JPH0936337A - Waveguide type reduced image sensor and its manufacture - Google Patents
Waveguide type reduced image sensor and its manufactureInfo
- Publication number
- JPH0936337A JPH0936337A JP7178825A JP17882595A JPH0936337A JP H0936337 A JPH0936337 A JP H0936337A JP 7178825 A JP7178825 A JP 7178825A JP 17882595 A JP17882595 A JP 17882595A JP H0936337 A JPH0936337 A JP H0936337A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- groove
- image sensor
- reduced image
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Image Input (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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及びその
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor used in a one-dimensional reading optical system such as a hard copy, and more particularly to a reduced image sensor using an optical waveguide and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ファクシミリ、イメージスキャ
ナ、デジタル複写機などの画像の読み取り需要の増加に
伴い、画像情報を電気信号に変換する一次元イメージセ
ンサの高性能化及び小型化が要望されている。従来より
一次元イメーシセンサには、原稿幅よりもセンサが長く
短く縮小光学系を用いて結像画面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面を読み取
る密着型センサとがある。2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing demand for image reading in facsimiles, image scanners, digital copying machines, etc., there has been a demand for higher performance and smaller size of one-dimensional image sensors for converting image information into electric signals. . Conventionally, in a one-dimensional image sensor, a sensor is longer than a document width and a reduction type sensor for reading an image formation screen using a reduction optical system and a one-to-one optical system for reading an image formation screen of the same size. There are contact sensors.
【0003】縮小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、素子サイズが大きく小型化が困難
であること及び光学系の調整が複雑で1台毎に調整を要
するという欠点を持っている。The reduction type image sensor is low in price and capable of high-speed reading, but it requires reduction image formation by a lens, so that the element size is large and downsizing is difficult, and adjustment of an optical system is complicated. However, it has the drawback of requiring adjustment for each unit.
【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、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、光電変換素子アレイを駆動する複雑な電子
回路が必要であるため低価格化が困難である。On the other hand, the contact type image sensor has the advantage that the distance from the original to the photoelectric conversion element array is small and no adjustment is required, but on the other hand, the size of the photoelectric conversion element array is large and the photoelectric conversion element array is complicated to drive. It is difficult to reduce the cost because various electronic circuits are required.
【0005】そこで最近、複数の光導波路を用いた縮小
型イメージセンサが提案されている。特願平6−943
46号には、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
が開示されている。このイメージセンサにば、低価格
で、素子が小型化でき、なおかつ光学系の調整が不要と
いう利点がある。Therefore, recently, a reduction type image sensor using a plurality of optical waveguides has been proposed. Japanese Patent Application No. 6-943
No. 46 discloses a waveguide-type reduced image sensor that reduces reflected light from the document surface using a waveguide, and a lens formed in the document surface width and a plurality of guides for guiding the light condensed by the lens. A waveguide-type reduced image sensor is disclosed, which comprises an optical waveguide substrate having a waveguide formed therein and a photoelectric conversion element array into which light guided by the plurality of waveguides is incident. This image sensor has the advantages that it is inexpensive, the element can be downsized, and adjustment of the optical system is unnecessary.
【0006】このような、縮小型イメージセンサに用い
る、高分子材料をコアに用いた高分子光導波路の製造方
法として、幾つかの方法が提案されている。Several methods have been proposed as a method of manufacturing a polymer optical waveguide using a polymer material as a core, which is used in such a reduction type image sensor.
【0007】第一の方法として、キャピラリとなる溝の
パターンが形成されたPMMA等の高分子材料からなる
パターン基板を、通常の射出成形機を用いて製造する。
次いで、この様にして製造したパターン基板の溝の部分
に導波路のコア用の高分子の原料となるポリマ前駆体材
料を充填して、PMMA等の高分子からなる平面基板を
パターン基板の溝部に接するように密着させた後、紫外
線照射などで高分子化させることにより、高分子材料か
らなる光導波路のコアを形成する方法が提案されてい
る。[0007] As a first method, a patterned substrate made of a polymer material such as PMMA in which a groove pattern serving as a capillary is formed is manufactured by using an ordinary injection molding machine.
Then, a polymer precursor material, which is a raw material of a polymer for the core of the waveguide, is filled in the groove portion of the pattern substrate manufactured as described above, and a planar substrate made of a polymer such as PMMA is formed in the groove portion of the pattern substrate. It has been proposed to form a core of an optical waveguide made of a polymer material by polymerizing the polymer by irradiating it with ultraviolet rays or the like after closely contacting the core with the core.
【0008】また、別の方法として特願平6−3008
07号には、キャピラリとなる溝のパターンが形成され
たパターン基板のパターン面を平面基板に密着させて前
記溝によりキャピラリを形成した後、光導波路のコアの
原料であるモノマ溶液を毛細管現象により前記キャピラ
リに充填させてから、前記モノマ溶液を高分子化させる
ことを特徴とする高分子光導波路の製造方法が提案され
ている。この方法によれば、パターン基板と平面基板と
の境界に間隙を形成しないので、各コア間の漏洩光によ
るクロストークがなく、光導波特性に優れた高分子光導
波路を実現することができる。As another method, Japanese Patent Application No. 6-2008
In No. 07, a pattern surface of a pattern substrate on which a groove pattern to be a capillary is formed is brought into close contact with a flat substrate to form a capillary by the groove, and then a monomer solution as a raw material of a core of an optical waveguide is subjected to a capillary phenomenon. A method for producing a polymer optical waveguide has been proposed, which comprises filling the capillaries and polymerizing the monomer solution. According to this method, since no gap is formed at the boundary between the pattern substrate and the flat substrate, there is no crosstalk due to leaked light between cores, and a polymer optical waveguide having excellent optical waveguide characteristics can be realized. .
