JPS60123803A - マイクロフレネルレンズの製造方法 - Google Patents
マイクロフレネルレンズの製造方法Info
- Publication number
- JPS60123803A JPS60123803A JP23149283A JP23149283A JPS60123803A JP S60123803 A JPS60123803 A JP S60123803A JP 23149283 A JP23149283 A JP 23149283A JP 23149283 A JP23149283 A JP 23149283A JP S60123803 A JPS60123803 A JP S60123803A
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- Japan
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- mask
- layer
- resist
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
不発９Ａ＝ｊｐｋ、光の回折現象を利用しとマイクロフ
レネルレンズ（フレネルゾーンプレートともいう）の製
造方法の改良に関するものである。
レネルレンズ（フレネルゾーンプレートともいう）の製
造方法の改良に関するものである。
従来の光学ガラスレンズの欠点である非点、コマ、像面
彎曲、及び球面収差がなく、研磨等の熟練作業を必要と
しない輪状の凹凸を形成し、光の回折現象によって光の
集束を行うマイクロフレネルレンズが近時使用されるよ
うになって来た。
彎曲、及び球面収差がなく、研磨等の熟練作業を必要と
しない輪状の凹凸を形成し、光の回折現象によって光の
集束を行うマイクロフレネルレンズが近時使用されるよ
うになって来た。
本発明は、ガラス、プラスチック等の無色透明な基板に
、これ等の基板よりも光の屈折率の高い輪状のパターン
層を形成することにより、従来の光学ガラスレンズの欠
点を除去ＬＡマイクロフレネルレンズを、作業の熟練性
を必要とせず、しがも正確に製造しようとするものであ
る。
、これ等の基板よりも光の屈折率の高い輪状のパターン
層を形成することにより、従来の光学ガラスレンズの欠
点を除去ＬＡマイクロフレネルレンズを、作業の熟練性
を必要とせず、しがも正確に製造しようとするものであ
る。
以下、本発明の実施の一例を図面について説明する。
鏡面研磨された無色透明なガラス１の表面に、真空蒸着
法、高周波スパッタリング法等によって後にマスク基層
となる酸化１！ｉ２を堆積させる。
法、高周波スパッタリング法等によって後にマスク基層
となる酸化１！ｉ２を堆積させる。
この酸化膜２上には光線、電子ビーム等に感光するレジ
スト層３を塗布する。
スト層３を塗布する。
そして、電子ビーム、レーザ光等のような光線を操作で
きるものは直接に、Ｘ線、紫外線、遠紫外線のような光
線の操作ができ−ないものは、所要のパターンを描出し
であるマスクを介して間接的にレンズｌ−Ｎ３に露光し
、レジスト層３に所要のパターンの像を形成する。
きるものは直接に、Ｘ線、紫外線、遠紫外線のような光
線の操作ができ−ないものは、所要のパターンを描出し
であるマスクを介して間接的にレンズｌ−Ｎ３に露光し
、レジスト層３に所要のパターンの像を形成する。
これを現像することによりレジストＮ３は第２図に示す
ように所要の輪帯状のパターンＡが形成される。
ように所要の輪帯状のパターンＡが形成される。
更に、このレジスト層３に形成された輪帯状のパターン
Ａをマスクとして酸化膜２に対してエツチングを行うと
、前記輪帯状のパターン八と同じ輪帯状パターンＢが酸
化膜２に形成されて所要のパターンが酸化ｌ！ｉｉ！２
に移行され、然る後にレジスミ一層３を除去する。
Ａをマスクとして酸化膜２に対してエツチングを行うと
、前記輪帯状のパターン八と同じ輪帯状パターンＢが酸
化膜２に形成されて所要のパターンが酸化ｌ！ｉｉ！２
に移行され、然る後にレジスミ一層３を除去する。
次に輪帯状のパターンＢを形成された酸化膜２をマスク
基層としてガラス１の表面にニオブＮｂ、タンタルＴａ
、タリウムＴ１等を熱拡散、イオンインプラ、或いはナ
トリウムＮａ基のＷ換によって輪帯状のパターンＢと同
形状の拡散層４、或いは置換層を形成する。
基層としてガラス１の表面にニオブＮｂ、タンタルＴａ
、タリウムＴ１等を熱拡散、イオンインプラ、或いはナ
トリウムＮａ基のＷ換によって輪帯状のパターンＢと同
形状の拡散層４、或いは置換層を形成する。
このようにして拡散層４、又は置換層を形成した後に酸
化層２を除去すれば、拡散層４又は置換層はガラスより
も光−の屈折率が大きく、且つ輪帯状パターンであるた
め、光の回折現象を利用したマイクロフレネルレンズと
なるものである。
化層２を除去すれば、拡散層４又は置換層はガラスより
も光−の屈折率が大きく、且つ輪帯状パターンであるた
め、光の回折現象を利用したマイクロフレネルレンズと
なるものである。
