JP2010145492A

JP2010145492A - 光学的ローパスフィルタ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2010145492A
Application number: JP2008319710A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Saneto; 康一郎實藤; Toshiaki Hattori; 俊明服部
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: JP5308141B2

Abstract

【課題】周辺部で、モアレ発生を抑制する機能が低下することがない光学的ローパスフィルタおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明光学的ローパスフィルタの製造方法は、基板上に２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物５を配置するステップと、光重合性組成物の上方に外周部ほど光線透過率が大きくなるＮＤフィルタ６を設置するステップと、光重合性組成物に平行光Ｌを照射して光重合性組成物を重合硬化させて、シート状のマトリックス２とマトリックス内で一方向に配向されマトリックスの厚さに直交する面内で二次元配列された多数の柱状構造体３とを備えた光学的ローパスフィルタ１を得るステップ、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学的ローパスフィルタ及びその製造方法等に関し、詳細には、モアレを防止するためにデジタルカメラ等で使用される光学的ローパスフィルタ及びその製造方法等に関する。

ホームビデオカメラやデジタルスチルカメラにおいては、撮像手段として、ＣＣＤエリアイメージセンサやＣＭＯＳエリアイメージセンサが用いられている。これらのセンサでは、多数の受光素子がシリコン基板上に格子状に規則的に配置され、光電変換が行われている。さらに、カラー情報を得るため、受光素子毎に、例えばＲＧＢのカラーフィルタが、ストライプ状に、または４種のフィルタが方形モザイク状に配置されている。

このようなＣＣＤエリアイメージセンサ等では、受光素子が格子状に規則的に配置されているため、生成された被写体の画像に、擬似信号（モアレ）を発生する等の問題が生じることがある。

このような問題を解決するため、特定周波数以上をカットする光学ローパスフィルタが用いられている。このような光学的ローパスフィルタとして、シート状のマトリックス内にマトリックスと屈折率が異なる多数の柱状構造体が二次元配列され、８０ｎｍないし１０００μｍのオーダーで屈折率が周期的に変化する光学的ローパスフィルタが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−２４２３４０号公報

このような光学的ローパスフィルタは、光の回折により光を分離し、分離した光を隣り合う受光素子上に入射させることによって、特定周波数以上の周期構造を有する被写体の解像度を低下させ、モアレの発生を抑制するものである。

しかしながら、このような光学的ローパスフィルタは、厚みを大きくすることによってブラッグ回折を示すようにした場合、特定の次数の回折光のみが観測されるようになり、特定周波数未満の周期構造を有する被写体の解像度が低下することを抑制できる。しかしながら、入射角が大きくなると回折効率が低下し、モアレの発生を抑制する機能が低下してしまうという問題を有していた。
即ち、入射光の角度が大きくなる、光学的ローパスフィルタの周辺部では、モアレ発生を抑制する機能が低下するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、周辺部で、モアレ発生を抑制する機能が低下することがない光学的ローパスフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、
光学的ローパスフィルタの製造方法であって、
基板上に２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物を配置するステップと、
前記光重合性組成物の上方に外周部ほど光線透過率が大きくなるＮＤフィルタを設置するステップと、
前記光重合性組成物に平行光を照射して該光重合性組成物を重合硬化させて、シート状のマトリックスと該マトリックス内で一方向に配向され前記マトリックスの厚さに直交する面内で二次元配列された多数の柱状構造体とを備えた光学的ローパスフィルタを得るステップ、を備えている、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタの製造方法が提供される。

このような構成で製造される光学的ローパスフィルタは、外周部ほどマトリックスと柱状構造体の屈折率差が大きくなるので外周部でのモアレ発生を抑制する機能が低下することがない。

本発明の他の態様によれば、
光重合性組成物を光重合して得られた光学的ローパスフィルタであって、
シート状のマトリックスと、
該マトリックス内で一方向に配向され前記マトリックスの厚さに直交する面内で二次元配置され前記マトリックスと異なる屈折率を有する多数の柱状構造体とを備え、
８０ｎｍないし１０００μｍで周期的に屈折率が変化し、さらに、外周部ほどマトリックスと柱状構造体の屈折率差が大きくなっている、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタが提供される。

このような構成の光学的ローパスフィルタは、外周部ほどマトリックスと柱状構造体の屈折率差が大きくなるので外周部でのモアレ発生を抑制する機能が低下することがない。

本発明によれば、周辺部で、モアレ発生を抑制する機能が低下することがない光学的ローパスフィルタおよびその製造方法が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタについて説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタ１の内部構造を透視して模式的に示す斜視図である。

光学的ローパスフィルタ１は、透明材料で構成された、シートまたはフィルム状のマトリックス２と、マトリックス２内に配置されたほぼ同一形状の多数の円柱状の柱状構造体３とを備えている。各柱状構造体３は、屈折率がマトリックス２と異っている。

各柱状構造体３は、シートまたはフィルム状のマトリックス２を厚さ方向に貫通して延びるように互いに平行に配向され、且つマトリクス２の厚さに直交する平面内で六方格子状に規則的に配列されている。六方格子には、三角格子とハニカム格子が含まれる。

各柱状構造体３は、円柱以外の柱形状、例えば楕円柱、角柱等であってもよい。また、各柱状構造体３の配列は、六方格子状以外の二次元的な配列、例えば、正方格子状等であってもよい。

本実施形態では、各柱状構造体の配列周期（ピッチ）、直径は、光学的ローパスフィルタ１の屈折率が、８０ｎｍないし１０００μｍのオーダーで周期的に変化するように設定されている。具体的には、柱状構造体３の直径（角柱の場合は外接円の直径）は８０ｎｍないし１０００μｍの範囲で、柱状構造体３の配列周期は８０ｎｍないし１０００μｍで、光学的ローパスフィルタ１の屈折率が、８０ｎｍないし１０００μｍのオーダーで周期的に変化するように設定されている。

柱状構造体３の配列周期は、９０ｎｍないし１００μｍが好ましくは、１００ｎｍないし５０μｍがより好ましい。また、柱状構造体３の直径は、９０ｎｍないし１００μｍが好ましく、１００ｎｍないし５０μｍがより好ましい。

マトリックス２と柱状構造体３との屈折率差は外周部ほど大きくなっている。
具体的には、例えば、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は、柱状構造体の配列周期が２０μｍ、柱状構造体の長さ（マトリックスの厚さ）が５０μｍ、光学的ローパスフィルタへの光の入射角度０°〜７°の場合、マトリックスと柱状構造体との屈折率差をΔｎ、光学的ローパスフィルタへの光の入射角度をθとすると、Δｎ［単位：無次元］とθ［単位：°］との間に近似的に、
Δｎ＝０．００００４θ²−０．０００１θ＋０．００３２・・・式１
の関係が成り立つように設定される。

また、光学系の焦点距離を２０ｍｍとした場合、光学的ローパスフィルタ中心からの距離Ｄ［単位：ｍｍ］とΔｎ［単位：無次元］との間には近似的に次の式が成り立つ。
Δｎ＝０．０００３Ｄ²−０．０００３Ｄ＋０．００３２・・・式２

このような光学的ローパスフィルタでは、光学的ローパスフィルタへの光の入射角度０°〜７°の範囲において、入射角度によらず回折効率はほぼ一定となる。

光学的ローパスフィルタ１では、このような構造によって、３５０ｎｍないし２０００ｎｍの波長範囲の光に対する干渉効果を十分に発現させることができ、光学的ローパスフィルタとして使用可能な波長範囲において回折や偏向等の高度な光制御が可能となる。
また、本実施形態の光学的ローパスフィルタ１では、このような柱状構造体３の配列の規則性によって、六点分離（三方向）を一枚のフィルタによって行うことができる。

次に、図２に沿って、光学的ローパスフィルタ１の製造方法について説明する。
まず、２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物５を、基板４の表面に塗布する。基板４は円形、矩形どちらの形状の物も使用でき、その表面が平滑なものであることが好ましい。
光重合性組成物５の塗布厚は、製造する光学的ローパスフィルタ１の厚さに応じて適宜選択され、１μｍないし１０００μｍの範囲が好ましく、５μｍないし５００μｍの範囲がより好ましい。

次いで、光重合性組成物５を塗布した基板４の上部に、外周部ほど光線透過率が大きくなるＮＤフィルタ６を配置する。ＮＤフィルタ６は基板４と同じ形状の物を使用する。

ＮＤフィルタにおける中心からの距離と光線透過率との関係は、使用する樹脂組成物の重合反応性等を考慮して選定される。例えば、中心部から外周部にかけて、光線透過率が指数関数的に増加するＮＤフィルタが使用される。

