JPH10221514A - 位相型回折格子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の台形形状の断面を有する位相格子の高
次回折光成分を低減化し、低空間周波数領域におけるＭ
ＴＦの低下を少なくした位相型回折格子を提供する。 【解決手段】 格子面側に台形波断面形状を有する位相
型回折格子であって；該台形波の台形係数（Ｂ／Ａ）が
０．００６≦Ｂ／Ａ＜１（Ａ：前記台形波に外接する
「完全な台形」と、該「完全な台形」に内接する「サイ
ンカーブ」との面積の差、Ｂ：該「完全な台形」と「台
形波」との面積の差）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光学的ロー
パスフィルタ（low-pass filter）として有用な位相型
回折格子、および該回折格子の製造法に関する。本発明
の回折格子は、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、デジ
タルカメラ等の光学デバイスにおいて、ＣＣＤ等の撮像
素子を用いて画像を離散的に得る際に生じるエリアシン
グ（波形歪み）を防止するための光学的ローパスフィル
タとして、特に好適に使用可能である。

【０００２】

【従来の技術】−般に、離散的な（discrete）画素構成
をとるＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子を用いたテレビ
カメラ等の光学デバイスにおいては、画像情報を光学的
に空間サンプリングして出力画像を得ている。

【０００３】この空間サンプリングにおいて、被写体に
サンプリング周波数を超える高空間周波数成分が含まれ
ている場合、被写体が本来有していない色合いや構造等
に対応する「偽信号」が発生する現象が知られている。
すなわち、撮像素子では採取できない高空間周波数成分
（ナイキスト（Nyquist）周波数を超える空間周波数成
分）は画像情報として再現することは出来ないため、エ
リアシングが発生し、このエリアシングが、撮影画像に
モアレ縞、偽色等を発生させる原因となる。

【０００４】撮影画像のこのようなモアレ縞、偽色等の
発生を抑制するため、従来より、光学的ローパスフィル
タを撮像系（ＣＣＤの前）に配置して、被写体の高空間
周波数成分を制限することにより、画質の改善が行われ
て来た。該光学的ローパスフィルタとしては水晶の複屈
折を利用したものが多用されて来たが、水晶板を用いた
場合、装置コストが高くなる等の問題がある。

【０００５】このため、透明なガラスまたはプラスチッ
ク板の上に、光の波長程度の深さの凹凸を有する位相型
回折格子を形成し、該回折格子の回折効果を利用して光
学的ローパスフィルタとして用いることが行われてお
り、その伝達特性（ModulationTransfer Function、Ｍ
ＴＦ）については、文献 APPLIED OPTICS Vol.１１、N
o.１１、p.２４６３−２４７２（１９７２）；Journal
of the SMPTE Vol.８１、p.２８２−２８５等に開示さ
れている。

【０００６】位相格子を利用した光学的ローパスフィル
タのＭＴＦ伝達特性に関しては、低空間周波数領域にお
けるＭＴＦ値が画像の再現性の点から重要であり、該低
空間周波数領域におけるＭＴＦ値が大きい方が、再現さ
れた画像のコントラストに好影響を与えることが知られ
ている。

【０００７】一方、位相格子の形状とＭＴＦ値との関係
では、これまでに、矩形波、三角波、台形波、正弦波等
の断面形状を有する位相格子の形状におけるＭＴＦにつ
いて、報告がなされている（前述した文献：APPLIED OP
TICS Vol.１１、No.１１、p.２４６３−２４７２（１
９７２）；Journal of the SMPTE Vol.８１、p.２８２
−２８５を参照）。

【０００８】上記した正弦波状の位相格子は、０次、±
１次回折光までの回折光しか射出せず、低域のＭＴＦが
前述の種々の断面形状の中で最も大きなものである。し
かしながら、断面が正弦波状で深さが光の波長程度の溝
を一定の面積に均一に形成することは現実には極めて困
難であるため、実際上は矩形波または台形波の断面形状
における検討が行われていた。

【０００９】しかしながら、これら矩形波、台形波の形
状では正弦波形状に比較して、高次光成分の回折が多
く、すなわち低空間周波数におけるＭＴＦ値の低下が大
きく、画像再現時のコントラストの低下が生じるため、
その改良が望まれていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の台形形状の断面を有する位相格子の高次回折光成分を
低減化し、低空間周波数領域におけるＭＴＦの低下を少
なくした位相型回折格子を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、簡便で且つ低コスト
化が可能な、上記位相型回折格子の製造法を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、位相格子の台形波断面を構成する１単位周期の台
形状部分を「角とり」してなる特定の形状とすること
が、高次回折光の射出を減少させるのみならず、低空間
周波数領域におけるＭＴＦ値低下を減少させることを見
いだした。

【００１３】本発明の位相型回折格子は上記知見に基づ
くものであり、より詳しくは、少なくとも格子面側に台
形波断面形状を有する位相型回折格子であって；該台形
波を構成する１単位周期の台形状部分Ａ〜Ｊが、下記
（定義）に示す上辺部、下辺部、および２つの斜辺を構
成する４本の直線と、これらを結ぶ４本の曲線とからな
り、該上辺部、下辺部、および２つの斜辺を構成する直
線が、下記（条件１）を満足し、且つ、該直線同士を結
ぶ曲線が下記（条件２）を満足することを特徴とするも
のである。

【００１４】（台形状部分の定義） 台形状部分：曲線ＡＢ、直線ＢＣ、曲線ＣＤ、直線Ｄ
Ｅ、曲線ＥＦ、直線ＦＧ、曲線ＧＨ、直線ＨＩ、および
曲線ＩＪからなる、 台形状部分の高さ ：ｄ、 台形状部分の周期 ：ｐ、 高さｄ／２の直線と台形部分形状の交点ｋ，ｌ、ｍにお
ける台形状部分の１次微分係数を傾きとする直線：Ｏ
Ｐ，ＱＲ、ＳＴ、 台形波状波形の高さ０の点を結んだ直線：ＰＴ、 台形波状波形の高さｄの点を結んだ直線：ＯＳ、 接線ＯＰ，ＱＲ，ＳＴならびに直線ＰＱ，ＲＳから構成
された台形波：Ｐ〜Ｔ、 上記台形波の上辺、下辺、２つの斜辺の直線ＰＴへの射
影の長さ：それぞれｕ、ｖ、ｗ、およびｘ、台形波を構
成する１単位周期の台形状部分Ａ〜Ｊの上辺部直線Ｆ
Ｇ、下辺部直線ＢＣ、２つの斜辺を構成する直線ＤＥ、
およびＨＩの直線ＰＴへの射影の長さをそれぞれ：
ｕ′，ｖ′，ｗ′，ｘ′。

