JP2016212164A - Manufacturing method of optical functional film, manufacturing method of spatial optical modulation element, optical functional film, and spatial optical modulation element - Google Patents

Manufacturing method of optical functional film, manufacturing method of spatial optical modulation element, optical functional film, and spatial optical modulation element Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an optical functional film that suppresses a reduction in accuracy of a fine structure.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of an optical functional film including: a first step S202 of forming through holes 210a in a light receiving part 210 formed on a substrate P and forming a gap part 212 on the periphery of the light receiving part 210; and a second step S204 of performing thermal oxidation treatment of heating the substrate P after the first step S202.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、光機能膜の製造方法、空間光変調素子の製造方法、光機能膜及び空間光変調素子に関する。   The present invention relates to an optical functional film manufacturing method, a spatial light modulation element manufacturing method, an optical functional film, and a spatial light modulation element.

近年の撮像装置の利用形態においては、被写体の画像のみならず、距離や視野方向などの空間情報の取得がしばしば要求される。
かかる空間情報の取得が可能な技術として次の技術が知られている。撮像素子と符号化開口パターンが形成される空間光変調素子とを用いて、フーリエ変換に基づく復号処理を施すことにより撮像素子に入射した光束の空間及び入射角度に関する情報を取得する技術である(例えば特許文献1参照)。
In recent usage forms of imaging devices, it is often required to acquire not only an image of a subject but also spatial information such as a distance and a viewing direction.
The following techniques are known as techniques capable of acquiring such spatial information. This is a technique for acquiring information on the space and the incident angle of a light beam incident on an image sensor by performing a decoding process based on Fourier transform using the image sensor and a spatial light modulator on which an encoded aperture pattern is formed ( For example, see Patent Document 1).

このような空間光変調素子には高い光利用効率と高精度の微細構造とを両立した光機能膜が要求される。   Such a spatial light modulator is required to have an optical functional film that achieves both high light utilization efficiency and a highly accurate fine structure.

高アスペクト比を有する微細構造の作製には、エッチング工程においてマスク材料(例えばSiO2)との大きなエッチング速度の比が得られるSi材料が適している。一方、Si材料は可視波長領域では不透明であり、透過型光学素子への利用は困難である。そこで、パターン形成したSiに熱酸化処理を施し、透明なSiO2へ組成変化させることにより光学素子として利用する技術が知られている。   For the production of a fine structure having a high aspect ratio, a Si material capable of obtaining a large etching rate ratio with a mask material (for example, SiO 2) in an etching process is suitable. On the other hand, Si materials are opaque in the visible wavelength region, and are difficult to use for transmission optical elements. Therefore, a technique is known in which the patterned Si is subjected to a thermal oxidation treatment and the composition is changed to transparent SiO 2 to be used as an optical element.

本願発明者の研究過程で、Siをドライエッチングで加工する製造方法では、SiO2への組成変化のための熱酸化処理を行う際に、体積膨張にともなう微細構造の歪みが生じ、光機能膜の平坦性が保持されない、または光機能膜が破損してしまうという課題を認識した。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、微細構造の精度の低下を抑制する光機能膜の製造方法の提供を目的とする。
In the manufacturing method in which Si is processed by dry etching in the research process of the present inventor, when performing thermal oxidation treatment for changing the composition to SiO 2, distortion of the microstructure occurs due to volume expansion, and the optical functional film The present inventors have recognized problems that flatness is not maintained or that the optical functional film is damaged.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical functional film that suppresses a decrease in the precision of a fine structure.

上述した課題を解決するため、本発明における光機能膜の製造方法は、基板上に形成される受光部に貫通孔を形成し、前記受光部の周囲に空隙部を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後に前記基板を加熱する熱酸化処理を施す第2の工程と、を有する。   In order to solve the above-described problem, a method for manufacturing an optical functional film according to the present invention includes a first step of forming a through hole in a light receiving portion formed on a substrate and forming a gap around the light receiving portion. And a second step of performing a thermal oxidation treatment for heating the substrate after the first step.

本発明によれば、微細構造の精度の低下を抑制する光機能膜の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the optical function film which suppresses the fall of the precision of a fine structure can be provided.

本発明の第1の実施形態における撮像装置及び撮像モジュールの全体構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the whole structure of the imaging device and imaging module in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における空間光変調素子の構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a structure of the spatial light modulation element in the 1st Embodiment of this invention. 図2に示す符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part shown in FIG. 図3に示す単位膜構造の構成の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a structure of the unit film | membrane structure shown in FIG. 図3に示す符号化開口部の構成の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of a structure of the encoding opening part shown in FIG. 図3に示す空間光変調素子の動作の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of operation | movement of the spatial light modulation element shown in FIG. 図3に示す空間光変調素子の製造方法の処理の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of a process of the manufacturing method of the spatial light modulation element shown in FIG. 図7に示す製造方法の各処理の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of each process of the manufacturing method shown in FIG. 図8に示す製造方法で製造した空間光変調素子の一例を示す電子顕微鏡写真図である。It is an electron micrograph which shows an example of the spatial light modulation element manufactured with the manufacturing method shown in FIG. 本発明の第2の実施形態における符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における符号化開口部の一例を示す電子顕微鏡写真図である。It is an electron micrograph figure which shows an example of the encoding opening part in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における符号化開口部の一例を示す電子顕微鏡写真図である。It is an electron micrograph figure which shows an example of the encoding opening part in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における符号化開口部の一例を示す電子顕微鏡写真図である。It is an electron micrograph figure which shows an example of the encoding opening part in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態における符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態における符号化開口部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the encoding opening part in the 7th Embodiment of this invention. 従来の符号化開口部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional encoding opening part.

本実施形態における図1に示された撮像装置1は、画像を取得するための撮像モジュール2と、入射した光束を結像して撮像モジュール2に向けて出射する光学系たる結像光学系3と、を有している。
撮像装置1はまた、結像光学系3からの光路を選択するためのミラー4と、視野を確認するためのファインダー6と、ミラー4からファインダー6へと光を偏向させるプリズムたる偏向素子5と、露光時間を調整するシャッター8と、露光時間や撮像条件等を制御するための制御部9と、を有している。
撮像モジュール2以外の上述の構成は一般的な一眼レフカメラと同等であるが、ファインダー6とミラー4とを外し、変わりに液晶モニタを備えた所謂ミラーレス一眼レフの構成であっても良い。
以下の説明では、結像光学系3を通過して撮像モジュール2に入射する光束の光軸方向を上向きにZ軸として、Z軸に垂直なY軸、X軸を図1に示す矢印の通り定めて説明に用いる。本実施形態においては、Z方向は鉛直上向き方向と一致させているが、撮像装置1の配置方向に合わせて適宜変更しても良い。
The imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 in the present embodiment includes an imaging module 2 for acquiring an image, and an imaging optical system 3 that is an optical system that forms an incident light beam and emits it toward the imaging module 2. And have.
The imaging device 1 also includes a mirror 4 for selecting an optical path from the imaging optical system 3, a finder 6 for confirming the field of view, and a deflecting element 5 as a prism for deflecting light from the mirror 4 to the finder 6. , A shutter 8 for adjusting the exposure time, and a control unit 9 for controlling the exposure time, imaging conditions, and the like.
The above-described configuration other than the imaging module 2 is the same as that of a general single-lens reflex camera. However, a so-called mirrorless single-lens reflex configuration may be adopted in which the finder 6 and the mirror 4 are removed and a liquid crystal monitor is provided instead.
In the following description, the optical axis direction of the light beam that passes through the imaging optical system 3 and enters the imaging module 2 is the upward Z axis, and the Y axis and the X axis perpendicular to the Z axis are as shown by the arrows in FIG. Determined and used for explanation. In the present embodiment, the Z direction coincides with the vertically upward direction, but may be appropriately changed according to the arrangement direction of the imaging device 1.

撮像モジュール2は、入射した光束に空間的な変調を付与して出射する符号化開口素子たる空間光変調素子21と、空間的な変調を付与された光束を画像情報として取得する撮像素子22と、撮像素子22と空間光変調素子21とを連結するスペーサー23と、を有している。
撮像モジュール2はまた、撮像モジュール2と制御部9とを電気的に接続する配線25を有している。
The imaging module 2 includes a spatial light modulation element 21 as a coded aperture element that emits a spatially modulated incident light beam, and an imaging element 22 that acquires the spatially modulated light flux as image information. And a spacer 23 for connecting the image sensor 22 and the spatial light modulator 21.
The imaging module 2 also has wiring 25 that electrically connects the imaging module 2 and the control unit 9.

結像光学系3は、撮像素子22上に画像を形成するよう配設された、少なくとも1つ以上のレンズを備えた結像用レンズ群30と、撮像モジュール2に入射する光量を制限するための絞り7とを有している。
結像光学系3は、撮像装置1に入射した光束を撮像素子22上に画像を形成するように配設されている。言い換えると、撮像モジュール2よりも光軸方向上流側たる+Z方向側に、撮像素子22上に焦点が位置するように配置される。
The imaging optical system 3 limits the amount of light incident on the imaging module 2 and the imaging lens group 30 provided with at least one lens, which is arranged to form an image on the imaging element 22. The aperture 7 is provided.
The imaging optical system 3 is disposed so as to form an image on the image pickup element 22 with the light beam incident on the image pickup apparatus 1. In other words, it is arranged so that the focal point is located on the image pickup element 22 on the + Z direction side, which is upstream of the image pickup module 2 in the optical axis direction.

制御部9は、光束に空間的な変調を付与するための符号化パターン生成手段、撮像素子22によって得られた画像情報を基に後述するように画角分離を行って距離や方向などの空間情報を含んだ画像を得る復号処理手段、撮像装置1に含まれる機械部材を制御する機械制御手段としての機能を有している。   The control unit 9 performs coding angle generation means for applying spatial modulation to the light flux, and performs space separation such as distance and direction as will be described later based on image information obtained by the image sensor 22. It has a function as a decoding processing means for obtaining an image including information and a machine control means for controlling a mechanical member included in the imaging apparatus 1.

撮像素子22は、空間光変調素子21によって空間的な変調を付与された光束を画像情報として取得する光検出器としてのCCD(Charge Coupled Device)を用いたイメージセンサである。撮像素子22は複数の光検出器である受光素子たるフォトダイオードが並べて配設された撮像面としての光検出器アレイ22aを有しており、入射した光束の強度等の情報を電気信号に変換する。ここではCCDを用いることとしたが、画像情報を取得可能なイメージセンサであれば、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)センサ等を用いるものであっても良い。
撮像素子22は、空間光変調素子21の−Z方向側に、光検出器アレイ22aを+Z方向側に向けた状態で設置されている。
The image sensor 22 is an image sensor using a CCD (Charge Coupled Device) as a photodetector that acquires, as image information, a light beam that has been spatially modulated by the spatial light modulator 21. The imaging element 22 has a photodetector array 22a as an imaging surface in which photodiodes as light receiving elements as a plurality of photodetectors are arranged, and converts information such as the intensity of incident light flux into an electrical signal. To do. Although the CCD is used here, a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor or the like may be used as long as the image sensor can acquire image information.
The imaging element 22 is installed on the −Z direction side of the spatial light modulation element 21 with the photodetector array 22a facing the + Z direction side.

スペーサー23は、撮像素子22に当接し、空間光変調素子21のZ軸方向下流側に当接して設置された部材であり、空間光変調素子21と撮像素子22との間の距離dを維持する。
なお、スペーサー23はここでは空間光変調素子21と撮像素子22とから独立した部材としたが、空間光変調素子21と撮像素子22との何れか一方若しくは両方に設けた段差構造であっても良い。
The spacer 23 is a member that is in contact with the image sensor 22 and is in contact with the downstream side of the spatial light modulator 21 in the Z-axis direction, and maintains the distance d between the spatial light modulator 21 and the image sensor 22. To do.
Here, the spacer 23 is a member that is independent from the spatial light modulator 21 and the image sensor 22, but the spacer 23 may be a step structure provided on one or both of the spatial light modulator 21 and the image sensor 22. good.

空間光変調素子21は、図2に示すように、入射する光束を変化させて空間的な変調を付与する光機能膜たる符号化開口部21aを有している。   As shown in FIG. 2, the spatial light modulator 21 has a coded opening 21 a that is an optical functional film that changes the incident light beam and applies spatial modulation.

符号化開口部21aは、図2において拡大して示したように、平面状に複数並べて配置されて透過型の受光面を形成する受光部たる単位膜構造210と、隣接する単位膜構造210の間に配置された支持構造たる第1の支持部211と、を有している。
符号化開口部21aは、図3(a)に示すように、単位膜構造210の周囲に形成された空隙部212と、第1の支持部211と単位膜構造210とを連結して支持する第2の支持部213と、を有している。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the encoding opening 21 a includes a unit film structure 210 that is a light receiving section that is arranged in a plane and forms a transmission type light receiving surface, and an adjacent unit film structure 210. 1st support part 211 which is a support structure arranged between.
As shown in FIG. 3A, the encoding opening 21 a connects and supports the gap 212 formed around the unit film structure 210, the first support part 211, and the unit film structure 210. And a second support portion 213.

空間光変調素子21は、図3(b)に示すように、単位膜構造210の下部に形成されて液体Lを保持する流体保持部たる液溜め部214と、液溜め部214の底面に配置された下部電極215と、単位膜構造210に当接して設けられた電極部たる上部電極216と、を有している。
なお、ここでは図3(b)として図3(a)のA−A’断面を用いた。
As shown in FIG. 3B, the spatial light modulation element 21 is formed on the bottom of the liquid reservoir 214 and a liquid reservoir 214 that is formed in the lower part of the unit film structure 210 and holds the liquid L. And the upper electrode 216 which is an electrode portion provided in contact with the unit film structure 210.
In addition, the AA 'cross section of Fig.3 (a) was used here as FIG.3 (b).

単位膜構造210は、図4に示すように、単位膜構造210を貫くように形成された微細構造たる貫通孔210aと、透明の壁面部材210bと、を有している。
貫通孔210aは、Z方向から見たときに、直径1μmの円形の穴が稠密構造を形成するように並べられた高さ20μmの円柱状の空洞である。
なお、貫通孔210aの高さは、光遮断時の透過光量を十分に低減させるために、5〜20μmであることが望ましい。
壁面部材210bは、貫通孔210aの壁面を構成する透明の部材であり、後述するように、SiOのような容易に加工可能かつ熱酸化処理工程によって透明化可能な部材で作成されることが望ましい。
上部電極216は、貫通孔210aの側壁面に設けられた透明電極であり、下部電極215との間に印加される電圧Vによって、液体Lを上下させる。上部電極216の材料としては、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電性膜を用いることが望ましい。
As shown in FIG. 4, the unit film structure 210 includes a through-hole 210 a that is a fine structure formed so as to penetrate the unit film structure 210, and a transparent wall member 210 b.
The through-hole 210a is a cylindrical cavity with a height of 20 μm arranged so that circular holes with a diameter of 1 μm form a dense structure when viewed from the Z direction.
In addition, the height of the through hole 210a is desirably 5 to 20 μm in order to sufficiently reduce the amount of transmitted light when blocking light.
Wall member 210b is a transparent member constituting the wall surfaces of the through holes 210a, as described below, to be created with transparentizable member by easily processable and thermal oxidation process, such as SiO 2 desirable.
The upper electrode 216 is a transparent electrode provided on the side wall surface of the through hole 210 a, and moves the liquid L up and down by a voltage V applied between the upper electrode 216 and the lower electrode 215. As a material of the upper electrode 216, it is desirable to use a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide).

図3(a)に示した第2の支持部213は、それぞれの単位膜構造210の周縁部たる4隅に接続されて、第1の支持部211と単位膜構造210とを連結する連結部材である。
なお、第2の支持部213は、少なくともその一方の端部が、単位膜構造210のXY断面が多角形であればその頂点、円形であればその周縁部に接続することで、単位膜構造210を支持するとしても良い。
The second support part 213 shown in FIG. 3A is connected to the four corners which are the peripheral parts of each unit film structure 210, and is a connecting member that connects the first support part 211 and the unit film structure 210. It is.
The second support portion 213 has at least one end connected to the apex if the XY cross section of the unit film structure 210 is a polygon, and to the peripheral edge if the XY cross section of the unit film structure 210 is a unit film structure. 210 may be supported.

空隙部212は、単位膜構造210と、第2の支持部213と、第1の支持部211とに囲繞された空間であり、後述する熱酸化処理工程を行うときには、空隙部212の面積が、単位膜構造210または第2の支持部213または第1の支持部211の何れか若しくは全ての膨張によって変化することで、応力を緩衝させる。   The gap 212 is a space surrounded by the unit film structure 210, the second support 213, and the first support 211, and when the thermal oxidation process described later is performed, the area of the gap 212 is small. The stress is buffered by changing with expansion of any or all of the unit film structure 210, the second support part 213, and the first support part 211.

液溜め部214は、貫通孔210aの−Z方向端部、言い換えると下端に取り付けられた中空の容器である。液溜め部214の容積は、貫通孔210aの容積の総和に対して十分大きいことが望ましい。
なお、ここでは、液溜め部214を貫通孔210aに直接接続する態様で描いたが、図5に示すように、液溜め部214を空間光変調素子21内の単位膜構造210の−X方向側に設けて、液溜め部214と貫通孔210aの−Z方向端部とを連結する液体導入路214aを取り付けても良い。
かかる構成において、流体Lは液溜め部214と液体導入路214aとによって保持され、上部電極216と下部電極215との間の電圧Vによって貫通孔210aへと誘導される。
The liquid reservoir 214 is a hollow container attached to the end of the through hole 210a in the −Z direction, in other words, the lower end. It is desirable that the volume of the liquid reservoir 214 is sufficiently large with respect to the total volume of the through holes 210a.
Here, the liquid reservoir 214 is drawn in a mode of being directly connected to the through-hole 210a. However, as shown in FIG. 5, the liquid reservoir 214 is arranged in the −X direction of the unit film structure 210 in the spatial light modulator 21. A liquid introduction path 214 a that is provided on the side and connects the liquid reservoir 214 and the −Z direction end of the through hole 210 a may be attached.
In such a configuration, the fluid L is held by the liquid reservoir 214 and the liquid introduction path 214 a and is guided to the through hole 210 a by the voltage V between the upper electrode 216 and the lower electrode 215.

液体Lは、液溜め部214によって保持され、壁面部材210bと屈折率が近くなるように調整された流体たる液体であり、上部電極216と下部電極215との間に印加された電圧Vの値に応じて、エレクトロウェッティング現象によって貫通孔210aへと浸潤する。
液体Lには、導電性の観点から、電解液が用いられている。なお液体Lは、非電解液であってもよい。
液体Lは、貫通孔210aに流入することで屈折率整合手段としての機能を有する。ここで液体Lは必ずしも液体である必要はなく、所謂ゾル‐ゲルなど、流体としての性質と屈折率整合手段としての機能を併せ持つ物質を用いても良い。
The liquid L is a liquid that is held by the liquid reservoir 214 and is adjusted to have a refractive index close to that of the wall surface member 210b, and the value of the voltage V applied between the upper electrode 216 and the lower electrode 215. Accordingly, the through hole 210a is infiltrated by the electrowetting phenomenon.
As the liquid L, an electrolytic solution is used from the viewpoint of conductivity. The liquid L may be a non-electrolytic solution.
The liquid L functions as a refractive index matching means by flowing into the through hole 210a. Here, the liquid L does not necessarily need to be a liquid, and a substance having both a fluid property and a function as a refractive index matching means, such as a so-called sol-gel, may be used.

空間光変調素子21は、それぞれ単位膜構造210における透過率を制御部9によって離散的に変化させることにより、符号化開口パターン、言い換えるとモザイクパターンを形成して、入射した光束に空間的な変調を付与する。このとき制御部9は、符号化パターン生成手段としての機能を有している。
空間光変調素子21は、ここでは屈折率を貫通孔210aとマッチングさせた液体Lの位置をエレクトロウェッティング現象によって制御し、透過率を変化させる方式の空間光変調素子である。
The spatial light modulator 21 forms a coded aperture pattern, in other words, a mosaic pattern, by discretely changing the transmittance of the unit film structure 210 by the control unit 9 to spatially modulate the incident light beam. Is granted. At this time, the control unit 9 has a function as coding pattern generation means.
Here, the spatial light modulation element 21 is a spatial light modulation element that changes the transmittance by controlling the position of the liquid L whose refractive index is matched with the through-hole 210a by the electrowetting phenomenon.

かかる構成の撮像装置1を用いて画像を取得する方法について説明する。
撮像装置1に入射してきた光束は、結像用レンズ群30によって、撮像素子22上に像を結ぶように偏向され、絞り7を通過して光量を制限されて、結像光学系3を透過する。
結像光学系3を通過した光束は、空間光変調素子21に入射し、符号化開口部21aによって空間的な変調を付与される。
符号化パターン生成手段たる制御部9は、複数の周期の異なる正弦波形を重ね合わせた空間透過率分布を用いて符号化開口部21aの透過率分布を制御する。
このとき、透過率分布を制御可能な最小単位は、単位膜構造210であり、貫通孔210aに浸潤する液体Lの量に応じて、単位膜構造210の透過率が変化する。
A method for acquiring an image using the imaging apparatus 1 having such a configuration will be described.
The light beam incident on the imaging device 1 is deflected by the imaging lens group 30 so as to form an image on the imaging element 22, passes through the diaphragm 7, is limited in light quantity, and passes through the imaging optical system 3. To do.
The light beam that has passed through the imaging optical system 3 enters the spatial light modulator 21 and is spatially modulated by the encoding aperture 21a.
The control unit 9 serving as a coding pattern generation unit controls the transmittance distribution of the coding opening 21a using a spatial transmittance distribution obtained by superimposing a plurality of sinusoidal waveforms having different periods.
At this time, the minimum unit capable of controlling the transmittance distribution is the unit film structure 210, and the transmittance of the unit film structure 210 changes according to the amount of the liquid L infiltrating into the through hole 210a.

単位膜構造210の透過率の変動について説明する。
図6は、電圧Vを印加したときのそれぞれの単位膜構造210内における液体Lの動作を模式的に示した図である。
まず、図6(a)に示したV=0の無通電状態において、貫通孔210aの内部には、空気等の気体Gが存在している。すなわち、単位膜構造210は、屈折率整合が取れていないので、気体Gと、壁面部材210bとの界面で乱反射が生じて透過率が低い状態である。
The fluctuation of the transmittance of the unit film structure 210 will be described.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the operation of the liquid L in each unit film structure 210 when the voltage V is applied.
First, in the non-energized state of V = 0 shown in FIG. 6A, a gas G such as air exists in the through hole 210a. That is, the unit film structure 210 is in a state in which the refractive index is not matched, so that irregular reflection occurs at the interface between the gas G and the wall surface member 210b and the transmittance is low.

次いで、V=V1の吸引状態について、図6(b)に示す。吸引状態においては、上部電極216と下部電極215との間に電圧V1が印加されているので、貫通孔210aの壁面が親水性に変化する。
貫通孔210aは、微細な毛細管であるため、内壁が親水性に変化すると、毛細管現象によって液体Lに吸引力が働き、貫通孔210a内部に液体Lが流入する。すなわち貫通孔210a内部で液体Lと気体Gとの界面たる液体Lの液面が上昇する。
無通電状態において貫通孔210a内部に存在した気体Gは、吸引状態においては気体排出路を通って+Z方向へ移動する。
液体Lは、前述のとおり、貫通孔210aに充填された場合に、単位膜構造210が透明になるように屈折率を調整された流体であるため、液体Lが貫通孔210aに流入することで、屈折率差を有する領域の体積が減少して屈折率整合が取られる。すなわち、気体Gと、壁面部材210bとの界面における散乱光が減少して透過率が向上する。
このとき、単位膜構造210の透過率は、貫通孔210aに流入している液体Lの液体量、言い換えると液体Lの液面の高さによって決定される。
Next, the suction state of V = V1 is shown in FIG. In the suction state, since the voltage V1 is applied between the upper electrode 216 and the lower electrode 215, the wall surface of the through hole 210a changes to hydrophilic.
Since the through-hole 210a is a fine capillary, when the inner wall changes to hydrophilic, a suction force acts on the liquid L due to a capillary phenomenon, and the liquid L flows into the through-hole 210a. That is, the liquid level of the liquid L, which is the interface between the liquid L and the gas G, rises inside the through hole 210a.
The gas G present inside the through-hole 210a in the non-energized state moves in the + Z direction through the gas discharge path in the suctioned state.
As described above, since the liquid L is a fluid whose refractive index is adjusted so that the unit film structure 210 becomes transparent when the through-hole 210a is filled, the liquid L flows into the through-hole 210a. The volume of the region having the refractive index difference is reduced, and the refractive index matching is achieved. That is, the scattered light at the interface between the gas G and the wall surface member 210b is reduced and the transmittance is improved.
At this time, the transmittance of the unit membrane structure 210 is determined by the amount of the liquid L flowing into the through-hole 210a, in other words, the height of the liquid L.

V=Vmaxのとき、即ち、貫通孔210aに液体Lが充填されたとき、単位膜構造210は透過率最大となる透過状態である。このとき、気体Gは、外部と接続された排気口から排出されても良い。   When V = Vmax, that is, when the through-hole 210a is filled with the liquid L, the unit membrane structure 210 is in a transmissive state in which the transmittance is maximum. At this time, the gas G may be discharged from an exhaust port connected to the outside.

あるいは、符号化開口部21aは、図5に示したように液溜め部214を横方向に設けた構成の場合には液溜め部214の上部を気体排出路に接続する構成であっても良い。
かかる構成とすれば、液溜め部214と単位膜構造210との間を気体Gが循環することで透過率が変動するから、外部の水分など、半導体材料に悪影響を与える物質の進入を防いで、劣化を抑制する。
Alternatively, the encoding opening 21a may be configured to connect the upper part of the liquid reservoir 214 to the gas discharge path in the case where the liquid reservoir 214 is provided in the lateral direction as shown in FIG. .
With such a configuration, the permeability varies as the gas G circulates between the liquid reservoir 214 and the unit membrane structure 210, so that the entry of substances that adversely affect the semiconductor material, such as external moisture, can be prevented. Suppresses deterioration.

符号化開口部21aは、上述のように符号化パターン生成手段たる制御部9からの電気信号、言い換えると周期的な変調信号に従って、素子上それぞれの単位膜構造210における透過率を変化させることで符号化開口パターンを形成する。
すなわち、空間光変調素子21は、素子上の各単位膜構造210の透過率を周期的に変化させることで、空間光変調素子21を通過する光束に対して空間的な変調を付与する。
The encoding aperture 21a changes the transmittance in each unit film structure 210 on the element in accordance with the electrical signal from the control unit 9 serving as the encoding pattern generation means, in other words, the periodic modulation signal as described above. An encoded aperture pattern is formed.
That is, the spatial light modulator 21 applies spatial modulation to the light beam passing through the spatial light modulator 21 by periodically changing the transmittance of each unit film structure 210 on the element.

こうした空間透過率分布を用いて、符号化パターンを形成する際には、その正弦波の周期に対応する空間周波数位置、すなわちフーリエ変換を行った場合の横軸に、画像自身の持つ有限の空間周波数帯域のスペクトル分布が畳み込み積分の形で複製される。
つまり、正弦波形の周期の数だけ、空間周波数の軸上に被写体の空間周波数スペクトル分布が複製される。ここで、正弦波形の周波数の大きさに依存して角度成分の周波数情報が混ざりこむことにより画角分離が可能となる。
When forming an encoded pattern using such a spatial transmittance distribution, the spatial frequency position corresponding to the period of the sine wave, that is, the horizontal axis when Fourier transform is performed, the finite space of the image itself. The spectral distribution of the frequency band is replicated in the form of a convolution integral.
That is, the spatial frequency spectrum distribution of the subject is duplicated on the spatial frequency axis by the number of periods of the sine waveform. Here, depending on the magnitude of the frequency of the sine waveform, the angle information is mixed, so that the angle of view can be separated.

本実施形態においては、変調信号が重畳された画像情報と、符号化パターンの情報と復号処理手段とを用いて、2次元的な画像情報から、空間と角度の情報を含んだ4次元情報、すなわちライトフィールドを再構成することができる。
ここで本来取得したい角度は被写体から撮像装置1へ到達する光線の角度であるが、結像光学系3によって偏向されて撮像素子22へ入射する光束の光検出器アレイ22aへの入射角度から、当該角度を導くことは容易なので、以降は光検出器アレイ22aへの入射角度を角度成分として定義する。
ただし、複数の画角分離画像から視差情報を算出する手法についてその詳細な説明は適宜省略する。
In the present embodiment, four-dimensional information including space and angle information from two-dimensional image information using image information on which a modulation signal is superimposed, coding pattern information, and decoding processing means, That is, the light field can be reconfigured.
Here, the angle originally desired to be acquired is the angle of the light beam reaching the imaging apparatus 1 from the subject, but from the incident angle of the light beam deflected by the imaging optical system 3 and incident on the image sensor 22 to the photodetector array 22a, Since it is easy to derive the angle, the incident angle to the photodetector array 22a is defined as an angle component hereinafter.
However, a detailed description of the method for calculating parallax information from a plurality of angle-of-view separation images will be omitted as appropriate.

まず、符号化パターン生成手段としての制御部9が、任意の符号化パターンを生成する。制御部9は、生成した任意の符号化パターンを用いて画像取得を行い、複数の画角分離情報を抽出する。
次に、制御部9は、かかる画角分離された画像情報を解析し、画像内の特定のターゲットたる被写体の局所位置について、距離情報を算出する。かかる方法で算出された距離情報を用いて、距離分解能判定手段としての制御部9は、得られた画像に所望の分解能が得られているか否かを判定する。
得られた画像の分解能が不十分である場合には、空間光変調パターン生成手段としての制御部9は、空間光変調パターンを構成する正弦波の周期を再度算出する。
制御部9は、算出された空間光変調パターンを基に画角分離分解能を変化させることで、再び空間光変調パターンの生成を行って新たな画像を取得する。
制御部9は、このようなフィードバックループを形成することによって距離分解能が最適化され、最終的にターゲットとする被写体に適した距離画像を取得する。
First, the control unit 9 as an encoding pattern generation unit generates an arbitrary encoding pattern. The control unit 9 acquires an image using the generated arbitrary encoding pattern, and extracts a plurality of field angle separation information.
Next, the control unit 9 analyzes the image information subjected to the angle-of-view separation, and calculates distance information for the local position of the subject as a specific target in the image. Using the distance information calculated by such a method, the control unit 9 as a distance resolution determination unit determines whether or not a desired resolution is obtained in the obtained image.
When the resolution of the obtained image is insufficient, the control unit 9 as the spatial light modulation pattern generation unit recalculates the cycle of the sine wave constituting the spatial light modulation pattern.
The control unit 9 changes the angle of view separation resolution based on the calculated spatial light modulation pattern, thereby generating the spatial light modulation pattern again and acquiring a new image.
The control unit 9 optimizes the distance resolution by forming such a feedback loop, and finally obtains a distance image suitable for the target subject.

光束を透過する光機能膜を形成するにあたり、Si基板などの加工が容易な材料を用いて、ドライエッチングによる貫通孔210aの形成を行った上で、加熱・酸化によってSiOへと変性させる方法が考えられる。
しかしながら、発明者らの研究により、かかる方法を用いるのみでは、微細な加工を行った後の熱酸化処理工程によって、図19にSEM画像のコントラストで示すように、単位膜構造210にZ方向上下に関する歪みが生じてしまうことがわかった。
かかる構成の空間光変調素子21において、単位膜構造210にZ方向上下への歪みが生じると、設計値から外れてしまい十分な精度が得られないという懸念がある。
このような歪みは、単位膜構造210が微細な貫通孔210aおよび壁面部材210bを含むために、体積膨張がXY面内方向に進み、一方第1の支持部211のXY面内方向への膨張量が少ないために、その内部応力の違いをZ方向上下へ解放するために生じると考えられる。
A method of forming a through-hole 210a by dry etching using a material that can be easily processed, such as a Si substrate, and then modifying it to SiO 2 by heating and oxidation in forming an optical functional film that transmits a light beam Can be considered.
However, according to the research of the inventors, only by using such a method, the unit film structure 210 is vertically moved in the Z direction as shown by the contrast of the SEM image in FIG. 19 by the thermal oxidation process after fine processing. It has been found that distortion occurs.
In the spatial light modulation element 21 having such a configuration, if the unit film structure 210 is strained up and down in the Z direction, there is a concern that it may be out of the design value and sufficient accuracy cannot be obtained.
Such distortion is caused by the fact that the unit film structure 210 includes fine through-holes 210a and wall surface members 210b, so that the volume expansion proceeds in the XY plane direction, while the first support portion 211 expands in the XY plane direction. Since the amount is small, it is considered that the difference in the internal stress is caused to release up and down in the Z direction.

本実施形態では、単位膜構造210の周囲に、図3(a)に示した空隙部212を設けることで、熱酸化処理工程におけるZ方向への歪みの発生を低減している。
Si基板である基板Pにフォトリソグラフィとドライエッチングを用いた工法により微細な貫通孔210aを多数形成する方法について、図7、図8に従って説明する。図7は処理のフロー図であり、図8は、処理による基板Pの変形の変遷を略式に表した模式図である。
In the present embodiment, by providing the gap portion 212 shown in FIG. 3A around the unit film structure 210, the occurrence of distortion in the Z direction in the thermal oxidation treatment process is reduced.
A method of forming a large number of fine through holes 210a on a substrate P, which is a Si substrate, by a method using photolithography and dry etching will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart of the process, and FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing the transition of the deformation of the substrate P by the process.

まず、図8(a)に示すように、基板Pにフォトリソグラフィにより酸化膜(SiO)のマスクを成膜するマスキング処理を行う(図7に示すステップS201)。このマスキング処理は、図5における壁面部材210bの+Z側端部を覆うように、かつ貫通孔210aを空隙とするように行われる。 First, as shown in FIG. 8A, a masking process for forming a mask of an oxide film (SiO 2 ) on the substrate P by photolithography is performed (step S201 shown in FIG. 7). This masking process is performed so as to cover the + Z side end of the wall surface member 210b in FIG. 5 and to make the through hole 210a a gap.

次に図8(b)に示すように、Deep−RIE装置などのドライエッチング装置により、SiとSiOのエッチング速度の違いを利用して、表面にZ方向に差のある高アスペクト比構造、言い換えると凹凸構造を作成する第1の工程たるドライエッチング処理工程を行う(図7に示すステップS202)。
かかるドライエッチング処理工程により、空隙部212と、貫通孔210aとが形成される。この際、第1の支持部211と第2の支持部213も形成される。
図8(c)に示すように、高アスペクト比構造を形成した面を表面として、裏面側のSiを同様のドライエッチング装置によって除去する裏面エッチング処理を行う(図7に示すステップS203)。
Next, as shown in FIG. 8B, a high-aspect ratio structure having a difference in the Z direction on the surface by using a difference in etching rate between Si and SiO 2 by a dry etching apparatus such as a Deep-RIE apparatus, In other words, a dry etching process, which is a first process for creating a concavo-convex structure, is performed (step S202 shown in FIG. 7).
By such a dry etching process, the gap 212 and the through hole 210a are formed. At this time, the first support part 211 and the second support part 213 are also formed.
As shown in FIG. 8C, the back side etching process is performed to remove the Si on the back side with the same dry etching apparatus using the surface on which the high aspect ratio structure is formed as the front side (step S203 shown in FIG. 7).

図8(d)に示すように、基板Pを酸素雰囲気中で800〜1100℃にベーキングを行うことで、第2の工程たる熱酸化処理工程を行う(図7に示すステップS204)。
かかる熱酸化処理工程により、Si基板がSiO基板へと変性することで、ドライエッチング処理工程において形成された貫通孔210aと空隙部212とを有する単位膜構造210が形成される。
As shown in FIG. 8D, the substrate P is baked at 800 to 1100 ° C. in an oxygen atmosphere to perform a thermal oxidation treatment process as a second process (step S204 shown in FIG. 7).
The unit film structure 210 having the through hole 210a and the gap 212 formed in the dry etching process is formed by modifying the Si substrate into the SiO 2 substrate by the thermal oxidation process.

さて、ステップS204に示した熱酸化処理工程において、単位膜構造210の4隅は、図3(a)で既に示したように、第2の支持部213によって支持されている。
単位膜構造210の周縁部には、空隙部212が設けられている。従って、図9に示すように、熱酸化処理工程において、空隙部212の面積が減少することで、Z方向に関する単位膜構造210の歪みは抑制される。
単位膜構造210の周縁部に空隙部212が設けられる構成により、空隙部212は、単位膜構造210の膜面の反りを回避し、単位膜構造210の平坦性を維持している。すなわち、単位膜構造210の微細構造の精度の低下を抑制する。
また、空隙部212は、単位膜構造210とZ方向について重複しないように周囲に形成されているので、光束が透過する面積を最小にして、単位膜構造210の透過率に与える影響を低減する。
In the thermal oxidation process shown in step S204, the four corners of the unit film structure 210 are supported by the second support part 213 as already shown in FIG.
A gap 212 is provided at the peripheral edge of the unit film structure 210. Therefore, as shown in FIG. 9, in the thermal oxidation process, the area of the gap 212 is reduced, so that the distortion of the unit film structure 210 in the Z direction is suppressed.
With the configuration in which the gap portion 212 is provided in the peripheral portion of the unit film structure 210, the gap portion 212 avoids warping of the film surface of the unit film structure 210 and maintains the flatness of the unit film structure 210. That is, a decrease in the precision of the fine structure of the unit film structure 210 is suppressed.
Further, since the gap 212 is formed in the periphery so as not to overlap with the unit film structure 210 in the Z direction, the area through which the light beam is transmitted is minimized, and the influence on the transmittance of the unit film structure 210 is reduced. .

本実施形態は、基板P上に形成される単位膜構造210に複数の貫通孔210aを形成し、単位膜構造210の周囲に空隙部212を形成するドライエッチング処理工程(ステップS202)と、ドライエッチング処理工程の後に基板Pを加熱する熱酸化処理工程(ステップS204)と、を有している。
単位膜構造210に空隙部212を形成するドライエッチング処理工程の後に熱酸化処理工程を行うことにより、熱酸化処理工程における微細構造の精度の低下を抑制する。
In the present embodiment, a dry etching process (Step S202) in which a plurality of through holes 210a are formed in the unit film structure 210 formed on the substrate P, and a gap 212 is formed around the unit film structure 210, And a thermal oxidation treatment step (step S204) for heating the substrate P after the etching treatment step.
By performing the thermal oxidation treatment step after the dry etching treatment step for forming the voids 212 in the unit film structure 210, a reduction in the precision of the fine structure in the thermal oxidation treatment step is suppressed.

また、本実施形態では、熱酸化処理工程において空隙部212の面積が変化する。
熱酸化処理工程において生じた応力が、緩衝部としてはたらく空隙部212の面積変化で浪費されることにより、単位膜構造210の透過率に与える影響を低減しながらも微細構造の精度の低下を抑制する。
Moreover, in this embodiment, the area of the space | gap part 212 changes in a thermal oxidation process.
The stress generated in the thermal oxidation process is wasted due to the change in the area of the air gap 212 serving as a buffer, thereby reducing the influence on the transmittance of the unit film structure 210 while suppressing the decrease in the precision of the fine structure. To do.

本実施形態では、符号化開口部21aは、単位膜構造210と、単位膜構造210に形成された貫通孔210aと、単位膜構造210の周囲に形成された空隙部212と、単位膜構造210を支持する第2の支持部213と、を有している。
また、第2の支持部213は、単位膜構造210の周縁部に接続される。
かかる構成により、単位膜構造210の透過率に与える影響を低減しながらも微細構造の精度の低下を抑制する。
In the present embodiment, the encoded opening 21 a includes the unit film structure 210, the through-hole 210 a formed in the unit film structure 210, the gap 212 formed around the unit film structure 210, and the unit film structure 210. And a second support portion 213 for supporting the.
Further, the second support part 213 is connected to the peripheral part of the unit film structure 210.
With such a configuration, the reduction in the precision of the fine structure is suppressed while the influence on the transmittance of the unit film structure 210 is reduced.

また、本実施形態では、符号化開口部21aは、単位膜構造210が平面状に複数並べて配置され、隣接する単位膜構造210の間に配置された第1の支持部211を有している。また、第2の支持部213は、第1の支持部211と周縁部とを接続する。   Further, in the present embodiment, the encoding opening 21a includes a first support portion 211 in which a plurality of unit film structures 210 are arranged side by side and arranged between adjacent unit film structures 210. . The second support part 213 connects the first support part 211 and the peripheral part.

本発明の第2の実施形態について説明する。
なお、以下に説明するそれぞれの実施形態においては、第1の実施形態と共通する部分については、同一の符号をつけて説明を適宜省略する。
A second embodiment of the present invention will be described.
Note that, in each embodiment described below, portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

第2の実施形態において、図10(a)、(b)に示すように、第2の支持部213は、第1の支持部211から伸びた梁構造たる梁部217aである。梁部217aは、連結位置N1において単位膜構造210と連結されるとともに、梁部217aの両端が第1の支持部211に固定されている。
なお、図10(b)は、図10(a)に示されたA−A’断面であるが、単位膜構造210と第1の支持部211とのZ方向の位置関係を示す目的の断面図であるため、液溜め部214及び下部電極215の記載を省略している。後述する他の実施形態においても同様である。
梁部217aは、熱酸化処理工程(ステップS204)において、梁部217aが変形することで第1の支持部211の変形と、単位膜構造210の変形とを緩和させる緩衝部材としての機能を有している。
かかる構成により、熱酸化処理工程(ステップS204)において、図11に示すように梁部217aが、単位膜構造210と連結された位置N1を中心に撓むことで、応力がかかることを緩和して、微細構造の精度の低下を抑制する。
なお、熱酸化処理工程の都合上、梁部217aは基板Pと同一素材であることが望ましいが、例えばさらに応力を緩和させるために、可撓性を有する部材で形成しても良い。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 10A and 10B, the second support portion 213 is a beam portion 217 a that is a beam structure extending from the first support portion 211. The beam portion 217a is connected to the unit film structure 210 at the connection position N1, and both ends of the beam portion 217a are fixed to the first support portion 211.
FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG. 10A, and is a target cross-section showing the positional relationship between the unit film structure 210 and the first support portion 211 in the Z direction. Since it is a figure, description of the liquid reservoir 214 and the lower electrode 215 is omitted. The same applies to other embodiments described later.
The beam portion 217a has a function as a buffer member that relaxes the deformation of the first support portion 211 and the deformation of the unit film structure 210 by the deformation of the beam portion 217a in the thermal oxidation process (step S204). doing.
With this configuration, in the thermal oxidation process (step S204), the beam portion 217a is bent around the position N1 connected to the unit film structure 210 as shown in FIG. Thus, a decrease in accuracy of the fine structure is suppressed.
For the convenience of the thermal oxidation process, the beam portion 217a is preferably made of the same material as the substrate P, but may be formed of a flexible member, for example, in order to further relieve stress.

第3の実施形態において、図12に示すように、第2の支持部213bは、第1の支持部211と単位膜構造210とを複数の梁構造でつないだ梁部217bである。
梁部217bは、一方の端部が第1の支持部211に固定され、他方の端部が単位膜構造210の4隅の近傍において単位膜構造210に接続された態様で、第1の支持部211と単位膜構造210とを連結することで単位膜構造210を支持する。
すなわち第2の支持部213bは、熱酸化処理工程において応力がかかる梁部217bの他方の端部において変形が生じやすい形状になっている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 12, the second support portion 213b is a beam portion 217b in which the first support portion 211 and the unit film structure 210 are connected by a plurality of beam structures.
The beam portion 217b is configured such that one end portion is fixed to the first support portion 211 and the other end portion is connected to the unit film structure 210 in the vicinity of the four corners of the unit film structure 210. The unit film structure 210 is supported by connecting the unit 211 and the unit film structure 210.
That is, the second support portion 213b has a shape that is likely to be deformed at the other end portion of the beam portion 217b to which stress is applied in the thermal oxidation process.

このように、複数の梁部217bを設けて、梁部217bが変形しやすい箇所を設けることで梁部217bの折れなどの破損を抑制する。
かかる構成により、微細構造の精度の低下を抑制しながらも作成時の梁部217bの破損を回避する。
また、符号化開口部21aの作成時における歩留まりを向上する。
In this manner, by providing a plurality of beam portions 217b and providing a portion where the beam portions 217b are easily deformed, damage such as bending of the beam portions 217b is suppressed.
With this configuration, damage to the beam portion 217b at the time of creation is avoided while suppressing a decrease in precision of the fine structure.
In addition, the yield at the time of creating the encoded opening 21a is improved.

第4の実施形態において、図13に示すように、第2の支持部213cは、梁部217cを形成する。
梁部217cは、屈曲部N2において互いに直交する第1梁部218と第2梁部219と、を有している。
このように、梁部217cに屈曲部N2を設けて、梁部217cが変形しやすい箇所を設けることで梁部217cの折れなどの破損を抑制する。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the second support portion 213c forms a beam portion 217c.
The beam portion 217c includes a first beam portion 218 and a second beam portion 219 that are orthogonal to each other at the bent portion N2.
As described above, the bent portion N2 is provided in the beam portion 217c, and a portion where the beam portion 217c is easily deformed is provided, thereby preventing breakage such as bending of the beam portion 217c.

かかる第1梁部218と、第2梁部219とは、単位膜構造210の応力による外周方向への変形を、XY平面での回転方向に偏向するための偏向機能を有している。
かかる構成により、単位膜構造210の対角線方向の圧縮応力が生じる場合であっても、図14に示すように空隙部212の形状が変化するとともに、単位膜構造210がXY平面上で回転することで、圧縮応力による反りの発生を回避する。
またかかる構成により、梁部217cが変形しやすい箇所を設けることで梁部217cの折れなどの破損を抑制して符号化開口部21aの作成時における歩留まりを向上する。
かかる構成により、微細構造の精度の低下を抑制しながらも、平坦かつ透過率変調幅の高い光機能膜を提供する。
The first beam portion 218 and the second beam portion 219 have a deflection function for deflecting the deformation of the unit film structure 210 in the outer peripheral direction due to the stress in the rotation direction on the XY plane.
With this configuration, even when a compressive stress in the diagonal direction of the unit film structure 210 is generated, the shape of the gap 212 changes as shown in FIG. 14 and the unit film structure 210 rotates on the XY plane. Thus, warpage due to compressive stress is avoided.
Further, with such a configuration, by providing a portion where the beam portion 217c is easily deformed, damage such as bending of the beam portion 217c is suppressed, and the yield at the time of creating the encoded opening 21a is improved.
With this configuration, an optical functional film having a flat and high transmittance modulation width is provided while suppressing a decrease in the precision of the fine structure.

第5の実施形態において、図15、図16に示すように、第2の支持部213dは、空間光変調素子21に対して固定された第1の支持部たる中心部O1を有し、中心部O1から隣り合う4つの単位膜構造210に接続された4つの梁部217dを有している。
各梁部217dは、90度ずつ回転して配置された鉤十字構造を形成し、それぞれの端部において単位膜構造210と接続される。
言い換えると、梁部217dと連結する単位膜構造210の一辺と、長手方向の梁部217dとが平行になるように互いに接続している。
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the second support portion 213 d has a central portion O <b> 1 that is a first support portion fixed to the spatial light modulation element 21, and is centered. There are four beam portions 217d connected to the four unit film structures 210 adjacent from the portion O1.
Each beam portion 217d forms a criss-cross structure arranged by being rotated 90 degrees, and is connected to the unit film structure 210 at each end.
In other words, one side of the unit film structure 210 connected to the beam portion 217d and the beam portion 217d in the longitudinal direction are connected to each other in parallel.

かかる構成により、網目状の第1の支持部211を設けることなく、単位膜構造210を支持するから、遮光領域が減って単位膜構造210の有効面積を増加させる。
さらに、微細構造の精度の低下を抑制しながらも、平坦かつ透過率変調幅の高い光機能膜を提供する。
With such a configuration, the unit film structure 210 is supported without providing the mesh-like first support portion 211, so that the light shielding region is reduced and the effective area of the unit film structure 210 is increased.
Furthermore, it provides an optical functional film that is flat and has a high transmittance modulation width while suppressing a decrease in precision of the fine structure.

第6の実施形態において、図17に示すように、第2の支持部213eは、空間光変調素子21に対して固定された第1の支持部たる中心部O2を有し、中心部O2から、隣り合う4つの単位膜構造210に接続された4つの梁部217eを有している。
各梁部217eは、単位膜構造210の対角線方向に対して直交する複数の第3梁部230と、符号化開口部21aの対角線方向であるA方向に平行な複数の第4梁部231と、を有している。
梁部217eは、かかる第3梁部230と、第4梁部231とが交互に接続された形状である。
また、第3梁部230と、第4梁部231との接合点N3は、屈曲部である。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 17, the second support portion 213e has a center portion O2 that is a first support portion fixed to the spatial light modulation element 21, and the center portion O2 And four beam portions 217e connected to the four unit film structures 210 adjacent to each other.
Each beam portion 217e includes a plurality of third beam portions 230 orthogonal to the diagonal direction of the unit film structure 210, and a plurality of fourth beam portions 231 parallel to the A direction that is the diagonal direction of the encoding opening 21a. ,have.
The beam portion 217e has a shape in which the third beam portion 230 and the fourth beam portion 231 are alternately connected.
Further, the junction N3 between the third beam portion 230 and the fourth beam portion 231 is a bent portion.

かかる構成により、単位膜構造210の回転方向の変形を抑制するとともに、A方向への反りを抑制する。
かかる構成により、網目状の第1の支持部211を設けることなく、単位膜構造210を支持するから、遮光領域が減って単位膜構造210の有効面積を増加させる。
さらに、微細構造の精度の低下を抑制しながらも、平坦かつ透過率変調幅の高い光機能膜を提供する。
With this configuration, deformation of the unit film structure 210 in the rotation direction is suppressed, and warping in the A direction is suppressed.
With such a configuration, the unit film structure 210 is supported without providing the mesh-like first support portion 211, so that the light shielding region is reduced and the effective area of the unit film structure 210 is increased.
Furthermore, it provides an optical functional film that is flat and has a high transmittance modulation width while suppressing a decrease in precision of the fine structure.

第7の実施形態において、図18に示すように、単位膜構造210は、梁部217fの壁面端部が連続的に繋がって形成される。
すなわち、梁部217fは、貫通孔210aの壁面を構成するとともに、中心部O3と単位膜構造210とを連結するフラクタル形状をもつ部材である。
従って、符号化開口部21aは、受光部たる単位構造膜210の貫通孔210aが形成された部分の周縁部であって単位膜構造210の内側に、フラクタル形状の空隙部212fを有している。
また、第1の支持部211fは、隣接する複数の異なる単位膜構造210の端部を固定している。
かかる構成により、空隙部212fは、体積膨張による変形を、単位膜構造210とともに吸収することで、単位膜構造210の平坦性を確保する。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 18, the unit film structure 210 is formed by continuously connecting the end portions of the wall surface of the beam portion 217f.
That is, the beam portion 217f is a member having a fractal shape that configures the wall surface of the through hole 210a and connects the central portion O3 and the unit film structure 210.
Therefore, the encoding opening 21a has a fractal-shaped gap 212f inside the unit film structure 210 at the periphery of the portion where the through hole 210a of the unit structure film 210 as a light receiving part is formed. .
The first support portion 211f fixes the end portions of a plurality of adjacent unit film structures 210 that are adjacent to each other.
With this configuration, the gap 212f absorbs deformation due to volume expansion together with the unit film structure 210, thereby ensuring the flatness of the unit film structure 210.

さらに、フラクタル形状を持つ空隙部212fと、かかる空孔部212fによって囲まれた構造の単位膜構造210を有する構成により、平坦かつ透過率および透過率変調幅の高い透過型の空間光変調素子を作成する。   Furthermore, a flat spatial light modulation element having a high transmittance and a high transmittance modulation width can be obtained by a configuration including the gap 212f having a fractal shape and the unit film structure 210 surrounded by the holes 212f. create.

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.

例えば、上述の光機能膜は、空間光変調素子の符号化開口部に用いたが、その他にも多様なアクティブ光機能部材や燃料電池用部材への応用が可能である。   For example, the above-described optical functional film is used in the encoding opening of the spatial light modulator, but can be applied to various other active light functional members and fuel cell members.

また、制御部は、撮像モジュール内部に設けられるものであっても良いし、撮像モジュールとは別体で撮像装置内に設けられるものであっても良い。   Further, the control unit may be provided inside the imaging module, or may be provided in the imaging apparatus separately from the imaging module.

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。   The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.

1 撮像装置
2 撮像モジュール
3 光学系(結像光学系)
9 制御部
21 空間光変調素子
21a 光機能膜(符号化開口部)
22 撮像素子
22a 光検出器アレイ
23 スペーサー
25 配線
210 受光部(単位膜構造)
210a 貫通孔
210b 壁面端部(壁面部材)
211 第1の支持部
212、212f 空隙部
213、213a〜213f 第2の支持部
214 液体保持部(液溜め部)
216 電極部(上部電極)
217a〜f 梁構造(梁部)
L 流体(液体)
N2、N3 屈曲部
P 基板
S202 第1の工程(ドライエッチング処理工程)
S204 第2の工程(熱酸化処理工程)
V 電圧
X 光軸と垂直方向
Y 光軸と垂直方向
Z 光軸方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Imaging module 3 Optical system (imaging optical system)
9 Control Unit 21 Spatial Light Modulator 21a Optical Functional Film (Encoded Opening)
22 Image sensor 22a Photodetector array 23 Spacer 25 Wiring 210 Light receiving part (unit film structure)
210a Through-hole 210b Wall end (wall member)
211 1st support part 212,212f Cavity part 213,213a-213f 2nd support part 214 Liquid holding | maintenance part (liquid reservoir part)
216 Electrode (upper electrode)
217a-f Beam structure (beam part)
L Fluid (liquid)
N2, N3 bent portion P, substrate S202, first process (dry etching process)
S204 Second step (thermal oxidation treatment step)
V Voltage X Optical axis and vertical direction Y Optical axis and vertical direction Z Optical axis direction

特開2008−191661号JP2008-191661

Claims (16)

基板上に形成される受光部に貫通孔を形成し、前記受光部の周囲に空隙部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に前記基板を加熱する熱酸化処理を施す第2の工程と、
を有する光機能膜の製造方法。
A first step of forming a through hole in a light receiving portion formed on a substrate and forming a gap around the light receiving portion;
A second step of performing a thermal oxidation treatment for heating the substrate after the first step;
The manufacturing method of the optical functional film which has this.
請求項1に記載の光機能膜の製造方法であって、
前記空隙部は、前記第2の工程において当該空隙部の面積を変化させることを特徴とする光機能膜の製造方法。
A method for producing an optical functional film according to claim 1,
The method for producing an optical functional film, wherein the gap portion changes an area of the gap portion in the second step.
請求項1または2に記載の光機能膜の製造方法であって、
前記第1の工程で、複数の前記受光部と、前記複数の受光部間に配置される第1の支持部と、
前記受光部と前記第1の支持部とを結ぶ第2の支持部と、
を形成することを特徴とする光機能膜の製造方法。
It is a manufacturing method of the optical functional film according to claim 1 or 2,
In the first step, a plurality of the light receiving units, a first support unit disposed between the plurality of light receiving units,
A second support portion connecting the light receiving portion and the first support portion;
A method for producing an optical functional film, characterized by comprising:
請求項3に記載の光機能膜の製造方法であって、
前記第2の支持部は梁構造を有することを特徴とする光機能膜の製造方法。
It is a manufacturing method of the optical function film according to claim 3,
The method for manufacturing an optical functional film, wherein the second support portion has a beam structure.
請求項4に記載の光機能膜の製造方法であって、
前記第2の支持部は前記受光部の周辺部を支持することを特徴とする光機能膜の製造方法。
It is a manufacturing method of the optical functional film according to claim 4,
The method for producing an optical functional film, wherein the second support part supports a peripheral part of the light receiving part.
請求項4または5に記載の光機能膜の製造方法であって、
前記梁構造は、直線状であることを特徴とする光機能膜の製造方法。
It is a manufacturing method of the optical functional film according to claim 4 or 5,
The method of manufacturing an optical functional film, wherein the beam structure is linear.
請求項4または5に記載の光機能膜の製造方法であって、
前記梁構造は、屈曲部を有することを特徴とする光機能膜の製造方法。
It is a manufacturing method of the optical functional film according to claim 4 or 5,
The beam structure includes a bent portion, and the method for manufacturing an optical functional film.
基板上に形成される受光部に貫通孔を形成し、
前記受光部の内部に空隙部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に前記基板を加熱する熱酸化処理を施す第2の工程と、
を有する光機能膜の製造方法。
A through hole is formed in the light receiving portion formed on the substrate,
A first step of forming a gap inside the light receiving portion;
A second step of performing a thermal oxidation treatment for heating the substrate after the first step;
The manufacturing method of the optical functional film which has this.
光機能膜と、前記受光部に当接して形成された電極部と、前記電極部に印加された電圧に応じて前記貫通孔に浸透する流体と、前記流体を保持する流体保持部と、を有する空間光変調素子の製造方法において、
前記光機能膜の製造方法は請求項1乃至8の何れか1つに記載の製造方法であることを特徴とする空間光変調素子の製造方法。
An optical functional film; an electrode portion formed in contact with the light receiving portion; a fluid penetrating into the through hole according to a voltage applied to the electrode portion; and a fluid holding portion for holding the fluid. In the manufacturing method of the spatial light modulator having
The method for manufacturing a spatial light modulator according to claim 1, wherein the method for manufacturing the optical functional film is the method according to claim 1.
基板上に形成された受光部と、
前記受光部に形成された貫通孔と、
前記受光部の周囲に形成された空隙部と、
前記受光部を支持する第2の支持部と、
を有し、
前記第2の支持部は、前記受光部の周縁部に接続される光機能膜。
A light receiving portion formed on the substrate;
A through hole formed in the light receiving portion;
A gap formed around the light receiving portion;
A second support part for supporting the light receiving part;
Have
The second support part is an optical functional film connected to a peripheral part of the light receiving part.
請求項10に記載の光機能膜であって、
前記受光部が平面状に複数並べて配置され、
隣接する前記受光部の間に配置された第1の支持部を有し、
前記第2の支持部は、前記第1の支持部と前記周縁部とを接続することを特徴とする光機能膜。
The optical functional film according to claim 10,
A plurality of the light receiving parts are arranged in a plane,
A first support portion disposed between the adjacent light receiving portions;
The optical support film, wherein the second support part connects the first support part and the peripheral part.
請求項10または11に記載の光機能膜であって、
前記第2の支持部は、前記受光部に生じた応力に応じて変形する梁構造を有することを特徴とする光機能膜。
The optical functional film according to claim 10 or 11,
The optical function film, wherein the second support portion has a beam structure that deforms in response to a stress generated in the light receiving portion.
請求項12に記載の光機能膜であって、
前記梁構造は、直線状であることを特徴とする光機能膜。
The optical functional film according to claim 12,
The optical functional film, wherein the beam structure is linear.
請求項12に記載の光機能膜であって、
前記梁構造は、屈曲部を有することを特徴とする光機能膜。
The optical functional film according to claim 12,
The beam functional structure has a bent portion, the optical functional film.
基板上に形成された受光部と、
前記受光部に形成された貫通孔と、
前記受光部の内部に形成された空隙部と、
を有する光機能膜。
A light receiving portion formed on the substrate;
A through hole formed in the light receiving portion;
A gap formed inside the light receiving part;
An optical functional film.
請求項10乃至15の何れか1つに記載の光機能膜と、
前記受光部に当接して形成された電極部と、
前記電極部に印加された電圧に応じて前記貫通孔に浸透する流体と、
前記流体を保持する流体保持部と、
を有する空間光変調素子。
The optical functional film according to any one of claims 10 to 15,
An electrode portion formed in contact with the light receiving portion;
A fluid penetrating into the through hole in accordance with a voltage applied to the electrode portion;
A fluid holding part for holding the fluid;
A spatial light modulator.
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