JPH1138236A

JPH1138236A - 光導波路縮小光学型イメージセンサ

Info

Publication number: JPH1138236A
Application number: JP9198323A
Authority: JP
Inventors: Naoko Arai; 尚子荒井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、使用温度が変化しても、高分子光
導波路アレイのコアと光電変換素子アレイとのピッチが
ずれることなく、画素ずれの発生を防止して、良好な読
み取りが可能な光導波路縮小光学型イメージセンサを提
供する。【解決手段】クラッド基板内部に複数のコアが一次元
アレイ状に配列されて成る高分子光導波路アレイ３と、
高分子光導波路アレイ３を伝搬した光を検出して電気信
号に変換する光電変換素子アレイ４とから構成される光
導波路縮小光学型イメージセンサにおいて、高分子光導
波路アレイ３の光電変換素子アレイ４との結合部分に空
胴形状の熱膨張抑制部材８を設け、高分子光導波路アレ
イ３のコア配列方向における熱膨張抑制部材８の熱膨張
係数が、同方向における高分子光導波路アレイ３の熱膨
張係数よりも小さいこととしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードコピー等の
一次元読み取り光学系に利用して、ファクシミリ、複写
機、イメージスキャナ等に応用される光導波路を用いた
縮小型の光導波路縮小光学型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、デジタル複写機等の画像読み取り機器の増加ととも
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、レンズ等の縮小光学系を用い
て結合画像を読み取る縮小光学型イメージセンサと、１
対１の光学系を用いて等倍の結像画面を読み取る密着型
イメージセンサとがある。

【０００３】縮小光学型イメージセンサは、低価格であ
ると共に高速読み取りが可能である反面、レンズによる
縮小結像が必要であるため、装置サイズが大きくなって
しまい小型化が困難なこと、及び複雑な光学系の調整が
１台毎に必要であるなどの欠点を持っている。

【０００４】それに対して、密着型イメージセンサは、
原稿から光電変換素子アレイまでの距離が小さく光学系
の複雑な調整が不要という利点を有する反面、光電変換
素子アレイのサイズが大きく、また光電変換素子アレイ
を駆動するための複雑な電子回路が必要であるため低価
格化が困難である。

【０００５】そこで、最近、光導波路アレイを用いた縮
小イメージセンサが提案されている。これは、ほぼ原稿
面幅に形成されたマイクロレンズアレイと、マイクロレ
ンズアレイで集光された光を導くために複数の導波路コ
アがクラッド基板内部に形成されて成る光導波路アレイ
と、光を受光して電気信号に変換する光電変換素子アレ
イとから構成されるものである。この光導波路アレイを
用いた縮小イメージセンサによれば、低価格、装置の小
型化を実現でき、さらに複雑な光学系の調整が不要とな
る。

【０００６】このような光導波路アレイを用いた縮小イ
メージセンサに用いる光導波路アレイのクラッド基板の
材料として、ＰＭＭＡ等の高分子材料を用いるものが提
案されている。高分子材料を用いたものでは、光導波路
アレイを構成するクラッド基板を射出成型技術を用いて
容易に形成でき、原材料費が安価なので、より低価格化
を図ることができる。

【０００７】また、高分子光導波路アレイを用いた縮小
光学型イメージセンサでは、画像読み取り時に原稿面を
ＬＥＤにより照明を行い、原稿面の情報が光導波路のコ
ア部を通って光電変換素子に導かれ、画像情報の読み取
りを行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高分子材料を用いた光導波路縮小光学型イメージセ
ンサでは、複数のコアが形成されて成る高分子光導波路
アレイのＰＭＭＡ等の高分子材料の線熱膨張係数が、光
電変換素子アレイの線熱膨張係数と異なると、温度変化
に伴って、これらの結合部分において、高分子光導波路
アレイのコアと光電変換素子アレイとでピッチのずれが
発生した。このため、画素のずれが生じて、光電変換素
子からの出力が劣化し、良好な読み取りができなかっ
た。

【０００９】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、使用温度が変化しても、高
分子光導波路アレイのコアと光電変換素子アレイとのピ
ッチがずれることなく、画素ずれの発生を防止して、良
好な読み取りが可能な光導波路縮小光学型イメージセン
サを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明では、クラッド基板内部に複
数のコアが一次元アレイ状に配列されて成り、原稿面か
らの反射光をコアに導波させて画像の縮小を行う高分子
光導波路アレイと、その高分子光導波路アレイを伝搬し
た光を検出して電気信号に変換する光電変換素子が複数
一次元アレイ状に配列されて成る光電変換素子アレイと
から構成される光導波路縮小光学型イメージセンサにお
いて、高分子光導波路アレイの光電変換素子アレイとの
結合部分に空胴形状の熱膨張抑制部材を設け、高分子光
導波路アレイのコア配列方向における熱膨張抑制部材の
熱膨張係数が、同方向における高分子光導波路アレイの
熱膨張係数よりも小さいこととしている。

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、上記のよ
うな熱膨張抑制部材を採用することによって、使用温度
が変化しても、高分子光導波路アレイの熱膨張を抑制で
き、高分子光導波路アレイのコアと光電変換素子アレイ
とのピッチが大きくずれることはないので、画素ずれの
発生を防止して、良好な読み取りが可能となる。

【００１２】さらに、請求項２に記載の発明では、請求
項１に記載の光導波路縮小光学型イメージセンサにおい
て、熱膨張抑制部材が異方性の線熱膨張係数を有し、高
分子光導波路アレイのコア配列方向とほぼ垂直方向での
熱膨張抑制部材の線熱膨張係数が、同方向における前記
高分子光導波路アレイの熱膨張係数とほぼ同等かそれよ
りも大きいこととしている。

【００１３】請求項１のような熱膨張抑制部材を設けて
も、使用温度の変化に伴い、高分子光導波路アレイでの
熱膨張のために、高分子光導波路アレイのコア配列方向
に歪みが生じる場合がある。請求項２に記載の発明は、
このような歪みを、高分子光導波路アレイのコア配列方
向とほぼ垂直方向に逃し易い構造としている。

【００１４】すなわち、熱膨張抑制部材の線熱膨張係数
を、高分子光導波路アレイのコア配列方向では、高分子
光導波路アレイの線熱膨張係数よりも小さくして、この
方向でのコアと光電変換素子アレイとのピッチずれを防
止するようにしている。さらに、熱膨張抑制部材の線熱
膨張係数を、高分子光導波路アレイのコア配列方向とほ
ぼ垂直方向では、高分子光導波路アレイの線熱膨張係数
とほぼ同等かそれよりも大きくして、この方向に、高分
子光導波路アレイのコア配列方向での歪みを逃すように
している。

【００１５】したがって、請求項２に記載の発明によれ
ば、上記のような異方性の線熱膨張係数を有する熱膨張
抑制部材を採用することによって、高分子光導波路アレ
イの熱膨張による歪みを高分子光導波路アレイのコア配
列方向とほぼ垂直方向に逃すようにして、高分子光導波
路アレイに無理がかかることなく、コア配列方向での熱
膨張係を抑えて、コアと光電変換素子アレイとのピッチ
ずれを防止することができる。

【００１６】また、請求項３に記載の発明では、請求項
１又は２に記載の光導波路縮小光学型イメージセンサに
おいて、高分子光導波路アレイと熱膨張抑制部材との間
で、高分子光導波路アレイのコア配列方向とほぼ垂直方
向に隙間を設けて構成している。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項２とは異
なる構成により、前述したような高分子光導波路アレイ
のコア配列方向での歪みを抑制することができるもので
ある。すなわち、請求項３に記載の発明によれば、上記
のように高分子光導波路アレイと熱膨張抑制部材との間
に隙間を設けることによって、請求項２に記載の発明と
同様に、高分子光導波路アレイの熱膨張による歪みを高
分子光導波路アレイのコア配列方向とほぼ垂直方向に逃
すようにして、高分子光導波路アレイのコア配列方向に
おけるコアと光電変換素子アレイとのピッチずれを防止
することができる。

【００１８】また、請求項４に記載の発明では、請求項
１から３のいずれか１項に記載の光導波路縮小光学型イ
メージセンサにおいて、熱膨張抑制部材の内面をテーパ
ー形状としている。

【００１９】請求項４に記載の発明によれば、上記のよ
うな内面形状がテーパー状の熱膨張抑制部材を採用する
ことによって、熱膨張抑制部材が高分子光導波路アレイ
から外れたり、ずれたりするのを防ぐことができる。

【００２０】また、請求項５に記載の発明では、請求項
１から４のいずれか１項に記載の光導波路縮小光学型イ
メージセンサにおいて、熱膨張抑制部材の内面に凹凸形
状を形成して構成している。

【００２１】請求項５に記載の発明によれば、上記のよ
うな内面に凹凸形状が形成された熱膨張抑制部材を採用
することによって、熱膨張抑制部材が高分子光導波路ア
レイから外れたり、ずれたりするのを防ぐことができ
る。

【００２２】また、請求項６に記載の発明では、請求項
１から５のいずれか１項に記載の光導波路縮小光学型イ
メージセンサにおいて、高分子光導波路アレイと熱膨張
抑制部材との接触面を接着剤により接着して構成してい
る。

【００２３】請求項６に記載の発明によれば、高分子光
導波路アレイと熱膨張抑制部材との接触面が接着剤によ
り接着されているので、高分子光導波路アレイが冷やさ
れるような場合にも、高分子光導波路アレイの収縮によ
り、高分子光導波路アレイのコアと光電変換素子アレイ
とのピッチがずれることを防止することができる。さら
に、そのように高分子光導波路アレイが収縮したとき
に、熱膨張抑制部材が高分子光導波路アレイから外れた
り、ずれたりするのを防ぐこともできる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて、図面を参照して説明する。ここでは、２００ｄｐ
ｉの分解能をもつＧ３型ファクシミリ用の一次元イメー
ジスキャナ（スキャン幅２５６ｍｍ，Ｂ４用紙対応）に
適用した実施形態を、一例として説明するが、本発明が
これに限定されるものではない。

【００２５】図１は、本実施形態の光導波路縮小光学型
イメージセンサによる原稿画像読み取りの様子を示す概
略斜視図である。図１に示すように、本実施形態の光導
波路縮小光学型イメージセンサは、マイクロレンズアレ
イ２、高分子光導波路アレイ３、光電変換素子アレイ
４、及び直線状光源５から構成される。この光導波路縮
小光学型イメージセンサでは、直線状光源５による原稿
１からの反射光が、マイクロレンズアレイ２により高分
子光導波路アレイ３入射面の各コアに集光されこれらの
コアを導波して、光電変換素子アレイ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。

【００２６】なお、本実施形態では、光電変換素子アレ
イとして、１４μｍピッチ（光電変換素子（画素（ピク
セル））ピッチ）で２０４８ピクセルのＣＣＤであるμ
ＰＤ３７４３Ｄ（日本電機株式会社製）を用いた。

【００２７】図２に、図１のマイクロレンズアレイ２及
び高分子光導波路アレイ３の平面図を示す。図２に示す
ように、本実施形態の光導波路縮小光学型イメージセン
サでは、マイクロレンズアレイ２の各マイクロレンズ７
により高分子光導波路アレイ３入射面の各コア６に集光
された光が、それぞれのコア６を導波することによっ
て、原稿画像の縮小が行われるものである。なお、マイ
クロレンズアレイ２では複数のマイクロレンズ７が一次
元アレイ状に配列されており、高分子光導波路アレイ３
には複数のコア６が一次元アレイ状に配列されている。

【００２８】ここで、本実施形態の高分子光導波路アレ
イの製造方法について説明する。第１に、コアとなる溝
パターンが形成される下部クラッド基板であるパターン
基板の作製について説明する。なお、本実施形態では、
特開平７−１７８８２５号公報に記載された射出成型法
を用いた。

【００２９】まず、パターン基板の射出成型に用いる金
型の作製について説明する。膜厚が９μｍのフォトレジ
スト膜をガラス基板上に形成し、フォトリソグラフィ技
術を用いて、溝パターンの転写を行う。即ち、このフォ
トレジスト膜にマスクを密着させて紫外線を露光して現
像処理を行うと、マスクの溝のパターンがフォトレジス
ト膜に転写されて、溝のパターンを形成することができ
る。なお、本実施形態では、金型による射出成型時の転
写率が９５％程度であるので、フォトレジスト膜の膜厚
を、コアの仕様の深さのサイズ８μｍより、少し大きく
した。

【００３０】次に、パターン化されたフォトレジスト膜
の表面に、スパッタ法を用いて、Ｎｉ，Ｔａの薄膜を形
成した後、塩化ニッケルの水溶液を用いて電気メッキに
より、厚さが１０μｍのニッケル製の金属薄板を形成す
る。このようにして得られた金属薄板のパターン面の反
対側の平面に支持体を接着する。最後に、レジスト剥離
剤を用いてフォトレジスト膜を溶解させることにより、
金属薄板をガラス基板から分離すると、射出成型機に使
用可能な８μｍ矩形の光導波路コアとなる溝が形成され
た金型の作製が完了する。このような金型を用いれば、
射出成型技術により、高分子材料から溝パターンが形成
されたパターン基板を作製することができる。

【００３１】なお、本実施形態において作製したパター
ン基板は、高分子材料としてＰＭＭＡ（屈折率１．４
９）を用いたものであり、そのサイズが２６０ｍｍ×２
５ｍｍ×１．５ｍｍのものである。そして、それに形成
したそれぞれの溝は、図２に示したように２箇所に屈曲
部を有するものである。そして、これらの溝のピッチ
は、光入射端で１２５μｍ、光出射端で１４μｍとし
た。また、コアの断面形状が正方形になるように、溝は
幅と深さ共に８μｍとした。

【００３２】第２に、上記のようにして作製したパター
ン基板の溝の部分に、光導波路のコア用のポリマー前駆
体材料を充填した後、上部クラッド基板である平面基板
（厚さ０．５μｍ）をパターン基板の溝形成面上に配置
する。そして、パターン基板及び平面基板をクランプ治
具により密着させた後、紫外線照射によりコア用ポリマ
ー前駆体材料を光重合させる。その後、パターン基板及
び平面基板の側面にはみ出して形成されたコア樹脂を除
去するため、その側面を、０．５μｍ以下のサイズのダ
イアモンド含有懸濁液を用いた標準的な研磨機器により
研磨した後、図２に示したような高分子光導波路アレイ
の作製を完了する。なお、本実施形態で用いたコア材料
は、屈折率が１．５３の紫外線硬化性樹脂ＴＢ３０４２
（スリーボンド社製）を用いた。

【００３３】なお、本実施形態では、上記のようにサン
ドイッチ法と呼ばれる製造方法を用いたが、パターン基
板と平面基板とを密着させた後に、溝をキャピラリとし
て、光導波路のコア原料のポリマー前駆体を、毛細管現
象によりキャピラリ内に充填させてから、ポリマー前駆
体を高分子化させる真空キャピラリ法を用いても良い。

【００３４】次に、上記のようにして作製した高分子光
導波路アレイと光電変換素子アレイとの結合について、
図３〜図６を用いて説明する。ここの工程は、図３の斜
視図に示すように、高分子光導波路アレイ３の光電変換
素子アレイ４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、光電
変換素子アレイ４を高分子光導波路アレイ３の出射端面
に接着するというものである。

【００３５】熱膨張抑制部材８の形状について、斜視図
図４（ａ）、平面図図４（ｂ）、正面図図４（ｃ）、及
び背面図図４（ｄ）を用いて説明する。本実施形態の熱
膨張抑制部材８は、平面図図４（ｂ）に示すように、光
電変換素子アレイ側の方向に狭まるようなテーパー形状
とした。そして、その熱膨張抑制部材の高分子光導波路
アレイコア配列方向（図面横長辺方向）での内寸法は、
高分子光導波路アレイの光電変換素子アレイとの接合部
分のコア配列方向でサイズが３０ｍｍなので、背面図図
４（ｄ）に示すように３０＋０．２ｍｍから、正面図図
４（ｃ）に示すように３０−０．２ｍｍまでに狭まるよ
うなものである。このようなテーパー形状としたのは、
熱膨張抑制部材が高分子光導波路アレイからはずれたり
ずれたりするのを防ぐためである。

【００３６】また、その熱膨張抑制部材の高分子光導波
路アレイコア配列方向と垂直方向（図面縦短辺方向）で
の内寸法は、高分子光導波路アレイの光電変換素子アレ
イとの接合部分のコア配列方向と垂直方向でサイズが２
ｍｍなので、それより４μｍ大きくして、背面図図４
（ｄ）及び正面図図４（ｃ）に示すように２＋０．００
４ｍｍとした。このように熱膨張抑制部材の図面縦方向
（短辺方向）の内寸法を高分子光導波路アレイより大き
くしたのは、これらの接触面に隙間を設けて、高分子光
導波路アレイが熱膨張した際に、コア配列方向での歪み
を図面縦方向（短辺方向）に逃すようにして、そのよう
な歪みを防止するためである。

【００３７】そして、この熱膨張抑制部材８の奥行き寸
法は、平面図図４（ｂ）に示すように、高分子光導波路
アレイが熱膨張して、図面縦方向（短辺方向）で高分子
光導波路アレイと光電変換素子アレイとのピッチがずれ
てもコアの深さサイズ８μｍの半分以下に抑えられ、し
かも、図面横方向（長辺方向）の高分子光導波路アレイ
の歪みを逃せるように、５ｍｍとした。

【００３８】さらに、本実施形態の熱膨張抑制部材８で
は、平面図図４（ｂ）に示すように、高分子光導波路ア
レイとの接触面に、熱膨張抑制部材が光電変換素子アレ
イ方向に移動しないような、凹凸形状を設けた。

【００３９】なお、図４（ｂ）においては、テーパー形
状及び凹凸形状を、わかり易いように実線で描いてい
る。

【００４０】ここで、高分子光導波路アレイ、光電変換
素子アレイ、及び熱膨張抑制部材の熱膨張係数について
説明する。光電変換素子アレイであるＣＣＤは主にシリ
コンウエハ基板とパッケージ樹脂から構成されるもの
で、シリコン部分の線熱膨張係数（ｄ_s）が異方性を示
さず約３×１０^-6／℃で、パッケージの樹脂材料の線熱
膨張係数（ｄ_p）が異方性を示さず約１×１０^-5／℃で
あるが、パッケージ上のシリコンは０〜７０℃の範囲で
シリコンが引っ張られるようになりパッケージと同程度
に伸縮する。一方、高分子光導波路アレイの大部分を占
める下部クラッド基板（パターン基板）及び上部クラッ
ド基板（平面基板）の材料であるＰＭＭＡの線熱膨張係
数（ｄ_s）が異方性を示さず約７×１０^-5／℃である。

【００４１】したがって、熱膨張抑制部材の線熱膨張係
数は、高分子光導波路アレイのコア配列方向ではＰＭＭ
Ａよりも小さければ、ＰＭＭＡの熱膨張を抑制すること
ができる。そして、熱膨張抑制部材の高分子光導波路ア
レイコア配列方向と垂直方向での線熱膨張係数は、ＰＭ
ＭＡと同程度かそれよりも大きくすれば、ＰＭＭＡが熱
膨張したときに、コア配列方向での歪みをこの方向に逃
すことができる。

【００４２】これらのことから、本実施形態では、熱膨
張抑制部材の材料として、線熱膨張係数が異方性を示
し、高分子光導波路アレイコア配列方向での線熱膨張係
数がＰＭＭＡより小さい約２×１０^-6／℃であり、それ
と垂直方向での線熱膨張係数がＰＭＭＡと同程度の約５
×１０^-5／℃である液晶ポリマー（ベクトラＡ２３０
（ポリプラスチック株式会社製））を用いた。

【００４３】上記のような熱膨張抑制部材を高分子光導
波路アレイの光電変換素子アレイとの結合部に室温（約
２０℃）ではめ込んだ後、高分子光導波路アレイと熱膨
張抑制部材との間に接着剤を注入し、これを重合させ
る。これは、使用温度が下がった場合に、高分子光導波
路アレイが収縮して、高分子光導波路アレイのコアと光
電変換素子アレイとのピッチがずれたり、熱膨張抑制部
材が高分子光導波路アレイから外れたりずれたりするの
を防止するためである。なお、接着剤は、温度変化に対
して、伸び率が小さくヤング率の大きい材料が適してい
るので、本実施形態では高分子光導波路アレイのコア材
料と同じ紫外線硬化性樹脂ＴＢ３０４２（スリーボンド
社製）を用いた。

【００４４】次いで、図５の平面図及び図６の正面図に
示すように、高分子光導波路アレイ３の入射端面にＰＭ
ＭＡ製のマイクロレンズアレイ２を、出射端面に光電変
換素子アレイ４を、いずれも紫外線硬化性樹脂を用いて
張り付ける。本実施形態では、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とした。ま
た、光電変換素子アレイ４には、前述のとおり、１４μ
ｍピッチ（光電変換素子（画素（ピクセル））ピッチ）
で２０４８ピクセルのＣＣＤであるμＰＤ３７４３Ｄ
（日本電機株式会社製）を用いた。

【００４５】比較例として、本実施形態の光導波路縮小
光学型イメージの熱膨張抑制部材８を設けないで、それ
以外は本実施形態と全く同様にして光導波路縮小光学型
イメージを作製した。

【００４６】次に、以上のようにして作製した本実施形
態の光導波路縮小光学型イメージセンサ及び比較例の光
導波路縮小光学型イメージセンサの両者について、図１
に示したようにして、マイクレンズアレイ２側から原稿
１の反射光を入射させて、高分子光導波路アレイ３を介
して得られる光電変換素子アレイ４からの出射光強度の
検出結果により、使用温度の変化による画像の取り込み
への影響を比較した。なお、使用温度は、クリーンオー
ブンを用いて、室温（約２０℃）から７０℃の温度範囲
とした。

【００４７】比較例の光導波路縮小光学型イメージセン
サでは、前述のとおり、下部クラッド基板（パターン基
板）及び上部クラッド基板（平面基板）を構成する高分
子材料であるＰＭＭＡの線熱膨張係数が約７×１０^-5／
℃であり、光電変換素子アレイであるＣＣＤの線熱膨張
係数と差が大きいため、高分子光導波路アレイのコアピ
ッチと光電変換素子アレイの画素ピッチと大きくずれ、
これらの結合部分の中心を固定すると、両端で各々約３
画素のずれが生じた。そのため、このとき読み取った画
像は、解像度が劣化し、コントラストの悪いものとなっ
た。

【００４８】これに対して、本実施形態の光導波路縮小
光学型イメージセンサでは、上記のような熱膨張抑制部
材を採用することによって、高分子光導波路アレイと光
電変換素子アレイとの線熱膨張係数が異なっても、高分
子光導波路アレイのコア配列方向の熱膨張を抑制するこ
とができ、高分子光導波路アレイのコアピッチと光電変
換素子アレイの画素ピッチとのずれを０．５画素程度に
抑えることができ、解像度もコントラストも良好な画像
の読み取りを行うことができた。

【００４９】このとき、熱膨張抑制部材は上記のような
異方性を示す線熱膨張係数を有するので、高分子光導波
路アレイのコア配列方向での熱膨張による歪みが、それ
と垂直方向に逃げるようになり、高分子光導波路アレイ
及び熱膨張抑制部材に無理がかかり変形することなどな
く、高分子光導波路アレイのコア配列方向での熱膨張を
抑制することができた。また、高分子光導波路アレイと
熱膨張抑制部材との接触面で、コア配列方向と垂直方向
に隙間を設けたので、これによっても、高分子光導波路
アレイのコア配列方向での熱膨張による歪みが、それと
垂直方向に逃げるようになり、高分子光導波路アレイ及
び熱膨張抑制部材に無理がかかり変形することなどな
く、高分子光導波路アレイのコア配列方向での熱膨張を
抑制することができた。

【００５０】さらに、上記のとおり、高分子光導波路ア
レイと熱膨張抑制部材との接触面が接着剤により接着さ
れているので、高分子光導波路アレイが冷やされるよう
な場合にも、高分子光導波路アレイのコアと光電変換素
子アレイとのピッチずれを抑制すると共に、熱膨張抑制
部材が高分子光導波路アレイから外れたり、ずれたりす
るのを防ぐことができた。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、光導波路縮小光学型イメージセンサにお
いて、高分子光導波路アレイのコア配列方向における熱
膨張係数が高分子光導波路アレイの熱膨張係数よりも小
さい熱膨張抑制部材を採用することによって、使用温度
が変化しても、高分子光導波路アレイの熱膨張を抑制で
き、高分子光導波路アレイのコアと光電変換素子アレイ
とのピッチが大きくずれることはないので、画素ずれの
発生を防止して、良好な読み取りが可能となる。

【００５２】さらに、請求項２に記載の発明によれば、
高分子光導波路アレイのコア配列方向とほぼ垂直方向で
の熱膨張抑制部材の線熱膨張係数が高分子光導波路アレ
イの熱膨張係数とほぼ同等かそれよりも大きいような異
方性の線熱膨張係数を有する熱膨張抑制部材を採用する
ことによって、高分子光導波路アレイの熱膨張による歪
みを高分子光導波路アレイのコア配列方向とほぼ垂直方
向に逃すようにして、高分子光導波路アレイに無理がか
かることなく、コア配列方向での熱膨張係を抑えて、コ
アと光電変換素子アレイとのピッチずれを防止すること
ができる。

【００５３】また、請求項３に記載の発明によれば、高
分子光導波路アレイと熱膨張抑制部材との間で、高分子
光導波路アレイのコア配列方向とほぼ垂直方向に隙間を
設けるて構成しているので、高分子光導波路アレイの熱
膨張による歪みを高分子光導波路アレイのコア配列方向
とほぼ垂直方向に逃すようにして、高分子光導波路アレ
イのコア配列方向におけるコアと光電変換素子アレイと
のピッチずれを防止することができる。

【００５４】また、請求項４に記載の発明によれば、内
面形状がテーパー状の熱膨張抑制部材を採用することに
よって、熱膨張抑制部材が高分子光導波路アレイから外
れたり、ずれたりするのを防ぐことができる。

【００５５】また、請求項５に記載の発明によれば、上
記のような内面に凹凸形状が形成された熱膨張抑制部材
を採用することによって、熱膨張抑制部材が高分子光導
波路アレイから外れたり、ずれたりするのを防ぐことが
できる。

【００５６】また、請求項６に記載の発明によれば、高
分子光導波路アレイと熱膨張抑制部材との接触面が接着
剤により接着されているので、高分子光導波路アレイが
冷やされるような場合にも、高分子光導波路アレイのコ
アと光電変換素子アレイとのピッチずれを抑制すると共
に、熱膨張抑制部材が高分子光導波路アレイから外れた
り、ずれたりするのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の光導波路縮小光学型イメー
ジセンサによる原稿からの画像読み取りのようすを示す
斜視図である。

【図２】図１の光導波路縮小光学型イメージセンサを構
成する高分子光導波路アレイ及びマイクロレンズアレイ
の平面図である。

【図３】図２の高分子光導波路アレイ及びマイクロレン
ズアレイに熱膨張抑制部材及び光電変換素子アレイを取
り付けるようすを示す概念斜視図である。

【図４】実施形態の熱膨張抑制部材を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、
（ｄ）は背面図である。

【図５】実施形態の高分子光導波路アレイ及びマイクロ
レンズアレイに熱膨張抑制部材及び光電変換素子アレイ
を取り付けた光導波路縮小光学型イメージセンサの平面
図である。

【図６】図５の光導波路縮小光学型イメージセンサの正
面図である。

【符号の説明】１原稿２マイクロレンズアレイ３高分子光導波路アレイ４光電変換素子アレイ５直線状光源６コア７マイクロレンズ８熱膨張抑制部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クラッド基板内部に複数のコアが一次元
アレイ状に配列されて成り、原稿面からの反射光をコア
に導波させて画像の縮小を行う高分子光導波路アレイ
と、該高分子光導波路アレイを伝搬した光を検出して電
気信号に変換する光電変換素子が複数一次元アレイ状に
配列されて成る光電変換素子アレイとから構成される光
導波路縮小光学型イメージセンサにおいて、前記高分子光導波路アレイの前記光電変換素子アレイと
の結合部分に空胴形状の熱膨張抑制部材を設け、前記高
分子光導波路アレイのコア配列方向における前記熱膨張
抑制部材の熱膨張係数が、同方向における前記高分子光
導波路アレイの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とす
る光導波路縮小光学型イメージセンサ。
【請求項２】前記熱膨張抑制部材が異方性の線熱膨張
係数を有し、前記高分子光導波路アレイのコア配列方向
とほぼ垂直方向における前記熱膨張抑制部材の線熱膨張
係数が、同方向における前記高分子光導波路アレイの熱
膨張係数とほぼ同等かそれよりも大きいことを特徴とす
る請求項１に記載の光導波路縮小光学型イメージセン
サ。
【請求項３】前記高分子光導波路アレイと前記熱膨張
抑制部材との間で、前記高分子光導波路アレイのコア配
列方向とほぼ垂直方向に隙間を設けることを特徴とする
請求項１又は２に記載の光導波路縮小光学型イメージセ
ンサ。
【請求項４】前記熱膨張抑制部材の内面がテーパー形
状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１
項に記載の光導波路縮小光学型イメージセンサ。
【請求項５】前記熱膨張抑制部材の内面に凹凸形状が
形成されていることを特徴とする請求項１から４のいず
れか１に記載の光導波路縮小光学型イメージセンサ。
【請求項６】前記高分子光導波路アレイと前記熱膨張
抑制部材との接触面が接着剤により接着されていること
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光
導波路縮小光学型イメージセンサ。