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来のレンズ系を使用
した縮小型イメージセンサは、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であ
り、組立て時に1台毎に調整が必要となり、更に振動に
弱い。A reduction type image sensor using a conventional lens system requires a long optical path length between a document surface and a solid-state image pickup device, and thus it is difficult to reduce the size. Adjustment is required for each stand, and it is more susceptible to vibration.
【0010】また、従来の密着型イメージセンサは、光
電変換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た
めに高速動作が困難になる場合がある。Further, in the conventional contact type image sensor, since the photoelectric conversion array has the same size as the document width, the S / N ratio of the photoelectric conversion signal is lowered, and high speed operation is possible due to the parasitic capacitance between the wirings. It can be difficult.
【0011】光導波路を用いた縮小イメージセンサによ
れば、上記2つのイメージセンサに比べて、素子の小型
化が可能、光学系の調整が不要という利点があり、非常
に低価格、高性能、小型化が促進できるが、原稿のイメ
ージを縮小するために不可欠である導波路の屈曲部分に
おいて、光信号が大きく減衰する。The reduced image sensor using the optical waveguide has the advantages that the device can be downsized and the adjustment of the optical system is not required, as compared with the above two image sensors, and the cost is very low and the performance is high. Although miniaturization can be promoted, the optical signal is greatly attenuated at the bent portion of the waveguide, which is essential for reducing the image of the original.
【0012】本発明は、この屈曲部における光信号の減
衰を低減することが可能な導波路型縮小イメージセンサ
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a waveguide type reduction image sensor capable of reducing the attenuation of the optical signal at the bent portion.
【0013】また、光導波路の製造方法に関しては、以
下のような問題点がある。Further, there are the following problems in the method of manufacturing the optical waveguide.
【0014】従来の技術に述べた第一の方法で製造した
光導波路は、パターン基板にコア材料を充填してから平
面基板との貼り合わせを行うため、平面基板とパターン
基板との間に、コア用の高分子材料がはみ出した状態で
高分子化されて、1〜10μm程度の厚い間隙が生じ
る。したがって、光導波路に光を入射させると、光が間
隙に漏洩し、デバイス全体に拡散して、光導波路のコア
を正常に伝播することができなくなる。これに対して、
従来の技術で述べた第二の方法を用いて光導波路を製造
すれば、パターン基板と平面基板を貼り合わせてからコ
ア材料を吸い上げるため、パターン基板と平面基板との
間の間隙がなく、各コア間における光の漏洩がない。In the optical waveguide manufactured by the first method described in the prior art, since the pattern substrate is filled with the core material and then bonded to the flat substrate, the space between the flat substrate and the pattern substrate is The polymer material for the core is polymerized in a protruding state, and a thick gap of about 1 to 10 μm is generated. Therefore, when light is incident on the optical waveguide, the light leaks into the gap, diffuses throughout the device, and cannot propagate normally through the core of the optical waveguide. On the contrary,
If the optical waveguide is manufactured by using the second method described in the conventional technique, the core material is sucked up after the pattern substrate and the flat substrate are bonded together, so that there is no gap between the pattern substrate and the flat substrate. There is no light leakage between cores.
【0015】光導波路の屈曲部における光信号の損失
を、その屈曲部分の外側に周りの基板よりも低い屈折率
の物質で充填された溝を配置することにより低減できる
ことを、シミュレーションにより確認した結果が「J.Ya
mauchi et al:'Beam-Propagation Analysis of Bent St
ep-Index Slab Waveguides',ELECTRONICS LETTERS,199
0,Vol.26,No.12,p822-p824」に記載されている。It was confirmed by simulation that the loss of the optical signal in the bent portion of the optical waveguide can be reduced by disposing a groove filled with a substance having a lower refractive index than the surrounding substrate outside the bent portion. Is "J.Ya
mauchi et al: 'Beam-Propagation Analysis of Bent St
ep-Index Slab Waveguides', ELECTRONICS LETTERS, 199
0, Vol. 26, No. 12, p822-p824 ”.
【0016】本発明は、この結果を前述の第二の製造方
法に応用して、屈曲部における光信号の減衰を低減させ
る構造を有する光導波路の製造方法を提供することを目
的とする。An object of the present invention is to apply the result to the above-mentioned second manufacturing method to provide a manufacturing method of an optical waveguide having a structure for reducing the attenuation of an optical signal at a bent portion.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的は、原稿面からの反射光を高分子光導波路を用いて
縮小する導波路型縮小イメージセンサであって、前記導
波路に設けられた屈曲部の外側に隣接して前記導波路の
コア部及びクラッド部よりも屈折率の低い物質で充填さ
れている溝を備えたことを特徴とする請求項1に記載の
導波路型縮小イメージセンサによって達成される。According to the present invention, the above-mentioned object is a waveguide-type reduced image sensor for reducing reflected light from a document surface by using a polymer optical waveguide. The waveguide type according to claim 1, further comprising a groove which is adjacent to an outer side of the provided bent portion and is filled with a substance having a refractive index lower than that of the core portion and the cladding portion of the waveguide. Achieved by a reduced image sensor.
【0018】本発明によれば、前述の目的は、前記溝は
気体で充填されていることを特徴とする請求項2に記載
の導波路型縮小イメージセンサによって達成される。According to the invention, the aforesaid object is achieved by a waveguide-type reduced image sensor according to claim 2, characterized in that the groove is filled with gas.
【0019】本発明によれば、前述の目的は、前記溝の
幅は2μm以下であることを特徴とする請求項3に記載
の導波路型縮小イメージセンサによって達成される。According to the present invention, the above object is achieved by a waveguide type reduced image sensor according to claim 3, wherein the width of the groove is 2 μm or less.
【0020】本発明によれば、前述の目的は、前記溝と
前記導波路のコア部との間隔は2μm以下であることを
特徴とする請求項4に記載の導波路型縮小イメージセン
サによって達成される。According to the present invention, the aforementioned object is achieved by a waveguide type reduced image sensor according to claim 4, characterized in that the distance between the groove and the core portion of the waveguide is 2 μm or less. To be done.
【0021】本発明によれば、前述の目的は、前記導波
路のコア部とクラッド部との材料の比屈折率差は1.5
%未満であることを特徴とする請求項5に記載の導波路
型縮小イメージセンサによって達成される。According to the present invention, the above-mentioned object is to obtain a relative refractive index difference of 1.5 between materials of the core portion and the cladding portion of the waveguide.
%, Which is achieved by the waveguide-type reduced image sensor according to claim 5.
【0022】本発明によれば、前述の目的は、両端又は
一端が開放されており屈曲部を有するキャピラリとなる
第1の溝と該屈曲部の外側に隣接しており両端が封止さ
れている第2の溝とを備えるパターン基板のパターン面
を平面基板に密着させ、毛細管現象によって光導波路の
コアの原料であるモノマ溶液を前記第1の溝に充填し、
前記モノマ溶液を高分子化させて光導波路を形成するこ
とを特徴とする請求項6に記載の導波路型縮小イメージ
センサの製造方法によって達成される。According to the present invention, the above-mentioned object is such that both ends or one end is open and the first groove, which is a capillary having a bent portion, is adjacent to the outside of the bent portion and both ends are sealed. The pattern surface of the patterned substrate having the second groove which is present is brought into close contact with the flat substrate, and the monomer solution, which is a raw material of the core of the optical waveguide, is filled in the first groove by a capillary phenomenon.
The method of manufacturing a waveguide-type reduced image sensor according to claim 6, wherein the monomer solution is polymerized to form an optical waveguide.
【0023】請求項1に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサにおいては、各光導波路の屈曲部の外側に隣接して
配置されており、導波路のコア部及びクラッド部よりも
屈折率の低い物質で充填された溝を備えたことにより、
導波路を通過する光が屈曲部を通過する際に生じる損失
を低減し、導波路の光透過率を増加することが可能とな
る。In the waveguide-type reduced image sensor according to the first aspect of the present invention, the material is disposed adjacent to the outside of the bent portion of each optical waveguide and has a lower refractive index than the core portion and the cladding portion of the waveguide. By having a groove filled with
It is possible to reduce the loss that occurs when the light passing through the waveguide passes through the bent portion and increase the light transmittance of the waveguide.
【0024】請求項2に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサにおいては、屈曲部の外側に隣接した溝が気体で充
填されていることにより、一定の屈折率の材料で溝を充
填する際に、気体環境中で製造することで、容易に充填
が可能となる。In the waveguide type reduced image sensor according to the second aspect, since the groove adjacent to the outside of the bent portion is filled with gas, when filling the groove with a material having a constant refractive index, Manufacturing in a gas environment allows for easy filling.
【0025】請求項3に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサにおいては、溝の幅が2μm以下であることによ
り、導波路が小型化された際にも効果的に屈曲部での光
損失を低減することが可能となる。In the waveguide-type reduced image sensor according to the third aspect, since the width of the groove is 2 μm or less, the optical loss at the bent portion can be effectively reduced even when the waveguide is downsized. It becomes possible to do.
【0026】請求項4に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサにおいては、導波路のコア部と溝との間隔を2μm
以下とすることにより、導波路が小型化された際にも効
果的に屈曲部での光損失を低減することが可能となる。In the waveguide-type reduced image sensor according to the fourth aspect, the interval between the core portion and the groove of the waveguide is 2 μm.
By the following, it is possible to effectively reduce the optical loss at the bent portion even when the waveguide is downsized.
【0027】請求項5に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサにおいては、導波路のコア部とクラッド部との材料
の比屈折率の差が1.5%以下であることにより、導波
路及び溝のサイズ等の設定が同一の際に、更に効果的に
屈曲部での光損失を低減することが可能となる。In the waveguide type reduced image sensor according to the fifth aspect, since the difference in relative refractive index between the materials of the core portion and the cladding portion of the waveguide is 1.5% or less, the waveguide and the groove are reduced. It is possible to more effectively reduce the optical loss at the bent portion when the size and other settings are the same.
