JP2008307852A - Mold for manufacturing reticle, reticle, method of manufacturing them, and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一眼レフレックス方式カメラ等の撮像装置に用いられる焦点板およびその焦点板の製造に用いる型に関する。 The present invention relates to a focusing screen used in an imaging apparatus such as a single-lens reflex camera and a mold used for manufacturing the focusing screen.
焦点板はピント板とも言われ、一眼レフレックス方式カメラなどのピント調節の際に用いられる。 The focusing screen is also referred to as a focusing plate, and is used when adjusting the focus of a single-lens reflex camera or the like.
従来、ガラス等の母材を砂掛けにより凹凸を形成した型を用い、アクリル樹脂などのプラスチック材料の上にその凹凸を転写し、凹凸が転写されたプラスチック部材を焦点板として使用していた。このような焦点板は、表面の凹凸が不規則なランダム形状であるため、光の拡散性が良好でピント調節の際のボケ味としては自然なものとなり、ピントが合わせ易いという利点を有している。その反面、光の拡散性が良好であるがために、ピント板からの映像は暗いものとなり、特に、暗いレンズや絞りを絞ったときに細かい砂をまいたような粒状感が認められ、視認性を悪化させるという問題があった。 Conventionally, using a mold in which irregularities are formed by sanding a base material such as glass, the irregularities are transferred onto a plastic material such as acrylic resin, and a plastic member to which the irregularities are transferred is used as a focusing screen. Since such a focusing screen has a random shape with irregular surface irregularities, it has the advantage of good light diffusibility, natural blurring when adjusting focus, and easy focusing. ing. On the other hand, because the light diffusibility is good, the image from the focus plate is dark. There was a problem of worsening sex.
一方、上記問題点の解決のために、プラスチック基板等の表面にマイクロレンズ(凸状もしくは凹状の微小レンズ)アレイを形成した焦点板も用いられている。このような焦点板は、次のように作製する。まず、フォトレジストなどの感光剤が塗布された基板を準備し、マスクを用いた露光プロセスおよび現像プロセスによりパターニングした後、規則正しい配列による微細なマイクロレンズアレイを設けて原盤を作製する。そして、この原盤から金型を作製し、さらにこの金型からマイクロレンズ形状をプラスチック部材に転写することで焦点板を作製する。このようにして作製された焦点板は、ピント板に映し出される映像は、粒状感がなく明るいという利点を有する。その反面、マイクロレンズは規則正しく周期的に配列しているため、回折光の方向が特定方向に限定されてボケ味が不自然になるという欠点がある。また、フレネルレンズと併用したときには、フレネルレンズの輪帯構造との干渉を引き起こしてモアレ縞が発生するといった欠点もある。 On the other hand, in order to solve the above problems, a focusing screen in which a microlens (convex or concave microlens) array is formed on the surface of a plastic substrate or the like is also used. Such a focusing screen is manufactured as follows. First, a substrate coated with a photosensitizer such as a photoresist is prepared, patterned by an exposure process and a development process using a mask, and then a master disk is prepared by providing a fine microlens array with a regular arrangement. Then, a mold is produced from the master, and a focusing lens is produced by transferring the microlens shape from the mold to a plastic member. The focusing screen manufactured in this way has an advantage that the image projected on the focusing screen has no graininess and is bright. On the other hand, since the microlenses are regularly and periodically arranged, there is a drawback that the direction of diffracted light is limited to a specific direction and blurring becomes unnatural. Further, when used together with a Fresnel lens, there is also a drawback that moire fringes are generated due to interference with the annular structure of the Fresnel lens.
以上のように、上記二種類の焦点板はそれぞれメリット・デメリットを有している。これらのデメリットを同時に解決する手段としては、大きさや配列がランダムなマイクロレンズを表面に形成することが挙げられる。ランダムなマイクロレンズアレイを成形する方法としては、特許文献1などに提案されている。この方法では、焦点板の金型の作製にあたり、径の異なる三種類以上の圧子を用い、圧痕法により金属板にランダム形状のマイクロレンズ形状を設ける。そして、この金型を用いてプラスチック部材にマイクロレンズ形状を転写して、焦点板上にランダム形状のマイクロレンズアレイを形成する。
ところが、圧子を用いた圧痕法では圧子をマイクロレンズの数だけ型に押し付けるため、大面積のマイクロレンズアレイを形成する場合には膨大な時間がかかり、また機械的な限界もあってμmオーダーの精度で制御することは難しい。すなわち、マイクロレンズアレイをランダムに形成することは極めて難しく再現性に乏しいことから、製造上の安定性、効率性、制御性に問題があって、現実に実施は困難であるという課題があった。 However, the indentation method using an indenter presses the indenter as many times as the number of microlenses, so it takes a lot of time to form a large-area microlens array, and there are mechanical limitations, which are on the order of μm. It is difficult to control with accuracy. That is, it is extremely difficult to form a microlens array at random, and reproducibility is poor, so there is a problem in manufacturing stability, efficiency, controllability, and there is a problem that it is actually difficult to implement. .
本発明は、ランダム形状のマイクロレンズアレイを有する焦点板およびその製造に使用可能な焦点板製造用型、ならびにその焦点板を用いた撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a focusing screen having a microlens array having a random shape, a focusing screen manufacturing mold that can be used for manufacturing the focusing screen, and an imaging device using the focusing screen.
前記の課題を解決するために、本発明は、型基板の上に、複数のマイクロレンズ形状の凹凸を有する無機レジスト膜が形成されていることを特徴とする焦点板製造用型を提供する。この焦点板製造用型は、型基板の上に無機レジスト膜を成膜する工程と、前記無機レジスト膜を露光および現像して、複数のマイクロレンズ形状の凹凸を形成する工程とを有する方法により好適に製造できる。そして、本発明は、透光性基板の上に、前記の焦点板製造用型の凹凸が転写された透光性樹脂層を有することを特徴とする焦点板を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a mold for producing a focusing screen, wherein an inorganic resist film having a plurality of microlens-shaped irregularities is formed on a mold substrate. This mold for producing a focusing screen is formed by a method including a step of forming an inorganic resist film on a mold substrate and a step of exposing and developing the inorganic resist film to form a plurality of microlens-shaped irregularities. It can manufacture suitably. The present invention also provides a focusing screen characterized by having a light-transmitting resin layer onto which a concavity and convexity of the mold for manufacturing a focusing screen is transferred on a light-transmitting substrate.
また、本発明は、透光性基板の上に、複数のマイクロレンズを有する無機レジスト膜が形成されていることを特徴とする焦点板を提供する。この焦点板は、透光性基板の上に無機レジスト膜を成膜する工程と、前記無機レジスト膜を露光および現像して、複数のマイクロレンズを形成する工程とを有する方法により好適に製造できる。 In addition, the present invention provides a focusing screen in which an inorganic resist film having a plurality of microlenses is formed on a light-transmitting substrate. This focusing screen can be suitably manufactured by a method having a step of forming an inorganic resist film on a light-transmitting substrate and a step of forming a plurality of microlenses by exposing and developing the inorganic resist film. .
さらに、本発明は、前記の焦点板を有することを特徴とする撮像装置を提供する。 Furthermore, the present invention provides an imaging apparatus having the focusing plate.
本発明によれば、ランダム形状のマイクロレンズアレイを有する焦点板およびその製造に使用可能な焦点板製造用型、ならびにその焦点板を用いた撮像装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a focusing screen having a microlens array of a random shape, a focusing screen manufacturing mold that can be used for manufacturing the focusing screen, and an imaging device using the focusing screen.
本発明の焦点板の第1の実施形態は、透光性基板の上に、複数のマイクロレンズを有する無機レジスト膜が形成されている。この第1の実施形態の焦点板101の基本構成の例を図1および図5に示す。
In the first embodiment of the focusing screen of the present invention, an inorganic resist film having a plurality of microlenses is formed on a translucent substrate. An example of the basic configuration of the focusing
透光性基板102としては、可視光域で透光性を示すものであればよく、例えば、ガラス基板や、アクリル樹脂基板、ポリカーボネート樹脂基板等のプラスチック基板を用いることができる。ここで言う「可視光域」とは、撮像装置において画像情報が必要な波長範囲のことであり、一般的にはおおよそ360〜830nmの波長範囲である。透光性基板の可視光域での吸収率は10%以下であることが好ましい。
The light-transmitting
無機レジスト膜103は、可視光域での吸収率が10%以下であることが好ましい。このような光学特性を有することで、画像形成に必要な可視光域でファインダーに十分な光量を透過させることができる。
The
また、無機レジスト膜103は、相変化材料で形成された相変化膜であってもよい。ここで言う「相変化膜」とは、酸化タングステン(WO)や酸化モリブデン(MoO)のことである。
The
さらに、無機レジスト膜103は、後述する露光光源の波長(360nm以下)における吸収率が10%以上であることが好ましい。このような光学特性を有することで、露光による光エネルギーを熱に変換して露光部の結晶状態を変化させることができ、これを現像することによりマイクロレンズを形成することができる。
Further, the
なお、無機レジスト膜103の光学特性の制御は、無機レジスト膜103を構成する無機レジスト材料の組成制御および無機レジスト膜103の膜厚制御により行うことができる。無機レジスト材料の組成は、無機レジスト膜103の成膜条件を適宜調整することで制御できる。また、無機レジスト膜103の膜厚は、成膜条件から求まる成膜レート(単位時間あたりの膜厚)から所望の膜厚となる成膜時間を割り出すことで制御できる。
Note that the optical characteristics of the
無機レジスト膜103を形成する無機レジスト材料としては、例えば酸化タングステン(WO)を用いることができる。その他にも、酸化モリブデン(MoO)、WOにMoを添加した相変化材料などを用いることもできる。
As an inorganic resist material for forming the
無機レジスト膜103の膜厚は、0.5〜5μmに設定することができる。
The film thickness of the
無機レジスト膜103により形成されるマイクロレンズとしては、さまざまな大きさおよび曲率で形成することができ、ランダム形状を有するマイクロレンズアレイを形成することが好ましい。複数のマイクロレンズは互いに隣接するように形成されていることが好ましい。例えば、マイクロレンズの大きさを直径1〜5μmの範囲、曲率半径を2〜15μmの範囲で数種類変化させて、互いに隣接するように形成することで、ランダム形状を有するマイクロレンズアレイを形成できる。なお、マイクロレンズは、凸状でもよく、凹状でもよい。
The microlens formed by the
このような焦点板101は、透光性基板102の上に無機レジスト膜103を成膜する工程と、前記無機レジスト膜103を露光および現像して、複数のマイクロレンズを形成する工程とにより好適に製造できる。この焦点板101を製造する実施形態については、実施例において詳細に説明する。
Such a focusing
上記の焦点板と同様の構成により、焦点板製造用型とすることもできる。すなわち、本発明の焦点板製造用型は、型基板の上に、複数のマイクロレンズ形状の凹凸を有する無機レジスト膜が形成されている。 A mold for producing a focusing screen can be obtained by the same configuration as the above focusing screen. That is, in the focusing screen manufacturing mold of the present invention, an inorganic resist film having a plurality of microlens-shaped irregularities is formed on a mold substrate.
型基板としては、透光性を有している必要はなく、例えば、Ni、Alなどの金属や、石英などを用いることができるが、前述の透光性基板を用いることもできる。 The mold substrate does not need to have translucency, and for example, a metal such as Ni or Al, quartz, or the like can be used, but the above-described translucent substrate can also be used.
無機レジスト膜は、後述する露光光源の波長(360nm以下)における吸収率が10%以上であることが好ましい。このような光学特性を有することで、露光による光エネルギーを熱に変換して露光部の結晶状態を変化させることができ、これを現像することによりマイクロレンズ形状の凹凸を形成することができる。また、無機レジスト膜は、相変化材料で形成された相変化膜であってもよい。なお、無機レジスト膜の可視光域での吸収率に制限はないが、可視光域での吸収率が10%以下の無機レジスト膜を用いることもできる。 The inorganic resist film preferably has an absorptance of 10% or more at a wavelength of an exposure light source (360 nm or less) described later. By having such optical characteristics, light energy due to exposure can be converted into heat to change the crystal state of the exposed portion, and by developing this, microlens-shaped irregularities can be formed. Further, the inorganic resist film may be a phase change film formed of a phase change material. In addition, although there is no restriction | limiting in the absorptivity in the visible light region of an inorganic resist film, the inorganic resist film whose absorptivity in a visible light region is 10% or less can also be used.
無機レジスト膜の光学特性の制御は、前述と同様に、無機レジスト膜を構成する無機レジスト材料の組成制御および無機レジスト膜の膜厚制御により行うことができる。 The optical characteristics of the inorganic resist film can be controlled by controlling the composition of the inorganic resist material constituting the inorganic resist film and controlling the film thickness of the inorganic resist film, as described above.
無機レジスト膜を形成する無機レジスト材料としては、例えば酸化タングステン(WO)を用いることができる。その他にも、酸化モリブデン(MoO)、酸化テルル(TeO)などの各種相変化材料を用いることもできる。 As an inorganic resist material for forming the inorganic resist film, for example, tungsten oxide (WO) can be used. In addition, various phase change materials such as molybdenum oxide (MoO) and tellurium oxide (TeO) can also be used.
無機レジスト膜の膜厚は、0.5〜5μmに設定することができる。 The film thickness of the inorganic resist film can be set to 0.5 to 5 μm.
無機レジスト膜により形成されるマイクロレンズ形状の凹凸としては、焦点板に所望のマイクロレンズを形成可能な凹凸とすればよい。凹凸を構成するマイクロレンズ形状は、さまざまな大きさおよび曲率で形成することができ、焦点板にランダム形状を有するマイクロレンズアレイを形成可能な形状とすることが好ましい。複数のマイクロレンズ形状は互いに隣接するように形成されていることが好ましい。例えば、マイクロレンズ形状の大きさを直径1〜5μmの範囲、曲率半径を2〜15μmの範囲で数種類変化させて、互いに隣接するように形成することで、焦点板にランダム形状を有するマイクロレンズアレイを形成できる。なお、凸状のマイクロレンズを有する焦点板を作製するためには、それを反転させた凹状のマイクロレンズ形状を形成すればよく、凹状のマイクロレンズを有する焦点板を作製するためには、それを反転させた凸状のマイクロレンズ形状を形成すればよい。 The microlens-shaped irregularities formed by the inorganic resist film may be irregularities that can form a desired microlens on the focusing screen. The shape of the microlenses constituting the irregularities can be formed with various sizes and curvatures, and it is preferable that the microlens array having a random shape can be formed on the focusing screen. The plurality of microlens shapes are preferably formed adjacent to each other. For example, a microlens array having a random shape on the focusing screen is formed by changing the size of the microlens shape within a range of 1 to 5 μm in diameter and a radius of curvature within a range of 2 to 15 μm so as to be adjacent to each other. Can be formed. In order to produce a focusing screen having a convex microlens, a concave microlens shape obtained by inverting it may be formed. To produce a focusing screen having a concave microlens, What is necessary is just to form the convex microlens shape which reversed.
このような焦点板製造用型は、型基板の上に無機レジスト膜を成膜する工程と、前記無機レジスト膜を露光および現像して、複数のマイクロレンズ形状の凹凸を形成する工程とにより好適に製造できる。この焦点板製造用型を製造する実施形態については、実施例において詳細に説明する。 Such a mold for producing a focusing screen is more suitable for a step of forming an inorganic resist film on a mold substrate and a step of exposing and developing the inorganic resist film to form a plurality of microlens-shaped irregularities. Can be manufactured. An embodiment for manufacturing the focusing screen manufacturing mold will be described in detail in Examples.
本発明の焦点板の第2の実施形態は、透光性基板の上に、上記の焦点板製造用型の凹凸が転写された透光性樹脂層を有している。この第2の実施形態の焦点板601の基本構成の例を図6に示す。
The second embodiment of the focusing screen of the present invention has a translucent resin layer on which the unevenness of the focusing screen manufacturing mold is transferred on a translucent substrate. An example of the basic configuration of the focusing
透光性基板602としては、前述と同様に、可視光域で透光性を示すものであればよく、例えば、ガラス基板や、アクリル樹脂基板、ポリカーボネート樹脂基板等のプラスチック基板を用いることができる。透光性基板602の可視光域での吸収率は10%以下であることが好ましい。
The light-transmitting
透光性樹脂層603は、可視光域で透光性を示し、型による成型が可能なものであればよい。例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、エポキシ系樹脂等の光硬化性樹脂等の樹脂基板を用いることもできる。透光性基板602として樹脂基板を用いている場合は、同じ基板を用いることもできる。
The light-transmitting
透光性樹脂層603の膜厚は、0.5〜5μmに設定することができる。
The film thickness of the
透光性樹脂層603により形成されるマイクロレンズは、使用した焦点板製造用型の凹凸が反転したものとなる。すなわち、焦点板製造用型の凹凸により、さまざまな大きさおよび曲率のマイクロレンズを形成することができ、ランダム形状を有するマイクロレンズアレイを形成することが好ましい。複数のマイクロレンズは互いに隣接するように形成されていることが好ましい。例えば、マイクロレンズの大きさを直径1〜5μmの範囲、曲率半径を2〜15μmの範囲で数種類変化させて、互いに隣接するように形成することで、ランダム形状を有するマイクロレンズアレイを形成できる。なお、マイクロレンズは、凸状でもよく、凹状でもよい。
The microlens formed by the
このような焦点板601は、透光性樹脂層603に上記の焦点板製造用型の凹凸が転写した上で、透光性基板602と透光性樹脂層603をお互いに接着し、または透光性基板602と透光性樹脂層603を一体型成形することにより好適に製造できる。また、透光性基板602と透光性樹脂層603をお互いに接着し、または透光性基板602と透光性樹脂層603を一体型成形した後に、透光性樹脂層603に上記の焦点板製造用型の凹凸が転写することでも好適に製造できる。この焦点板601を製造する実施形態については、実施例において詳細に説明する。
Such a focusing
本発明の焦点板は、焦点板を通過する光の出射側の表面上に、マイクロレンズが形成されている。このマイクロレンズは、さまざまな大きさおよび曲率で形成することができ、ランダム形状を有するマイクロレンズアレイを有する焦点板を作製することができる。これにより、ピント板に映し出される映像は明るく、ピント調節がし易く、かつ、自然なボケ味を実現でき、一眼レフレックス方式カメラの操作性向上につながる。このような焦点板は、本発明の焦点板製造用型により焦点板を簡便に作製できる。 In the focusing screen of the present invention, a microlens is formed on the surface on the emission side of light passing through the focusing screen. This microlens can be formed with various sizes and curvatures, and a focusing screen having a microlens array having a random shape can be produced. As a result, the image displayed on the focus plate is bright, easy to adjust the focus, and can achieve natural blurring, leading to improved operability of the single-lens reflex camera. Such a focusing screen can be easily produced by the focusing screen manufacturing mold of the present invention.
また、本発明の焦点板の製造方法および焦点板製造用型の製造方法においては、焦点板上に形成する個々のマイクロレンズの大きさおよび曲率を容易に制御できる。したがって、より明るい焦点板やピント調節のボケ具合をより自然にした焦点板等、ユーザーの嗜好に併せた焦点板を作製することが可能である。さらに、nmオーダーの形状制御性を有しており、極めて再現性よく作製することができ、製造上の安定性、効率性、制御性に優れている。 In the method for manufacturing a focusing screen and the method for manufacturing a focusing screen manufacturing mold according to the present invention, the size and curvature of each microlens formed on the focusing screen can be easily controlled. Therefore, it is possible to produce a focusing screen that matches the user's preference, such as a brighter focusing screen or a focusing screen with a more natural focus adjustment. Furthermore, it has nm-order shape controllability, can be manufactured with extremely high reproducibility, and is excellent in manufacturing stability, efficiency, and controllability.
本発明の焦点板は、一眼レフレックス方式カメラの他、ムービーカメラ等の撮像装置の焦点板としても用いることができる。 The focusing screen of the present invention can be used as a focusing screen for an imaging apparatus such as a movie camera in addition to a single-lens reflex camera.
(実施例1)
本実施例では、図1に示す構成の焦点板を、図2に示す工程により作製した。
Example 1
In this example, the focusing screen having the configuration shown in FIG. 1 was produced by the process shown in FIG.
まず、成膜工程として、透光性基板102(アクリル樹脂基板、可視光域での吸収率:3%以下)の上に、無機レジスト膜103として、相変化材料である酸化タングステン(WO)を反応性スパッタにより成膜した。この反応性スパッタにおいては、タングステン(W)金属ターゲットを用いて、Arガス流量50sccm、O2ガス流量20sccm、投入電力400Wに設定した。また、成膜条件から求まる成膜レート(単位時間あたりの膜厚)から、膜厚が1.0μmになるように成膜時間を調整した。得られた無機レジスト膜103は、可視光域での吸収率が3%以下であり、後に行う露光光源の波長257nmにおける吸収率が70%であった。
First, as a film forming process, a tungsten oxide (WO) which is a phase change material is formed as an inorganic resist
次に、露光工程として、無機レジスト層103を露光し、マイクロレンズを形成するための微細パターンの描画を行った。露光光源としては、波長257nmのDeep−UV発振アルゴンレーザーを用い、波長とともに露光スポット径を決定する対物レンズとしては、NA=0.1のレンズを用いた。このときの露光スポット径は、およそ直径2.1μmであった。ただし、露光光源の波長および対物レンズのNAは、これに限るものではない。露光光源は、無機レジスト膜103に対し吸光性を示す波長であればよく、各種ガスレーザーおよび各種半導体レーザーを用いることができる。ただし、一般に無機レジスト膜は波長が短いほど吸収率が高くなる傾向があるので、短波長光源の光学系による露光装置が適している。また、対物レンズのNAは、無機レジスト層103に形成するマイクロレンズの大きさと露光装置の露光光源波長により決定される。
Next, as the exposure step, the inorganic resist
ここで、露光装置の一例の基本構成を示すブロック図を図3に示す。この露光装置では、無機レジスト膜103が形成された焦点板101に対して、全体の動作を統括的に制御するCPU301により、レーザー露光による微細パターンの描画が行われる。
Here, FIG. 3 shows a block diagram showing a basic configuration of an example of the exposure apparatus. In this exposure apparatus, a fine pattern is drawn by laser exposure on the focusing
図4は、本実施例における各種信号波形の模式概略図であり、CPU301からは図4(c)で示すデータ信号が生成される。本実施例では、図4(c)に示すように各パルスの周期や時間幅は一定であるものの、データ信号の波高値は一定ではなく、ランダムにもしくはある規則性をもって、さまざまな波高値を示すパルス波形によるデータ信号がCPU301から出力される。なお、データ信号とレーザー出力(LD出力)の関係は、図4で示すように、データ信号におけるハイレベルでレーザーを点灯し、ハイレベルの間だけ発光し続け、0レベルでレーザーを消灯し、0レベルの間だけ消灯し続けるという関係となっている。
FIG. 4 is a schematic diagram of various signal waveforms in this embodiment, and the
CPU301には、レーザー制御回路302が接続されている。レーザー制御回路302では、CPU301から入力されたデータ信号に基づいて、露光パターン用のレーザー制御信号(LD制御信号)を生成する(図4(b))。
A
レーザー制御回路302には、光ヘッド300が接続されている。光ヘッド300は、レーザードライバー303、これに接続されたレーザー(露光光源)304、および発光されたレーザー光を無機レジスト膜上に集光する対物レンズ305で構成されている。このレーザードライバー303にはレーザー制御回路302で生成されたレーザー制御信号が供給され、レーザードライバー303は供給されたレーザー制御信号に基づきレーザー駆動電流を生成する。そして、図4(a)のようなレーザー出力を示すようにレーザー304を発光駆動する。なお、本実施例では、図4(a)、(b)、(c)は、基本的に相似形の波形となっている。そして、発光されたレーザー光を対物レンズ305により無機レジスト膜上に集光して露光することで、微細パターンの描画を行う。
An
以上のようにして、データ信号に基づくさまざまなレベルを有するパルス波形によるレーザー制御信号を生成し、これによりレーザー304を発光駆動させることにより、レーザー出力としてもさまざまなパワーを示すパルス波形となる。そして、このようなレーザー出力で露光することにより、露光後、変質した領域もさまざまな大きさを有するパターンとして描画される。すなわち、レーザー出力の大きなパルスでは露光部(マイクロレンズ)も大きいものとなり、レーザー出力の小さなパルスでは露光部(マイクロレンズ)も小さいものとして形成される。
As described above, a laser control signal having a pulse waveform having various levels based on the data signal is generated, and thereby the
さらに、レーザー出力を比較的大きめでパワー制御して、大きめのマイクロレンズにより形状のランダム性をもたせて形成した場合、焦点板としては明るいものが作製できる。また、レーザー出力を小さいものから大きいものまでダイナミックレンジを広げたパワー制御により、マイクロレンズを形成した場合、マイクロレンズのランダム性が増し、より自然なボケ具合が実現されるのである。 Further, when the laser output is relatively large and the power is controlled to form a random shape with a large microlens, a bright focusing plate can be produced. In addition, when a microlens is formed by power control with a wide dynamic range from a small laser output to a large laser output, the randomness of the microlens increases and a more natural blur condition is realized.
また、本実施例では、マイクロレンズ形状を決定するデータ信号としては、一つのマイクロレンズのための露光に1発のパルス発光で行った。より一層の形状制御性向上を図るために、一連の複数の連続したパルス発光により一つのマイクロレンズ形成のための露光とするようなデータ信号としても良い。 In this embodiment, as a data signal for determining the microlens shape, exposure for one microlens is performed by one pulse emission. In order to further improve the shape controllability, it is possible to use a data signal for exposure for forming one microlens by a series of continuous pulse emission.
以上のようなデータ信号に基づくレーザー出力の制御により、無機レジストに描画する微細パターンの制御を可能にし、さまざまな形状のマイクロレンズを高精度に得ることができる。 By controlling the laser output based on the data signal as described above, it is possible to control a fine pattern drawn on the inorganic resist and obtain microlenses having various shapes with high accuracy.
一方、無機レジスト膜103が形成された焦点板101は、対物レンズ305による無機レジスト膜103上の光スポットに対し、相対的に等速に移動している。すなわち、焦点板101上を直線的に、光スポットを等速で走査している。そして、焦点板101の片側の端に光スポットが辿り着いた際に、走査方向とは垂直に所定の距離(走査ライン間隔)をあけて、逆方向に光スポットを走査して、露光を行う。
On the other hand, the focusing
なお、直線的に光スポットを走査しているが、スパイラル状に等速で光スポットを走査させることもできる。言い換えれば、焦点板101を回転させて光スポットをスパイラル状に走査し、光スポットが一定速度で徐々に径方向に外周側または内周側に移動させることで、隣接するスパイラル状の走査ラインの間隔が所定の距離になるよう露光できる。
Although the light spot is scanned linearly, it is also possible to scan the light spot at a constant speed in a spiral shape. In other words, the focusing
以上のような露光装置により、焦点板101上の無機レジスト膜103の広範囲にわたる露光を可能にし、所望の微細パターンの描画を行うことができる。また、多面取りできるように大面積の露光を行い、露光後に必要な大きさに切り出すことで、露光前準備のセッティング等の時間を短縮でき効率的に生産できる。
With the exposure apparatus as described above, the inorganic resist
本実施例では、上記露光装置を用いて、速度1.0m/sで光スポットを直線的に走査した。レーザー制御回路302に入力するデータ信号としては、図4(c)に示すようなものとし、1レベルのパルス幅0.1μs、パルス周期700KHzで行った。レーザー出力に関しては、図4(a)における各レーザーパルスの波高値(パワー)が300〜600mWの間でランダムな値となるように設定した。また、レーザー光による隣接する二つの走査ライン間隔を1.4μmとした。
In this example, the light spot was linearly scanned at a speed of 1.0 m / s using the above exposure apparatus. The data signal input to the
そして、露光により微細パターンが描画された無機レジスト膜103に対し、現像工程として、アルカリ現像液であるテトラメチルアンモニウム水酸化溶液で現像処理を行い、露光部204を除去した。すなわち、本実施例の無機レジスト膜はポジ型レジストとなっており、図1に示すような凹状のマイクロレンズが形成される。これは、露光部204の様子をTEMなどにより観察した結果、温度分布に沿うように半球面状に結晶構造が変質している領域があり、現像したときにその変質した領域が除去されて、マイクロレンズ状の凹部を形成するからである。なお、アルカリ現像液としては、KOH、NaOH、Na2CO3などの無機アルカリ水溶液など使用することもできる。
Then, as a development process, the inorganic resist
以上の工程により、凹状のマイクロレンズが形成された焦点板を作製することができた。この焦点板に形成された各マイクロレンズの大きさおよび曲率はさまざまであり、直径はおよそ1.5〜2.2μm、曲率半径はおよそ3〜5μmであり、ランダムな配置で形成されていた。 Through the above steps, a focusing screen on which concave microlenses were formed could be manufactured. Each microlens formed on the focusing screen has various sizes and curvatures, and has a diameter of approximately 1.5 to 2.2 μm and a radius of curvature of approximately 3 to 5 μm, and is formed in a random arrangement.
この焦点板を一眼レフレックス方式デジタルカメラに適用して、ピント調節を行ったところ、ファインダーを覗いたときの映像は明るく、かつ、自然なボケが実現されており、ピント調節の操作性が向上した。 When this focusing screen is applied to a single-lens reflex digital camera and focus adjustment is performed, the image when looking through the viewfinder is bright and natural blurring has been achieved, improving the focus adjustment operability. did.
(実施例2)
本実施例では、図5に示す構成の焦点板を、図2に示す工程により作製した。
(Example 2)
In this example, the focusing screen having the configuration shown in FIG. 5 was produced by the process shown in FIG.
露光工程において、波高値(パワー)を450mWに、パルス時間幅を0.1μsに固定し、パルス発光間隔(パルス周期)をランダムにしたデータ信号をレーザー制御回路302に入力したこと以外は、実施例1と同様にして焦点板を作製した。得られた焦点板は図5に示すような構成を有しており、直径はおよそ1.9μm、曲率半径はおよそ4μmの凹状のマイクロレンズが、さまざまな配置で形成されていた。
In the exposure process, except that the crest value (power) was fixed at 450 mW, the pulse time width was fixed at 0.1 μs, and the data signal with a random pulse emission interval (pulse period) was input to the
この焦点板を一眼レフレックス方式デジタルカメラに適用して、ピント調節を行ったところ、ファインダーを覗いたときの映像は明るく、かつ、自然なボケが実現されており、ピント調節の操作性が向上した。 When this focusing screen is applied to a single-lens reflex digital camera and focus adjustment is performed, the image when looking through the viewfinder is bright and natural blurring has been achieved, improving the focus adjustment operability. did.
(実施例3)
本実施例では、図7に示す工程により焦点板製造用型701を作製し、その型を用いて図6に示す構成の焦点板を作製した。
(Example 3)
In this example, a focusing
まず、型基板702(Ni)の上に、無機レジスト膜703として、相変化材料である酸化タングステン(WO)を反応性スパッタにより成膜した。この反応性スパッタにおいては、タングステン(W)金属ターゲットを用いて、Arガス流量60sccm、O2ガス流量20sccm、投入電力400Wに設定した。また、成膜条件から求まる成膜レート(単位時間あたりの膜厚)から、膜厚が1.0μmになるように成膜時間を調整した。得られた無機レジスト膜703は、後に行う露光光源の波長257nmにおける吸収率が80%であった。
First, on the mold substrate 702 (Ni), a tungsten oxide (WO) that is a phase change material was formed as an inorganic resist
次に、無機レジスト膜703を露光し、マイクロレンズ形状の凹凸を形成するための微細パターンの描画を行った。この露光は、実施例1と同じ露光装置を用い、実施例1と同様の操作で行った。
Next, the inorganic resist
そして、露光により微細パターンが描画された無機レジスト膜703に対し、アルカリ現像液であるテトラメチルアンモニウム水酸化溶液で現像処理を行い、露光部704を除去した。すなわち、本実施例の無機レジスト膜はポジ型レジストとなっており、凹状のマイクロレンズ形状の凹凸705が形成される。なお、アルカリ現像液としては、KOH、NaOH、Na2CO3などの無機アルカリ水溶液など使用することもできる。
Then, the inorganic resist
以上の工程により、凹状のマイクロレンズ形状の凹凸が形成された焦点板製造用型を作製することができた。この焦点板製造用型に形成された凹凸を構成する各マイクロレンズ形状の大きさおよび曲率はさまざまであり、直径はおよそ1.6〜2.4μm、曲率はおよそ3〜5μmであり、中心間距離はおよそ1.4μmであった。 Through the above steps, a focusing screen manufacturing mold in which concave and convex portions having a concave microlens shape were formed. The size and curvature of each microlens shape forming the unevenness formed on this focusing screen manufacturing mold vary, the diameter is about 1.6 to 2.4 μm, the curvature is about 3 to 5 μm, The distance was approximately 1.4 μm.
得られた焦点板製造用型を射出成形器に取り付けてアクリル樹脂を成形することで、マイクロレンズ形状が転写された透光性樹脂層603(厚さ100μm、可視光域での吸収率:3%以下)を作製した。そして、この透光性樹脂層603と透光性基板602(アクリル樹脂基板、可視光域での吸収率:3%以下)とをアクリル系接着剤により接着して、焦点板601を作製した。
By attaching the obtained focusing screen manufacturing mold to an injection molding machine and molding an acrylic resin, the
この焦点板を一眼レフレックス方式デジタルカメラに適用して、ピント調節を行ったところ、ファインダーを覗いたときの映像は明るく、かつ、自然なボケが実現されており、ピント調節の操作性が向上した。 When this focusing screen is applied to a single-lens reflex digital camera and focus adjustment is performed, the image when looking through the viewfinder is bright and natural blurring has been achieved, improving the focus adjustment operability. did.
なお、本実施例では、マイクロレンズ形状の凹凸705が形成された無機レジスト膜703および型基板702からなる焦点板製造用型701を、焦点板601を成型するための型として用いたが、これを焦点板の原盤として用いてもよい。この原盤を、従来からのNiなどによる電鋳工程を行うことで、さらに強度の強いNiのみで構成された金型が得られる。
In this embodiment, the focusing
101 焦点板
102 透光性基板
103 無機レジスト膜
204 露光部
301 CPU
302 レーザー制御回路
303 レーザードライバー
304 レーザー
305 対物レンズ
601 焦点板
602 透光性基板
603 透光性樹脂層
701 焦点板製造用型
702 型基板
703 無機レジスト膜
704 露光部
705 マイクロレンズ形状の凹凸
101 Focusing
302
Claims (6)
前記無機レジスト膜を露光および現像して、複数のマイクロレンズ形状の凹凸を形成する工程と
を有することを特徴とする焦点板製造用型の製造方法。 Forming an inorganic resist film on the mold substrate;
And a step of forming a plurality of microlens-shaped irregularities by exposing and developing the inorganic resist film.
前記無機レジスト膜を露光および現像して、複数のマイクロレンズを形成する工程と
を有することを特徴とする焦点板の製造方法。 Forming an inorganic resist film on the translucent substrate;
And a step of forming a plurality of microlenses by exposing and developing the inorganic resist film.
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-
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