JPS6371803A - スペツクル拡散板作成装置 - 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】 〔技術分計〕 本発明はスペックル拡散板作成装置に関するものである
。

〔従来技術〕

スペックル拡散板とはコヒーレント光束で照明されたス
リガラス等の第１の拡散板からの拡散光束中に生じたス
ペックルパターンを記録し得られた第２の拡散板である
。

そして、このスペックル拡散板及びその製造方法は従来
から知られている。

しかしながら、従来の製造方法によるスペックル拡散板
は、スペックルパターンのサイズが不均一であり、又、
回転対称な拡散特性をもつスペックル拡散板を作成する
ことも困難であった。

（発明の概要〕 本発明の目的は、サイズがそろったスペックルパターン
を記録したスペックル拡散板が作成可能で、且つ回転対
称な拡散特性を有する拡散板が作成可能な、スペックル
拡散板作成装置を提供することにある。

上記目的を達成する為に、本発明に係るスペックル拡散
板作成装置は、第１の拡散板を照明するコヒーレント光
束中又はコヒーレント光束によって照明された第１の拡
散板からの拡散光束中に光透過！ｉ域を有する遮光板を
設け得られたスペックルパターンを光感材上に記録し第
２の拡散板としてスペックル拡散板を得るスペックル拡
散板作成装置に於いて、前記遮光板は、前記光透過領域
として輪帯状開口を有するものであり、該輪帯状開口に
内接する円の直径をｄ１該輪帯状開口に内接する円の内
の最も離れた内接円同志の中心間距離をＤとする時、１
＜Ｄ／ｄ≦４なる関係を有することを特徴としている。

（実施例） 以下添付図面を使用して本発明を説明する。

第１図は１眼レフレツクスカメラのピント板として使用
されていた拡散板の断面図を示すもので、これら従来の
ピント板は通常機械的方法、すなわちガラス板を荒摺り
する方法、又は荒摺りされた金属面の凹凸をプラスティ
ク板に転写する方法等によって作成されている。このた
め、これらの拡散板は第１図に示すように凹凸の大きざ
にバラツキが有り、又、凹凸の断面形状が非常に鋭い角
を有するため、拡散角度特性は第２図の１の如くなる。

すなわち、０度近辺で非常に高い拡散光／入射光率を示
し、角度が５°近辺まで急速に拡散光／入射効率が低下
している。さらに角度が大きくなった領域では、絶対量
は少ないものの、かなりの拡散光が残存する。これらの
残存光は拡散板の通常の使用法、たとえば、画像を投影
するスクリーンとしての使用法等においては、全く不必
要な光であり、光量ロスとなる。

これに対して、本発明の装置で実際に作成されたスペッ
クル拡散板の拡散角度特性は第２図の点線２で示すよう
に中心から必要とする角度、即ち５゛〜１０°付近まで
拡散光が線形的に減少するか、あるいは同図の破線３で
示すようにある角度内に殆んどの拡散光を集中するか、
あるいは一点鎖線４で示すように拡散特性を示すカーブ
の全体的形状は従来のもの、実線１と余り変わらないが
、すその部分の拡散光を少なくすることによって、中央
、中間部分の光量を上げたものとなる。

本発明の装置を用いて得られた拡散板の、従来の拡散板
に対して、共通に有する特性は、第２図の２に見る如く
“角度の大きい拡散光が１５°付近で従来品のほぼ半分
程度に低下しく第２図２には示されていないが、２０°
付近では従来品においては拡散光が残存するのに対し、
本発明によって得られた拡散板では殆んどＯとなる。）
、低下した分だけ逆に角度の小さい領域での拡散光が増
加している点にある。そして、本発明の装置によって作
成されたスペックル拡散板の好ましい例は第３図にその
断面を示した如くほぼ大きさδのそろった、滑らかな微
小レンズが密に配列された構造のものである。このよう
な構成で、第２図の点線２で示した特性を得るには各微
小レンズの高さｈがほぼ一定とすると、レンズの直径δ
をある程度バランかせ（微小レンズ間のパワーをバラク
かせ）ることによって得られ、又第２図の破線３の如き
特性を得るには微小レンズの直径δをそろえる（￥Ｘｌ
小レンズ間のパワーをそろえる）ことが望ましい。

この微小レンズの直径δはスペックル拡散板を作成する
際に感光材上に形成されるスペックルの大きさに密接に
関連する。従って、上述の如き特性のスペックル拡散板
はスペックル拡散板を作成する際に感光材上に形成され
るスペックルの大きさを制御することによって得られる
。以下、スペックル拡散板を作成する際に感光材上に形
成されるスペックルの大きさの制御法について第４図を
使用して説明する。