上記実施例においては、マスク基層として酸化膜を使用
しているが、酸化膜の代りに金属薄膜を用いることもで
き、特に置換法を用いる場合には金属薄膜を用いる必要
がある。
しているが、酸化膜の代りに金属薄膜を用いることもで
き、特に置換法を用いる場合には金属薄膜を用いる必要
がある。
第６図は、上記製造方法で製作されたマイクロフレネル
レンズの光の集束状態を示すもので、アクリル板５側か
ら入った入射平面波（平行光束６はマイクロフレネルレ
ンズを通って凹凸面ａから出るが、この際に回折現象を
生じて球面波８となり、焦点９で最も小さく絞られる。
レンズの光の集束状態を示すもので、アクリル板５側か
ら入った入射平面波（平行光束６はマイクロフレネルレ
ンズを通って凹凸面ａから出るが、この際に回折現象を
生じて球面波８となり、焦点９で最も小さく絞られる。
このレンズの焦点距ｌ１ｌＩｆ、レンズ直径２ｄとしレ
ーザスポット強度が中心の１／２．１／ｅ２となる所で
、レーザスポット径を２３１／ｌ ｓ ２ ａｌ／ｅ２
とすれば、 ２ ａＩ／２ ＝１．０３λＦ ２ ａｔ ／ｅ” ＝１．６７λＦ （Ｆ、レンズのＦナンバー、Ｆ＝’ｆ／２ｄ）が成立す
る。
ーザスポット強度が中心の１／２．１／ｅ２となる所で
、レーザスポット径を２３１／ｌ ｓ ２ ａｌ／ｅ２
とすれば、 ２ ａＩ／２ ＝１．０３λＦ ２ ａｔ ／ｅ” ＝１．６７λＦ （Ｆ、レンズのＦナンバー、Ｆ＝’ｆ／２ｄ）が成立す
る。
従って、レンズのＦナンバーを小さくすることによって
、スポット径を小さくすることができる例えば、レンズ
直径２ ｄ ＝ ０．４ ＋ｎ、焦点距Ｎ１ｆ＝ ０．
２５ Ｍｍ、レーザ波長λ＝０．６３２８μｍのとき、
スポット径はそれぞれ ２ ａｌ ／２ ＝０．４１ μｍ ２ａ、／ｅ２＝０．６６μｍ となる。
、スポット径を小さくすることができる例えば、レンズ
直径２ ｄ ＝ ０．４ ＋ｎ、焦点距Ｎ１ｆ＝ ０．
２５ Ｍｍ、レーザ波長λ＝０．６３２８μｍのとき、
スポット径はそれぞれ ２ ａｌ ／２ ＝０．４１ μｍ ２ａ、／ｅ２＝０．６６μｍ となる。
以上のように、このマイクロフレネルレンズを用いるこ
とにより、レーザスポット径を１μｍ以下に絞ることが
できる。
とにより、レーザスポット径を１μｍ以下に絞ることが
できる。
第７図は、光ディスク（ＬＤ、ＣＤ）の光学系として使
用した例で、２１．２２がマイクロフレネルレンズで、
大きいレーザスポット集束性を要求される対物レンズ２
２、コリメートレンズ２１として使用したものである。
用した例で、２１．２２がマイクロフレネルレンズで、
大きいレーザスポット集束性を要求される対物レンズ２
２、コリメートレンズ２１として使用したものである。
即ち、レーザダイオード２３から出たレーザ光はコリメ
ートレンズ２１で平行光束化され、ビームスプリッタ２
４．１／４波長扱２５を通り、対物レンズ２２で集束さ
れて先ディスク２６のピット面２８で反射され、再び対
物レンズ２２で平行光束化され、１／４波長板２５を通
ってビームスプリンタ２４で屈折され、レーザ受光素子
２７で受光して信号電流として取出されるものである。
ートレンズ２１で平行光束化され、ビームスプリッタ２
４．１／４波長扱２５を通り、対物レンズ２２で集束さ
れて先ディスク２６のピット面２８で反射され、再び対
物レンズ２２で平行光束化され、１／４波長板２５を通
ってビームスプリンタ２４で屈折され、レーザ受光素子
２７で受光して信号電流として取出されるものである。
この他、このマイクロフレネルレンズは、プロジェクシ
ョンテレビの光学系等幅広い応用ができるものである。
ョンテレビの光学系等幅広い応用ができるものである。
叙上のように、本発明によって製造されたフレンネルレ
ンズは、光デイスク用ピックアップの対物レンズとして
用いることによりＦナンバーを小さくでき、これによ゛
す１μｍ以下のレーザスポット径に絞ることができるが
ら、クロスト−りを大幅に改善できる。
ンズは、光デイスク用ピックアップの対物レンズとして
用いることによりＦナンバーを小さくでき、これによ゛
す１μｍ以下のレーザスポット径に絞ることができるが
ら、クロスト−りを大幅に改善できる。
又、ＮＡを大きくすることができるため、従来３〜４枚
を必要としていた対物レンズを１枚のマイクロフレネル
レンズで足らすことができる。
を必要としていた対物レンズを１枚のマイクロフレネル
レンズで足らすことができる。
そして、従来の光学レン女に比して、無収差の１／ｌズ
が得られるため、解像度が大幅に改善されるばかりでな
く、対物レンズとコリメートレンズを各１枚のマイシロ
フレネルレンズで構成することができるから、光軸調整
が容易になり、調整時間を大幅に短縮できると共に、ピ
ックアップの光学系を小さくすることができ、小型軽量
化に貢献するものである。
が得られるため、解像度が大幅に改善されるばかりでな
く、対物レンズとコリメートレンズを各１枚のマイシロ
フレネルレンズで構成することができるから、光軸調整
が容易になり、調整時間を大幅に短縮できると共に、ピ
ックアップの光学系を小さくすることができ、小型軽量
化に貢献するものである。
しかも、使用するレーザ光の波長での収差が全くないた
め、ディスクの反りや傾きによって発生する収差の増大
が防止でき２、更に大型の無収差のレンズとすることも
できるから、プロジェクションテレビ等に用いても、解
像度は大幅に改善されるのみならず、表面には輪状の凹
凸がないため、レンズ表面の清掃が容易、且つ完全に行
うことができるから、その汚損によるレーザ光の損失が
未然に防止できる。
め、ディスクの反りや傾きによって発生する収差の増大
が防止でき２、更に大型の無収差のレンズとすることも
できるから、プロジェクションテレビ等に用いても、解
像度は大幅に改善されるのみならず、表面には輪状の凹
凸がないため、レンズ表面の清掃が容易、且つ完全に行
うことができるから、その汚損によるレーザ光の損失が
未然に防止できる。
本発明の製造方法は、このようなマイクロフレネルレン
ズの製造が、酸化膜、金属薄膜等のマスク基’Ｈｔの堆
積、レジストの塗布、このレジスト層の感光と現像、マ
スク基層のエツチング、無色透明なガラス、プラスチ７
ク等の基板に対する熱拡散や構成分子の置換で行なわれ
るため、基板よりも屈折率の高い輪状の拡散、或いは置
換したパターンが正確に、且つ容易に製造できるもので
ある。
ズの製造が、酸化膜、金属薄膜等のマスク基’Ｈｔの堆
積、レジストの塗布、このレジスト層の感光と現像、マ
スク基層のエツチング、無色透明なガラス、プラスチ７
ク等の基板に対する熱拡散や構成分子の置換で行なわれ
るため、基板よりも屈折率の高い輪状の拡散、或いは置
換したパターンが正確に、且つ容易に製造できるもので
ある。
従って、その生産性は著るしく向上し、大量生産を可能
ならしめると共に、ローコストで提供でき、その品質は
従来のように技術者の感や熟練に頼る必要がないので均
一化される等の利点を有するものである。
ならしめると共に、ローコストで提供でき、その品質は
従来のように技術者の感や熟練に頼る必要がないので均
一化される等の利点を有するものである。
図面は本発明の実施例で、第１図は基板上にマスク基層
、レジスト層を設けた状態の断面図、第２図、第３図は
レジスト層の露光、現像を行った状態の断面図、第４図
はエツチングを行った状態の断面図、第５図は完成した
マイクロフレネルレンズの断面図、第６図はマイクロフ
レネルレンズの回折現象の説明図、第７図はマイクロフ
レネルレンズを用いた光ピツクアップの説明図である。 ■・・・・・・ガラス、２・旧・・酸化膜、３・・・用
しンスト層、４・・・・・・拡散層、Ａ、Ｂ・・・・・
・輪帯状パターン。 特許出願人 パイオニア株式会社 第１ 図 第２囚 第３図 第４因 第６図 □
、レジスト層を設けた状態の断面図、第２図、第３図は
レジスト層の露光、現像を行った状態の断面図、第４図
はエツチングを行った状態の断面図、第５図は完成した
マイクロフレネルレンズの断面図、第６図はマイクロフ
レネルレンズの回折現象の説明図、第７図はマイクロフ
レネルレンズを用いた光ピツクアップの説明図である。 ■・・・・・・ガラス、２・旧・・酸化膜、３・・・用
しンスト層、４・・・・・・拡散層、Ａ、Ｂ・・・・・
・輪帯状パターン。 特許出願人 パイオニア株式会社 第１ 図 第２囚 第３図 第４因 第６図 □
Claims (1)
- ガラス、プラスチック等の無色透明な基板の上に、後に
マスクとなるべき酸化膜、金属膜等の薄膜を堆積させて
マスク基層を形成し、更に該マスク基層上に感光層とな
るレジストを塗布し、このレジストに電子ビーム、レー
ザ光を直接に、紫外線等を所要のパターンを描出しであ
るマスクを介して間接に感光線を露光し、これを現像し
てレジストパターンを形成した後にマスク基層に対して
エツチングを行ってマスク基層にレジストパターンを移
行させ、レジストを除去した後にマスク基層のパターン
をマスクとして基板に対し熱拡散、或いは基板の構成分
子を一部置換することにより基板よりも光の屈折率の高
い輪状パターン層を形成することを特徴とするマイクロ
フレネルレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23149283A JPS60123803A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | マイクロフレネルレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23149283A JPS60123803A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | マイクロフレネルレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123803A true JPS60123803A (ja) | 1985-07-02 |
Family
ID=16924335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23149283A Pending JPS60123803A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | マイクロフレネルレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123803A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000314799A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-11-14 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Ｘ線レンズ及びその製造方法 |
| EP1696248A1 (en) * | 2003-12-19 | 2006-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Flat sheet type micro-lens and production method therefor |
| EP1801636A1 (en) * | 2004-09-10 | 2007-06-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Transluscent display panel and method for manufacturing the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106148A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-14 | Nec Corp | Preparation of zone plate |
| JPS5745508A (en) * | 1980-07-03 | 1982-03-15 | Commissariat Energie Atomique | Method of manufacturing optical lattice |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP23149283A patent/JPS60123803A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106148A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-14 | Nec Corp | Preparation of zone plate |
| JPS5745508A (en) * | 1980-07-03 | 1982-03-15 | Commissariat Energie Atomique | Method of manufacturing optical lattice |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000314799A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-11-14 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Ｘ線レンズ及びその製造方法 |
| EP1696248A1 (en) * | 2003-12-19 | 2006-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Flat sheet type micro-lens and production method therefor |
| EP1696248A4 (en) * | 2003-12-19 | 2007-10-17 | Sumitomo Electric Industries | MICROLINSE OF THE FLAT BLADE TYPE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| EP1801636A1 (en) * | 2004-09-10 | 2007-06-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Transluscent display panel and method for manufacturing the same |
| EP1801636A4 (en) * | 2004-09-10 | 2007-10-17 | Sumitomo Electric Industries | TRANSLUCENT DISPLAY SCREEN AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
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