【００１５】（条件１） ０≦ｕ′／ｕ＜０．９０ ０≦ｖ′／ｖ＜０．９０ ０≦ｗ′／ｗ＜０．９０ ０≦ｘ′／ｘ＜０．９０ （但し、ｕ＋ｖ＋ｗ＋ｘ＝ｐ） （条件２）曲線ＡＢは下に凸な曲線の一部をなす、曲線
ＣＤは下に凸な曲線の一部をなす、曲線ＥＦは上に凸な
曲線の一部をなす、曲線ＧＨは上に凸な曲線の一部をな
す、曲線ＩＪは上に凸な曲線の一部をなす。

【００１６】本発明によれば、更に、少なくとも格子面
側に台形波断面形状を有する位相型回折格子であって；
該台形波の台形係数（Ｂ／Ａ）が０．００６≦Ｂ／Ａ＜
１（Ａ：前記台形波に外接する「完全な台形」と、該
「完全な台形」に内接する「サインカーブ」との面積の
差、Ｂ：該「完全な台形」と「台形波」との面積の差）
であることを特徴とする位相型回折格子が提供される。

【００１７】本発明によれば、更に、円形断面を有する
線状部材が複数平行に配置されてなるマスキング部材で
あって、基板の格子パターン堆積面上に配置されたマス
キング部材を用い；該マスキング部材側から前記基板表
面への気相堆積（vacuum vapor deposition）により、
台形波状の格子パターンを前記基板上に堆積させること
を特徴とする位相型回折格子の製造方法が提供される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、必要に応じて図面を参照し
つつ本発明を更に具体的に説明する。以下の記載におい
て量比を表す「部」および「％」は、特に断らない限り
質量基準とする。

【００１９】（位相格子の断面形状）本発明の位相格子
の断面形状の説明に先立ち、まず従来の位相格子の断面
形状について述べる。従来の位相格子の断面形状の例
を、図１の模式断面図に示す。この図１は、ピッチがｐ
の台形状の位相格子の断面を、深さ方向を拡大して示し
ている。

【００２０】図１を参照して、台形波の１周期を構成す
るに際し、辺ＯＰ、ＰＱ、ＱＲ、ＲＳ、およびＳＴは直
線であり、辺ＯＰとＰＱ、辺ＰＱとＱＲ、辺ＱＲとＲ
Ｓ、および辺ＲＳとＳＴは、それぞれ鋭角または鈍角を
なしている。

【００２１】図２は、本発明の台形波位相格子（ピッチ
がｐ）の断面形状を示す模式断面図である。この図２の
断面形状は、上記した図１の台形状（従来のもの）と比
較して、該台形の４カ所の角部が、それぞれ曲線で構成
されている。

【００２２】上記した図１と図２とを重ねて得られる図
３の模式断面図を用いて、上記の断面形状を更に詳細に
説明する。

【００２３】図３を参照して、上述した図１に示す台形
と、図２に示す台形波は、同一のピッチｐを有してお
り、図２に示す台形波は、図１の台形波の角を曲線状に
した形状を有している。

【００２４】より詳細には、断面形状が台形波状である
位相格子において、該台形波形を構成する１単位周期の
台形波形状部分Ａ〜Ｊが上辺部、下辺部、２つの斜辺、
を構成する４本の直線と、これらを結ぶ４本の曲線とか
らなり、かつ該上辺部、下辺部、および２つの斜辺を構
成する直線が下記（条件１）を満足し、かつ該直線同士
を結ぶ曲線が下記（条件２）を満足する台形状部分とな
っていることを特徴とする。

【００２５】＜台形状部分の定義＞ 台形状部分：曲線ＡＢ、直線ＢＣ、曲線ＣＤ、直線Ｄ
Ｅ、曲線ＥＦ、直線ＦＧ、曲線ＧＨ、直線ＨＩ、および
曲線ＩＪからなる、 台形状部分の高さ ：ｄ、 台形状部分の周期 ：ｐ、 高さｄ／２の直線と台形部分形状の交点ｋ，ｌ、ｍにお
ける台形状部分の１次微分係数を傾きとする直線：Ｏ
Ｐ，ＱＲ、ＳＴ、 台形波状波形の高さ０の点を結んだ直線：ＰＴ、 台形波状波形の高さｄの点を結んだ直線：ＯＳ、 接線ＯＰ，ＱＲ，ＳＴならびに直線ＰＱ，ＲＳから構成
された台形波：Ｐ〜Ｔ、上記台形波の上辺、下辺、２つ
の斜辺の直線ＰＴへの射影の長さ：それぞれｕ、ｖ、
ｗ、およびｘ、台形波を構成する１単位周期の台形状部
分Ａ〜Ｊの上辺部直線ＦＧ、下辺部直線ＢＣ、２つの斜
辺を構成する直線ＤＥ、およびＨＩの直線ＰＴへの射影
の長さをそれぞれ：ｕ′，ｖ′，ｗ′，ｘ′。

【００２６】＜条件１＞ ０≦ｕ′／ｕ＜０．９０ ０≦ｖ′／ｖ＜０．９０ ０≦ｗ′／ｗ＜０．９０ ０≦ｘ′／ｘ＜０．９０ （但し、ｕ＋ｖ＋ｗ＋ｘ＝ｐ） ＜条件２＞曲線ＡＢは下に凸な曲線の一部をなす、曲線
ＣＤは下に凸な曲線の一部をなす、曲線ＥＦは上に凸な
曲線の一部をなす、曲線ＧＨは上に凸な曲線の一部をな
す、曲線ＩＪは上に凸な曲線の一部をなす。

【００２７】上記（条件１）においては、下記の条件が
満たされることが、ＭＴＦ特性改善の点から更に好まし
い。

【００２８】０≦ｕ′／ｕ≦０．８０ ０≦ｖ′／ｖ≦０．８０ ０≦ｗ′／ｗ≦０．８０ ０≦ｘ′／ｘ≦０．８０ 上記（条件１）においては、下記の条件が満たされるこ
とが、特に好ましい。

【００２９】０≦ｕ′／ｕ≦０．６０ ０≦ｖ′／ｖ≦０．６０ ０≦ｗ′／ｗ≦０．６０ ０≦ｘ′／ｘ≦０．６０ である。

【００３０】（台形係数）本発明において、上記した位
相格子の特定の断面形状（台形波）は、「台形係数」で
定義することも可能である。ここに「台形係数」とは、
図４に示すような前記台形波に外接する「完全な台形」
と、該「完全な台形」に内接する「サインカーブ」との
面積の差Ａと、図５に示すような上記「完全な台形」
と、本発明の「台形波状」との面積の差Ｂとの比（Ｂ／
Ａ）で定義される。

【００３１】本発明において、上記「台形係数」（Ｂ／
Ａ）は、０．００６≦Ｂ／Ａ＜１であることが好まし
く、更には０．０２≦Ｂ／Ａ＜１、更に好ましくは０．
１≦Ｂ／Ａ＜１（特に０．１５≦Ｂ／Ａ＜１）であるこ
とが好ましい。

【００３２】本発明において、位相格子の表面に形成す
るパターンを上記のような特定の形状とすることによ
り、従来用いられてきた矩形又は台形パターン（図１）
を有する位相型回折格子のＭＴＦと比較して、低域にお
けるＭＴＦ値の落ち込みを少なくすることが可能とな
る。

【００３３】加えて、本発明の特定の台形波形状を表面
に形成した位相格子を、（ＣＣＤ等を用いた）撮像系に
適用することにより、従来の矩形または台形パターン
（図１）を表面に形成した位相格子と比較して、コント
ラストの良い画像を得ることが可能となる。

【００３４】（回折格子）図６は、本発明の位相型回折
格子の実際の態様の一例を示す模式断面図である。図６
を参照して、この態様における回折格子は、透明な基板
１（ガラス、プラスチック等からなる）と、該基板１上
に配置された台形波の断面形状を有する格子パターン２
（ＳｉＯ2、ガラス等の複合酸化物、等からなる）とか
ら構成される。上記した基板１と格子パターン２とは、
同一の材料から構成されていてもよく、また必要に応じ
て、異なる材料から構成されていてもよい。格子パター
ン２を簡便な方法で形成可能な点からは、該格子パター
ン２の材料は、気相堆積法により堆積可能な材料（例え
ば、ＳｉＯ2、ガラス等の複合酸化物、ＴｉＯ2等）であ
ることが好ましい。一方、再現性よくレプリカを作製容
易な点からは、基板１の材料は重合によりポリマーを形
成させる際の熱に耐える耐熱性の材料（例えば、ガラ
ス、金属、プラスチック等の有機物、等）であることが
好ましい。

【００３５】上記した本発明の回折格子は、上記した所
定の台形波の断面形状を有する限り、その製造方法は特
に制限されない。例えば、機械的刻線法、２光束干渉
法、エッチング法、気相堆積法等の方法が特に制限なく
使用可能である（このような回折格子の製造法の詳細に
ついては、例えば、小瀬輝次ら編「光工学ハンドブッ
ク」第５２７〜５３１頁（１９６８年）朝倉書店を参照
することができる）。

【００３６】（第１の製造法）次に、上記した特定の台
形波パターン（図２）を表面に形成してなる本発明の位
相型回折格子の好適な製造法について述べる。

【００３７】図７の模式断面図を参照して、上記回折格
子の第１の製造法においては、気相堆積法を用いて基板
１の表面に膜状の格子パターン２を形成する際に、断面
が円形状の線材３をマスキング部材として用いる。この
ように断面が円形状の線材３をマクキング部材として用
いることにより、図７に示すように、気相堆積vacuumva
por deposition（ないし蒸着）時、にマスキング部材の
影となる部分に対しても気相堆積膜の回り込みが生じ、
本発明の台形波パターン（図２）を再現性良く形成する
ことが可能となる。

【００３８】使用できる線材３の直径（Ｌ）は、格子の
ピッチ寸法（Ｐ）より小さいものである限り、必要とさ
れる台形波パターン２の形状（上下の対称性の程度）に
応じて、適宜選択可能である。目的とするＭＴＦ特性の
必要に応じ、上記した線材３の直径（Ｌ）と格子のピッ
チ寸法（Ｐ）との比（Ｌ／Ｐ）は、０．０１〜０．９５
程度、更には０．１〜０．９程度であることが好まし
い。

【００３９】線材３の材質は、線材として加工可能なも
のであれば使用可能であり、例えば、通常の金属（単体
又は合金）、セラミック、炭素繊維、プラスチック等の
材料が使用可能である。格子ピッチ、格子形状の再現性
の点からは、気相堆積時に脱ガスが小さく、熱膨張によ
る変形の少ない材料（例えば、チタン、ステンレス等の
金属材料、セラミック、等）を線材３として用いること
が好ましい。

【００４０】回折格子の製造に適用可能な気相堆積法と
しては、真空蒸着法（vacuum evaporation、例えば、抵
抗加熱型または電子ビーム型の真空蒸着）、イオンビー
ム気相堆積法、ＤＣ（直流）またはＲＦ（高周波）スパ
ッタリング法、ＣＶＤ（化学的気相堆積）等の基板面に
薄膜を形成する手段として通常用いられる各種の方法が
特に制限なく使用可能である。該気相堆積時には、必要
に応じて、基板を加熱してもよい。

【００４１】上記した台形波パターン２をその上に形成
べき基板１として本製造法に使用可能な材料は、光線を
透過することが可能である限り、特に制限されない。ガ
ラス、プラスチック、無機結晶等、気相堆積用の基板と
して使用可能なものであれば、通常は本製造法に使用可
能である。該基板１を選択する際に、必要に応じて、紫
外、可視、赤外線波長の特定の波長を吸収および／又は
反射する色フィルタ作用を具備する基板１を使用するこ
とも可能である。

【００４２】（第２の製造法）第２の製造法は、上記し
た台形波パターン１がガラス板２上に形成されているも
のを母型として用いて、注型重合法により回折格子（レ
プリカ）を得るものである。

【００４３】本製造法で用いる台形波パターン２がガラ
ス板１上に形成されてなる基板（母型）としては、上述
した第１の製造法により得たものを使用することができ
る。この台形波パターン２を有するガラス板１を、注型
重合の際の母型として用いることにより、容易にかつ低
コストで、本発明の台形波パターンを合成樹脂製レプリ
カ品の表面に転写させることができる。

【００４４】このような注型重合の際に使用可能な重合
性官能基を有する単量体としては、単官能単量体とし
て、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アク
リレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチ
ル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレ
ート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソ
デシル（メタ）アクリレート、ｎ−ラウリル（メタ）ア
クリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ス
テアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（isobor
nyl）（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）
アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、
フェノキシエチル（メタ）アクリレート等が、必要に応
じて２種以上組み合わせて使用可能である。

【００４５】上記した単量体に加えて、必要に応じて、
重合官能基を複数有する多官能単量体を用いても良い。
このような多官能単量体としては、エチレンングリコー
ル誘導体のジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ
メタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、
トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペ
ンタエリスリトール（メタ）アクリレート誘導体、各種
ウレタンアクリレート、エポキシエステルの（メタ）ア
クリレート等が、必要に応じて２種以上組み合わせて使
用可能である。

【００４６】回折格子として必要な物性、例えば屈折
率、熱変形温度、加熱時の着色性、剛性率等の要求特性
に対応して、これらの単量体を適宜混合した混合単量体
として使用しても良い。

【００４７】重合法としては、例えば、図８の模式断面
図に示すように、本発明になる台形波パターンを表面に
形成した母型１１を、その形成面側を内側にした状態
で、片面又は両面に所定の間隔をあけて、他の表面研磨
母型１２をセットし、これらの母型の周辺を液漏れしな
いようにシール１３した後、重合開始剤（例えば、過酸
化物）を上記の単量体１４中に適当量添加混合したもの
を母型間の空隙に注入する。該単量体の注入完了後に、
加熱（例えば、オーブン中で加熱）する等の手段によ
り、母型中の単量体を重合・固化させればよい。

【００４８】本発明の回折格子にあっては、フィルタの
片面または両面に位相格子が形成されていてもよい。位
相格子がフィルタの両面に形成されている場合、フィル
タの一方の面側に形成した位相格子でＣＣＤ素子の水平
方向のナイキスト空間周波数に対応したカットオフ特性
を有するＭＴＦ特性を持たせ、且つ、フィルタの他方の
面側に形成した位相格子でＣＣＤ素子の垂直方向のナイ
キスト空間周波数に対応したカットオフ特性を有するＭ
ＴＦ特性を持たせることができる。

【００４９】本発明の位相格子は、通常はストライプ状
（線状）であるため、フィルタの両面に位相格子が形成
されている場合、ＣＣＤの水平方向、垂直方向に効率よ
く光学的ローパスフィルタ機能を発揮させる点からは、
両面の線状位相格子の格子線が互いになす角度を、８０
〜１００°、更には８５〜９５°（特に８８〜９２°）
とすることが好ましい。この角度が８０°未満または１
００°を越える場合には、ＣＣＤに対する光学的ローパ
スフィルタとしての機能が低下する傾向がある。

【００５０】本発明の回折格子を形成するための材料
は、ガラス、透明プラスチック等の波長選択性のない材
料が使用可能である。回折格子を形成する材料自体に近
赤外線吸収性を付与し、ＣＣＤ素子等の感度を補正（視
感度補正）する機能を具備させる点からは、該材料は、
下記式（１）（化１）で表されるリン酸基含有単量体、
及びこれと共重合可能な単量体からなる単量体組成物を
共重合して得られる共重合体と、２価の銅イオンを主成
分とする金属イオン成分を含有してなるものであること
が好ましい。

【００５１】

【化２】 （２価の銅イオン含有ポリマーの製法）透明性基体が２
価の銅イオン含有ポリマーからなる場合、銅イオンの分
散性の点からは、上記リン酸基含有単量体（１）および
共重合性単量体からなる単量体混合物から得られる共重
合体中に、銅イオンを主成分とする金属イオンが含有さ
れてなることが好ましい。

【００５２】上記リン酸基含有単量体（１）は、後述す
る銅イオンと結合可能なリン酸基を分子構造中に有して
いる。このようなリン酸基を介して銅イオンを保持して
なる共重合体は、近赤外領域に特徴ある光吸収特性を示
すものとなる。

【００５３】上記したリン酸基含有単量体の分子構造中
において、エチレンオキサイド基を介して、ラジカル重
合性の官能基たるアクリロイルオキシ基またはメタクリ
ロイルオキシ基が結合されているため、該リン酸基含有
単量体は極めて共重合性にとみ、種々の単量体との共重
合を行うことが可能となる。

【００５４】更に、この単量体分子中にはリン酸基が結
合しており、このリン酸基が銅イオンと結合するため、
可視光域の透過率が高く、かつ近赤外領域の波長光を効
率よく吸収する重合体となる。

【００５５】上記式（１）において、Ｒは繰り返し数が
ｍであるエチレンオキサイド基が結合したアクリル基
（Ｘ＝水素原子）またはメタクリル基（Ｘ＝メチル）で
ある。上記Ｒ中のｍは１〜５ の整数を示す。ｍが５を
越えると、得られる共重合体の硬度が低下する傾向があ
り、回折格子としての実用性を低下させる可能性が生ず
る。

【００５６】又、水酸基の数ｎは、回折格子の成型方法
や、該格子の使用目的・用途等に応じて、１または２の
いずれかの値を採ることができる。ｎの値が２の場合、
上記のリン酸基含有単量体（１）は、銅イオン等のイオ
ン性金属成分との結合性が大きく、ラジカル重合性の官
能基の数が１個の単量体となる。一方、ｎの値が１の場
合、上記のリン酸基含有単量体（１）は、ラジカル重合
性の官能基の数が２個で、架橋重合性を有する単量体と
なる。

【００５７】従って、本発明の回折格子を構成する回折
格子基体を、熱可塑性樹脂の一般的な成形加工法である
射出成形或いは押出成形により製造する場合において
は、ｎが２であるリン酸基含有単量体（１）を用いるこ
とが好ましい。しかしながら、本発明において採用可能
な成形法はこれらに限定されない。

【００５８】このように、本発明においては、光学回折
格子の性能や成形法或いは使用目的に応じてｎの値を選
択することができるが、銅イオンの単量体への溶解性の
点からは、ｎ＝１であるリン酸基含有単量体（１）と、
ｎ＝２であるリン酸基含有単量体（１）とを併用するこ
とが好ましい。この併用の場合、ｎ＝１の単量体（１）
とｎ＝２の単量体（１）とをモル比で１：５ 〜５：１
（更には、３：５〜５：３）となる割合で用いる場合に
は、当該混合単量体に対して、銅イオンを主体とする金
属イオンの供給源である金属化合物の溶解性が高まるの
で好ましい。

【００５９】特に、これら２種類のリン酸基含有単量体
を、それぞれがほぼ等量となる割合（例えば、モル比で
（ｎ＝１）／（ｎ＝２）＝４／６〜６／４の割合、更に
は４．５／５．５〜５．５／４．５の割合）で用いるこ
とが好ましい。

【００６０】本発明の回折格子の主要部を構成する重合
体としては、リン酸基含有単量体（１）と、これと共重
合可能な単量体とを含む共重合体が好適に用いられる。
このような共重合体は、リン酸基含有単量体（１）の単
独重合体（ホモポリマー）に比べて、吸湿量が低減し、
柔軟性が向上し、しかも形状保持性に優れた成形物を容
易に与えることができる。

【００６１】このような共重合性単量体は、（１）リン
酸基含有単量体（１）と均一に溶解混合し、（２）リン
酸基含有単量体（１）とのラジカル共重合性が良好であ
り、且つ（３）光学的に透明な共重合体を与える限り、
特に限定されない。

【００６２】しては、例えば、メチルアクリレート、メ
チルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタ
クリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−
ヒドロキシエチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリ
レート、ｎ−プロピルメタクリレート、２−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタク
リレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタク
リレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタク
リレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒ
ドロキシブチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレ
ート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、ｎ−ヘプチルアク
リレート、ｎ−ヘプチルメタクリレート、ｎ−オクチル
アクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、２−エチ
ルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリ
レート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリ
レート、２−ヒドロキシー３−フエノキシプロピルアク
リレート、２−ヒドロキシー３−フエノキシプロピルメ
タクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアク
リレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリ
レート、メトキシポリエチレングリコールアクリレー
ト、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、
３−クロロー２−ヒドロキシプロピルアクリレート．３
−クロロー２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の
単官能アクリレートやメタクリレート（以下、単官能
（メタ）アクリレートともいう。）類。

【００６３】エチレングリコールジアクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコー
ルジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレ
−ト、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエ
チレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレング
リコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジ
メタクリレート、１、３−ブチレングリコールジアクリ
レート、１、３−ブチレングリコールジメタクリレー
ト、１、４−ブタンジオールジアクリレート、１、４−
ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジ
オールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメ
タクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、２−ヒ
ドロキシー１，３−ジメタクリロキシプロバン、２，２
−ビス〔４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル］プ
ロパン、２−ヒドロキシー１−アクリロキシー３−メタ
クリロキシプロパン、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ペンタエリトリツトトリアクリレート、ペンタエリ
トリツトトリメタクリレート、ペンタエリトリットテト
ラアクリレート、ペンタエリトリットテトラメタクリレ
ート等の多官能アクリレートあるいはメタクリレート
類。

【００６４】アクリル酸、メタクリル酸、２−メタクリ
ロイルオキシエチルコハク酸、２−メタクリロイルオキ
シエチルフタル酸等のカルポン酸、スチレン、α−メチ
ルスチレン、クロルスチレン、ジブロムスチレン、メト
キシスチレン、ジビニルベゼン、ビニル安息香酸、ヒド
ロキシメチルスチレン、トリビニルベンゼン等の芳香族
ビニル化合物を挙げことができる。これらの単量体は単
独で、或いは必要に応じて２種以上組み合わせて用いる
ことができる。

【００６５】本発明において、上記リン酸基含有単量体
（１）が共重合体用の単量体混合物１００ 質量部に占
める割合は、３〜６０質量部（更には、５〜５０質量
部）であることが好ましい。この割合が３質量部未満で
は、所定の光吸収特性が低下する傾向がある。一方、該
割合が６０質量部を越える、柔軟で吸湿性の大きな成形
物が生成する傾向がある。

【００６６】本発明の回折格子の主要部に用いられる共
重合体は、通常、リン酸基含有単量体（１）と、これと
共重合可能な上記単量体とをラジカル重合することによ
って得ることができる。この際、後述する「イオン性金
属成分」は、その供給源となる金属化合物を単量体混合
物に溶解・混合させてラジカル重合を行うことも可能で
ある。ラジカル重合方法は特に限定されず、例えば、通
常のラジカル重合開始剤を用いた塊状（キヤスト）重
合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の公知の方法が使
用可能である。

【００６７】本発明の回折格子用基体を構成するポリマ
ーが銅イオンを主成分とする金属イオンとを含有してな
るポリマーからなる態様においては、該金属イオンは、
前記共重合体中に含有されたリン酸基との相互作用に基
づき近赤外領域の波長光を効率よく吸収する作用を発揮
する。この金属イオンは２価の銅イオンを主体とし、他
の金属イオンが少量含まれていても差し支えない。ここ
に、「銅イオンを主成分とする」とは、前記ポリマー中
の全ての金属イオンに対して、銅イオンが占める割合が
５０（質量）％以上であることを意味する。銅イオンの
割合が５０％未満である場合には、得られる回折格子の
近赤外領域の波長光の吸収効率が低下する傾向がある。
近赤外領域の吸収効率の点からは、銅イオンの割合は７
０％以上（更には８０％以上）であることが好ましい。

【００６８】この銅イオンを主体とする金属イオンは、
本発明の共重合体１００質量部当たり０.１〜２０質量
部（更には、０．５〜１５質量部）で用いることが好ま
しい。この金属イオン量が０.１質量部未満では、近赤
外領域の波長光吸収の効率が低下する。一方、該金属イ
オン量が２０質量部を越えると、共重合体中に均−に分
散させることの困難性が増す。

【００６９】本発明における銅イオンは、種々の銅化合
物から供給することが可能である。該銅化合物の具体例
としては、例えば、酢酸銅、塩化銅、ギ酸銅、ステアリ
ン酸銅、安息香酸銅、エチルアセト酢酸銅、ピロリン酸
銅、ナフテン酸銅、クエン酸銅等の無水物や水和物を挙
げることができるが、これらに限定されるものではな
い。

【００７０】また、本発明において全金属イオン量の２
０質量％未満の範囲内で、ナトリウム、カリウム、カル
シウム、鉄、マンガン、コバルト、マグネシウム、ニツ
ケル、亜鉛等の「他の金属イオン」を、必要に応じて用
いることができる。

【００７１】銅イオンを主体とする金属イオンを、本発
明の回折格子を構成する重合体（ないし共重合体）中に
含有させる方法は特に限定はされないが、製造の容易性
の点からは、重合体を与えるべき単量体組成物ないし混
合物中に、上記した金属イオンないし銅化合物を溶解し
て、ラジカル重合を行う方法が好適に使用可能である。

【００７２】この方法によって前記金属イオンを含有さ
せ、当該金属イオン、リン酸基含有単量体（１）および
共重合性単量体からなる単量体混合物を調製し、この単
量体混合物をラジカル重合させる。この方法により得ら
れた共重合体中には、銅イオンを主体とする金属イオン
が含有されているため、該重合体そのままで、或いは目
的とする形状（例えば板状）に成形および／又は研磨し
て、本発明の回折格子に用いることができる。

【００７３】以下、実施例により本発明を更に具体的に
説明する。

【００７４】

【実施例】

実施例１ （格子付ガラス製母型の製造）図７を参照して、線径
０．２１ｍｍのチタン線３を０．４３ｍｍのピッチで等
間隔に２００本張ったマスク部材上に、表面が光学研磨
され、かつ化学強化処理（４００℃の硝酸カリウム融液
中で、１６時間浸漬処理）を施されたホウケイ酸ガラス
板（直径８１ｍｍ、厚さ５ｍｍ）からなる基板１を乗
せ、該ガラス板１がマスク部材のチタン線３から浮かな
いように一定の荷重（ガラス面に対し垂直の方向に約５
００ｇの荷重）をかけた状態で、ガラス板をセットした
（このような線材の配置方法の詳細については、例え
ば、平成８年３月２６日の出願、特願平８−６９７４０
号を参照することができる）。

【００７５】次いで、上記のようにマスク部材３にガラ
ス板１をセットした状態で、真空蒸着装置に装着して、
マスク部材のチタン線３側から電子ビーム加熱法により
ＳｉＯ2を真空蒸着（vacuum evaporation）させた（蒸
着速度：１００オングストローム／分、蒸着時間：４２
分）。該真空蒸着中は、ガラス基板１の温度が３００度
になるように加熱した。真空蒸着終了後の試料（ＳｉＯ
2／ガラス基板）は、肉眼観察では透明であった。

【００７６】ガラス基板表面に形成された位相型フィル
タの形状を、市販の触針式膜厚計（スローン社製、商品
名：デクタック）により測定した結果を図９のグラフに
示す。図９に示したように、フィルタの断面形状は台形
波の肩部を滑らかにした形状を有し、格子深さが４２０
ｎｍ、ピッチが０．４３ｍｍであることが確認された。

【００７７】更に、図９に示したフィルタの断面形状
は、下記の（条件１）および（条件２）を共に満足して
いた。

【００７８】（条件１） ｕ′／ｕ＝０．５ ｖ′／ｖ＝０．５ ｗ′／ｗ＝０．５ ｘ′／ｘ＝０．５ 但し、ｕ＋ｖ＋ｗ＋ｘ＝０．４３ｍｍ （条件２）曲線ＡＢは下に凸な曲線の一部をなす 曲線ＣＤは下に凸な曲線の一部をなす 曲線ＥＦは上に凸な曲線の一部をなす 曲線ＧＨは上に凸な曲線の一部をなす 曲線ＩＪは上に凸な曲線の一部をなす 実施例２ （ガラス製母型を用いた透明プラスチック製光学的ロー
パスフィルタの製造）図８を参照して、直径８１ｍｍ、
厚さ５ｍｍのガラス板の片面を光学研磨して、平板モー
ルドとした。得られた平板モールドの上記した光学研磨
面と、実施例１で得た格子付モールドの位相格子形成面
とを対向させ、厚さ１ｍｍのキャビティを形成した後、
上記した平板モールドと、格子付ガラス製母型とからな
る母型の端部を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）ベースの粘着剤付きシールテープを用いてシールし
た。

【００７９】上記キャビティ内に、下記の組成を有する
アクリル系熱硬化型の単量体混合物を注入し、所定温度
（５０℃）のオーブン中に入れて２０時間重合反応を行
った。

【００８０】 （単量体混合物の組成） １，６−ヘキサンジオールジメタクリレート １０質量部 メチルメタクリレート ８９質量部 α−メチルスチレン １質量部 ｔ−ブチルパーオキシピバレート ０．５質量部 （重合開始剤）上記の重合終了後、得られた重合生成物
から、両面の母型（平板モールド、格子付モールド）の
離型を行い、片面に格子が転写印刻された厚さ１ｍｍの
透明なプラスチック製位相格子を得た。製造された位相
格子の屈折率を、市販の屈折率測定装置（カルニュー社
製、商品名：カルニュー屈折計）を用いて測定したとこ
ろ、該屈折率は波長５４６ｎｍにおいて、１．４９７で
あった。

【００８１】得られたプラスチック製位相格子の断面形
状を実施例１と同様の方法で測定したところ、実施例１
とほぼ同様の形状（格子深さが４１５ｎｍ、ピッチが
０．４２５ｍｍ）であり、前記した（条件１）および
（条件２）を何れも満足した台形波（肩部を滑らかにし
た形状）を有していた。上記の断面形状に基づいて前述
した台形係数（Ｂ／Ａ）を求めたところ、該台形係数は
０．１６５であった。

【００８２】更に、市販のＭＴＦ測定器（イメージサイ
エンス社製、商品名：ＯＰＡＬＭＴＦ測定器を用いて波
長５５０ｍでＭＴＦを測定したところ、空間周波数１０
本／ｍｍにおける値は、９６．５％であった。

【００８３】実施例３ （燐酸エステル及び銅イオン含有プラスチック製光学的
ローパスフィルタの製造）実施例２と同様の方法で、直
径８１ｍｍ、厚さ５ｍｍのガラス板の片面を光学研磨し
て、平板モールドとした。得られた平板モールドの上記
した光学研磨面と、実施例１で得た格子付モールドの位
相格子形成面とを対向させ、厚さ１ｍｍのキャビティを
形成した後、上記した平板モールドと、格子付ガラス製
母型とからなる母型の端部を、ＰＥＴベースの粘着剤付
きシールテープを用いてシールした（図８）。

【００８４】別に、下記の単量体の各成分を混合し、こ
れに無水安息香酸銅３２部（銅イオン量は全単量体１０
０部に対して６.６部）を添加した後、８０℃で撹拌混
合して充分に溶解させ、上記の無水安息香酸銅が混合単
量体中に溶解してなる単量体組成物を得た。

【００８５】 （単量体成分） 下記式（２）（化２、一般式（１）においてＸ＝ＣＨ3、ｍ＝２、ｎ＝１）の リン酸基含有単量体 ３２部 下記式（３）（化３、一般式（１）においてＸ＝ＣＨ3、ｍ＝１、ｎ＝２）の リン酸基含有単量体 １３部 メチルメタクリレート ３４部 ジエチレングリコールジメタクリレート ２０部 αーメチルスチレン １部

【化３】

【化４】 上記により調製した単量体組成物に、重合開始剤として
tーブチルパーオキシ（２ーエチルヘキサノエート）２
部を添加して、銅イオン含有単量体組成物を得た。

【００８６】前記したガラス製母型のキャビティ内に、
上記により調製した銅イオン含有単量体組成物を注入
し、４５℃で１６時間、６０℃で２８時間、更に９０℃
で３時間と順次異なる温度で重合反応を行い、銅イオン
が含有された架橋重合体を得た。得られた架橋重合体の
屈折率を実施例２と同様の方法で測定したところ、波長
５４６ｎｍで１．５１７であった。

【００８７】得られた銅イオン含有プラスチック製レプ
リカの位相格子形成面の形状を、触針式膜厚計を用いて
実施例１と同様の方法で測定したところ、実施例１で例
示したのとほぼ同様な形状（格子のピッチが０．４２４
ｍｍ、格子深さが４１６ｎｍ）を有しており、（条件
１）および（条件２）を共に満足する台形波（肩部を滑
らかにした形状）であった。台形係数（Ｂ／Ａ）は、
０．１６５であった。

【００８８】さらに、実施例２と同様の方法で波長５５
０ｎｍにおけるＭＴＦを測定したところ、空間周波数１
０本／ｍｍで９６．５％であった。

【００８９】比較例 （台形格子のシミュレーション）図１に示すような台形
格子の製造は実際には困難であったため、図１に示すよ
うな台形格子（格子高さ＝４１６ｎｍ、ピッチ＝０．４
２４ｍｍ）の台形格子のＭＴＦを、シミュレーションに
より求めた。シミュレーション時の光波長は５５０ｎｍ
で、用いた屈折率は１．５１７であった。

【００９０】上記シミュレーションの結果、空間周波数
１０本／ｍｍにおけるＭＴＦ値は９６．０％との結果が
得られた。

【００９１】（シミュレーション条件）シミュレーショ
ン時の主なパラメータ：形状は等脚台形で、上下対称。
前述の文献（ APPLIED OPTICS Vol.１１、No.１１、p.
２４６３−２４７２（１９７２）；Journal of the SMP
TE Vol.８１、p.２８２−２８５）に従い、格子の自己
相関関数を求めることにより、計算した。

【００９２】実施例４ 以下、実施例１ないし実施例３と同様な方法を用いて、
格子ピッチならびに格子高さが実施例３で作製した台形
波格子と同一で、且つｕ′／ｕ、ｖ′／ｖ、ｗ′／ｗ、
およびｘ′／ｘの実施例１とは異なる値を有するレプリ
カ試料を作成し、空間周波数１０本／ｍｍにおけるＭＴ
Ｆ値を測定したところ、以下の結果が得られた。

【００９３】 u'/u、v'/v、w'/w、x'/x値 台形係数 １０本/mmにおけるＭＴＦ （１） ０．９０ ０．００６６ ９６．２％ （２） ０．８３ ０．０２ ９６．３％ （３） ０．３７ ０．２ ９６．７％ （４） ０．０５ ０．４６ ９７．２％ 実施例５ （両面格子の作製） （格子Ａ）：実施例１と同様な方法を用いて、格子ピッ
チが０．４０ｍｍ、格子高さが４２０ｎｍの格子をガラ
ス基板表面に形成した。

【００９４】ｕ′／ｕ、ｖ′／ｖ、ｗ′／ｗ、および
ｘ′／ｘ＝０．７５ 台形係数＝０．０８ （格子Ｂ）： 更に、実施例１と同様な方法を用いて、
格子ピッチが０．２４ｍｍ、格子高さが４３０ｎｍの格
子をガラス基板表面に形成した。

【００９５】ｕ′／ｕ、ｖ′／ｖ、ｗ′／ｗ、および
ｘ′／ｘ＝０．７５ 台形係数＝０．０８ 上記のガラス基板に形成された格子は、線状格子であっ
た。

【００９６】次いで、上記により格子Ａおよび格子Ｂの
格子が形成された面を互いに（ガラス基板間に形成され
るべき）キャビティの内側に向け、且つ、それぞれの線
状格子がなす角度が８９°となるように、上記格子Ａが
形成されたガラス基板と、記格子Ｂが形成されたガラス
基板との間で、実施例２と同様の方法でキャビティ（厚
さ１ｍｍ）を形成した。

【００９７】次に、実施例３の方法に準拠して重合を行
ったところ、得られたフィルタの両面に位相格子が形成
され、その線状格子のなす角度が８９°である光学的ロ
ーパスフィルタを得た。得られた光学的ローパスフィル
タの両側の表面に形成された格子形状を実施例１と同様
の方法で測定したところ、型として使用したガラス板の
表面形状と同一であることが確認された。

【００９８】更に、実施例２と同様の方法により波長５
５０ｎｍにおけるＭＴＦを測定した。該測定に際し、格
子ピッチ０．４ｍｍの位相格子の格子線を、ＭＴＦ装置
の水平方向に対して垂直となるようにセット（装着）し
て評価した。

【００９９】上記評価の結果、作製された位相格子は、
水平方向および垂直方向のＭＴＦでカットオフ特性を有
し、且つ、低空間周波数領域でのＭＴＦが、それぞれ、
９６．５％および９６．６％と大きい値を示した。

【０１００】更に、上記フィルタを１／４インチ２７万
画素ＣＣＤのＣＣＤカメラの撮像系部分に、ＣＣＤ素子
の前方（被写体側）約２ｍｍの位置に装着して画像（解
像度チャートの画像）による評価を行ったところ、水
平、垂直両方向のモアレが除去された鮮明且つ良好な画
像が得られた。

【０１０１】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、少なく
とも格子面側に台形波断面形状を有する位相型回折格子
であって；該台形波を構成する１単位周期の台形状部分
Ａ〜Ｊが、下記（定義）に示す上辺部、下辺部、および
２つの斜辺を構成する４本の直線と、これらを結ぶ４本
の曲線とからなり、該上辺部、下辺部、および２つの斜
辺を構成する直線が、下記（条件１）を満足し、且つ、
該直線同士を結ぶ曲線が下記（条件２）を満足すること
を特徴とする位相型回折格子が提供される。

【０１０２】（台形状部分の定義） 台形状部分：曲線ＡＢ、直線ＢＣ、曲線ＣＤ、直線Ｄ
Ｅ、曲線ＥＦ、直線ＦＧ、曲線ＧＨ、直線ＨＩ、および
曲線ＩＪからなる、 台形状部分の高さ ：ｄ、 台形状部分の周期 ：ｐ、 高さｄ／２の直線と台形部分形状の交点ｋ，ｌ、ｍにお
ける台形状部分の１次微分係数を傾きとする直線：Ｏ
Ｐ，ＱＲ、ＳＴ、 台形波状波形の高さ０の点を結んだ直線：ＰＴ、 台形波状波形の高さｄの点を結んだ直線：ＯＳ、 接線ＯＰ，ＱＲ，ＳＴならびに直線ＰＱ，ＲＳから構成
された台形波：Ｐ〜Ｔ、 上記台形波の上辺、下辺、２つの斜辺の直線ＰＴへの射
影の長さ：それぞれｕ、ｖ、ｗ、およびｘ、 台形波を構成する１単位周期の台形状部分Ａ〜Ｊの上辺
部直線ＦＧ、下辺部直線ＢＣ、２つの斜辺を構成する直
線ＤＥ、およびＨＩの直線ＰＴへの射影の長さをそれぞ
れ：ｕ′，ｖ′，ｗ′，ｘ′。

【０１０３】（条件１） ０≦ｕ′／ｕ＜０．９０ ０≦ｖ′／ｖ＜０．９０ ０≦ｗ′／ｗ＜０．９０ ０≦ｘ′／ｘ＜０．９０ （但し、ｕ＋ｖ＋ｗ＋ｘ＝ｐ） （条件２）曲線ＡＢは下に凸な曲線の一部をなす、曲線
ＣＤは下に凸な曲線の一部をなす、曲線ＥＦは上に凸な
曲線の一部をなす、曲線ＧＨは上に凸な曲線の一部をな
す、曲線ＩＪは上に凸な曲線の一部をなす。

【０１０４】更に、本発明によれば、少なくとも格子面
側に台形波断面形状を有する位相型回折格子であって；
該台形波の台形係数（Ｂ／Ａ）が０．００６≦Ｂ／Ａ＜
１（Ａ：前記台形波に外接する「完全な台形」と、該
「完全な台形」に内接する「サインカーブ」との面積の
差、Ｂ：該「完全な台形」と「台形波」との面積の差）
であることを特徴とする位相型回折格子が提供される。

【０１０５】本発明によれば、更に、円形断面を有する
線状部材が複数平行に配置されてなるマスキング部材で
あって、基板の格子パターン堆積面上に配置されたマス
キング部材を用い；該マスキング部材側から前記基板表
面への気相堆積（vacuum vapor deposition）により、
台形波状の格子パターンを前記基板上に堆積させること
を特徴とする位相型回折格子の製造方法が提供される。

【０１０６】上記構成を有する本発明の位相型回折格子
を用いた場合、従来の台形形状の断面を有する位相格子
の高次回折光成分の低減化、および低空間周波数領域に
おけるＭＴＦ低下の抑制が可能となる。したがって、本
発明の位相型回折格子は、ビデオカメラ、電子スチルカ
メラ、デジタルカメラ等の光学デバイスにおいてＣＣＤ
等の撮像素子を用いて、画像を離散的に得る際に生じる
波形歪み（エリアシング）を防止するための光学的ロー
パスフィルタとして、特に好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の台形形状の断面を有する位相型回折格子
の断面形状を示す模式断面図である。

【図２】台形波パターン（滑らかな肩部を有する）の断
面を有する本発明の位相型回折格子の断面形状を示す模
式断面図である。

【図３】上記図１と図２とを重ねた状態を示す模式断面
図である。

【図４】「完全な台形」と、サインカーブとの面積の差
Ａを説明するための模式断面図である。

【図５】「完全な台形」と、本発明の台形波パターン
（滑らかな肩部を有する）との面積の差Ｂを説明するた
めの模式断面図である。

【図６】本発明の位相型回折格子の一態様を示す模式断
面図である。

【図７】本発明の位相型回折格子の製造方法（母型の作
製法）の一例を説明するための模式断面図である。

【図８】本発明の位相型回折格子の製造方法（母型から
のレプリカの作製法）の一例を説明するための模式断面
図である。

【図９】実施例で得られた本発明の位相型回折格子の実
際の断面測定結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１…基板、２…格子パターン、３…マスキング線材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻原 武男 福島県いわき市錦町落合16 呉羽化学工業 株式会社錦工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも格子面側に台形波断面形状を
   有する位相型回折格子であって；該台形波を構成する１
   単位周期の台形状部分Ａ〜Ｊが、下記（定義）に示す上
   辺部、下辺部、および２つの斜辺を構成する４本の直線
   と、これらを結ぶ４本の曲線とからなり、該上辺部、下
   辺部、および２つの斜辺を構成する直線が、下記（条件
   １）を満足し、且つ、該直線同士を結ぶ曲線が下記（条
   件２）を満足することを特徴とする位相型回折格子。 （台形状部分の定義） 台形状部分：曲線ＡＢ、直線ＢＣ、曲線ＣＤ、直線Ｄ
   Ｅ、曲線ＥＦ、直線ＦＧ、曲線ＧＨ、直線ＨＩ、および
   曲線ＩＪからなる、 台形状部分の高さ ：ｄ、 台形状部分の周期 ：ｐ、 高さｄ／２の直線と台形部分形状の交点ｋ，ｌ、ｍにお
   ける台形状部分の１次微分係数を傾きとする直線：Ｏ
   Ｐ，ＱＲ、ＳＴ、 台形波状波形の高さ０の点を結んだ直線：ＰＴ、 台形波状波形の高さｄの点を結んだ直線：ＯＳ、 接線ＯＰ，ＱＲ，ＳＴならびに直線ＰＱ，ＲＳから構成
   された台形波：Ｐ〜Ｔ、 上記台形波の上辺、下辺、２つの斜辺の直線ＰＴへの射
   影の長さ：それぞれｕ、ｖ、ｗ、およびｘ、 台形波を構成する１単位周期の台形状部分Ａ〜Ｊの上辺
   部直線ＦＧ、下辺部直線ＢＣ、２つの斜辺を構成する直
   線ＤＥ、およびＨＩの直線ＰＴへの射影の長さをそれぞ
   れ：ｕ′，ｖ′，ｗ′，ｘ′。 （条件１） ０≦ｕ′／ｕ＜０．９０ ０≦ｖ′／ｖ＜０．９０ ０≦ｗ′／ｗ＜０．９０ ０≦ｘ′／ｘ＜０．９０ （但し、ｕ＋ｖ＋ｗ＋ｘ＝ｐ） （条件２）曲線ＡＢは下に凸な曲線の一部をなす、 曲線ＣＤは下に凸な曲線の一部をなす、 曲線ＥＦは上に凸な曲線の一部をなす、 曲線ＧＨは上に凸な曲線の一部をなす、 曲線ＩＪは上に凸な曲線の一部をなす。
2. 【請求項２】 少なくとも格子面側に台形波断面形状を
   有する位相型回折格子であって；該台形波の台形係数
   （Ｂ／Ａ）が０．００６≦Ｂ／Ａ＜１（Ａ：前記台形波
   に外接する「完全な台形」と、該「完全な台形」に内接
   する「サインカーブ」との面積の差、Ｂ：該「完全な台
   形」と「台形波」との面積の差）であることを特徴とす
   る位相型回折格子。
3. 【請求項３】フィルタ基材の両面側に前記台形波断面形
   状の格子を有し、且つ、該フィルタ基材の一方の面側の
   前記格子と、他方の面側の前記格子とが８０〜１００°
   の角度をなしている請求項１または２記載の位相型回折
   格子。
4. 【請求項４】 下記式（１）で示されるリン酸基含有単
   量体からなる重合体と、銅イオンとを少なくとも一部に
   含む請求項１ないし３のいずれかに記載の位相型回折格
   子。 【化１】
5. 【請求項５】 円形断面を有する線状部材が複数平行に
   配置されてなるマスキング部材であって、基板の格子パ
   ターン堆積面上に配置されたマスキング部材を用い；該
   マスキング部材側から前記基板表面への気相堆積（vacu
   um vapor deposition）により、台形波状の格子パター
   ンを前記基板上に堆積させることを特徴とする位相型回
   折格子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記基板としてガラス板を用い、該ガラ
   ス板上に前記台形波状の格子パターンを堆積させてなる
   ものを母型として用いて、注型重合法により該母型の複
   製（レプリカ）を得る請求項４記載の位相型回折格子の
   製造方法。