４はコヒーレント光束５によって照明されている拡散板
である、この拡散板４を２つの開ロア。

８を有する遮光板６を介してレンズ９によって感光板１
０上に投影する。この際感光板１ｏ上に生ずるパターン
は第５図に示すようにスペックルパターンの中に干渉縞
が重なったものでスペックルパターンの平均的大きさδ
は第４図に於いて遮光板上の開口の直径をｄ、レンズ９
と感光材１ｏとの距離を９、コヒーレントな光束の波長
をλとしてほぼ δ＝λｑ／ｄ　　　　　　　　（１） で与えられる。

このスペックルパターンは第５図に示すようにピッチＰ
なる干渉縞によって分断されている。

そしてこのピッチＰは第４図に於いて二つの開ロア、８
を通過した２本の光線１１．．１１．の交切角の半分を
αとして ｐ−λ／（２ｓｉｎα）　　（２） で与えられる。従って、分断されたスペックルの大きさ
は２本の光線１１＋、ｌ１２の交切角度、すなわち２つ
の開ロア、８の間隔りによりて決定される。第２図グラ
フ２〜４に示した如き良好な特性を有する拡散板を得よ
うとした場合、個々の開口の大きさによって決まるスペ
ックルの平均的な大きさと、異なった開口を通過した光
束同志の干渉によって分断されたスペックルの大きさく
すなわちピッチ）との比はある一定の範囲内におくべき
ことが本件発明者の実験によって解った。

スペックルの大きさに対し干渉縞のピッチを余り小さく
、細かく分断し過ぎると良好な拡散板が得られなかった
。一般に、空間中に生ずるスペックルパターンと、それ
を記録して得られる拡散板の拡散特性とは、一意的な結
びつきはなく、感材の記録特性によって大きく変化する
。従って、スペックルの強度分布だけを見て、最終的に
得られる拡散板の特性をうんぬんすることはできない、
ただし、われわれの用いた記録法、即ち銀塩ブリーチ法
とか、フォトレジストへの記録とか、表面の凹凸として
スペックルを記録する場合においては、δとＰの比δ／
Ｐを余り大きくしない方が良い結果が得られた。これは
、大ざっばにいってスペックルの大きさに対し、干渉縞
を余り細かくすると、第５図に示したように、スペック
ルの存在する部分には、干渉効果が現れるが、スペック
ルの存在しない部分には干渉縞がのらず（干渉縞が現れ
るとしても暗い干渉縞である）、全体的に粒状性を均一
にする効果がうすれるためと思われる。スペックルの大
きさδと分断されたスペックルの比、すなわち、干渉縞
のピッチＰとの比は次の様に与えられる。

第（２）式で示された角度αが小さい時ｓ　ｉ　ｎａ雪
Ｄり　（２ｑ）　　　　　（３）であるから、スペック
ルの平均的な大きさδと干渉縞のピッチＰとの比は（１
）、（２）式より、δ／ｐ雪Ｄ／り となる。すなわち、スペックルの大きさと分断されたス
ペックルの大きさの比は開口の大きさｄと２開口間の距
１１ｉＤによって与えられる。この為、本件発明者等は
種々の遮光板、すなわち、Ｄ、　ｄが異なる遮光板を使
用して第４図の配置で実験した処、１＜Ｄ／ｄ≦４であ
る輪帯開口を備えた遮光板を使用した場合、微小レンズ
の大きさのそろった、且つ又拡散特性が回転対称な拡散
板が得られた。特にＤ／ｄ−；２〜３の遮光板を使用し
た場合もつとも良い結果が得られた。

以下本発明の一実施例の光学配室を第６図を使用して説
明する。

１２はレーザー光源、例えばＨｅ−Ｎｅレーザー、Ａｒ
イオンレーザ−、Ｋｒイオンレーザ−等からのコヒーレ
ントな光束、＋３は第１の透過型又は反射型の拡散板１
４を照明する時に望ましくは結像レンズ１５の中心に収
束させるような光束を得るための照明用レンズ、１６は
輪帯状の開口部を有する遮光領域の存在する遮光板であ
る。

ここで、遮光板１６の開口部は第７図に示す様な形状を
備えている。第７図に示される輪帯開口２４に於いて、
ｄは輪帯開口２４の縁に接する小円（内接円）２５．２
６の直径、Ｄはこの小円２５．２６の円の中心間の距離
である。

本実施例では上記小円２５．２６の直径ｄと上記小円２
５．２６間の距ＩＩＤとの比を１＜Ｄ／ｄ＜４ なる関係にしている。

再び、第６図に戻って、１７は拡散板１４の結像レンズ
１５による像、１８はスペックルパターン記録用感光材
である。このスペックルパターン記録用感光材１８上に
は第（１）式で求められる平均的大きさ６なるスペック
ルパターンに第（２）式で求められるピッチＰなる干渉
縞が重ね合わさったパターンが形成される。

この様な分断されたスペックルパターンが記録された感
光材１８を処理することによって均一なサイズをもつス
ペックルパターンと多方向に沿って干渉縞が形成された
拡散板が得られた。尚、感光材の処理はその感光材の種
類によって処理が異なる。すなわち、感光材が銀塩フィ
ルムの際はよく知られた各種の、ブリーチ処理が採用さ
れ、ホトレジの場合はレジストにマツチした現像液処理
法を用いて、望ましい拡散板を得る。

第８図、第９図は第６図と異なる光学配置を示すもので
第８図中レーザー光源からの光束２７はコンデンサーレ
ンズ２８．開口２９を通して拡散板３０を照明する。コ
ンデンサーレンズ２８からの出射光の収束位置は感光材
面上でスペックルの強度分布が一様である限り余り問題
ではない。又、篤９図のように開口２９と拡散板３０を
入れ換えても良い。

尚、第７図には完全な輪１Ｆ開口が示されているがこの
開口部が多少変形したもの例えば１部が切り欠けている
ものでも良い。

以上のように、遮光板の光透過領域を輪帯開口で形成し
、輪帯開口に内接する円の直径をｄ。

輪帯開口に内接する円の内の最も離れた内接円同志の円
中心間距離をＤとすると、Ｄ／ｄが１より大、４以下、
好ましくは２〜３の間であフた際、スペックルパターン
のサイズが均一で、回転対称な拡散特性を有する良好な
拡散板が得られる。

尚、第４図の装置によって、感光材として銀塩フィルム
を使用した際、ブリーチを行った後、粒子サイズ１０μ
、５μ、３μ程度のものなど各種の拡散板が得られた。

また山の高さは０．　５〜１．０μ程度で、これを１眼
レフレツクスカメラのピント板として使用した際、明る
く（結像レンズのＦ　Ｎｏにもよるが、従来のマット面
に比較し３割から５割程度明るさが増大する）、又、絞
りを絞り込んでも周辺光量の低下の少ないファインダー
像が得られた。以上の説明では、作成されたスペックル
拡散板は透過型であることを前提として行ったが、スペ
ックル拡散板上に金屈を蒸着して反Ｑｔ型スペックル拡
散板にしても良い。

〔発明の効果］ 以上、本発明によれば、第１の拡散板を照明するコヒー
レント光束中又はコヒーレント光束によって照明された
第１の拡散板からの光束中に設けられ、スペックルパタ
ーンを記録される光感材上に到達する拡散光束を制御す
る為の遮光板として、輪帯状開口から成る光透過領域を
僅え、且つ先に説明した如き１＜Ｄ／ｄ≦４なる開口形
状を輪帯状開口に与えることにより、サイズがそろった
スペックルパターンを記録した拡散板を得ることが可能
で、且つ回転対称な拡散特性を有する拡散板を作成出来
るスペックル拡散板作成装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスリガラス等の拡散板の断面図、第２図
は従来の拡散板、及び本発明の装置によつて作成された
拡散板の配光特性図、第３図は本発明の装置によって作
成された拡散板の断面図、′ｓ４図は、スペックルパタ
ーンの大きさ、工４ｔｈｔ六　へ　し’　　、１１（ｆ
ｆｆｆ　ｆｆｆｆ　　ナーダ嵐ｎｑ　卆　ツ　起　リ、
八　「５１　　　グが　−向は第４図の光学配置によっ
て形成されるスペックルパターンを示す図、第６図は本
発明の装置の実施例を示す図、第７図は第６図に示され
た遮光板を説明する図、第８図、第９図は第６図と構成
が異なる実施例を示す図。 １２はコヒーレントな光束、 １３は照明用レンズ、 １４は第１の拡散板、 １５は結像レンズ、 １６は遮光板、 １７は第１の拡散板の像、 １８は感光材である。 出頭人　キャノン株式会社 宅Ｚ因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の拡散板を照明するコヒーレント光束中又はコヒー
   レント光束によって照明された第１の拡散板からの拡散
   光束中に光透過領域を有する遮光板を設け得られたスペ
   ックルパターンを光感材上に記録し第２の拡散板として
   スペックル拡散板を得るスペックル拡散板作成装置に於
   いて、前記遮光板は、前記光透過領域として輪帯状開口
   を有するものであり、該輪帯状開口に内接する円の直径
   をｄ、該輪帯状開口に内接する円の内の最も離れた内接
   円同志の中心間距離をＤとする時、１＜Ｄ／ｄ≦４なる
   関係を有することを特徴とするスペックル拡散板作成装
   置。