光重合性組成物５を塗布した基板４とＮＤフィルタ６の間にフォトマスク７を配置して、光照射時に位置情報が入力され、形成される柱状構造体の配列に高い規則性をもたせる。フォトマスク７は、マスク孔が三角格子パターンで規則的に配列されたものである。また、マスク孔は、上記に限らず、他のパターンで配列されていてもよい。例えば、マスク孔が正方格子パターンで規則的に配列されたフォトマスクを使用してもよい。

次いで、波長半値全幅が１００ｎｍ以下である紫外線等の平行光Ｌを、光源Ｓから光重合性組成物５に所定時間、照射し、光重合性組成物５を光重合によってある程度まで硬化させる第１の光照射工程を実行し(図２(ａ））、その後、ＮＤフィルタ６とフォトマスク７を取り外した状態で光重合性組成物５に所定時間、光源Ｓから紫外線等を照射する第２の光照射工程(図２（ｂ））を実行する。

多数の柱状構造体３が、レーザー光線の照射時に形成された周期的屈折率変化を反映した回折パターンに対応した規則性が高い六方格子状配列で光重合性組成物内に形成され、柱状構造体３以外の部分は、マトリックス２となる。このようにして製造された光学的ローパスフィルタ１は、８０ｎｍ〜１０００μｍのオーダーで周期的に変化する屈折率を有する。

照射する平行光Ｌは、柱状構造体３を規則的に配列させるため、進行方向に直交する断面内での光強度分布が略一定であることが好ましい。
光源Ｓとしては、例えば、点光源や棒状光源からの光をミラーやレンズ等により光強度分布が略一定（ハット型分布）の平行光としたもの、面発光半導体レーザー(ＶＣＳＥＬ)等の面状光源等が好ましい。

照射する光の平行度としては、柱状構造体の規則的な配列を形成させる点から、ビーム広がり角が±０．０３ｒａｄ以下であるものが好ましく、±０．００１ｒａｄ以下の範囲のものがより好ましい。ここで、レーザー光線は平行度の点では好ましい光源であるが、その光強度分布がガウス型の分布を有しているため、適当なフィルタ等を用いて光強度分布を略一定にして使用することが好ましい。

光学的ローパスフィルタ１内における柱状構造体３の配列の規則性を高くするには、光学的ローパスフィルタ１の膜厚方向に直交する平面内において重合反応を均一に進める事が好ましく、下記式３で与えられる照度分布の値が、２．０％以下であるものが好ましく、１．０％以下であるものがより好ましい。
照度分布＝（最大値−最低値）／（最大値＋最低値）×１００・・・式３

また、柱状構造体の規則的な配列を得る為には照射光の波長幅が狭いこと好ましい。具体的には、半値全幅で、１００ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましい。

本実施形態の光学的ローパスフィルタ１では、光重合性組成物として、２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有するものが使用される。

２官能以上のモノマーを組成物に含ませることで、重合硬化の際、光重合性組成物の厚さ方向に垂直な面内で重合度（架橋密度）の粗密が生じやすくなる。重合度（架橋密度）が密な部分は疎な部分よりも屈折率が高くなる。このような屈折率の高低が出来ると、屈折率の高い部分が導波モードとなり、より多くの光がこの屈折率の高い部分を通ることになる。

このため、重合度（架橋密度）が密で屈折率が高くなった領域の下方では、光硬化性組成物の光反応は重合度（架橋密度）の粗密がより強調されて進行すると考えられる。このような現象によって、マトリックス２内に、マトリックス２と屈折率が異なる多数の柱状構造体３が形成されると考えられる。

２官能以上の多官能モノマーとしては、例えば、分子内に２個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有するモノマーであれば、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等を含有するものが特に好ましい。

このような２官能以上の多官能モノマーの具体例としては、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、水添ジシクロペンタジエニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、多官能のエポキシ（メタ）アクリレート、多官能のウレタン（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルクロレンデート、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、ジアリルフタレート等が挙げられ、これらを単独であるいは２種以上の混合物として使用することができる。

分子内に３個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーを用いると、重合度（架橋密度）の粗密がより大きくなりやすく、柱状構造体が形成されやすくなる。
特に好ましい３個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、多官能のエポキシ（メタ）アクリレート、多官能のウレタン（メタ）アクリレートがある。

光重合性組成物として２種以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーを使用する場合には、それぞれの単独重合体の屈折率が異なるものを使用することが好ましく、その屈折率差が大きいものを組み合わせることがより好ましい。
回折、偏向、拡散などの機能を高効率で得られるようにする為には屈折率差を大きくとることが必要であり、その屈折率差が０．０００１以上であることが好ましく、０．０５以上であることがより好ましい。

なお、３種以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーを使用する場合は、それぞれの単独重合体の少なくともいずれか２つの屈折率差が上記範囲内となるようにすればよい。また、単独重合体の屈折率差が最も大きい２つのモノマーあるいはオリゴマーは、高効率な回折、偏向、拡散などの機能を得る為に、重量比で１０：９０ないし９０：１０の割合で用いることが好ましい。

本実施態様においては、光重合性組成物として、上記のような多官能モノマーあるいはオリゴマーとともに、分子内に１個の重合性炭素−炭素二重結合を有する単官能モノマーあるいはオリゴマーを使用してもよい。
このような単官能モノマーあるいはオリゴマーとしては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等を含有するものが特に好ましい。

単官能モノマーの具体例としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、フェニルカルビトール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエチルサクシネート、（メタ）アクリロイルオキシエチルフタレート、フェニル（メタ）アクリレート、シアノエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ｐ−ブロモベンジル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物；スチレン、ｐ−クロロスチレン、ビニルアセテート、アクリロニトリル、Ｎ-ビニルピロリドン、ビニルナフタレン等のビニル化合物；エチレングリコールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート等のアリル化合物等が挙げられる。

これら単官能モノマーあるいはオリゴマーは、光学的ローパスフィルタに柔軟性を付与するために用いられる。単官能モノマーあるいはオリゴマーの量は、多官能モノマーあるいはオリゴマーとの合計量のうち１０ないし９９質量％の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０ないし５０質量％の範囲である。

また、光重合性組成物として、前記多官能モノマーあるいはオリゴマーと重合性炭素―炭素二重結合を持たない化合物を含む均一溶解混合物を用いることもできる。
重合性炭素―炭素二重結合を持たない化合物としては、例えば、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ナイロン等のポリマー類、トルエン、ｎ-ヘキサン、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアルコール、エチルアルコール、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランのような低分子化合物、有機ハロゲン化合物、有機ケイ素化合物、可塑剤、安定剤のような添加剤等が挙げられる。

これら重合性炭素―炭素二重結合を持たない化合物の使用量は、光学的ローパスフィルタを製造する際に光重合性組成物の粘度を低下させ取り扱い性を良くする為に用いられ、多官能モノマーあるいはオリゴマーとの合計量のうち１ないし９９質量％の範囲とすることが好ましく、取り扱い性も良くしつつ規則的な配列を持った柱状構造体を形成させる為により好ましくは１ないし５０質量％の範囲である。

本実施形態において、光重合性組成物に使用する光重合開始剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合を行う通常の光重合で用いられるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、２−クロロチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ｐ-ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピルフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）-ブタノン−１、ジベンゾスベロン等が挙げられる。

これら光重合開始剤の使用量は、その他の光重合性組成物の１００重量部に対して０.００１ないし１０重量部の範囲とする事が好ましく、光学的ローパスフィルタの透明性を落とさないようにする為に０.０１ないし５重量部とする事がより好ましい。

次に、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタ１を用いた光学系について説明する。図３は、この撮像光学系８の構成を概略的を示す模式図である。この撮像光学系８は、所定ピッチの画素を有する固体撮像素子を有し、デジタルスチルカメラ用光学系、携帯電話などに装着されるデジタルカメラ用光学系等として使用される。

図３に示されているように、撮像光学系８は、レンズ９と、赤外線カットフィルタ１０と、固体撮像素子１１とを備えている。光学的ローパスフィルタ１は、固体撮像素子１１との間に所定厚のギャップ層１２が形成された状態で配置されている。

レンズ９としては、無機ガラスからなるガラスレンズ、またはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂などからなるプラスチックレンズが使用される。

赤外線カットフィルタ１０としては、無機ガラスからなるガラスフィルタ、または有機色素を添加したポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂からなるプラスチックフィルタが使用される。

本実施形態では、固体撮像素子１１は、シリコン基板上に多数の受光素子が二次元的に配置されたもので、各受光素子で発生した電荷をＣＣＤ素子、またはＣＭＯＳ回路で外部に信号として転送することができるエリアイメージセンサである。

本実施形態では、ギャップ層１２は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、またはポリイミド樹脂で構成されているが、他の透明な材料、例えば空気で構成されていても良い。

ギャップ層１２の厚さは、回折により生じる画像ボカシ量が、撮像素子の画素ピッチ以下の有限な量になるように設定される。
回折光の回折角θは、回折の次数として１次の時だけを考えると、規則構造の周期をΛ、光の波長をλ、ギャップ層の媒体の屈折率をｎとすると、次の式４のように表される。
ｎ・Λ・sinθ＝λ・・・式４

式４と、画像ボカシ量として撮像素子の画素ピッチＰに対してＰ／２を設定すると、ギャップ層１２の厚さＬは、次式５のように決まる。
Ｌ＝Ｐ／２／tan（sin^-1(λ／n・Λ)）・・・式５
式５より設定されるギャップ層１２の厚さＬは、０．０１μｍないし１０ｍｍの範囲に設定され、０．１μｍないし１０００μｍの範囲が好ましく、１μｍないし５００μｍの範囲がより好ましい。

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

次に、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
新中村化学工業社製ＮＫエステル１４Ｇ：５０質量部、新中村化学工業社製ＮＫオリゴＵ−２ＰＰＡ：２５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート：１０質量部、フェノキシエチルアクリレート：１５質量部からなる混合物に、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン：０．６質量部を溶解させ光重合性組成物を得た。

光重合性組成物をガラス基板に滴下し、スピンコータを用いて７２μｍの厚さに被覆した。次いで、光重合性組成物上方に、１０μｍφの光透過域が２０μｍピッチで正方格子状に配列したフォトマスクを配置し、フォトマスクの上方に、外周部ほど光線透過率が大きくなるＮＤフィルタを配置した後、窒素雰囲気下でガラス基板表面に対して垂直方向から、１２００ｍＪ／ｃｍ²で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射した。その後、フォトマスクを取り外し、更に２４００ｍＪ／ｃｍ²で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射して光重合性組成物を重合硬化することによって、光学的ローパスフィルタを得た。このとき、光学的ローパスフィルタの中心部における、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は０．００２２であり、周辺部における、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は０．００３４であった。

ＮＤフィルタの光線透過率は、中心部から外周部にかけて指数関数的に増加しており、ＮＤフィルタ中心の光線透過率は７．５％であるが、中心から０．７ｍｍの距離における光線透過率は９．０％、中心から１．４ｍｍの距離における光線透過率は２７％、中心から１．７５ｍｍの距離における光線透過率は９０％となっている。

得られた光学的ローパスフィルタに、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角０°で照射し、回折効率を評価したところ、中心部の回折効率は６７％であったのに対し、周辺部の回折効率は９９％であった。この回折効率９９％の部分に、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角５°で照射し、回折効率を評価したところ、回折効率は６６％であった。

（実施例２）
新中村化学工業社製ＮＫエステル１４Ｇ：５０質量部、新中村化学工業社製ＮＫオリゴＵ−２ＰＰＡ：２５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート：１０質量部、フェノキシエチルアクリレート：１５質量部からなる混合物に、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン：０．６質量部を溶解させ光重合性組成物を得た。

光重合性組成物をガラス基板に滴下し、スピンコータを用いて次いで、７２μｍの厚さに被覆した。次いで、光重合性組成物上部に、実施例１で使用した物と同じ透過特性を示す、外周部ほど光線透過率が大きくなるＮＤフィルタを配置した後、窒素雰囲気下でガラス基板表面に対して垂直方向から、１２００ｍＪ／ｃｍ²で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射して光重合性組成物を重合硬化することによって、光学的ローパスフィルタを得た。このとき、光学的ローパスフィルタの中心部における、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は０．００１６であり、周辺部における、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は０．００２０であった。

得られた光学的ローパスフィルタに、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角０°で照射し、回折効率を評価したところ、中心部の回折効率は４１％であったのに対し、周辺部の回折効率は５８％であった。この回折効率５８％の部分に、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角５°で照射し、回折効率を評価したところ、回折効率は４１％であった。

（比較例１）
新中村化学工業社製ＮＫエステル１４Ｇ：５０質量部、新中村化学工業社製ＮＫオリゴＵ−２ＰＰＡ：２５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート：１０質量部、フェノキシエチルアクリレート：１５質量部からなる混合物に、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン：０．６質量部を溶解させ光重合性組成物を得た。

光重合性組成物をガラス基板に滴下し、スピンコータを用いて７２μｍの厚さに被覆した。次いで、前記光重合性組成物上部に、１０μｍφの光透過域が２０μｍピッチで正方格子状に配列したフォトマスクを配置し、フォトマスク上部に、光線透過率が面上で均一なＮＤフィルタを配置した後、窒素雰囲気下でガラス基板表面に対して垂直方向から、１２００ｍＪ／ｃｍ²で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射した。その後、フォトマスクを取り外し、更に２４００ｍＪ／ｃｍ²で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射して光重合性組成物を重合硬化することによって、光学的ローパスフィルタを得た。
このとき、光学的ローパスフィルタにおける、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は、中心部及び周辺部ともに０．００２２であった。
得られた光学的ローパスフィルタに、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角０°で照射し、回折効率を評価したところ、中心部及び周辺部の回折効率はともに６７％であった。この周辺部に、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角５°で照射し、回折効率を評価したところ、回折効率は４７％であった。

（比較例２）
新中村化学工業社製ＮＫエステル１４Ｇ：５０質量部、新中村化学工業社製ＮＫオリゴＵ−２ＰＰＡ：２５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート：１０質量部、フェノキシエチルアクリレート：１５質量部からなる混合物に、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン：０．６質量部を溶解させ光重合性組成物を得た。
光重合性組成物をガラス基板に滴下し、スピンコータを用いて次いで、７２μｍの厚さに被覆した。次いで、光重合性組成物上部に、光線透過率が面上で均一なＮＤフィルタを配置した後、窒素雰囲気下でガラス基板表面に対して垂直方向から、１２００ｍＪ／ｃｍ²で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射して光重合性組成物を重合硬化することによって、光学的ローパスフィルタを得た。このとき、光学的ローパスフィルタにおける、マトリックスと柱状構造体との屈折率差は、中心部及び周辺部ともに０．００１６であった。
得られた光学的ローパスフィルタに、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角０°で照射し、回折効率を評価したところ、中心部及び周辺部の回折効率はともに４１％であった。この周辺部に、波長５２０ｎｍのレーザー光を入射角５°で照射し、回折効率を評価したところ、回折効率は２９％であった。

本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタの構造を模式的に示す透視図である。図１の光学的ローパスフィルタの製造工程を模式的に示す図面である。図１の光学的ローパスフィルタを用いた撮像光学系の構成を模式的に示す図面である。

符号の説明

１：光学的ローパスフィルタ
２：マトリックス
３：柱状構造体
４：基板
５：光重合性組成物
６：ＮＤフィルタ
７：フォトマスク
８：撮像光学系
９：レンズ
１０：ＩＲカットフィルタ
１１：固体撮像素子
１２：ギャップ層

Claims

光学的ローパスフィルタの製造方法であって、
基板上に２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物を配置するステップと、
前記光重合性組成物の上方に外周部ほど光線透過率が大きくなるＮＤフィルタを設置するステップと、
前記光重合性組成物に平行光を照射して該光重合性組成物を重合硬化させて、シート状のマトリックスと該マトリックス内で一方向に配向され前記マトリックスの厚さに直交する面内で二次元配列された多数の柱状構造体とを備えた光学的ローパスフィルタを得るステップ、を備えている、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタの製造方法。
光重合性組成物を光重合して得られた光学的ローパスフィルタであって、
シート状のマトリックスと、
該マトリックス内で一方向に配向され前記マトリックスの厚さに直交する面内で二次元配置され前記マトリックスと異なる屈折率を有する多数の柱状構造体とを備え、
８０ｎｍないし１０００μｍで周期的に屈折率が変化し、さらに、外周部ほどマトリックスと柱状構造体の屈折率差が大きくなっている、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタ。