JP7193304B2 - 光源システム、光学回折素子製造方法、および測距システム、ならびに光学回折素子 - Google Patents
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Description
本開示の一実施の形態に係る光学回折素子製造方法では、0次光を低減可能な光学回折素子が製造される。
1.第1の実施の形態
1.0 比較例(図1~図3)
1.1 第1の実施の形態に係る光源システムおよび測距システムの構成および動作(図4~図5)
1.2 第1の実施の形態に係る光学回折素子製造方法(図6)
1.3 第1の実施の形態に係る光学回折素子の変形例(図7~図8)
1.4 効果
2.第2の実施の形態(図9)
3.その他の実施の形態
本開示の技術は、例えば、CCD(Charged Coupled Devices)センサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどのCSP(Chip Size Package)固体撮像素子と、被写体の距離を測るための回折光を照射する光源システムとを備える測距システムに関する。本開示の光源システムおよび測距システムは、例えば、デジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、車載カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、およびカメラ付き移動体端末装置などの電子情報機器に適用可能である。また、本開示の光源システムおよび測距システムは、生体認証装置や検査装置に適用可能である。
特許文献2(特開2015-115527号公報)、および特許文献3(特開2015-132546号公報)には、一般的な測距を行うための実施例が開示されているが、前述の0次光成分による光の強度の問題を解決する技術は記載されていない。特許文献1(特開2013-190394号公報)に記載の技術では、固体撮像装置を2台有し、0次光成分による光の強度の回避は可能であるが、固体撮像装置を2つ有することにより高価になるという問題がある。また、特許文献1に記載の技術では、ランダムパターンの光を照射するために、反射光を2台の固体撮像装置で撮像後、画像データから距離を測定するには解析に時間がかかり、生体認証に必要な即時性が失われる問題がある。
図4は、本開示の第1の実施の形態に係る光源システムおよび測距システムの一構成例を概略的に示している。図5は、第1の実施の形態に係る光学回折素子2の断面構成例および平面構成例を概略的に示している。なお、以下では、上記比較例に係る光源システムおよび測距システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図6は、光学回折素子2の製造方法の一例を示している。
以上で説明した製造方法において、0次光補正部24を形成する際に、UV硬化樹脂41に代えて、熱硬化樹脂とのハイブリッド硬化樹脂を用いてもよい。
図7は、第1の実施の形態の第1の変形例に係る光学回折素子2Aの断面構成例および平面構成例を概略的に示している。図8は、第1の実施の形態の第2の変形例に係る光学回折素子2Bの断面構成例および平面構成例を概略的に示している。
以上説明したように、第1の実施の形態に係る光源システムおよび測距システムによれば、0次光補正部を有する光学回折素子を備えるようにしたので、回折格子部で発生した0次光L0の強度を低減することが可能となる。これにより、0次光L0の強度を有効に調整することによって、高精度の測距が可能となる。これにより、例えば、高精度の生体認証を行うことが可能となる。
次に、本開示の第2の実施の形態に係る光源システム、および測距システムについて説明する。なお、以下では、上記第1の実施の形態に係る光源システム、および測距システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
以下の構成の本技術によれば、0次光の強度を低減することが可能となる。また、0次光の強度を低減させる光学回折素子を製造することが可能となる。
光を発する光源と、
一方の面に形成され、前記光源からの光が入射する所定パターンの開口を有し、入射した光に基づいて回折光を生成する回折格子部と、前記一方の面に対向する他方の面における、前記光源からの光の入射方向から見て前記開口に対応する領域の少なくとも一部の領域に形成され、前記回折格子部で発生した0次光を低減する0次光補正部とを含む光学回折素子と
を備える
光源システム。
(2)
前記光源と前記光学回折素子との間に配置され、前記光源からの光を平行光となるように補正する補正レンズ、
をさらに備えた
上記(1)に記載の光源システム。
(3)
前記0次光補正部は、UV硬化樹脂によって形成されている
上記(1)または(2)に記載の光源システム。
(4)
前記所定パターンは、円孔状、線状、およびランダム状のうち、いずれか1つである
上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の光源システム。
(5)
前記UV硬化樹脂は、前記回折格子部を通過したUV光が照射されることにより硬化されている
上記(3)に記載の光源システム。
(6)
前記光学回折素子は、前記回折格子部と前記0次光補正部との間に配置された基板を含む
上記(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の光源システム。
(7)
基板の一方の面に、遮光部材を所定のパターンで形成する工程と、
前記基板における前記一方の面に対向する他方の面に、液体のUV硬化樹脂を接触させる工程と、
前記基板に、前記一方の面側からUV光を照射する工程と、
前記基板における前記他方の面を洗浄する工程と
を含む
光学回折素子製造方法。
(8)
前記UV光を照射する工程は、
前記他方の面に接触させた前記液体のUV硬化樹脂を硬化させる工程、を含む
上記(7)に記載の光学回折素子製造方法。
(9)
光を発する光源と、
一方の面に形成され、前記光源からの光が入射する所定パターンの開口を有し、入射した光に基づいて回折光を生成する回折格子部と、前記一方の面に対向する他方の面における、前記光源からの光の入射方向から見て前記開口に対応する領域の少なくとも一部の領域に形成され、前記回折格子部で発生した0次光を低減する0次光補正部とを含む光学回折素子と、
前記光学回折素子から射出され、被写体に照射された前記回折光の反射光を撮像して画像データを生成する撮像部と、
前記画像データに基づいて、前記被写体までの距離を算出する距離算出部と
を備える
測距システム。
(10)
基板と、
前記基板の一方の面に形成され、光が入射する所定パターンの開口を有し、入射した光に基づいて回折光を生成する回折格子部と、
前記一方の面に対向する前記基板の他方の面における、光の入射方向から見て前記開口に対応する領域の少なくとも一部の領域に形成され、前記回折格子部で発生した0次光を低減する0次光補正部と
を含む
光学回折素子。
Claims (10)
- 光を発する光源と、
一方の面に形成され、前記光源からの光が入射する所定パターンの開口を有し、入射した光に基づいて回折光を生成する回折格子部と、前記一方の面に対向する他方の面における、前記光源からの光の入射方向から見て前記開口に対応する領域の少なくとも一部の領域に形成され、前記回折格子部で発生した0次光を低減する0次光補正部とを含む光学回折素子と
を備える
光源システム。 - 前記光源と前記光学回折素子との間に配置され、前記光源からの光を平行光となるように補正する補正レンズ、
をさらに備えた
請求項1に記載の光源システム。 - 前記0次光補正部は、UV硬化樹脂によって形成されている
請求項1に記載の光源システム。 - 前記所定パターンは、円孔状、線状、およびランダム状のうち、いずれか1つである
請求項1に記載の光源システム。 - 前記UV硬化樹脂は、前記回折格子部を通過したUV光が照射されることにより硬化されている
請求項3に記載の光源システム。 - 前記光学回折素子は、前記回折格子部と前記0次光補正部との間に配置された基板を含む
請求項1に記載の光源システム。 - 基板の一方の面に、遮光部材を所定のパターンで形成する工程と、
前記基板における前記一方の面に対向する他方の面に、ND(Neutral Density)または黒色となるように着色された液体のUV硬化樹脂を接触させる工程と、
前記基板に、前記一方の面側からUV光を照射する工程と、
前記基板における前記他方の面を洗浄する工程と
を含む
光学回折素子製造方法。 - 前記UV光を照射する工程は、
前記他方の面に接触させた前記液体のUV硬化樹脂を硬化させる工程、を含む
請求項7に記載の光学回折素子製造方法。 - 光を発する光源と、
一方の面に形成され、前記光源からの光が入射する所定パターンの開口を有し、入射した光に基づいて回折光を生成する回折格子部と、前記一方の面に対向する他方の面における、前記光源からの光の入射方向から見て前記開口に対応する領域の少なくとも一部の領域に形成され、前記回折格子部で発生した0次光を低減する0次光補正部とを含む光学回折素子と、
前記光学回折素子から射出され、被写体に照射された前記回折光の反射光を撮像して画像データを生成する撮像部と、
前記画像データに基づいて、前記被写体までの距離を算出する距離算出部と
を備える
測距システム。 - 基板と、
前記基板の一方の面に形成され、光が入射する所定パターンの開口を有し、入射した光に基づいて回折光を生成する回折格子部と、
前記一方の面に対向する前記基板の他方の面における、光の入射方向から見て前記開口に対応する領域の少なくとも一部の領域に形成され、前記回折格子部で発生した0次光を低減する0次光補正部と
を含む
光学回折素子
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