【0028】請求項6に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサの製造方法においては、光導波路となるキャピラリ
及び該導波路の屈曲部に隣接した溝をフォトリソグラフ
ィ等によって形成した基板と平面基板とが密着され、キ
ャピラリ内のみにモノマ溶液が毛細管現象によって充填
され、溝には密着工程の環境下での気体が充填される。
これにより、光導波路と溝とを屈折率の異なった材料で
それぞれ充填させることが容易に行える。In the method of manufacturing a waveguide-type reduced image sensor according to a sixth aspect of the present invention, there are provided a flat substrate and a substrate in which a capillary serving as an optical waveguide and a groove adjacent to a bent portion of the waveguide are formed by photolithography or the like. The capillary is filled with the monomer solution only by the capillary phenomenon, and the groove is filled with the gas under the environment of the adhesion process.
This makes it easy to fill the optical waveguide and the groove with materials having different refractive indexes.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、本発明の導波路型縮小イメ
ージセンサの実施の形態について図を参照しながら説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a waveguide type reduced image sensor of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】第一に、パターン基板の製造法について、
図2を用いて詳細に説明する。最初に、図2(a)のよ
うに、膜厚が8μmのフォトレジスト膜202をPMM
A基板201上に形成し、次に図2(b)に示すよう
に、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。つまり、このフォトレジスト膜202にマスク
203を密着させて紫外線211を露光し、現像処理を
行うと、マスク203の溝のパターンがフォトレジスト
膜202に転写される。すると、図2(c)に示すよう
に、キャピラリとなる溝のパターン202が形成され
る。本発明の実施の形態では、この溝の幅も8μmとし
た。次に、RIEエッチング法により、図2(d)に示
すように、イオン212をパターン化したフォトレジス
ト膜202の表面から照射し、レジスト膜のない部分に
深さ10μmの溝を形成する。最後にレジスト剥離剤を
用いてフォトレジスト膜202を溶解することにより、
図2(e)に示すように、幅8μm、深さ10μmのキ
ャピラリとなる溝の形成されたパターン化PMMA基板
が製造される。First, regarding the method of manufacturing a patterned substrate,
This will be described in detail with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, a photoresist film 202 having a film thickness of 8 μm is formed on the PMM.
It is formed on the A substrate 201, and then, as shown in FIG. 2B, the groove pattern is transferred by using the photolithography technique. That is, when the mask 203 is brought into close contact with the photoresist film 202, the ultraviolet rays 211 are exposed, and the developing process is performed, the groove pattern of the mask 203 is transferred to the photoresist film 202. Then, as shown in FIG. 2C, a groove pattern 202 to be a capillary is formed. In the embodiment of the present invention, the width of this groove is also 8 μm. Next, by RIE etching, as shown in FIG. 2D, ions 212 are irradiated from the surface of the patterned photoresist film 202 to form a groove having a depth of 10 μm in the portion without the resist film. Finally, by dissolving the photoresist film 202 using a resist remover,
As shown in FIG. 2 (e), a patterned PMMA substrate having a groove having a width of 8 μm and a depth of 10 μm and forming a capillary is manufactured.
【0031】本発明の実施の形態において加工した溝
は、図1(a)に示すように、2つの屈曲部を持った縮
小型光導波路のパターンとした。そして、光導波路10
1のそれぞれの屈曲部の外側には、屈曲部における光信
号の損失低減用の溝102を隣接して形成した。図1
(b)は、屈曲部とその隣接溝の詳細を拡大した図であ
る。各部の大きさは、光導波路となる溝101の幅w=
8μm、隣接溝との間隔d=2μm、隣接溝102の幅
u=2μm、そして溝101の屈曲部の曲率R=200
μmである。光導波路となる各々の溝についてはPMM
A基板の両端にまで達しており、それに対して、両端が
PMMAの端まで達していない隣接溝102が、各々の
光導波路となる溝101の屈曲部の外側に、同心円弧状
の形状の屈曲部をもって配置されている構造を有してい
る。The groove processed in the embodiment of the present invention has a pattern of a reduction type optical waveguide having two bent portions as shown in FIG. 1 (a). Then, the optical waveguide 10
On the outside of each bent portion of No. 1, a groove 102 for reducing the loss of the optical signal in the bent portion was formed adjacently. FIG.
(B) is the figure which expanded the detail of a bending part and its adjacent groove. The size of each part is such that the width w of the groove 101 that serves as an optical waveguide is
8 μm, distance d between adjacent grooves = 2 μm, width u of adjacent groove 102 = 2 μm, and curvature R of bent portion of groove 101 = 200
μm. PMM for each groove that becomes an optical waveguide
Adjacent grooves 102 that reach both ends of the A substrate, but do not reach both ends of the PMMA, on the other hand, are concentric arc-shaped bent portions outside the bent portions of the grooves 101 that become the respective optical waveguides. It has a structure arranged with.
【0032】第二に、上記のようにして製造したパター
ン基板と平面基板とを密着させる工程について、図3を
用いて説明する。図3(a)に示すように、パターン基
板201と平面基板301とをクランプ用治具310の
内側にセットし、クランプ用治具によりパターン基板と
平面基板とを密着させる。すると、パターン基板201
の溝部が空洞状になりキャピラリ302が形成される。
そして、図3(b)に示すように、パターン基板と平面
基板とを密着させて形成される4側面のうち、モノマの
吸引口となるキャピラリ302の一方の開口部のある面
を除いた3側面を、エポキシ樹脂などからなる低真空用
のシール用樹脂303を用いて封止する。これにより、
キャピラリ302のモノマ吸引口とはならない他方の開
口部も封止されたことになる。また、両端がPMMA基
板の端まで達していない溝については、その空胴内に空
気が封止された状態となる。Second, the step of bringing the pattern substrate manufactured as described above into close contact with the flat substrate will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, the pattern substrate 201 and the flat substrate 301 are set inside the clamp jig 310, and the pattern substrate and the flat substrate are brought into close contact with each other by the clamp jig. Then, the pattern substrate 201
The groove portion becomes hollow and the capillary 302 is formed.
Then, as shown in FIG. 3B, among the four side surfaces formed by bringing the pattern substrate and the flat substrate into close contact with each other, the surface having one opening of the capillary 302 serving as a suction port for the monomer is excluded. The side surface is sealed with a low vacuum sealing resin 303 made of epoxy resin or the like. This allows
The other opening of the capillary 302, which is not the monomer suction port, is also sealed. Further, regarding the groove whose both ends do not reach the end of the PMMA substrate, air is sealed in the cavity.
【0033】第三に、上記のようにしてパターン基板と
平面基板とを密着させたもののキャピラリに、コアの原
料であるモノマ溶液を充填する工程について、図4を用
いて説明する。上記のようにしてパターン基板201及
び平面基板301をクランプ用治具310によりクラン
プしたものを、図4(a)に示すように、真空室410
内の保持具401にセッティングする、ここで保持具4
01は、クランプ用治具310を上下方向に移動可能な
構成になっている。また、真空室410の内部には、5
%の過酸化ベンゾイルを含むアリルジグリコールカーボ
ネイト(RAV7)のモノマ溶液が入れられた容器40
2が、クランプ用治具310の真下に位置するように配
置される。なお、RAV7モノマ溶液に含有される過酸
化ベンゾイルは、加熱されると、RAV7のモノマを高
分子化させる重合剤として作用するものである。次に、
真空室410内を10−4Torrの真空度まで真空引
きして、RAV7のモノマ溶液に含まれる気体の脱ガス
処理と、片端の開放されたキャピラリ内の気体の除去を
施し、その後、保持具401を用いてクランプ用治具3
10を下方向に移動させ、キャピラリの開口部をRAV
7モノマ溶液に浸す。それから、真空室410内部を、
真空から大気圧まで徐々に変化するようにリークさせる
と、キャピラリ内部の圧力が、RAV7モノマ溶液の周
囲の圧力より相対的に小さくなるので、RAV7モノマ
溶液がキャピラリ内部に吸入される。この様に、比較的
長いキャピラリにモノマを充填させる場合には、毛細管
現象による効果を補助するように、真空を用いた圧力変
化を利用すれば、キャピラリへのモノマの充填工程を行
うことができる。両端の封止された溝には、当然ながら
モノマ溶液は充填されず、依然気体が充填された状態に
ある。Thirdly, the step of filling the capillary of the pattern substrate and the flat substrate, which are brought into close contact with each other as described above, with the monomer solution as the raw material of the core will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, the vacuum chamber 410 is obtained by clamping the pattern substrate 201 and the flat substrate 301 by the clamping jig 310 as described above.
Set it in the holder 401 inside, here the holder 4
01 is configured to be able to move the clamp jig 310 in the vertical direction. In addition, inside the vacuum chamber 410, 5
Container 40 containing a monomer solution of allyl diglycol carbonate (RAV7) containing 10% benzoyl peroxide
2 is arranged so as to be located directly below the clamping jig 310. The benzoyl peroxide contained in the RAV7 monomer solution acts as a polymerizing agent for polymerizing the RAV7 monomer when heated. next,
The inside of the vacuum chamber 410 is evacuated to a degree of vacuum of 10 −4 Torr to degas the gas contained in the monomer solution of RAV7 and remove the gas in the capillary with one end open, and then the holder 401 Jig for clamping 3
Move 10 downward to open the capillary opening
7 Immerse in monomer solution. Then, inside the vacuum chamber 410,
When leaking so as to gradually change from vacuum to atmospheric pressure, the pressure inside the capillary becomes relatively smaller than the pressure around the RAV7 monomer solution, so the RAV7 monomer solution is sucked into the capillary. As described above, when a relatively long capillary is filled with a monomer, the process of filling the capillary with the monomer can be performed by utilizing a pressure change using a vacuum so as to assist the effect of the capillary phenomenon. . Of course, the sealed grooves at both ends are not filled with the monomer solution, but are still filled with gas.
【0034】最後に、キャピラリ内にRAV7モノマ溶
液が充填され、真空室内が大気圧に達した後、クランプ
用治具310を、保持具401から取り外してオーブン
を用いて85℃の温度で6時間加熱してRAV7モノマ
溶液を高分子化させる。以上のようにして製造した高分
子光導波路の表面を、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
してシール用樹脂を取り去る。以上のようにして、本発
明による高分子光導波路を製造することができる。Finally, after filling the capillary with the RAV7 monomer solution and reaching the atmospheric pressure in the vacuum chamber, the clamping jig 310 is removed from the holder 401 and an oven is used at a temperature of 85 ° C. for 6 hours. The RAV7 monomer solution is polymerized by heating. The surface of the polymer optical waveguide manufactured as described above is polished by a standard polishing machine using a suspension containing diamond having a size of 0.5 μm or less to remove the sealing resin. As described above, the polymer optical waveguide according to the present invention can be manufactured.
