JP2586131B2 - 位相型拡散板 - Google Patents
位相型拡散板Info
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- JP2586131B2 JP2586131B2 JP1047966A JP4796689A JP2586131B2 JP 2586131 B2 JP2586131 B2 JP 2586131B2 JP 1047966 A JP1047966 A JP 1047966A JP 4796689 A JP4796689 A JP 4796689A JP 2586131 B2 JP2586131 B2 JP 2586131B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は位相型拡散板に関し、例えば写真用カメラ等
においてファインダー像を形成する焦点板として用いた
場合、所定の拡散特性を有し、良好なるファインダー像
の観察が可能な位相型拡散板に関するものである。
においてファインダー像を形成する焦点板として用いた
場合、所定の拡散特性を有し、良好なるファインダー像
の観察が可能な位相型拡散板に関するものである。
（従来の技術） 従来より光学的に透明な基板面上に一定の高さの所定
形状の微細パターンを複数個形成し、該微細パターンを
通過する光束に他の光束に対して位相差を付与して所定
の拡散特性を持たせた所謂bi−（バイ）レベルの位相型
拡散板が例えば特開昭55−70827号公報で提案されてい
る。
形状の微細パターンを複数個形成し、該微細パターンを
通過する光束に他の光束に対して位相差を付与して所定
の拡散特性を持たせた所謂bi−（バイ）レベルの位相型
拡散板が例えば特開昭55−70827号公報で提案されてい
る。
第10図は同公報で提案されているバイレベルの位相型
拡散板の要部概略図である。同図において101は基板で
あり、該基板101面上に一定の高さの微細パターン102が
形成されている。そして基板101面上の領域Ａを通過す
る光束とパターン102の領域Ｂを通過する光束間に位相
差を付与し、所定の拡散特性を得ている。
拡散板の要部概略図である。同図において101は基板で
あり、該基板101面上に一定の高さの微細パターン102が
形成されている。そして基板101面上の領域Ａを通過す
る光束とパターン102の領域Ｂを通過する光束間に位相
差を付与し、所定の拡散特性を得ている。
（発明が解決しようとする問題点） 位相型拡散板に光束が入射すると第11図に示すように
０次回折光を中心に±１次、±２次、…等の回折光が生
じる。
０次回折光を中心に±１次、±２次、…等の回折光が生
じる。
一般に位相型拡散板の（θx,θｙ）方向の回折光は波
長をλ、入射角をθx,θｙ、Nx＝sinθx/λ、Ny＝sinθ
y/λとし、拡散基板上の点（x,y）に於ける位相分布を
θ（x,y）とすると、位相分布のフーリエ変換として次
式より求められる。
長をλ、入射角をθx,θｙ、Nx＝sinθx/λ、Ny＝sinθ
y/λとし、拡散基板上の点（x,y）に於ける位相分布を
θ（x,y）とすると、位相分布のフーリエ変換として次
式より求められる。
ｕ（Nx,Ny）〜∬ exp（−i φ（x,y））・ exp［−i2π（Nx・ｘ＋Ny・ｙ）］dxdy 今、拡散板上の平面図Ａを基準面とし、平面部（位相
部ともいう）Ｂの高さをdBとし、位相部Ｂの屈折率をｎ
とすると、各平面部の位相はθ（x,y）Ａ＝０、θ（x,
y）Ｂ＝２π（ｎ−１）・dB/λと表わされる。各平面部
の全体に対する面積比をそれぞれSA,SBとすると、波長
λに於ける０次回折光（直進成分）の強度は、 IO＝１−2SA・SB・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dB/λ）｝ という形に表わされる。ここでSA＋SB＝１である。
部ともいう）Ｂの高さをdBとし、位相部Ｂの屈折率をｎ
とすると、各平面部の位相はθ（x,y）Ａ＝０、θ（x,
y）Ｂ＝２π（ｎ−１）・dB/λと表わされる。各平面部
の全体に対する面積比をそれぞれSA,SBとすると、波長
λに於ける０次回折光（直進成分）の強度は、 IO＝１−2SA・SB・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dB/λ）｝ という形に表わされる。ここでSA＋SB＝１である。
例えば石英ガラス（nd−1.45867,νｄ＝67.9）上に高
さdB＝0.61μｍの微小な位相部を多数設け、位相部の面
積比をSA＝SB＝0.5としたとき０次回折光特性は第12図
の様になる。
さdB＝0.61μｍの微小な位相部を多数設け、位相部の面
積比をSA＝SB＝0.5としたとき０次回折光特性は第12図
の様になる。
バイレベルの位相型拡散板の場合、この条件において
は白色０次回折強度が最も弱くなる。光源D65の分光特
性と比視感度で重み付けした白色０次回折光強度は、入
射光強度を100％としたときに1.61％となる。
は白色０次回折強度が最も弱くなる。光源D65の分光特
性と比視感度で重み付けした白色０次回折光強度は、入
射光強度を100％としたときに1.61％となる。
このときの０次回折光は第14図の色度図に示す様に青
い色付きが生じてくる。位相部の高さを変えると色度図
で第14図の様な軌跡を描くが、白色０次回折光強度が実
用上問題にならない程度に小さいパターンの高さｄ＝0.
5〜0.7μｍの範囲では橙色から青色の何らかの色付きが
生じてしまう。
い色付きが生じてくる。位相部の高さを変えると色度図
で第14図の様な軌跡を描くが、白色０次回折光強度が実
用上問題にならない程度に小さいパターンの高さｄ＝0.
5〜0.7μｍの範囲では橙色から青色の何らかの色付きが
生じてしまう。
０次回折光に色付きを生ずると例えばファインダー像
の観察において非常に見苦しいものになってくる。
の観察において非常に見苦しいものになってくる。
即ち交換レンズ式の一眼レフカメラのファインダー系
は、標準レンズに於いてレンズと接眼レンズの瞳が合う
様にコンデンサーレンズ或はフレネルレンズ等のパワー
を決めているが、そのようなカメラに標準レンズを装着
し、絞りをF11とかF16以上の小絞りにした場合、ファイ
ンダー系全体が０次回折光と同じ色付きを生じてしま
う。
は、標準レンズに於いてレンズと接眼レンズの瞳が合う
様にコンデンサーレンズ或はフレネルレンズ等のパワー
を決めているが、そのようなカメラに標準レンズを装着
し、絞りをF11とかF16以上の小絞りにした場合、ファイ
ンダー系全体が０次回折光と同じ色付きを生じてしま
う。
更に、望眼レンズや接写レンズの様に射出瞳距離が標
準レンズと異なっているようなレンズ系を装着して小絞
りにした場合には第15図の様にファインダー視野の中心
に０次回折光と同じ色を有する鮮かなスポットが現れて
くる。
準レンズと異なっているようなレンズ系を装着して小絞
りにした場合には第15図の様にファインダー視野の中心
に０次回折光と同じ色を有する鮮かなスポットが現れて
くる。
この現象は絞りを開いていくと緩和されるが、望遠レ
ンズや複写レンズでは開放Ｆナンバーが暗いので、残存
することが多く、しかもファインダー視野周辺は拡散光
が例えば第13図の様に０次回折光の色と補色関係にある
色の分光特性を示すため、ファインダー視野中心の色と
は補色の色付きが生じてくる。従って例えば第16図の様
にファインダー像の色ムラとなって現われてくる。
ンズや複写レンズでは開放Ｆナンバーが暗いので、残存
することが多く、しかもファインダー視野周辺は拡散光
が例えば第13図の様に０次回折光の色と補色関係にある
色の分光特性を示すため、ファインダー視野中心の色と
は補色の色付きが生じてくる。従って例えば第16図の様
にファインダー像の色ムラとなって現われてくる。
これに対して、例えば特開昭55−9568に開示されてい
る方法に従い、このような色付きを解消する程度に位相
部の面積比SA域はSBを0.5からずらすと色付きに対して
は効果があるが、０次回折光の強度が大きくなってファ
インダー視野内で明るさのムラが生じてくるという、別
の問題点が生じてくる。
る方法に従い、このような色付きを解消する程度に位相
部の面積比SA域はSBを0.5からずらすと色付きに対して
は効果があるが、０次回折光の強度が大きくなってファ
インダー視野内で明るさのムラが生じてくるという、別
の問題点が生じてくる。
本発明の基板面上に設ける所定形状の複数の微細な平
面部（パターン）の種類、面積比、そして高さ等を適切
に設定することにより０次回折光の強度（白色）及び色
付き、更には拡散光の色付きが少なく、例えばファイン
ダー系に適用したときは良好なるファインダー像の観察
が可能な位相型拡散板の提供を目的とする。
面部（パターン）の種類、面積比、そして高さ等を適切
に設定することにより０次回折光の強度（白色）及び色
付き、更には拡散光の色付きが少なく、例えばファイン
ダー系に適用したときは良好なるファインダー像の観察
が可能な位相型拡散板の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、基板面上に基準面を含めて全体として３種
類の高さより成る微細な平面部を複数個設け、該平面部
を利用して入射光束に所定の位相差を付与することによ
り回折又は／及び散乱させ所望の拡散特性を得る際、該
平面部側を上に向けたとき高さの低い平面部から順にA,
B,Cとし、該平面部Ａを基準としたときの平面部Ｂの高
さをdB、平面部Ｃの高さをdC、該平面図A,B,Cの全体に
対する面積比を各々SA,SB,SC（SA＋SB＋SC＝１）とした
とき 1.6 ＜dC/dB＜2.5 ・・・（１） 0.35＜SB ＜0.5 ・・・（２） （実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部斜視図、第２図は
本発明の第１実施例の平面図である。
類の高さより成る微細な平面部を複数個設け、該平面部
を利用して入射光束に所定の位相差を付与することによ
り回折又は／及び散乱させ所望の拡散特性を得る際、該
平面部側を上に向けたとき高さの低い平面部から順にA,
B,Cとし、該平面部Ａを基準としたときの平面部Ｂの高
さをdB、平面部Ｃの高さをdC、該平面図A,B,Cの全体に
対する面積比を各々SA,SB,SC（SA＋SB＋SC＝１）とした
とき 1.6 ＜dC/dB＜2.5 ・・・（１） 0.35＜SB ＜0.5 ・・・（２） （実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部斜視図、第２図は
本発明の第１実施例の平面図である。
図中、１は基板、２は微細な円形のパターンで基板１
面上に設けられており、これにより全体として３つ平面
部（位相部ともいう）A,B,Cを平面部Ａは基板１に相当
し、他の平面図B,Cの高さは各々異なり、平面図A,B,Cは
全体として異なった３つの高さより成っている。
面上に設けられており、これにより全体として３つ平面
部（位相部ともいう）A,B,Cを平面部Ａは基板１に相当
し、他の平面図B,Cの高さは各々異なり、平面図A,B,Cは
全体として異なった３つの高さより成っている。
これにより所謂３−レベルの位相型拡散板を構成して
いる。同図では平面部Ａを基準とし、高さの低い順に平
面部Ｂ、平面部Ｃとなっている。平面部B,Cを形成する
パターン2B,2Cの材質は基板１と同質又は異質の物質よ
り成っている。パターン２の形状は円形の場合を示して
いるが後述するように楕円形、長円、多角形等のどのよ
うな形状であっても良い。
いる。同図では平面部Ａを基準とし、高さの低い順に平
面部Ｂ、平面部Ｃとなっている。平面部B,Cを形成する
パターン2B,2Cの材質は基板１と同質又は異質の物質よ
り成っている。パターン２の形状は円形の場合を示して
いるが後述するように楕円形、長円、多角形等のどのよ
うな形状であっても良い。
本実施例では平面図A,B,Cの高さや全体に対する面積
比等を前述の如く設定することにより平面部A,B,Cの各
領域を通過する光束間に所定の位相差を付与し、これに
より所望の拡散特性を持たせている。
比等を前述の如く設定することにより平面部A,B,Cの各
領域を通過する光束間に所定の位相差を付与し、これに
より所望の拡散特性を持たせている。
次に本実施例の位相型拡散板の光学特性を数式を用い
て説明する、 本実施例における３−レベル位相型拡散板（θx,
θｙ）方向の回折光ｕは拡散板上の点（x,y）に於ける
位相分布をφ（x,y）とすると ｕ（Nx,Ny）〜∬ eup（−i φ（x,y））・ exp［−i2π（Nx・ｘ＋Ny・ｙ）］dxdy の様に位相分布のフーリエ変換として求められる。
て説明する、 本実施例における３−レベル位相型拡散板（θx,
θｙ）方向の回折光ｕは拡散板上の点（x,y）に於ける
位相分布をφ（x,y）とすると ｕ（Nx,Ny）〜∬ eup（−i φ（x,y））・ exp［−i2π（Nx・ｘ＋Ny・ｙ）］dxdy の様に位相分布のフーリエ変換として求められる。
拡散板上の平面部Ａを基準面とし、平面部Ｂの高さを
dB、平面部Ｃの高さをdCとすると、各平面部の位相は φ（x,y）Ａ＝０、 φ（x,y）Ｂ＝２π（ｎ−１）・dB/λ、 φ（x,y）Ｃ＝２π（ｎ−１）・dC/λ と表わされ、各平面部の、全体に対する面積比をそれぞ
れSA,SB,SCとすると（ここでSA＋SB＋SC＝１である）、
直進成分である０次回折光の強度IOは上式に （θx,θｙ）＝（0,0） を代入して で計算される。上式を整理すると、 IO＝１−2SASB・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dB/
λ）｝ −2SASC・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dC/λ）｝ −2SBSC・｛１−cos（２π（ｎ−１）・（dC−dB）／
λ）｝ になる。
dB、平面部Ｃの高さをdCとすると、各平面部の位相は φ（x,y）Ａ＝０、 φ（x,y）Ｂ＝２π（ｎ−１）・dB/λ、 φ（x,y）Ｃ＝２π（ｎ−１）・dC/λ と表わされ、各平面部の、全体に対する面積比をそれぞ
れSA,SB,SCとすると（ここでSA＋SB＋SC＝１である）、
直進成分である０次回折光の強度IOは上式に （θx,θｙ）＝（0,0） を代入して で計算される。上式を整理すると、 IO＝１−2SASB・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dB/
λ）｝ −2SASC・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dC/λ）｝ −2SBSC・｛１−cos（２π（ｎ−１）・（dC−dB）／
λ）｝ になる。
この式で、 ［2SASB・｛１−cos（２π（ｎ−１）・dB/λ）｝］ の項は平面部Ａ及びＢを透過してきた光波が干渉しあっ
て側方に回折される拡散光（０次以外の回折光）を意味
しており、以下の項は同様に、平面部ＡとＣ域は平面部
ＢとＣを透過してきた光波が干渉しあって側方に回折さ
れる拡散光を意味する。
て側方に回折される拡散光（０次以外の回折光）を意味
しており、以下の項は同様に、平面部ＡとＣ域は平面部
ＢとＣを透過してきた光波が干渉しあって側方に回折さ
れる拡散光を意味する。
全拡散光は以上三項の合計であり、従って直進成分で
ある０次回折項の強度は上式の様に全光量１から全拡散
光を差し引いた値となる。
ある０次回折項の強度は上式の様に全光量１から全拡散
光を差し引いた値となる。
この様に全拡散光は平面部ＡとＢ、平面部ＡとＣ、更
に平面部ＢとＣを透過してきた光波の拡散光三項の重ね
あわせによって決まる。この為本実施例では平面部Ｂ及
びＣの高さdB及びdC、面積比SA,SB及びSCを適切に選
び、これにより色を打ち消しあって全拡散光の分光特性
をフラットにして０次回折光の強度の分光特性も同様に
フラットにしている。
に平面部ＢとＣを透過してきた光波の拡散光三項の重ね
あわせによって決まる。この為本実施例では平面部Ｂ及
びＣの高さdB及びdC、面積比SA,SB及びSCを適切に選
び、これにより色を打ち消しあって全拡散光の分光特性
をフラットにして０次回折光の強度の分光特性も同様に
フラットにしている。
本実施例では白色の０次回折強度の評価は比視感度で
重み付けして行なった。一方、色の評価は10度視野に基
づくX10,Y10,Z10表示系によってx10,y10で光源D65に対
して行なった。
重み付けして行なった。一方、色の評価は10度視野に基
づくX10,Y10,Z10表示系によってx10,y10で光源D65に対
して行なった。
このとき各平面部の位相（高さ）及び面積比を前述の
条件式（１），（２），（３）の如く設定したときに０
次回折光の強度（白色）及び色付きを最も少なくするこ
とができた。
条件式（１），（２），（３）の如く設定したときに０
次回折光の強度（白色）及び色付きを最も少なくするこ
とができた。
条件式（１）は平面部Ａ−Ｂと平面部Ｂ−Ｃの拡散光
の分光特性の山と、平面部Ａ−Ｃの拡散光の分光特性の
谷をほぼ一致させて分光特性をフラットにするための条
件である。
の分光特性の山と、平面部Ａ−Ｃの拡散光の分光特性の
谷をほぼ一致させて分光特性をフラットにするための条
件である。
条件式（２）は平面部Ａ−Ｃの拡散光の強度をあまり
強めないための条件であり、やはり分光特性をフラット
にするために必要な条件である。条件式（１），（２）
の下限値を越えると０次回折光の強度（白色）が大きく
なり、又青く色付く傾向となり、条件式（１），（２）
の上限値を越えると０次回折光が黄色に色付く傾向とな
るので良くない。
強めないための条件であり、やはり分光特性をフラット
にするために必要な条件である。条件式（１），（２）
の下限値を越えると０次回折光の強度（白色）が大きく
なり、又青く色付く傾向となり、条件式（１），（２）
の上限値を越えると０次回折光が黄色に色付く傾向とな
るので良くない。
本実施例では平面部ＡとＣの面積比SAとSCに関しては
両者を全く等しくするより条件式（３）の様に、いずれ
か一方が或る程度大きい様に定めた方がさらに良好なる
拡散特性が得られる。
両者を全く等しくするより条件式（３）の様に、いずれ
か一方が或る程度大きい様に定めた方がさらに良好なる
拡散特性が得られる。
又、面積比SA,SB及ぶSCの内、中間の高さの平面部の
面積比SBを面積比SA及びSCより大きくしたほうが０次回
折光の色付きをさらに小さくできるので好ましい。
面積比SBを面積比SA及びSCより大きくしたほうが０次回
折光の色付きをさらに小さくできるので好ましい。
以下に本発明の具体的な数値実施例を示す。
（実施例） 基板：石英ガラス （SiO2:nd＝1.45867 νｄ＝67.9） 位相分布 段差： dB＝0.498μｍ、dC＝1.021μｍ 面積比： SA＝0.333、SB＝0.442、SC＝0.225 （nd−１）・dB＝0.2284、（nd−１）・dC＝0.4683 この拡散板の、比視感度で重み付けして評価した白色
の０次回折強度の評価は1.11％と小さい値であった。そ
して０次回折光は第３図の様な分光特性を示し、第12図
の所謂bi−レベルCADマットと比べるとかなりフラット
である。
の０次回折強度の評価は1.11％と小さい値であった。そ
して０次回折光は第３図の様な分光特性を示し、第12図
の所謂bi−レベルCADマットと比べるとかなりフラット
である。
その色は第５図の色度図に示す様にx10＝0.3065、y10
＝0.333と殆ど白色である。従って例えば望遠レンズに
用いたとき小絞り時に光量ムラ及び色ムラを生ぜず、又
標準レンズの小絞り時も同様に色付きは殆ど発生しな
い。
＝0.333と殆ど白色である。従って例えば望遠レンズに
用いたとき小絞り時に光量ムラ及び色ムラを生ぜず、又
標準レンズの小絞り時も同様に色付きは殆ど発生しな
い。
一方本実施例１の全拡散光及び平面図ＡとＢ、平面図
ＡとＣ、さらに平面図ＢとＣを透過してきた光波の拡散
光（０次以外の回折光）の分光特性は第４図の様にな
る。分光特性（Ａ−Ｂ），（Ｂ−Ｃ）の山と分光特性
（Ａ−Ｃ）の谷がほぼ一致して補い合う結果、全拡散光
の分光特性の曲線がフラットになっていることが分か
る。
ＡとＣ、さらに平面図ＢとＣを透過してきた光波の拡散
光（０次以外の回折光）の分光特性は第４図の様にな
る。分光特性（Ａ−Ｂ），（Ｂ−Ｃ）の山と分光特性
（Ａ−Ｃ）の谷がほぼ一致して補い合う結果、全拡散光
の分光特性の曲線がフラットになっていることが分か
る。
全拡散光に関しても第13図のbi−レベル位相型拡散板
の全拡散光と比べるとかなりフラットであることがわか
る。従って前述のように望遠レンズを用いた場合、開放
で色ムラは殆ど発生しない。
の全拡散光と比べるとかなりフラットであることがわか
る。従って前述のように望遠レンズを用いた場合、開放
で色ムラは殆ど発生しない。
ここで、位相型拡散板でパターンを配列する場合、ど
れか一つの平面部の高さの面積比を大きくした方が３段
のパターンの配列が容易になる。
れか一つの平面部の高さの面積比を大きくした方が３段
のパターンの配列が容易になる。
本発明によると、中間の高さの平面部Ｂの面積比SBを
0.35〜0.5と大きくしたときに白色の０次回折光強度及
び色付きの極めて小さい解が存在するので、パターンの
寸法や隣接パターンとの隙間を極端に小さくしなくても
無理なくパターンを配列することができる等の製造上の
利点を有している。
0.35〜0.5と大きくしたときに白色の０次回折光強度及
び色付きの極めて小さい解が存在するので、パターンの
寸法や隣接パターンとの隙間を極端に小さくしなくても
無理なくパターンを配列することができる等の製造上の
利点を有している。
一方パターンの高さが大きくなると、原板製作時、成
形品では成形時にダレ及び形状不良を生じ易くなる。そ
こでパターンの高さを透過型の位相型拡散板の場合、最
大の高さdC（μｍ）を 0.7＜（nd−１）dC/0.587＜1.2 ‥‥（４） の条件を満足するように設定し、これにより白色の０次
回折光強度及び色付きを極めて小さくしている。
形品では成形時にダレ及び形状不良を生じ易くなる。そ
こでパターンの高さを透過型の位相型拡散板の場合、最
大の高さdC（μｍ）を 0.7＜（nd−１）dC/0.587＜1.2 ‥‥（４） の条件を満足するように設定し、これにより白色の０次
回折光強度及び色付きを極めて小さくしている。
一方、反射型の位相型拡散板の場合、最大の高さd
C（μｍ）が、 0.7＜2dC/0.587＜5.1 ‥‥（５） の条件を満足するように設定し、これにより白色の０次
回折光強度及び色付きを極めて小さくしている。
C（μｍ）が、 0.7＜2dC/0.587＜5.1 ‥‥（５） の条件を満足するように設定し、これにより白色の０次
回折光強度及び色付きを極めて小さくしている。
条件式（４），（５）の上限値を越えない範囲で最大
の高さdCを決めると製造上有利である。又下限値を越え
ると０次回折光の色付きが大きくなるので好ましくな
い。
の高さdCを決めると製造上有利である。又下限値を越え
ると０次回折光の色付きが大きくなるので好ましくな
い。
ここで本発明の３−レベル位相型拡散板の位相部の大
きさについて述べる。
きさについて述べる。
第１図及び第９図（Ａ）〜（Ｄ）の例では基板全面に
亙って地続きの基準面Ａに孤立した平面部Ｂ及びＣが配
設されており、第17図の例では基板全面に亙って地続き
の基準面Ｃに孤立した平面部Ａ及びＢが配設されてお
り、第18図の例では基板全面に亙って地続きの基準面Ｂ
に孤立した平面部Ａ及びＣが配設されている。
亙って地続きの基準面Ａに孤立した平面部Ｂ及びＣが配
設されており、第17図の例では基板全面に亙って地続き
の基準面Ｃに孤立した平面部Ａ及びＢが配設されてお
り、第18図の例では基板全面に亙って地続きの基準面Ｂ
に孤立した平面部Ａ及びＣが配設されている。
本発明の位相型拡散板を例えばカメラの焦点板として
使用する場合には、孤立した平面部の形状が円形の場合
にはその直径が、非対称な形状の場合には最大になる方
向の寸法が２μｍから40μｍの範囲に設定するのが良い
拡散特性が得られ、かつ製造し易いので好ましい。
使用する場合には、孤立した平面部の形状が円形の場合
にはその直径が、非対称な形状の場合には最大になる方
向の寸法が２μｍから40μｍの範囲に設定するのが良い
拡散特性が得られ、かつ製造し易いので好ましい。
一方、本発明の位相型拡散板を対物レンズの前方或は
対物レンズの内部或は対物レンズの後方近傍の様に対物
レンズの焦点面から十分離れた位置に設け（ｌ＞0.3f）
ることによりソフトフィルターとして使用する場合には
該寸法を20μｍから200μｍの範囲に設定するのが良い
ソフト効果が得られる。
対物レンズの内部或は対物レンズの後方近傍の様に対物
レンズの焦点面から十分離れた位置に設け（ｌ＞0.3f）
ることによりソフトフィルターとして使用する場合には
該寸法を20μｍから200μｍの範囲に設定するのが良い
ソフト効果が得られる。
尚、ｌは対物レンズの焦点面からフィルターまでの距
離、ｆは焦点距離である。
離、ｆは焦点距離である。
（実施例２） 本実施例では３−レベル位相型拡散板の基板の材質の
PMMAを用いた場合である。第６図に本実施例の０次回折
光の分光特性、第７図に拡散光の分光特性、第８図に０
次回折光の色度座標を示す。
PMMAを用いた場合である。第６図に本実施例の０次回折
光の分光特性、第７図に拡散光の分光特性、第８図に０
次回折光の色度座標を示す。
基板:PMMA（nd＝1.49171 νｄ＝57.4） 位相分布 段差： dB＝0.5863μｍ、dC＝1.1483μｍ 面積比： SA＝0.333、SB＝0.417、SC＝0.25 （nd−１）dB＝0.2883、（nd−１）dC＝0.5646 ０次回折光強度（白色）:2.46％ 色度座標:x10＝0.336、y10＝0.3576 以下の実施例（３）〜（９）は基板及び平面部（位相
部）の材質に石英ガラス（SiO2）を用いた場合である。
部）の材質に石英ガラス（SiO2）を用いた場合である。
（実施例３） 位相分布 段差： dB＝0.602μｍ、dC＝1.205μｍ 面積比： SA＝0.3、SB＝0.45、SC＝0.25 ０次回折光強度（白色）:0.78％ 色度座標:x10＝0.29、y10＝0.279 （実施例４） 位相分布 段差： dB＝0.628μｍ、dC＝1.257μｍ 面積比： SA＝0.3、SB＝0.425、SC＝0.275 ０次回折光強度（白色）:1.74％ 色度座標:x10＝0.344、y10＝0.303 （実施例５） 位相分布 段差： dB＝0.445μｍ、dc＝0.969μｍ 面積比： SA＝0.3、SB＝0.45、SC＝0.25 ０次回折光強度（白色）:1.81％ 色度座標:x10＝0.307、y10＝0.286 （実施例６） 位相分布 段差： dB＝0.498μｍ、dc＝1.021μｍ 面積比： SA＝0.3、SB＝0.45、SC＝0.25 ０次回折光強度（白色）:0.62％ 色度座標:x10＝0.276、y10＝0.3 （実施例７） 位相分布 段差： dB＝0.55μｍ、dC＝1.1μｍ 面積比： SA＝0.4、SB＝0.425、SC＝0.175 ０次回折光強度（白色）:2.02％ 色度座標:x10＝0.307、y10＝0.338 （実施例８） 位相分布 段差： dB＝0.471μｍ、dC＝0.943μｍ 面積比： SA＝0.37、SB＝0.43、SC＝0.2 ０次回折光強度（白色）:1.61％ 色度座標:x10＝0.359、y10＝0.29 （実施例９） 位相分布 段差： dB＝0.549μｍ、dC＝1.1μｍ 面積比： SA＝0.3、SB＝0.4、SC＝0.3 ０次回折光強度（白色）:2.8％ 色度座標:x10＝0.264、y10＝0.409 本発明に関しては透過型の３−レベル位相型拡散板だ
けでなく、反射型の位相型拡散板にも前述の条件式を適
用することが可能である。その場合、光波は拡散板の上
方から入射し、反射するものとする。
けでなく、反射型の位相型拡散板にも前述の条件式を適
用することが可能である。その場合、光波は拡散板の上
方から入射し、反射するものとする。
本発明の前述の説明中面積比は全体に対する面積比と
しているが、全体というのは必ずしも拡散板全体を意味
するものではなく、使用する光束のディメンジョン（約
0.5〜5mmφ）として取り扱ってもよい。
しているが、全体というのは必ずしも拡散板全体を意味
するものではなく、使用する光束のディメンジョン（約
0.5〜5mmφ）として取り扱ってもよい。
又、平面部（位相部）の形状にダレがある場合には位
相部の高さの中間で区切った寸法を用いている。
相部の高さの中間で区切った寸法を用いている。
３−レベル位相型拡散板の位相部形状は第１図の様な
形状のほか、第17図や第18図の様な形状も考えられ、こ
の様な形状にするとパターンの配置が容易になる。又第
１図に様な平面部Ａの平面上にいきなり高さdCの位相部
Ｃがあると製作時にダレが大きく発生するが、第17図や
第18図の様な形状にするとダレの発生が小さくすること
ができるので好ましい。
形状のほか、第17図や第18図の様な形状も考えられ、こ
の様な形状にするとパターンの配置が容易になる。又第
１図に様な平面部Ａの平面上にいきなり高さdCの位相部
Ｃがあると製作時にダレが大きく発生するが、第17図や
第18図の様な形状にするとダレの発生が小さくすること
ができるので好ましい。
パターンの配列について他の例を挙げると、第９図
（Ａ）の３−レベル位相型拡散板の位相部形状は不定型
をしたものであり、回折光の局在化を防ぎ滑らかなボケ
を実現する。ここで基準面は平面部Ａであり、実線で囲
まれた領域は平面図Ｂ、斜線部は平面部Ｃに相当してい
る。
（Ａ）の３−レベル位相型拡散板の位相部形状は不定型
をしたものであり、回折光の局在化を防ぎ滑らかなボケ
を実現する。ここで基準面は平面部Ａであり、実線で囲
まれた領域は平面図Ｂ、斜線部は平面部Ｃに相当してい
る。
第９図（Ｂ）の３−レベル位相型拡散板は基準面であ
る平面部Ａに方形の平面部Ｂ及びＣが散在しているもの
である。
る平面部Ａに方形の平面部Ｂ及びＣが散在しているもの
である。
第９図（Ｃ）の３−レベル位相型拡散板は基準面であ
る平面部Ａに円形の平面部Ｂ及びＣを散在しているもの
であるが、破線の三角形を一つの単位構造にして周期的
に配列してある。
る平面部Ａに円形の平面部Ｂ及びＣを散在しているもの
であるが、破線の三角形を一つの単位構造にして周期的
に配列してある。
第９図（Ｄ）に３−レベル位相型拡散板は基準面であ
る平面部Ａに円形の平面部Ｂ及び円形及びドーナツ状の
平面部Ｃを散在しているものであるが、破線の三角形を
一つの単位構造にして周期的に配列してある。
る平面部Ａに円形の平面部Ｂ及び円形及びドーナツ状の
平面部Ｃを散在しているものであるが、破線の三角形を
一つの単位構造にして周期的に配列してある。
（発明の効果） 本発明によれば前述の如く基板面上に所定形状の複数
の微細パターンより成る高さの異なる３種類の平面部を
設けることにより、例えば写真用カメラの焦点板として
用いた場合、次のような効果を有した焦点板を得るとが
できる。
の微細パターンより成る高さの異なる３種類の平面部を
設けることにより、例えば写真用カメラの焦点板として
用いた場合、次のような効果を有した焦点板を得るとが
できる。
（イ）０次回折光の色付きが小さいため、標準レンズに
おいて絞りを小絞りにした状態であってもファインダー
視野全面が０次回折光の色に色付く様なことがなく自然
な色を呈する良好なファインダー像を得ることができ
る。
おいて絞りを小絞りにした状態であってもファインダー
視野全面が０次回折光の色に色付く様なことがなく自然
な色を呈する良好なファインダー像を得ることができ
る。
（ロ）０次回折光の色付きが小さいため、望遠レンズの
様な瞳が合ってないレンズ系において絞りを小絞りにし
たとき色ムラを小さくすることができる。
様な瞳が合ってないレンズ系において絞りを小絞りにし
たとき色ムラを小さくすることができる。
（ハ）白色の０次回折光強度を弱くすることができるた
め、望遠レンズにおいて絞りを小絞りにした時の光量ム
ラを小さくすることができる。
め、望遠レンズにおいて絞りを小絞りにした時の光量ム
ラを小さくすることができる。
（ニ）白色の０次回折光強度を弱くすることができるた
め、望遠レンズにおいて絞りを開放した時の光量ムラ
（望遠スポット）を小さくすることができる。
め、望遠レンズにおいて絞りを開放した時の光量ムラ
（望遠スポット）を小さくすることができる。
（ホ）０次回折光の色付きが小さく、即ち拡散光の色付
きが小さいので従来のbi−レベルCADマットに比べて望
遠レンズにおいて絞りを開放にした時の色ムラを小さく
補正することができる。
きが小さいので従来のbi−レベルCADマットに比べて望
遠レンズにおいて絞りを開放にした時の色ムラを小さく
補正することができる。
第１図は本発明の３−レベルの位相型拡散板の第１実施
例の斜視図、第２図は第１図の平面図、第３図は本発明
の第１実施例の０次回折光の分光特性、第４図は第１実
施例の拡散光の分光特性、第５図は第１実施例の０次回
折光の色度座標、第６図は本発明の第２実施例の０次回
折光の分光特性、第７図は第２実施例の拡散光の分光特
性、第８図は第２実施例の０次回折光の色度座標、第９
図は（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の３−レベル位相型拡散板
のパターンの他の一実施例の概略図、第10図は従来のbi
−レベル位相型拡散板の斜視図、第11図は回折光を示す
説明図、第12図は従来のbi−レベル位相型拡散板の０次
回折光の分光特性、第13図は従来の拡散光の分光特性、
第14図は従来の０次回折光の色度座標、第15図及び第16
図は望遠レンズを装着したときの小絞り時及び開放時の
ファインダー色付きを示す説明図、第17図及び第18図は
本発明の３−レベルの位相型拡散板の位相部形状の概略
図である。 図中、１は基板、２は微細パターン、2A,2B,2Cは各々パ
ターン、A,B,Cは各々平面部（位相部）である。
例の斜視図、第２図は第１図の平面図、第３図は本発明
の第１実施例の０次回折光の分光特性、第４図は第１実
施例の拡散光の分光特性、第５図は第１実施例の０次回
折光の色度座標、第６図は本発明の第２実施例の０次回
折光の分光特性、第７図は第２実施例の拡散光の分光特
性、第８図は第２実施例の０次回折光の色度座標、第９
図は（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の３−レベル位相型拡散板
のパターンの他の一実施例の概略図、第10図は従来のbi
−レベル位相型拡散板の斜視図、第11図は回折光を示す
説明図、第12図は従来のbi−レベル位相型拡散板の０次
回折光の分光特性、第13図は従来の拡散光の分光特性、
第14図は従来の０次回折光の色度座標、第15図及び第16
図は望遠レンズを装着したときの小絞り時及び開放時の
ファインダー色付きを示す説明図、第17図及び第18図は
本発明の３−レベルの位相型拡散板の位相部形状の概略
図である。 図中、１は基板、２は微細パターン、2A,2B,2Cは各々パ
ターン、A,B,Cは各々平面部（位相部）である。
Claims (3)
- 【請求項１】基板面上に基準面を含め全体として３種類
の高さより成る微細な平面部を複数個設け、該平面部を
利用して入射光束に所定の位相差を付与することにより
回析又は／及び散乱させ所望の拡散特性を得る際、該平
面部側を上に向けたときの高さの低い平面部から順にA,
B,Cとし、該平面部Ａを基準としたときの平面部Ｂの高
さをdB、平面部Ｃの高さをdC、該平面部A,B,Cの全体に
対する面積比を各々SA,SB,SC（SA＋SB＋SC＝１）とした
とき 1.6＜dC/dB＜2.5 0.35＜SB＜0.5 なる条件を満足することを特徴とする位相型拡散板。 - 【請求項２】前記位相型拡散板を透過型より構成し、前
記平面部Ｃの高さをdC（μｍ）、ｄ線（波長0.587μ
ｍ）に対する位相部の屈折率をndとしたとき 0.7＜（nd−１）dC/0.587＜1.2 なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の位
相型拡散板。 - 【請求項３】前記位相型拡散板を反射型より構成し、前
記平面部Ｃの高さをdC（μｍ）としたとき 0.7＜2dC/0.587＜5.1 なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の位相型拡散板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047966A JP2586131B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 位相型拡散板 |
| US07/482,812 US5089835A (en) | 1989-02-28 | 1990-02-21 | Phase-type diffusing plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047966A JP2586131B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 位相型拡散板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02226202A JPH02226202A (ja) | 1990-09-07 |
| JP2586131B2 true JP2586131B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=12790075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1047966A Expired - Fee Related JP2586131B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 位相型拡散板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586131B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005124400A1 (ja) * | 2004-06-16 | 2008-04-10 | 株式会社ニコン | 回折型拡散素子及び照明装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5741621A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-08 | Minolta Camera Co Ltd | Bilevel phase grating type focal plane |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1047966A patent/JP2586131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02226202A (ja) | 1990-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |