JPH06300905A - 光散乱面を有する光学部品及びその製造方法 - Google Patents

光散乱面を有する光学部品及びその製造方法

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JPH06300905A
JPH06300905A JP5087111A JP8711193A JPH06300905A JP H06300905 A JPH06300905 A JP H06300905A JP 5087111 A JP5087111 A JP 5087111A JP 8711193 A JP8711193 A JP 8711193A JP H06300905 A JPH06300905 A JP H06300905A
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JP
Japan
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focusing screen
fine particles
manufacturing
photosensitive material
optical component
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JP5087111A
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Shinichi Tsukada
信一 塚田
Makiko Ooyamaguchi
まき子 大山口
Masami Masuko
正美 益子
Katsuhiro Kusaka
勝博 日下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】凹凸面に微細な不規則凹凸を有する光散乱面を
有する光学部品、特にマイクロレンズ状曲面に従来法に
よる場合より微細な不規則凹凸を形成した焦点板をマス
ク法を用いて容易に製造する方法を提供する。 【構成】凹凸が15μm〜30μmのピッチで配列さ
れ、該凹凸面に0.2μm〜2.0μmの径の微細な凹
形状並びに凸形状を有することを特徴とする光散乱面を
有する光学部品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、入射光を散乱する表
面を有する光学部品、特に、カメラの焦点板として好適
に用いられる光学部品及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多数のマイクロレンズあるいはマイクロ
レンズ状曲面を規則的に配列した焦点板は、よく知られ
ている(図2に部分断面図を示す)。特開昭57−14
8728号公報には、マスク法によるこのような焦点板
の製造方法が開示されている。このような焦点板は、明
るく、ザラツキ感がないといった長所がある反面、ボケ
味が不自然、フレネルレンズとモワレを起こす(通常カ
メラの焦点板は片面が散乱面(マイクロレンズ配列
面)、もう片面がフレネルレンズ面で構成される)とい
った欠点がある。このような欠点を解消するために、マ
イクロレンズあるいはマイクロレンズ状曲面に、さらに
微細な不規則凹凸が付加された焦点板が、特開昭52−
27634、特開昭57−13401、特開昭60−1
14834号公報等に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来法によるマ
イクロレンズ状曲面にさらに微細な不規則凹凸を形成し
た焦点板の製造法では、まず、マイクロレンズ状曲面を
形成し、次に、微細な不規則凹凸を形成するので、製造
工程が2段階となってしまう。更に、微細な不規則凹凸
の形成においては、製造条件から凸形状あるいは凹形状
のいずれか一方のみが付与されるものであり、凸形状や
凹形状の大きさを特定の大きさに設定することや、5μ
m以下の超微小なものを成形することは困難であった。
【0004】本発明の目的は、光散乱面を有する光学部
品、特にマイクロレンズ状曲面に、従来法による場合に
比較してより微細な不規則凹凸を形成した焦点板を提供
することにある。また、本発明の他の目的は、これらを
マスク法を用いて1段階で容易に製造する方法を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の一態様によれば、凹凸が15μm〜30μ
mのピッチで配列される凹凸面を有し、該凹凸面に0.
2μm〜2.0μmの径の微細な凹形状並びに凸形状を
有することを特徴とする光散乱面を有する光学部品が提
供される。
【0006】光散乱面を有する光学部品とは、主として
カメラの焦点板などであるが、凹凸曲面にさらに微細な
凹形状と凸形状が形成されることにより、入射光を有効
に制御する光学部品が対象となる。
【0007】上記光散乱面を有する光学部品は、パター
ンを有するマスク原板を、基板上に塗布された感光材料
の表面に近接させて、露光し現像して、前記感光材料表
面に露光量に応じた凹凸を形成し、該凹凸を金型に写し
取り、該金型の凹凸を光学材料に転写することにより、
凹凸が配列した光散乱面を有する光学部品を製造する方
法において、前記感光材料中に微細粒子を分散させてお
くことにより製造することができる。
【0008】本発明は、また、マイクロレンズ状曲面が
15μm〜30μmのピッチで配列され、該マイクロレ
ンズ状曲面上に0.2μm〜2.0μmの径の微細な凹
形状並びに凸形状を有することを特徴とする焦点板を提
供する。
【0009】上記焦点板は、複数の円形パターンを配列
したマスク原板を、基板上に塗布された感光材料の表面
に近接させて、露光し現像して、前記感光材料表面に露
光量に応じた凹凸を形成し、該凹凸を金型に写し取り、
該金型の凹凸を光学材料に転写することにより、マイク
ロレンズ状曲面が配列した焦点板を製造する方法におい
て、前記感光材料中に微細粒子を分散させておくことに
より製造することができる。
【0010】
【作用】本発明によれば、マスク法において感光材料中
に微細粒子を分散させておくため、露光、現像後、感光
材料の表面には、マスクのパターンに応じた凹凸曲面が
形成されると同時に、その曲面上に微細粒子が表面に現
れた凸形状や微細粒子が剥がれ落ちた凹形状が不規則に
形成される。このため一工程で、凹凸曲面とその曲面上
の微細凹形状と微細凸形状とを容易に形成できる。そし
て、粒径の非常に小さい微細粒子を用いることにより、
これに対応して、従来法に比較して凹凸曲面上の微細凹
凸をより小さいものとして形成できる。更に、使用する
微細粒子の粒径により微細凹凸の大きさを設定可能であ
るとともに、微細凹形状と微細凸形状の双方を付与する
ことができる。
【0011】
【実施例】以下に、焦点板を例として、図面に従って、
本発明の実施例を詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明に係る焦点板の一例の部分
断面図である。図2は、従来のマスク法によるマイクロ
レンズ状曲面4のみからなる焦点板の部分断面図であ
る。
【0013】本実施例の焦点板は、マイクロレンズ状曲
面1に、不規則な微細凹形状2並びに微細凸形状3が形
成されている。
【0014】凹凸面として形成される図1のマイクロレ
ンズ状曲面1は、その配列ピッチPが、 15μm≦P≦30μm となるように形成する。また、微細凹形状2及び凸形状
3は、径が0.2μm〜2.0μmに形成する。
【0015】焦点板は、次のようにして製造する。ま
ず、例えば、ガラス等の基板9上に、微細粒子を分散し
た感光材料(レジスト)8を塗布する。感光材料として
は、ノボラック系ポジ型フォトレジストなどの一般的レ
ジストを用いることができる。感光材料中に分散させる
微細粒子としては、分散性のよい非凝集性の粒子、特
に、中空粒子を使用するのが望ましい。分散性の不十分
な通常の微細粒子、例えば、シリカゾルのように単一材
質できた微細粒子では、2次粒子、3次粒子までにしか
再分散ができず、従って、分散粒子の径が数十μmの大
きさになってしまうからである。中空粒子としては、例
えば、無機化合物の中空粒子あるいはポリマーの中空粒
子であり、より望ましくは、高度に架橋された内層と極
性を制御できる表層の2層構造からなる架橋ポリマー中
空粒子を用いる。架橋ポリマー中空粒子としては、例え
ば、日本合成ゴム(株)からJSR中空粒子として市販
されているアクリル−スチレン系のポリマー粒子があ
る。これは、レジスト溶剤との相溶性が良く、簡単に1
次粒子にまで均一分散する。
【0016】なお、微細粒子の1次粒子径は、あまり小
さいとマイクロレンズ状曲面に形成される凸形状と凹形
状が小さくなりすぎて、光散乱効果が小さくなってしま
う。一方、レジストの膜厚が、一般的には、3〜4μm
程度であることを考慮すると、微細粒子の1次粒子径
は、0.2μm〜2.0μmの範囲である。露光時の露
光ムラを生じないためには、望ましくは、0.2μm〜
1.0μmの範囲である。
【0017】微細粒子をレジストに分散させるときに、
微細粒子の径が一定のものを使用してもよいし、異なる
大きさの径の混合粒子を用いてもよい。微細粒子は、レ
ジスト100重量部に対して0.1〜5重量部の割合で
配合したものを用いる。配合量によって、微細凹形状と
微細凸形状の分布密度を適宜調整できる。
【0018】次に、図3に示すマスク4を用いて、図4
に示す配置で露光する。マスク5は、円形のパターン6
を規則的に配列したものである。基板9上に塗布され
た、微細粒子7が分散したレジスト8の上部に、マスク
5を配置し、その上から露光光線10を照射する。この
とき、マスク5のパターン6に比べて微細粒子7の大き
さが十分小さければ、微細粒子7は、露光にほとんど影
響を与えない。
【0019】通常、レジストワークでは、レジスト塗
布、露光現像後の熱処理を行うが、上述の架橋された中
空ポリマー粒子は、この熱に耐えるように高度に架橋さ
れている。
【0020】図5は露光後現像したレジストの部分断面
図である。レジスト8の表面には、マスク5のパターン
6に応じたマイクロレンズ状曲面1と、その曲面上に微
細粒子7が表面に現れた凸形状11および微細粒子が剥
がれ落ちた凹形状12とが、不規則に多数形成される。
このレジスト表面の凹凸を、電鋳により金型に写し取
り、母型を作製する。この母型を用いて、射出成形等に
より焦点板を成形する。成形された焦点板は、図1のよ
うな断面を有するものとなる。
【0021】次に、より具体的な実施例について、説明
する。 (実施例1)ノボラック系ポジ型フォトレジスト溶液
(日本合成ゴム(株)製のPFR3650)100gに
対して、平均粒径0.35μmの架橋スチレン−アクリ
ル中空粒子(日本合成ゴム(株)製のSX863
(P))を0.5g分散させた溶液を用意した。この溶
液を、3mm厚のφ72mmのガラス基板の上に、3.
8μmの厚さにスピンナで塗布した後、図3に示すよう
な、直径が17μmの円形パターンを有するマスクを用
いて、図4に示す配置で露光した。
【0022】露光後現像すると、レジスト表面は、マス
クの円形パターンに応じた規則的に配列された凹凸のピ
ッチが20μmのマイクロレンズ状曲面が形成され、そ
の曲面上のところどころに微細粒子が表面に現れた凸形
状や微細粒子が剥がれ落ちた凹形状が不規則に形成され
ていた。この表面の凹凸を電鋳により金型に写し取り、
母型を作製した。この母型を用いて、射出成形によりア
クリル樹脂製の焦点板を成形した。この焦点板の表面を
光学顕微鏡により観察したところ、マイクロレンズ状曲
面のところどころに、平均径約0.35μmの凹形状と
凸形状が、不規則に無数確認された。
【0023】なお、本実施例では焦点板について説明し
たが、本発明の光学部品は焦点検出装置の素子前の一次
結像面の近傍に配置して使用することもできる。これに
より、素子上の像は均一になり検出精度が向上する。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、凹凸面に微細な不規則
凹凸を有する光散乱面を有する光学部品、特に、マイク
ロレンズ状曲面に微細な不規則凹凸を形成した焦点板を
マスク法を用いて1工程で容易に製造することができ、
微細な不規則凹凸は、従来法による場合に比べてさらに
微細なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる焦点板の拡散面の部分断面図で
ある。
【図2】マイクロレンズ状曲面を配列した従来の焦点板
の拡散面の部分断面図である。
【図3】本発明による焦点板の製造において用いるマス
クのパターンを示す説明図である。
【図4】本発明による焦点板の製造においてレジストへ
の露光時の配置を示す説明図である。
【図5】図4の配置で露光後現像されたレジストの表面
の部分断面図である。
【符号の説明】
1 焦点板表面のマイクロレンズ状曲面 2 微細凹形状 3 微細凸形状 4 従来の焦点板表面のマイクロレンズ状曲面 5 マスク 6 パターン 7 微細粒子 8 レジスト 9 基板 10 露光光線 11 微細粒子が表面に現れた凸形状 12 微細粒子が剥がれ落ちた凹形状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 勝博 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】凹凸が15μm〜30μmのピッチで配列
    される凹凸面を有し、該凹凸面に0.2μm〜2.0μ
    mの径の微細な凹形状並びに凸形状を有することを特徴
    とする光散乱面を有する光学部品。
  2. 【請求項2】請求項1記載の光散乱面を有する光学部品
    が焦点板であり、マイクロレンズ状曲面が15μm〜3
    0μmのピッチで配列され、該マイクロレンズ状曲面上
    に0.2μm〜2.0μmの径の微細な凹形状並びに凸
    形状を有することを特徴とする焦点板。
  3. 【請求項3】パターンを有するマスク原板を、基板上に
    塗布された感光材料の表面に近接させて、露光し現像し
    て、前記感光材料表面に露光量に応じた凹凸を形成し、
    該凹凸を金型に写し取り、該金型の凹凸を光学材料に転
    写することにより、凹凸が配列した光散乱面を有する光
    学部品を製造する方法において、 前記感光材料中に微細粒子を分散させておくことを特徴
    とする光散乱面を有する光学部品の製造方法。
  4. 【請求項4】光散乱面を有する光学部品が焦点板である
    請求項3記載の光散乱面を有する光学部品の製造方法。
  5. 【請求項5】複数の微細パターンを配列したマスク原板
    を、基板上に塗布された感光材料の表面に近接させて、
    露光し現像して、前記感光材料表面に露光量に応じた凹
    凸を形成し、該凹凸を金型に写し取り、該金型の凹凸を
    光学材料に転写することにより、マイクロレンズ状曲面
    が配列した焦点板を製造する方法において、 前記感光材料中に微細粒子を分散させておくことを特徴
    とする焦点板の製造方法。
  6. 【請求項6】微細粒子が感光材料中で凝集しにくい性質
    の粒子であることを特徴とする請求項5記載の焦点板の
    製造方法。
  7. 【請求項7】微細粒子が中空粒子であることを特徴とす
    る請求項6記載の焦点板の製造方法。
  8. 【請求項8】微細粒子が架橋されたポリマー中空粒子で
    あることを特徴とする請求項7記載の焦点板の製造方
    法。
  9. 【請求項9】微細粒子が架橋されたアクリル−スチレン
    系のポリマー中空粒子であることを特徴とする請求項8
    記載の焦点板の製造方法。
  10. 【請求項10】焦点板のマイクロレンズ状曲面が15μ
    m〜30μmのピッチで配列されたものであることを特
    徴とする請求項5記載の焦点板の製造方法。
  11. 【請求項11】感光材料中に分散させておく微細粒子の
    1次粒子径が0.2μm〜2.0μmの範囲であること
    を特徴とする請求項5記載の焦点板の製造方法。
JP5087111A 1993-04-14 1993-04-14 光散乱面を有する光学部品及びその製造方法 Withdrawn JPH06300905A (ja)

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