【0035】上記のようにして製造した高分子光導波路
のコアの入射端に、レーザーからの光を入射させて、そ
の高分子光導波路からの出射光を測定し、光の導波路で
の通過損失を求めた。The light from the laser is made to enter the entrance end of the core of the polymer optical waveguide manufactured as described above, the light emitted from the polymer optical waveguide is measured, and the light passes through the waveguide. I asked for a loss.
【0036】その結果、曲率が200μmの光導波路に
ついて、隣接する溝が存在しない導波路に関しては55
%の光透過であったのが、溝を形成したサンプルに関し
ては92%の光透過が認められた。As a result, for an optical waveguide having a curvature of 200 μm, a waveguide having no adjacent groove is 55.
Although the light transmission was%, the light transmission of 92% was observed for the sample in which the groove was formed.
【0037】図5は、本発明の実施の形態によって製造
した高分子光導波路において、図1(b)にuで示し
た、導波路コア部の屈曲部外側に配置した溝の幅を変化
させた時の、光損失の低減効果を示すグラフである。図
の縦軸は、上記溝がない時の導波路からの出射光強度に
対する、上記溝が有る時の導波路からの出射光強度の比
を示している。つまり、縦軸の値が1より大きければ、
導波路コア部の屈曲部外側に配置した溝の効果があり、
更にこの値が大きいほど、その効果は大きいと言える。
また、導波路コア部の幅は8μm、溝のコア部からの距
離は2μmとした。図5より、導波路コア部の屈曲部外
側に配置した溝の幅uは、導波路の小型化、そして光損
失低減効果の点から2μm以下が適当であることが分か
る。但し、微細加工の困難さから本発明の実施の形態で
は2μmとした。FIG. 5 shows the polymer optical waveguide manufactured according to the embodiment of the present invention, in which the width of the groove, which is shown at u in FIG. 1B, is arranged outside the bent portion of the waveguide core portion. It is a graph which shows the light loss reduction effect at the time of standing. The vertical axis of the figure shows the ratio of the intensity of light emitted from the waveguide with the groove to the intensity of light emitted from the waveguide without the groove. That is, if the value on the vertical axis is greater than 1,
There is the effect of the groove placed outside the bent part of the waveguide core,
It can be said that the larger the value, the greater the effect.
The width of the waveguide core portion was 8 μm, and the distance of the groove from the core portion was 2 μm. From FIG. 5, it can be seen that the width u of the groove arranged outside the bent portion of the waveguide core portion is preferably 2 μm or less from the viewpoint of the miniaturization of the waveguide and the effect of reducing the optical loss. However, it is set to 2 μm in the embodiment of the present invention because of difficulty in fine processing.
【0038】図6は、本発明の実施の形態によって製造
した高分子光導波路において、図1(b)にdで示し
た、導波路コア部の屈曲部外側に配置した溝と、導波路
コア部との距離を変化させた時の、光損失の低減効果を
示すグラフである。図の縦軸は、図5と同じ内容を示し
ている。また、導波路コア部の幅は8μm、溝の幅は2
μmとした。図6より、導波路コア部の屈曲部外側に配
置した溝と導波路コア部との距離dは、導波路の小型
化、そして光損失低減効果の点から2μm以下が適当で
あることが分かる。但し、微細加工の困難さから本発明
の実施の形態では2μmとした。FIG. 6 shows a polymer optical waveguide manufactured according to an embodiment of the present invention, in which the groove disposed outside the bent portion of the waveguide core portion and the waveguide core shown by d in FIG. It is a graph which shows the light loss reduction effect when changing the distance to a part. The vertical axis of the figure shows the same contents as in FIG. The width of the waveguide core is 8 μm and the width of the groove is 2 μm.
μm. From FIG. 6, it is understood that the distance d between the groove arranged outside the bent portion of the waveguide core portion and the waveguide core portion is preferably 2 μm or less from the viewpoint of miniaturizing the waveguide and reducing the optical loss. . However, it is set to 2 μm in the embodiment of the present invention because of difficulty in fine processing.
【0039】図7は、上記のようにして製造した高分子
光導波路において、導波路コア部とクラッド部の材料の
比屈折率差を変化させた時の光損失の低減効果を示すグ
ラフである。図の縦軸は、図5と同じ内容を示してい
る。図7より、コアとクラッドの比屈折率差が1.5%
未満になるように各々の材料を選択することが、光損失
低減効果の点から適当であることが分かる。本発明の実
施の形態では、比屈折率差0.86%の材料を用いた。FIG. 7 is a graph showing the effect of reducing optical loss when the relative refractive index difference between the material of the waveguide core and the material of the cladding is changed in the polymer optical waveguide manufactured as described above. . The vertical axis of the figure shows the same contents as in FIG. From Fig. 7, the relative refractive index difference between the core and the clad is 1.5%.
It can be seen that it is appropriate to select each material so as to be less than the above, from the viewpoint of the optical loss reduction effect. In the embodiment of the present invention, a material having a relative refractive index difference of 0.86% is used.
【0040】光導波路屈曲部に隣接する溝に充填する気
体は、実施の形態では空気である。しかし、パターン基
板と平面基板を貼り合わせる工程を空気以外の気体環境
中で行うことにより、その他各種の気体を屈曲部隣接溝
に充填することが可能であり、空気に限定されるもので
はない。The gas filling the groove adjacent to the bent portion of the optical waveguide is air in the embodiment. However, by performing the step of bonding the pattern substrate and the flat substrate in a gas environment other than air, it is possible to fill the groove adjacent to the bent portion with other various gases, and the invention is not limited to air.
【0041】またクラッド部及びコア部の材料に関して
も上記実施の形態に限定されるものではなく、比屈折率
差1.5%未満の組合せで、様々な材料を用いることが
可能である。The materials of the clad portion and the core portion are not limited to those in the above embodiment, and various materials can be used in combination with a relative refractive index difference of less than 1.5%.
【0042】[0042]
【発明の効果】請求項1に記載の導波路型縮小イメージ
センサによれば、光が屈曲部を通過する際に生じる損失
を低減し、導波路の光透過率を増加することが可能とな
る。According to the waveguide type reduction image sensor of the first aspect, it is possible to reduce the loss generated when light passes through the bent portion and increase the light transmittance of the waveguide. .
【0043】請求項2に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサによれば、気体環境中で製造することで、溝を容易
に充填することが可能となる。According to the waveguide type reduced image sensor of the second aspect, the groove can be easily filled by manufacturing in a gas environment.
【0044】請求項3に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサによれば、導波路が小型化された際にも効果的に屈
曲部での光損失を低減することが可能となる。According to the waveguide type reduction image sensor of the third aspect, it is possible to effectively reduce the optical loss at the bent portion even when the waveguide is downsized.
【0045】請求項4に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサによれば、導波路が小型化された際にも効果的に屈
曲部での光損失を低減することが可能となる。According to the waveguide type reduction image sensor of the fourth aspect, it is possible to effectively reduce the optical loss at the bent portion even when the waveguide is downsized.
【0046】請求項5に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサによれば、導波路及び溝のサイズ等の設定が同一の
際に、更に効果的に屈曲部での光損失を低減することが
可能となる。According to the waveguide type reduction image sensor of the fifth aspect, it is possible to more effectively reduce the optical loss at the bent portion when the settings of the size of the waveguide and the groove are the same. Becomes
【0047】請求項6に記載の導波路型縮小イメージセ
ンサの製造方法によれば、光導波路と溝とを屈折率の異
なった材料でそれぞれ充填させることが容易に行える。
また、この方法を用いることで、本発明の構造を持った
光導波路を、非常に簡便に製造することが可能となる。According to the method of manufacturing the waveguide type reduced image sensor of the sixth aspect, the optical waveguide and the groove can be easily filled with materials having different refractive indexes.
Further, by using this method, the optical waveguide having the structure of the present invention can be manufactured very easily.
【図1】本発明の導波路型縮小イメージセンサの実施の
形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a waveguide type reduced image sensor of the present invention.
【図2】図1の導波路を製造する第一の工程を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a first step of manufacturing the waveguide of FIG.
【図3】図1の導波路を製造する第二の工程を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a second step of manufacturing the waveguide of FIG.
【図4】図1の導波路を製造する第三の工程を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a third step of manufacturing the waveguide of FIG.
【図5】導波路の屈曲部外側に配置した溝幅に対する光
損失低減効果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the optical loss reduction effect with respect to the width of the groove arranged outside the bent portion of the waveguide.
【図6】導波路コア部の屈曲部外側に配置した溝と導波
路コア部との距離に対する光損失低減効果を示すグラフ
である。FIG. 6 is a graph showing the optical loss reduction effect with respect to the distance between the groove arranged outside the bent portion of the waveguide core portion and the waveguide core portion.
【図7】導波路コア部とクラッド部の材料の比屈折率差
に対する光損失低減効果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an optical loss reduction effect with respect to a relative refractive index difference between materials of a waveguide core portion and a cladding portion.
101 光導波路 102 光損失低減用側溝 201 光導波路パターン基板 202 レジスト膜 301 平面基板 101 Optical Waveguide 102 Optical Loss Reduction Side Gutter 201 Optical Waveguide Pattern Substrate 202 Resist Film 301 Flat Substrate
Claims (6)
用いて縮小する導波路型縮小イメージセンサであって、
前記導波路に設けられた屈曲部の外側に隣接して前記導
波路のコア部及びクラッド部よりも屈折率の低い物質で
充填されている溝を備えたことを特徴とする導波路型縮
小イメージセンサ。1. A waveguide type reduced image sensor for reducing reflected light from a document surface by using a polymer optical waveguide,
A waveguide type reduced image characterized in that a groove filled with a substance having a refractive index lower than that of a core portion and a cladding portion of the waveguide is provided adjacent to an outer side of a bent portion provided in the waveguide. Sensor.
徴とする請求項1に記載の導波路型縮小イメージセン
サ。2. The waveguide type reduced image sensor according to claim 1, wherein the groove is filled with gas.
徴とする請求項1又は2に記載の導波路型縮小イメージ
センサ。3. The waveguide type reduced image sensor according to claim 1, wherein the width of the groove is 2 μm or less.
2μm以下であることを特徴とする請求項1から3のい
ずれか1項に記載の導波路型縮小イメージセンサ。4. The waveguide-type reduced image sensor according to claim 1, wherein an interval between the groove and the core portion of the waveguide is 2 μm or less.
料の比屈折率差は1.5%未満であることを特徴とする
請求項1から4のいずれか1項に記載の導波路型縮小イ
メージセンサ。5. The waveguide according to claim 1, wherein the relative refractive index difference between the materials of the core portion and the cladding portion of the waveguide is less than 1.5%. Mold reduction image sensor.
有するキャピラリとなる第1の溝と該屈曲部の外側に隣
接しており両端が封止されている第2の溝とを備えるパ
ターン基板のパターン面を平面基板に密着させ、毛細管
現象によって光導波路のコアの原料であるモノマ溶液を
前記第1の溝に充填し、前記モノマ溶液を高分子化させ
て光導波路を形成することを特徴とする導波路型縮小イ
メージセンサの製造方法。6. A pattern comprising a first groove, which is a capillary having a bent portion and is open at both ends or one end, and a second groove which is adjacent to the outside of the bent portion and whose both ends are sealed. The patterned surface of the substrate is brought into close contact with the flat substrate, and the monomer solution, which is a raw material of the core of the optical waveguide, is filled in the first groove by a capillary phenomenon, and the optical solution is formed by polymerizing the monomer solution. A method of manufacturing a characteristic waveguide-type reduced image sensor.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17882595A JP3408896B2 (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Waveguide type reduced image sensor and method of manufacturing the same |
US08/677,141 US5747796A (en) | 1995-07-13 | 1996-07-09 | Waveguide type compact optical scanner and manufacturing method thereof |
EP96305150A EP0753958B1 (en) | 1995-07-13 | 1996-07-12 | Waveguide type compact optical scanner |
DE69629878T DE69629878T2 (en) | 1995-07-13 | 1996-07-12 | Compact optical scanner of the waveguide type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17882595A JP3408896B2 (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Waveguide type reduced image sensor and method of manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0936337A true JPH0936337A (en) | 1997-02-07 |
JP3408896B2 JP3408896B2 (en) | 2003-05-19 |
Family
ID=16055328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17882595A Expired - Fee Related JP3408896B2 (en) | 1995-07-13 | 1995-07-14 | Waveguide type reduced image sensor and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3408896B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003207661A (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Omron Corp | Optical waveguide device |
WO2005012966A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-10 | General Electric Company | Polymer optical waveguides with enhanced index contrast and fabrication method thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106772763A (en) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 广州凯耀资产管理有限公司 | A kind of light transmitting device |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP17882595A patent/JP3408896B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003207661A (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Omron Corp | Optical waveguide device |
WO2005012966A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-10 | General Electric Company | Polymer optical waveguides with enhanced index contrast and fabrication method thereof |
US7776236B2 (en) | 2003-07-25 | 2010-08-17 | General Electric Company | Index contrast enhanced optical waveguides and fabrication methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3408896B2 (en) | 2003-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5747796A (en) | Waveguide type compact optical scanner and manufacturing method thereof | |
JP4732356B2 (en) | Planar waveguide having patterned clad and manufacturing method thereof | |
JP3151364B2 (en) | Method for manufacturing polymer optical waveguide | |
US5999325A (en) | Optical device and method of manufacturing the same | |
US20110075970A1 (en) | Integrated Photonics Device | |
JPH0688915A (en) | Planar lightguide and manufacture thereof | |
JPS60198501A (en) | Method of making an optoelectronic package for a rangefinder and optoelectronic package for a rangefinder | |
US20050163416A1 (en) | Optical connection board and optical signal transmission | |
JPH10225995A (en) | Microlens array, its manufacture, and optical waveguide type image sensor | |
JP3408896B2 (en) | Waveguide type reduced image sensor and method of manufacturing the same | |
US6976792B1 (en) | Optical fiber space transformation | |
US20040165856A1 (en) | Fiber optic chip wih lenslet array and method of fabrication | |
JPH08321914A (en) | Image senser | |
US6243524B1 (en) | Optical waveguide, method for fabricating same, and coupling structure of optical waveguide to light-receiving device | |
WO2020060485A2 (en) | Optical light guides and methods of manufacturing the same | |
JP3500252B2 (en) | Optical waveguide reduced optical image sensor | |
JPH10227930A (en) | Temperature-independent optical waveguide and its manufacture | |
JPH0610686B2 (en) | Geodetic optical components | |
JPH1051589A (en) | Optical waveguide type reduced image sensor and its manufacture | |
JP2003207661A (en) | Optical waveguide device | |
JPH09269429A (en) | Optical waveguide device, its manufacture and optical scanner | |
JPH08321596A (en) | Image sensor and production thereof | |
JP2001257835A (en) | Image sensor | |
JPH11284159A (en) | Waveguide type image sensor | |
JPH1070259A (en) | Color image sensor and manufacture of optical waveguide array employed therein |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080314 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090314 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |