JPH07301730A - 導波路型縮小イメージセンサ - Google Patents
導波路型縮小イメージセンサInfo
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- JPH07301730A JPH07301730A JP9434694A JP9434694A JPH07301730A JP H07301730 A JPH07301730 A JP H07301730A JP 9434694 A JP9434694 A JP 9434694A JP 9434694 A JP9434694 A JP 9434694A JP H07301730 A JPH07301730 A JP H07301730A
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- Japan
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- waveguide
- image sensor
- reduced image
- lens
- substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 作製工程が簡単で小型化が可能な導波路型縮
小イメージセンサを提供する。 【構成】 原稿面からの反射光を導波路を用いて縮小す
る導波路型縮小イメージセンサにおいて、原稿面幅に形
成され原稿１からの反射光を集光するレンズ４と、それ
ぞれテーパ部５１と屈曲部５２、５３を有する複数の導
波路５０が形成された光導波路基板５と、導波路５０に
より導かれた光が入射する光電変換素子アレイ３と、を
備える。
小イメージセンサを提供する。 【構成】 原稿面からの反射光を導波路を用いて縮小す
る導波路型縮小イメージセンサにおいて、原稿面幅に形
成され原稿１からの反射光を集光するレンズ４と、それ
ぞれテーパ部５１と屈曲部５２、５３を有する複数の導
波路５０が形成された光導波路基板５と、導波路５０に
より導かれた光が入射する光電変換素子アレイ３と、を
備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はハードコピー画像の一次
元読み取り光学系に使用されるイメージセンサに係り、
特に光導波路を用いた縮小イメージセンサに関する。
元読み取り光学系に使用されるイメージセンサに係り、
特に光導波路を用いた縮小イメージセンサに関する。
【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の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、原稿幅よりもセンサ長が短
く縮小光学系を用いて結像画像を読み取る縮小型センサ
と、１対１の光学系を用いて等倍の結像画像を読み取る
密着型センサ（等倍型センサとも呼ばれる）とがある。
ナ、ディジタル複写機等の画像の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、原稿幅よりもセンサ長が短
く縮小光学系を用いて結像画像を読み取る縮小型センサ
と、１対１の光学系を用いて等倍の結像画像を読み取る
密着型センサ（等倍型センサとも呼ばれる）とがある。
【０００３】図７に縮小型イメージセンサの概念図を示
す。同図において原稿１は、直線状に配置された発光ダ
イオード（以下、ＬＥＤと略す）アレイまたは蛍光灯等
の直線状の光源６により照明され、原稿１からの反射光
をレンズ４０によりＣＣＤ等の光電変換素子アレイ３０
に縮小結像させ、光電変換素子アレイ３０は原稿のイメ
ージ情報を電気信号の時系列に変換して出力する。
す。同図において原稿１は、直線状に配置された発光ダ
イオード（以下、ＬＥＤと略す）アレイまたは蛍光灯等
の直線状の光源６により照明され、原稿１からの反射光
をレンズ４０によりＣＣＤ等の光電変換素子アレイ３０
に縮小結像させ、光電変換素子アレイ３０は原稿のイメ
ージ情報を電気信号の時系列に変換して出力する。
【０００４】図７の縮小型イメージセンサの分解能は、
光電変換素子アレイ３０の画素ピッチとレンズ性能によ
って決定され、読み取り分解能２００ｄｐｉ（１インチ
当たり２００ドット）、読み取り幅２５６ｍｍでは、原
稿１から光電変換素子アレイ３０までの距離（光路長）
ｄは約３３０ｍｍとなる。縮小型イメージセンサは低価
格であり高速読み取りが可能である反面、レンズ４０に
より集光する為、素子サイズが大きく小型化できない、
光学系の調整が複雑であり１台毎に調整を要するという
欠点を持っている。
光電変換素子アレイ３０の画素ピッチとレンズ性能によ
って決定され、読み取り分解能２００ｄｐｉ（１インチ
当たり２００ドット）、読み取り幅２５６ｍｍでは、原
稿１から光電変換素子アレイ３０までの距離（光路長）
ｄは約３３０ｍｍとなる。縮小型イメージセンサは低価
格であり高速読み取りが可能である反面、レンズ４０に
より集光する為、素子サイズが大きく小型化できない、
光学系の調整が複雑であり１台毎に調整を要するという
欠点を持っている。
【０００５】一方、図８の密着型イメージセンサでは、
光電変換素子アレイ３１の検出器は読み取り幅全体を覆
うように配置され、光源６で照明された原稿１からの反
射光は直接又はロットレンズアレイ４１を介して光電変
換素子アレイ３１に入射され、イメージ情報を電気信号
に変換する。密着型イメージセンサでは原稿１から光電
変換素子アレイ３１までの距離（光路長）ｄは小さく、
調整が不要という利点を有する反面、光電変換素子アレ
イの寸法が大きく、また光電変換素子アレイを駆動する
複雑な電子回路が必要であり、このため低価格化が困難
であった。
光電変換素子アレイ３１の検出器は読み取り幅全体を覆
うように配置され、光源６で照明された原稿１からの反
射光は直接又はロットレンズアレイ４１を介して光電変
換素子アレイ３１に入射され、イメージ情報を電気信号
に変換する。密着型イメージセンサでは原稿１から光電
変換素子アレイ３１までの距離（光路長）ｄは小さく、
調整が不要という利点を有する反面、光電変換素子アレ
イの寸法が大きく、また光電変換素子アレイを駆動する
複雑な電子回路が必要であり、このため低価格化が困難
であった。
【０００６】また、入力画像から光電変換素子アレイま
で光を導く複数の導波路を備え、導波路の入射端のピッ
チよりも出射端のピッチを狭くすることにより縮小画像
を得る導波路型縮小イメージセンサにおいて、誘電体導
波路に光学的反射材料（金属薄膜）を形成した構成が提
案されている（特開昭６０−１８９２５６号公報）。
で光を導く複数の導波路を備え、導波路の入射端のピッ
チよりも出射端のピッチを狭くすることにより縮小画像
を得る導波路型縮小イメージセンサにおいて、誘電体導
波路に光学的反射材料（金属薄膜）を形成した構成が提
案されている（特開昭６０−１８９２５６号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のレン
ズ系を使用した縮小型イメージセンサでは、原稿面と固
体撮像素子との間に長い光路長を必要とするため小型化
が困難、組み立て時に１台毎に調整が必要、振動に弱い
という問題点があった。また、従来の密着型イメージセ
ンサでは、光電変換素子アレイが原稿幅と同じ大きさと
なるので、光電変換信号のＳ／Ｎ比が低下したり、配線
間の寄生容量の為に高速動作が困難になると言う問題点
があった。
ズ系を使用した縮小型イメージセンサでは、原稿面と固
体撮像素子との間に長い光路長を必要とするため小型化
が困難、組み立て時に１台毎に調整が必要、振動に弱い
という問題点があった。また、従来の密着型イメージセ
ンサでは、光電変換素子アレイが原稿幅と同じ大きさと
なるので、光電変換信号のＳ／Ｎ比が低下したり、配線
間の寄生容量の為に高速動作が困難になると言う問題点
があった。
【０００８】また、金属薄膜の反射を利用した導波路型
縮小イメージセンサでは、隣接導波路への光の漏れを防
ぐためには、リッジ型導波路の上下面のみならず両側面
にも同様に反射膜を形成することが必要であり、作製工
程が複雑になり歩留まりが低下するという問題点があっ
た。以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、作製工程が
簡単で小型化が可能な導波路型縮小イメージセンサを提
供することである。
縮小イメージセンサでは、隣接導波路への光の漏れを防
ぐためには、リッジ型導波路の上下面のみならず両側面
にも同様に反射膜を形成することが必要であり、作製工
程が複雑になり歩留まりが低下するという問題点があっ
た。以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、作製工程が
簡単で小型化が可能な導波路型縮小イメージセンサを提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、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縮
小イメージセンサにおいて、原稿面幅に形成されたレン
ズと、該レンズで集光された光を導く複数の導波路が形
成された光導波路基板と、前記複数の導波路により導か
れた光が入射する光電変換素子アレイと、を備えること
を特徴とする導波路型縮小イメージセンサである。
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、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縮
小イメージセンサにおいて、原稿面幅に形成されたレン
ズと、該レンズで集光された光を導く複数の導波路が形
成された光導波路基板と、前記複数の導波路により導か
れた光が入射する光電変換素子アレイと、を備えること
を特徴とする導波路型縮小イメージセンサである。
【００１０】また本発明においては、前記光導波路基板
の互いに対向する入射側端面及び出射側端面に垂直に前
記導波路が形成され、かつ入射側から出射側に向かって
順次幅が狭くなるテーパ部をそれぞれの導波路に設ける
ことができる。また本発明においては、前記導波路に屈
曲部を設けることができる。また本発明においては、前
記レンズをシリンドリカルレンズまたはマイクロレンズ
アレイとすることができる。また本発明においては、前
記導波路を誘電体基板上に形成された拡散層とすること
ができる。
の互いに対向する入射側端面及び出射側端面に垂直に前
記導波路が形成され、かつ入射側から出射側に向かって
順次幅が狭くなるテーパ部をそれぞれの導波路に設ける
ことができる。また本発明においては、前記導波路に屈
曲部を設けることができる。また本発明においては、前
記レンズをシリンドリカルレンズまたはマイクロレンズ
アレイとすることができる。また本発明においては、前
記導波路を誘電体基板上に形成された拡散層とすること
ができる。
【００１１】
【作用】本発明は上記構成により、原稿面からの反射光
をシリンドリカルレンズまたはマイクロレンズアレイに
よる結合光学系によって効率よく導波路に入射させるこ
とができる。また結合光学系から光電変換素子まで光を
導く導波路は、導波路基板上に任意の形状に作製可能で
あるため、結合光学系と光電変換素子との相互配置が任
意となり、イメージセンサを小型化することができる。
また、結合光学系、光導波路基板、光電変換素子を一体
化することにより組み立て時の調整が不要となり、耐震
性に優れたイメージセンサを提供することができる。さ
らに、光導波路はイオン拡散法等により容易に、かつ大
きい原稿幅に対応するものが低コストで作製可能とな
る。
をシリンドリカルレンズまたはマイクロレンズアレイに
よる結合光学系によって効率よく導波路に入射させるこ
とができる。また結合光学系から光電変換素子まで光を
導く導波路は、導波路基板上に任意の形状に作製可能で
あるため、結合光学系と光電変換素子との相互配置が任
意となり、イメージセンサを小型化することができる。
また、結合光学系、光導波路基板、光電変換素子を一体
化することにより組み立て時の調整が不要となり、耐震
性に優れたイメージセンサを提供することができる。さ
らに、光導波路はイオン拡散法等により容易に、かつ大
きい原稿幅に対応するものが低コストで作製可能とな
る。
【００１２】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。以下に示す実施例は何れも２００ｄｐｉの
分解能をもつＧ３型ファクシミリ用一次元イメージセン
サ（スキャン幅２５６ｍｍ：Ｂ４用紙対応）に適用した
例であり、光電変換素子としては、１４μｍピッチ、２
０４８ピクセルのＣＣＤである日本電気株式会社（ＮＥ
Ｃ）製μＰＤ３７４３Ｄを用いた。
に説明する。以下に示す実施例は何れも２００ｄｐｉの
分解能をもつＧ３型ファクシミリ用一次元イメージセン
サ（スキャン幅２５６ｍｍ：Ｂ４用紙対応）に適用した
例であり、光電変換素子としては、１４μｍピッチ、２
０４８ピクセルのＣＣＤである日本電気株式会社（ＮＥ
Ｃ）製μＰＤ３７４３Ｄを用いた。
【００１３】［第１実施例］図１は、本発明に係る導波
路型縮小イメージセンサの第１実施例の構成を説明する
ための概念図、図２は導波路基板を中心とした平面図で
ある。図３はシリンドリカルレンズ４の実際の形状を示
す斜視図、図４は本発明の導波路型縮小イメージセンサ
の断面構成図である。図１または図２において、本発明
の導波路型縮小イメージセンサの光検出部は、ＣＣＤア
レイ３と、シリンドリカルレンズ４と、光導波路基板５
とから構成されており、１は原稿、６は原稿を照明する
ＬＥＤアレイである。
路型縮小イメージセンサの第１実施例の構成を説明する
ための概念図、図２は導波路基板を中心とした平面図で
ある。図３はシリンドリカルレンズ４の実際の形状を示
す斜視図、図４は本発明の導波路型縮小イメージセンサ
の断面構成図である。図１または図２において、本発明
の導波路型縮小イメージセンサの光検出部は、ＣＣＤア
レイ３と、シリンドリカルレンズ４と、光導波路基板５
とから構成されており、１は原稿、６は原稿を照明する
ＬＥＤアレイである。
【００１４】シリンドリカルレンズ４は、図３に示すよ
うに長さ２５６ｍｍ（原稿面幅に一致）幅１３０μｍの
寸法で、ガラス基板にイオン拡散法により、基板より屈
折率が０．０５大きいカマボコ型の領域を形成した。
うに長さ２５６ｍｍ（原稿面幅に一致）幅１３０μｍの
寸法で、ガラス基板にイオン拡散法により、基板より屈
折率が０．０５大きいカマボコ型の領域を形成した。
【００１５】シリンドリカルレンズに入射した平行光
は、全光量の８４％が式（１）で示される幅ｗのストラ
イプ状に集光されることが理論的に知られている。
は、全光量の８４％が式（１）で示される幅ｗのストラ
イプ状に集光されることが理論的に知られている。
【数１】ｗ＝１.２２λ／ＮＡ …（１） ここで、ＮＡは上記シリンドリカルレンズの開口数、λ
は光の波長であり、ここでは５００ｎｍである。本実施
例のシリンドリカルレンズ４のＮＡは最大０．１５が得
られており、４μｍ幅のストライプ状に集光することが
できる。またシリンドリカルレンズ４に使用したガラス
基板の厚さは、図３に示すように光導波路基板入射端面
で集光するように０．４５ｍｍとした。図４の断面構成
図に示すように、シリンドリカルレンズ４は光導波路基
板５の入射面５−１にガラス基板の屈折率に近い屈折率
をもつ接着剤により固定されている。これによりシリン
ドリカルレンズ４は光導波路基板５に垂直な方向の集光
を効果的に行うことができる。
は光の波長であり、ここでは５００ｎｍである。本実施
例のシリンドリカルレンズ４のＮＡは最大０．１５が得
られており、４μｍ幅のストライプ状に集光することが
できる。またシリンドリカルレンズ４に使用したガラス
基板の厚さは、図３に示すように光導波路基板入射端面
で集光するように０．４５ｍｍとした。図４の断面構成
図に示すように、シリンドリカルレンズ４は光導波路基
板５の入射面５−１にガラス基板の屈折率に近い屈折率
をもつ接着剤により固定されている。これによりシリン
ドリカルレンズ４は光導波路基板５に垂直な方向の集光
を効果的に行うことができる。
【００１６】光導波路基板５は、２６０ｍｍ×２５ｍｍ
×２ｍｍのサイズであり、入射面５−１、出射面５−２
に垂直な上面に２０４８本の導波路５０がイオン拡散法
により形成されている。導波路５０のピッチは、光入射
端で１２７μｍ、光出射端で１４μｍである。各導波路
５０の入射端には、出射端に向かって徐々に幅が狭くな
る片側それぞれ０．５度のテーパ角を有するテーパ部５
１が設けられている。このテーパ部５１により、各導波
路５０の幅は１２７μｍから８μｍに徐々に幅が狭くな
り、水平方向の集光が行われる。テーパ部５１を除く導
波路５０の幅は８μｍである。さらに各導波路５０には
それぞれ２カ所の屈曲部５２、５３が設けられている。
２カ所の屈曲部５２、５３はそれぞれ光導波路基板５の
幅ｄが最小となるように９０度とした。
×２ｍｍのサイズであり、入射面５−１、出射面５−２
に垂直な上面に２０４８本の導波路５０がイオン拡散法
により形成されている。導波路５０のピッチは、光入射
端で１２７μｍ、光出射端で１４μｍである。各導波路
５０の入射端には、出射端に向かって徐々に幅が狭くな
る片側それぞれ０．５度のテーパ角を有するテーパ部５
１が設けられている。このテーパ部５１により、各導波
路５０の幅は１２７μｍから８μｍに徐々に幅が狭くな
り、水平方向の集光が行われる。テーパ部５１を除く導
波路５０の幅は８μｍである。さらに各導波路５０には
それぞれ２カ所の屈曲部５２、５３が設けられている。
２カ所の屈曲部５２、５３はそれぞれ光導波路基板５の
幅ｄが最小となるように９０度とした。
【００１７】導波路屈曲部の光損失に関しては、曲率半
径（ＲＯＣ）が次の式（２）を満足すれば、光損失は無
視できるほど小さくなることが知られている。
径（ＲＯＣ）が次の式（２）を満足すれば、光損失は無
視できるほど小さくなることが知られている。
【数２】ＲＯＣ＞３Ｎ2λ／π［Ｎ2−ｎ2＋（λ／２
ａ）2］1/2 …（２） ここで、Ｎは導波路の実効屈折率、ｎはガラス基板屈折
率、λは波長、ａは導波路幅である。本実施例では、Ｎ
＝１.５７４、ｎ＝１.５２４、λ＝５００ｎｍであるの
で、ＲＯＣが約２０μｍ以上では光損失を無視できる。
実際には加工精度等を考慮してＲＯＣを２００μｍとし
た。
ａ）2］1/2 …（２） ここで、Ｎは導波路の実効屈折率、ｎはガラス基板屈折
率、λは波長、ａは導波路幅である。本実施例では、Ｎ
＝１.５７４、ｎ＝１.５２４、λ＝５００ｎｍであるの
で、ＲＯＣが約２０μｍ以上では光損失を無視できる。
実際には加工精度等を考慮してＲＯＣを２００μｍとし
た。
【００１８】次に、本第１実施例のシリンドリカルレン
ズ及び光導波路基板の作製方法を説明する。シリンドリ
カルレンズ及び光導波路基板の作製方法は何れも同じ銀
イオン拡散法を用い、特に断らない限り同じ工程で作製
される。まず、基板にはＳｃｈｏｔｔ社製Ｂ２７０ソー
ダライムガラスを使用し、基板上にマスク用のＡｌ膜を
スパッタ法により形成した。次いで、通常のフォトリソ
グラフィ法、エッチング（エッチング溶剤：水酸化ナト
リウム水溶液）によりマスクパターンを形成した。この
パターンをマスクとして、銀イオン（Ａｇ+）を拡散す
ることにより導波路またはシリンドリカルレンズを形成
した。
ズ及び光導波路基板の作製方法を説明する。シリンドリ
カルレンズ及び光導波路基板の作製方法は何れも同じ銀
イオン拡散法を用い、特に断らない限り同じ工程で作製
される。まず、基板にはＳｃｈｏｔｔ社製Ｂ２７０ソー
ダライムガラスを使用し、基板上にマスク用のＡｌ膜を
スパッタ法により形成した。次いで、通常のフォトリソ
グラフィ法、エッチング（エッチング溶剤：水酸化ナト
リウム水溶液）によりマスクパターンを形成した。この
パターンをマスクとして、銀イオン（Ａｇ+）を拡散す
ることにより導波路またはシリンドリカルレンズを形成
した。
【００１９】銀イオン拡散工程は２段階の処理からな
り、最初に基板を３３０°Ｃに温度調節された硝酸銀
（ＡｇＮＯ3）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）の融解液
に６０分間（シリンドリカルレンズの場合）ないし３０
分間（光導波路の場合）浸した後、温水で洗浄し、同じ
く３３０°Ｃに温度調節された硝酸ナトリウム融解液に
１５分間浸した。この際後者の硝酸ナトリウム融解液に
よる処理は、安定化処理であり省略することもできる。
最初の処理での銀イオン濃度は０．０５モル％である。
このイオン濃度と拡散時間は形成しようとする導波路に
よって調整することができる。拡散層形成後、Ａｌマス
クを水酸化ナトリウム水溶液により除去した。上記の方
法により、基板の屈折率１.５２４に対して、０.０５屈
折率が大きい拡散層（シリンドリカルレンズまたは光導
波路）が得られた。
り、最初に基板を３３０°Ｃに温度調節された硝酸銀
（ＡｇＮＯ3）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）の融解液
に６０分間（シリンドリカルレンズの場合）ないし３０
分間（光導波路の場合）浸した後、温水で洗浄し、同じ
く３３０°Ｃに温度調節された硝酸ナトリウム融解液に
１５分間浸した。この際後者の硝酸ナトリウム融解液に
よる処理は、安定化処理であり省略することもできる。
最初の処理での銀イオン濃度は０．０５モル％である。
このイオン濃度と拡散時間は形成しようとする導波路に
よって調整することができる。拡散層形成後、Ａｌマス
クを水酸化ナトリウム水溶液により除去した。上記の方
法により、基板の屈折率１.５２４に対して、０.０５屈
折率が大きい拡散層（シリンドリカルレンズまたは光導
波路）が得られた。
【００２０】上記の拡散法により作製したシリンドリカ
ルレンズ４と光導波路基板５、及びＣＣＤアレイ３をそ
れぞれ基板屈折率と近い屈折率を有する光学用接着剤、
例えば東洋インキ製造株式会社製ＬＡ−３５５６紫外線
硬化型接着剤等により接着し、光検出部を作製した。
ルレンズ４と光導波路基板５、及びＣＣＤアレイ３をそ
れぞれ基板屈折率と近い屈折率を有する光学用接着剤、
例えば東洋インキ製造株式会社製ＬＡ−３５５６紫外線
硬化型接着剤等により接着し、光検出部を作製した。
【００２１】以上説明した本第１実施例によれば、シリ
ンドリカルレンズの光入射面からＣＣＤアレイ入射面ま
での距離ｄを約２５ｍｍとすることができ、従来の縮小
型イメージセンサを大幅に縮小し、密着型イメージセン
サと同等の小型化を実現することができる。また、シリ
ンドリカルレンズを使用した結合光学系、光導波路基
板、ＣＣＤアレイを一体化することにより、組み立て時
の調整が不要となり、耐震性の優れたイメージセンサを
作製することができる。さらに、光導波路は任意の形状
をイオン拡散法により形成できるので、結合光学系を構
成するシリンドリカルレンズと光電変換素子であるＣＣ
Ｄアレイとの任意の配置が可能となり、種々のイメージ
センサが低コストで作製できる。
ンドリカルレンズの光入射面からＣＣＤアレイ入射面ま
での距離ｄを約２５ｍｍとすることができ、従来の縮小
型イメージセンサを大幅に縮小し、密着型イメージセン
サと同等の小型化を実現することができる。また、シリ
ンドリカルレンズを使用した結合光学系、光導波路基
板、ＣＣＤアレイを一体化することにより、組み立て時
の調整が不要となり、耐震性の優れたイメージセンサを
作製することができる。さらに、光導波路は任意の形状
をイオン拡散法により形成できるので、結合光学系を構
成するシリンドリカルレンズと光電変換素子であるＣＣ
Ｄアレイとの任意の配置が可能となり、種々のイメージ
センサが低コストで作製できる。
【００２２】［実施例２］次に、本発明に係る導波路型
縮小イメージセンサの第２実施例を説明する。図５は、
本発明の第２実施例の構成を説明するための平面図、図
６は同実施例における導波路への集光状態を示す平面図
である。図５において、本実施例の導波路型縮小イメー
ジセンサの光検出部は、ＣＣＤアレイ３と、マイクロレ
ンズアレイ７と、光導波路基板８とから構成されてお
り、１は原稿である。
縮小イメージセンサの第２実施例を説明する。図５は、
本発明の第２実施例の構成を説明するための平面図、図
６は同実施例における導波路への集光状態を示す平面図
である。図５において、本実施例の導波路型縮小イメー
ジセンサの光検出部は、ＣＣＤアレイ３と、マイクロレ
ンズアレイ７と、光導波路基板８とから構成されてお
り、１は原稿である。
【００２３】マイクロレンズアレイ７は、それぞれ直径
１２７μｍのマイクロレンズが２０４８個直線状に配列
されたレンズであり、第１実施例と同様に２５６ｍｍ長
（原稿面幅）にわたって１枚のガラス基板上にイオン拡
散法により形成した。また、光導波路基板８は同じく第
１実施例と同様にイオン拡散法により形成した。但し、
光導波路基板８上に形成された導波路８０は、テーパ部
を形成せず、８μｍ幅の導波路を入射側ピッチ１２７μ
ｍで２０４８本形成した。さらに各導波路８０には第１
実施例と同様にそれぞれ２カ所の屈曲部８２、８３が設
けられていて、出射側は１４μｍピッチとし、ＣＣＤア
レイ３のピッチに一致させている。２カ所の導波路屈曲
部８２、８３はそれぞれ光導波路基板８の幅が最小とな
るように９０度とした。導波路屈曲部の光損失と曲率半
径との関係については、第１実施例で説明済みであるの
で省略する。
１２７μｍのマイクロレンズが２０４８個直線状に配列
されたレンズであり、第１実施例と同様に２５６ｍｍ長
（原稿面幅）にわたって１枚のガラス基板上にイオン拡
散法により形成した。また、光導波路基板８は同じく第
１実施例と同様にイオン拡散法により形成した。但し、
光導波路基板８上に形成された導波路８０は、テーパ部
を形成せず、８μｍ幅の導波路を入射側ピッチ１２７μ
ｍで２０４８本形成した。さらに各導波路８０には第１
実施例と同様にそれぞれ２カ所の屈曲部８２、８３が設
けられていて、出射側は１４μｍピッチとし、ＣＣＤア
レイ３のピッチに一致させている。２カ所の導波路屈曲
部８２、８３はそれぞれ光導波路基板８の幅が最小とな
るように９０度とした。導波路屈曲部の光損失と曲率半
径との関係については、第１実施例で説明済みであるの
で省略する。
【００２４】本第２実施例で作製した導波路型縮小イメ
ージセンサの光検出部によれば、マイクロレンズアレイ
７の入射面からＣＣＤアレイ３の入射面までの距離を約
２０ｍｍとすることができ、第１実施例に比べて更に小
型化することができる。また、第１実施例と同様、耐震
性に優れ、設計自由度が大きく、低コスト化が可能なイ
メージセンサを作製することができる。なお、本実施例
のマイクロレンズアレイと、第１実施例のテーパ部を有
する導波路を形成した光導波路基板とを組み合わせても
同様の効果を得られることは言うまでもない。また、本
発明の範囲は、上記実施例に限定されるものではなく、
当業者が上記実施例に多様な修正及び変更を加え得るこ
とは勿論である。
ージセンサの光検出部によれば、マイクロレンズアレイ
７の入射面からＣＣＤアレイ３の入射面までの距離を約
２０ｍｍとすることができ、第１実施例に比べて更に小
型化することができる。また、第１実施例と同様、耐震
性に優れ、設計自由度が大きく、低コスト化が可能なイ
メージセンサを作製することができる。なお、本実施例
のマイクロレンズアレイと、第１実施例のテーパ部を有
する導波路を形成した光導波路基板とを組み合わせても
同様の効果を得られることは言うまでもない。また、本
発明の範囲は、上記実施例に限定されるものではなく、
当業者が上記実施例に多様な修正及び変更を加え得るこ
とは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、従
来の縮小型イメージセンサに比べ小型、かつ耐震性に優
れたイメージセンサを提供することができるという効果
がある。また、結合光学系にシリンドリカルレンズまた
はマイクロレンズアレイを使用しているので、原稿から
の反射光を効率よく集光し光電変換素子に導き、Ｓ／Ｎ
比の高い変換信号を得ることができるという効果があ
る。また、結合光学系と光電変換素子との間を接続する
光導波路を任意の形状とすることができるので、設計の
自由度が高まり結合光学系と光電変換素子との任意の配
置が可能となり、種々のイメージセンサに適用できると
いう効果がある。更に、光導波路はイオン拡散法等によ
り比較的大きい原稿幅に対応したものでも容易に作製す
ることができ、作製プロセスの簡略化、低コスト化を図
ることができるという効果がある。
来の縮小型イメージセンサに比べ小型、かつ耐震性に優
れたイメージセンサを提供することができるという効果
がある。また、結合光学系にシリンドリカルレンズまた
はマイクロレンズアレイを使用しているので、原稿から
の反射光を効率よく集光し光電変換素子に導き、Ｓ／Ｎ
比の高い変換信号を得ることができるという効果があ
る。また、結合光学系と光電変換素子との間を接続する
光導波路を任意の形状とすることができるので、設計の
自由度が高まり結合光学系と光電変換素子との任意の配
置が可能となり、種々のイメージセンサに適用できると
いう効果がある。更に、光導波路はイオン拡散法等によ
り比較的大きい原稿幅に対応したものでも容易に作製す
ることができ、作製プロセスの簡略化、低コスト化を図
ることができるという効果がある。
【図１】本発明に係る導波路型イメージセンサの第１実
施例の構成を示す概念図。
施例の構成を示す概念図。
【図２】本発明の第１実施例の導波路型イメージセンサ
光検出部の平面図。
光検出部の平面図。
【図３】本発明の第１実施例のシリンドリカルレンズを
説明する斜視図。
説明する斜視図。
【図４】本発明の第１実施例の導波路型イメージセンサ
光検出部の断面構成図。
光検出部の断面構成図。
【図５】本発明の第２実施例の導波路型イメージセンサ
光検出部の平面図。
光検出部の平面図。
【図６】本発明の第２実施例の導波路型イメージセンサ
光検出部の集光状態を説明する平面図。
光検出部の集光状態を説明する平面図。
【図７】従来の縮小型イメージセンサの概略図。
【図８】従来の密着型イメージセンサの概略図。
１ 原稿 ３ ＣＣＤアレイ ４ シリンドリカルレンズ ５ 光導波路基板 ５−１ 入射側端面 ５−２ 出射側端面 ５０ 光導波路 ５１ 導波路テーパ部 ５２、５２ 導波路屈曲部
Claims (6)
- 【請求項１】 原稿面からの反射光を導波路を用いて縮
小する導波路型縮小イメージセンサにおいて、 原稿面幅に形成されたレンズと、 該レンズで集光された光を導く複数の導波路が形成され
た光導波路基板と、 前記複数の導波路により導かれた光が入射する光電変換
素子アレイと、 を備えることを特徴とする導波路型縮小イメージセン
サ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記光導波路基板の互いに対向する入射側端面及び出射
側端面に垂直に前記導波路が形成され、かつ入射側から
出射側に向かって順次幅が狭くなるテーパ部がそれぞれ
の導波路に設けられたことを特徴とする導波路型縮小イ
メージセンサ。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 前記導波路に屈曲部を設けたことを特徴とする導波路型
縮小イメージセンサ。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかにおい
て、 前記レンズがシリンドリカルレンズであることを特徴と
する導波路型縮小イメージセンサ。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項３の何れかにおい
て、 前記レンズがマイクロレンズアレイであることを特徴と
する導波路型縮小イメージセンサ。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５の何れかにおい
て、 前記導波路が誘電体基板上に形成された拡散層からなる
ことを特徴とする導波路型縮小イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9434694A JPH07301730A (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 導波路型縮小イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9434694A JPH07301730A (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 導波路型縮小イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301730A true JPH07301730A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14107730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9434694A Pending JPH07301730A (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 導波路型縮小イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07301730A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0753958A2 (en) | 1995-07-13 | 1997-01-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Waveguide type compact optical scanner and manufacturing method thereof |
| US5930433A (en) * | 1997-07-23 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Waveguide array document scanner |
| US5943463A (en) * | 1996-06-17 | 1999-08-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color image sensor and a production method of an optical waveguide array for use therein |
| US6366365B1 (en) | 1998-08-26 | 2002-04-02 | Agilent Technologies, Inc. | Waveguide array-based image sensor for document scanner scan head |
| WO2006064500A3 (en) * | 2004-12-14 | 2006-10-05 | Oms Displays Ltd | Device and method for optical resizing |
| US7773849B2 (en) | 2004-12-14 | 2010-08-10 | Oms Displays Ltd. | Device and method for optical resizing and backlighting |
-
1994
- 1994-05-06 JP JP9434694A patent/JPH07301730A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0753958A2 (en) | 1995-07-13 | 1997-01-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Waveguide type compact optical scanner and manufacturing method thereof |
| US5747796A (en) * | 1995-07-13 | 1998-05-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Waveguide type compact optical scanner and manufacturing method thereof |
| US5943463A (en) * | 1996-06-17 | 1999-08-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color image sensor and a production method of an optical waveguide array for use therein |
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| US6366365B1 (en) | 1998-08-26 | 2002-04-02 | Agilent Technologies, Inc. | Waveguide array-based image sensor for document scanner scan head |
| WO2006064500A3 (en) * | 2004-12-14 | 2006-10-05 | Oms Displays Ltd | Device and method for optical resizing |
| US7773849B2 (en) | 2004-12-14 | 2010-08-10 | Oms Displays Ltd. | Device and method for optical resizing and backlighting |
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