JPH01302332A - 位相型焦点板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は位相型焦点板に関し、特に写真用カメラやビデ
オカメラ等において物体像を形成するピント板として用
いる際に好適な所定の拡散特性を有した位相型焦点板に
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凸部や凹部より成る
所定形状のパターンを複数個形成し、通過光束に面積的
に位相差を与えて所望の拡散特性を持たせた位相型焦点
板が種々と提案されてい′る。

例えば特開昭６２−２６９１２７号公報では第５図（Ａ
）、（Ｂ）に示すように基板５１面上に山５３と谷５４
から成る微少単位パターン５２を規則的に繰り返し配列
した位相型焦点板を提案している。

同公報の焦点板は微少単位パターンを０とπのパイレベ
ルで位相差をつけている為、凸状の厚さが掻く薄くなり
、作製が難しくなり、又可視領域では所定の単一波長に
ついてのみしか所望の拡散特性が得られない等の問題点
があった。

又、特公昭６０−５３８４１号公報では第６図（Ａ）　
、　（Ｂ）に示すように基板面６１上をＭ行×Ｎ列の基
板目状に分割した個々の領域６２に０　　、　−ｘｉ　
　、　　−ｘ２　　、・・・（Ｋ２Ｓ）Ｋ　　　　　　
　　　　　Ｋ なる複数の位相レベルの内、ある値を割り当てるという
位相レベル配列をランダムにした焦点板を提案している
。

同公報の焦点板は０〜２πの位相差を６等分程度に分割
している為、段差の制御に要する結反が厳しくなるとい
う問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は光学的に透明な基板面上に凸部又は／及び凹部
の所定形状のパターンより成る単位パターン領域を複数
個規則的に設けることにより、入射光に対して回折現象
を抑えつつ広い波長範囲にわたり所望の拡散特性の得ら
れる写真用カメラやビデオカメラ等の焦点板として好適
な位相型焦点板の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 光学的に透明な基板面上に、該基板と同じ若しくは異っ
た材質の凸部又は／及び凹部の所定形状の微少パターン
より成る単位パターン領域を複数個規則的に配置する際
、該凸部の頂面又は凹部の底面と該基板面との段差が全
体的に３段階となるように構成し、該基板面を通過する
所定波長の光束の位相差を基準にし、他の２つの段差面
を通過する該光束の位相差を各々θ２．θ１としたとき
θ２　〉　θ１＞０　　　−−−−−−・・・（１）な
る条件を満足することである。

（実施例） 第１図（Ａ）は本発明の第１実施例の単位パターン領域
内の平面図、第１図（Ｂ）は第１図のＡ−Ａ断面図であ
る。

同図において１は光学的に透明な基板、ｌＯは単位パタ
ーン領域、２は凸部より成る円形状の微細パターンであ
り基板１と同一の材質より成っている。

凸部２は第１図（Ｂ）に示すように基板面１ａに対して
２つの段差面２ｂ、２ｃより成り、′全体として３段階
となるようにして通過光束に対して各々異った位相差が
生じるように構成されている。

又、本実施例では凸部２の円形状の微細パターンより成
る単位微細パターン領域！０を基板１面上に複数個規則
的に形成している。そして各段差面１ａ、ｌｂ、ｌｃを
通過する光束に対して所定の位相差を与え、即ち面積的
に所定の位相差を与えて光散乱を起こさせ、これにより
所望の拡散特性を有した位相型焦点板を得ている。

特に本実施例では第１図（Ｂ）に示すように凸部２の段
差面１ｂ、ｌｃと基板１の面１ａとの段差ｆｆ１ｄに基
づく位相差θ１．θ２が該焦点板に入射させる光の使用
波長域を３００〜７００ｎｍ程度としたときの任意波長
をλとしたとき、条件式（１）を満足するように各要素
を設定している。

一方、波長λの光を入射させたときの凸部の微細パター
ンを制御し、所望の拡散特性を得る為には、段差量ｄ、
凸部２の材質の屈折率ｎをを満足するように設定するこ
とが必要である。

本実施例では（２）式を満足させつつ第１図（Ａ）の円
形状パターン２の大きさを１〜７μｍ程度としている。

これにより所望の拡散特性を容易に得ている。

又、本実施例では前記位相差θ２．θ１を波長３００〜
７００ｎｍのうちの任意波長をλとしたとさ θ２＝２θ１＝ｎλ　（ｎ＝１．２．−）・・・・・・
・・・・・・・・・（３）を満足するように前記微少パ
ターンを構成している。

次に本実施例において基板１及び凸部２の材質にアクリ
ル（ｎ　ｄ　＝　１．４９１７１　、　ｖ　ｄ　＝　５
７．４）を用い、使用波長λ＝５００ｎｍ、３つの段差
面ｌａ、ｌｂ、！ｃにおける位相差を（３）式より各々
０、θ１＝１．５λ、θ２＝３λとしたとき各段差面で
の各波長における位相差を（２）式より求めた結果を表
−１に示す。

尚、本実施例において段差ｉｄは製作上及び所望の拡散
特性を効果的に得る為には０．２μｍ〜１０μｍの範囲
内に設定するのが良い。

表−１ 又、第２図に表−１に示した各波長での位相差（ｎ−１
）ｄの分布を示す。同図に示すように本実施例では各段
差面における位相差を貯述の如く適切に設定することに
より波長３００〜７００ｎｍの範囲内において複数の波
長において所望の拡散特性が得られるようにしている。

尚、本実施例において単位パターン領域１０は一辺の長
さをＳとしたとき ３０μｍ　　≦　Ｓ　≦　５０　ｐ　ｍ　　−−−−−
−（４）の範囲内の正方形、長方形等の多角形状で構成
するのが製作上及び所定の拡散特性を効果的に得るのに
好ましい。

本実施例において基板面上に所定形状の凸部を設ける方
法としては、例えば微少単位パターンとそれが配置され
る基板とをプラスチック等で一体成形したり、又はガラ
ス等の基板面上に微少単位パターンを蒸着するようにし
ても良い。

尚、本実施例において基板と凸部の材質は必ずしも同一
である必要はなく異った材質より構成しても良い。ただ
基板と凸部の材質の屈折率を等しくすると界面での反射
率が少なくなり良好なる光学性能が容易に得られるので
好ましい。

本実施例では基板面上に凸部より成る微細パターンを規
則的に形成した場合を示したが凸部の代わりに凹部な規
則的に設けても良く、又双方を混在させて設けても良い
。更に異りだ寸法の凸部と凹部な混在させて形成しても
良い。

第３図（Ａ）、第４図は各々本発明の第２゜第３実施例
の平面図である。

第３図（Ａ）に示す実施例では基板１面上に四角形状と
円形状とを組合わせて微細パターンを形成している。尚
同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

第４図に示す実施例では基板１面上に一辺の長さＳが（
４）式を満足する正方形の単位パターン領域１０を複数
個規則正しく配列し、該単位パターン領域１０内に位相
差が３段階となる円形の凸部又は／及び凹部の微少パタ
ーン２を不規則に配置している。

本実施例では周期構造からの回折の影習を少なくし、特
に撮影系で得られる像に色ずれが生じないようにしてい
る。

この他本実施例においては微細パターンの形状は多角形
状等どのような形状であっても適用可能である。

（発明の効果） 本発明によれば透明な基板面上に前述の条件を満足する
凸部又は／及び凹部の微細パターンより成る単位パター
ン領域を複数個、規則的に設けることにより、入射光の
うち所定の波長域の光束に対して効果的に所望の拡散特
性を有した製作容易な写真用カメラやビデオカメラ等に
好適な位相型焦点板を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明の第１実施例の平面
図と断面図、第２図は本発明に係る焦点板の効果を示す
説明図、第３図（Ａ）、第４図は本発明の第２．第３実
施例の平面図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の断面図、
第５図（Ａ）、（Ｂ）　、第６図（Ａ）　、　（ロ）は
従来の位相型焦点板の平面図と断面図である。 図中、１は基板、１０は単位パターン領域、２は微細パ
ターンである。 特許出願人　　キャノン株式会社 ビ」 夷　　　１　　　　図 （Ａ） （Ｂ） も　　　２　　　　図 購　　　３　　　目 （Ａ） （Ｊ３．） 弔　　　５　　　　図 （△） （Ｂ） ／／　／／　　／／り 舅　　　６　　　　図 （Ａ）　　　　　　　　　　６２ （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光学的に透明な基板面上に、該基板と同じ若しくは異
   った材質の凸部又は／及び凹部の所定形状の微少パター
   ンより成る単位パターン領域を複数個規則的に配置する
   際、該凸部の頂面又は凹部の底面と該基板面との段差が
   全体的に３段階となるように構成し、該基板面を通過す
   る所定波長の光束の位相差を基準にし、他の２つの段差
   面を通過する該光束の位相差を各々θ２、θ１としたと
   きθ２＞θ１＞０ なる条件を満足することを特徴とする位相型焦点板。 （２）前記位相差θ２、θ１を波長３００〜７００ｎｍ
   のうちの任意波長をλとしたときθ２＝２θ１＝ｎλ（
   ｎ＝１、２、・・・）を満足するように前記微少パター
   ンを構成したことを特徴とする請求項１記載の位相型焦
   点板。 （３）前記単位パターン領域の一辺の長さをＳとしたと
   き ３０μｍ≦Ｓ≦５０μｍ なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
   求項１記載の位相型焦点板。