン上にのっている。光導波路が延
在する区穢の境界９は出口側１８におけるよりも入口側
１１での方が相当に開いており、第１のラインの方が第
２のラインよりも相当に長い。

第１のラインの長さは例えばＡ４版の文嶺の幅　１．。

（約２１　ｃｍ　）に対応し、第２のラインの長さはト
ランスデユーサの長さく例えば約８　ｃｍ　）に対応す
る。

装置を上述したような構造にすると、文書１のラインか
ら出た光が殆んど全てトランスデユーサ１３に供給され
、電気信号に変換される。文書全体の上に存在する全て
の情報’ｔｔ気信号に変換するためには、装置は図面に
垂直に文書の上から下足移動しなければならない。この
目的で文書の方を例えば移送装置（図示せず）上にのせ
てもよい。５゜もう一つの方法は装置に例えば２個の車
】５を具ｌえる回転手段を設けることであり、これらの
２個の車１５は結合部材７の両側に設け、軸により剛固
に相互に連結し、手で装置を文書の上でころがせるよう
にする。入口１１と文書の間の距離はと５れらの車によ
り一定に保たれる。文書１上の走査されているラインの
位置ｅｆｆ示するため、回転手段にパルス発生器を持た
せ、これが車１５が走行した距離に従ってパルス金信号
処理装置に供給できるようにする。この種類のパルス発
生器自体はＩｌｌ既知であシ、それについて述べるとと
は本発明を正しく理解する上で必要ではない。

第２図力いし第４図は結合部材７を一属詳細に示したも
のである。この結合部材は例えば前記特開昭５８−７０
８８９号又は前記オランダ国特許１゜願第８００６４１
０号（特願昭５６−１８７．９８８号）に記載されてい
るような方法で集積化した光導波回路として作られてい
る。この目的でガラス基板１７に溝］９を設け、これら
の溝１９に屈折率が基板のガラスよりも大きなガラスを
充たし１，１゜光導波路２１を形成する。溝１９ｆ充た
すのに用１は光導波路２】は所謂「集束」形である）し
、同一の屈折率のガラスで充たしてもよい（この場合・
は光導波路は「ステップインデックス」形である）。

第８図及び第４図に示す光導波路２１の断面は半円状で
あるが、他の形状、例えば長方形にすることも可能であ
る。所望とあらば、基板１７の光導波路２］が形成され
ている側の表面を、光導波路Ｊ・・内での光の反射を大
きくするため屈折率が低いガラス（例えば基板のガラス
と同じガラス）で作った被覆層２８又は釧のよう々光を
反射する金属層で覆ってもよい。所望とあらば、基板１
７の反対側の面に反射層２５を設けてもよい。

第２図はトランスデユーサ３の要素行を形成するいくつ
かの光電要素２７を略式図示している。

各光導波路２】はこれらの光電要素２７の−っに光学的
に結合されている。

第２図は中に光導波路２１が形成されている溝、１１９
の幅が結合部材７の入口】１から出口１３に１向って次
第に狭くなることを示している。これは断面図からも明
らかである。第８図に示した断面は出口１３近傍のもの
であり、第４図に示した断面は入口１１近傍のものであ
る。

各光導波路２１は文書１の所定の区域（像点２９）から
来る光を受は取る。像点２９から関連光導波路２１に入
る光ビームの境界には第２図で点線８１で示しである。

像点２９は一般に入口】Ｊ側での光導波路２１の断面積
よりも僅かに大１１・きい。そして像点２９が大きい分
の量は入口１１と文書］との間の距離及び光ビームの境
界が入口の面に対し垂直な方向に対しなす角度とに依存
する。この角度は光導波路２１の開口数に依存し、例え
ば８０°である。

明らかに像点２９が大きい程トランスデユーサ８は文書
】の走査されるラインから多量の光を受は取る。他方隣
接する像点２９どうしが過度に重々り合うと分解能が下
がる。実際には材料の特性と寸法とをほぼ下記の値に選
べば満足のゆく結果−２、。

（１１） が得られることが判明している。基板のガラスの１屈折
率は１．４５と１．５の間にし、光導波路のガラスの屈
折率は１．５と１．７との間に選ぶ（とつすると開口数
は０．５以下となる）。光導波路の幅は約１２０μｍと
し、隣接する光導波路間の距離は５μｍとし、入口１】
と文書との間の距離けＱ、］ｒｎｍと１　ｍｍの間に選
ぶ。この時分解能け１　ｍｍ当り８ラインであり、幅が
２１６　ｍｍの時１７２８個の光導波路と光電要素が必
要となる。

隣接する光導波路２１間の５１１ｍという距離は・・・
トランスデユーサａ内の隣接する光電要素２７間の通常
の距離と対応する。それ故、この距離は溝２９の全長に
亘って一定に保つのが良い。他方光電要素２７の幅は通
常１０μｍないしそれよｐ若干大きいから出口１３側の
溝】９の幅に対する適１当カ値も約１０１ｔｍである。

このようにこの幅は溝１９の全長に亘って溝どうｌ−の
間の距離よりも相当に大きい（少なくとも２倍である）
。

周囲の光は走査時に文書１を照らすのに不十分であるこ
とが多い。とのようが場合第１図の図面。

　１２１ の手前又は背後の文書１のすぐ上に光源を設けて１もよ
いが、本発明装置内に既に存在するガラス基板１７ｆ介
して光を供給するのが便利である。第５図はこの目的に
適した装置の一例の側面図である。このガラス基板１７
は中に光導波路２１ｆ形ｊ成する溝】９の深さに必要な
程度よりも相当に厚い。トランスデユーサ３の近傍に光
電要素２７の行と平行に、即ち第５図の紙面と垂直に長
軸が延在する直線状の光源８８を設ける。この光源８８
（例えば管状ランプ）の周の大部分の上に基板　、１゜
］７に面する側だけに間隙３７を残して反射層８５を設
ける。このような構造にすると、光源から出た光の大部
分が結合部材７の出口１３側からガラス基板に入り、入
口】１側でガラス基板を出る。基板１７の２個の主表面
上に前述したように、。

反射層２８及び２５を設けることにより光の損失を良く
抑えることができる。基板１７の文書］に面する表面が
光導波路２１の面に対し鋭角αをなすようにすると、出
射光は入口１１に直接対向する区域に一層良く案内され
る。必要とあらば光導、５゜波路２１の反対側の面３９
にも反射層（図示せず）ｌを設けてもよい。

第１図につき既に述べたように基板１７に車１５を具え
る回転手段を設けるが、この代りに基板１７の下側を丸
めて摺動部４】を形成しく第６図参照）、文書１０表面
に沿って摺動させることができる。この場合人口１】と
文書１との間の距離は摺動部４１が光導波路２１の端を
越えて突出する予じめ足められた距離により決まる。摺
動部４１と基板］７の光導波路２１と反対側の面との・
・間の湾曲した面はこの時第５図の而３９に対応する面
金形成Ｉ７、光導波路の面に対し鋭角をなすが、この角
度は光導波路の面からの距離が大きくなるにつれて小さ
くなる。

第１図の紙面に垂直な方向に互に隣接して多数。

の結合部材７を、結合部材７の入口１】が互に平行に延
在するように並べ、これらの入口が一緒になって文書１
全体の表面をカバーするようにすることもできる。こう
すれば文書を走査する時に装＃をずらせる必要はない。

各結合部材７は自己の５．。

トランスデユーサ３に結合されており、走査は完１全に
電気的に行なわれる。所望とあらば、結合部材とトラン
スデユーサの間に色フィルタを設け、例えば成る像点か
らはトランスデユーサに赤色の光だけが供給され、他の
像点からは緑色の光だけ−・が供給され、その他の像点
からは青色の光だけが供給されるようにすることもでき
る。このようにして走査される文書の色情報も電気信号
に変換される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例の正面図、 第２図は第１図の装置の詳細を拡大して示した説明図、 第８図は第２図のＩ−１線で切った断面図、第４図は第
２図のＩＶ−ＩＶ線で切った断面図、　ｌ第５図は本発
明装置の第２の実施例の側面図、第６図は第８の実施例
の下部を示す側面図である。 ］・・・文書、８・・・トランスデユーサ、５・・・ケ
ーブル、７・・・結合部材、０・・・湾曲線、］１・・
・入口、　、。 １３・・・川口、１５・・・車、１７・・・ガラス基板
、１９１・・溝、２】・光導波路、２８・・・被覆層、
２５・・・反射層、２７・・・光電要素、２９・・・像
点、３１・・・光導波路に入る光ビームの境界、３３・
・・直線状の光源、８５・・・反射層、３７・・・間隙
、３９・・・光導波路と反対側の面、４１・・・摺動部
。 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光電要素列を具備するトランスデユーサ（８）と、
   入口（１１）が文書（１）の方向を向い゛・ていて、ｖ
   ｌｏ（１８）がトランスデユーサに光学的に結合されて
   いる結合部材（７）とを具え、この結合部材（７）がガ
   ラス基板（１７）’Ｉｔ具え、このガラス基板内に入口
   から出口迄延在する光導波路（２］）が形成されている
   集積化され１・・た光導波回路として構成され、光導波
   路（２１）の両端が入口側では第１のライン上にあり、
   出口側では第２のライン上にあり、この第１のラインが
   第２のラインより相当に長く、各光導波路の幅が結合部
   材の入口（］ｌ）から出１−。 口（］３）に向って次第に狭くなる文書の光学的走査装
   置において、前記結合部材（７）のガラス基板（１７）
   内に溝（］９）を形成し、これらの溝を屈折率が基板の
   ガラスの屈折率よりも大きいガラスで充填して＃（１９
   ）の全長に２．。 亘って光導波路（２１）を形成し、各々の２個ｌの隣接
   する溝と溝との間の距離をほぼ一定に保つと共に溝の幅
   よりも相当に狭くしたととを特徴とする文書の光学的走
   査装置。 乞　基板（１７）の厚さを溝（１９）の深さよりも相当
   に大きくし、トランスデユーサ（３）の近傍に光電要素
   （２７）列に平行に延在する直線状の光源を設け、基板
   に対し光源から出た光の少なくとも一部が結合部材（７
   ）の出口（１３）近傍で基板に入り、結合部材の入口（
   １１）近、１傍で基板から出て走査すべき文書（１）を
   照明するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の文書の光学的走査装置。 ８、　基板（１７）の文書（１）に対向する面（８９）
   が光導波路（２１）の面に対し鋭角（α）ｆなす。 ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の文書の光学的走査装置。 ４　基板（］７）上に装置の使用時に文書（１）と接触
   する摺動又は回転手段（１５，ａｌ）を設け、結合部材
   （７）の入口（］１）が文書から予じめ、。 定められた距離に位置するように構成したと１とを特徴
   とする特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載の文書
   の光学的走査装置。