JP4603244B2

JP4603244B2 - Focus plate and method of manufacturing the focus plate

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Publication number: JP4603244B2
Application number: JP2003129370A
Authority: JP
Inventors: 聡藤森; 英隆林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: JP2004333853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ等に組み込まれる焦点板及び焦点板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カメラ等に組み込まれる焦点板に求められる特性としては、ピントの合わせ易さ、ファインダー内の明るさ、自然なボケ味等々があげられる。そして、それらの特性を同時に満たす焦点板が望まれる。
これらの特性は、焦点板の拡散面における拡散性と密接な関係がある。例えば、ピントの合わせ易さとファインダー内の明るさに関しては、焦点板の拡散性が大きいほどピントの合わせ易さは良くなるが、ファインダー内の明るさは暗くなる。一方、焦点板の拡散性が小さい場合はその逆となる。また、自然なボケ味に関しては、焦点板の拡散面の微細パターンに依存しており、拡散面をすりガラス状にすると最も自然なボケ味が得られることが知られている。
【０００３】
そして、従来の焦点板としては、ガラス等の母材を砂掛けにより粗面としたものを金型として用い、プラスチック材料の上に凹凸を転写し、凹凸が転写されたプラスチック部材を焦点板として使用するものが公知となっている。
又、母材の砂掛け粗面をエッチング等により加工し、鋭角な部分をなくして拡散性を改善したものが、例えば、次の特許文献１において提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−６０６４２号公報
【０００５】
しかし、このような焦点板はボケ味が自然となる点に関しては評価が高くなる反面、暗いレンズや絞りを絞った時に細かい砂をまいたような粒状感が認められ、見えを悪くするという欠点があった。この欠点は、砂掛け面の微細な凹凸の粒径、高さなどの配置のランダム性が高すぎるために生じる。
【０００６】
また、最近では、砂掛け等の機械加工的手段ではなくマスクのパターンを露光プロセスによりフォトレジスト等の感光剤が塗布された基盤に転写して微細なレンズが所定の規則性をもった配列で集合する拡散板用母型を作成し、この母型から焦点板を製造する方法が用いられている。
例えば、次の特許文献２には、上述のような光学的手段により形成された焦点板用母型を基にして電鋳法により金型を製作し、プラスチック部材に金型の微細パターンを転写成形して、光軸を囲むレンズの境界が正六角形に形成されたマイクロレンズを規則的に配列した焦点板を製造する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献２】
特開昭５９−１８９３３０号公報
【０００８】
しかし、特許文献２に記載の方法で製造した規則的なマイクロレンズアレーの焦点板は、砂掛け面から微細凹凸を転写した焦点板に比べて粒状感がなく見えが明るいという利点はある反面、光軸を囲むレンズの境界が正六角形に形成されたマイクロレンズの規則的な配列を原因として、回折光の方向が特定方向に限度されてボケ味が不自然になったり、フレネルレンズと併用したときにフレネルレンズの輪帯構造と干渉を引き起こしてモアレ縞が発生するという欠点がある。
そこで、マイクロレンズの規則的な配列を原因とする上記問題を解決すべく、ランダムな配列のマイクロレンズアレーを得る方法として、例えば、次の特許文献３には、金型用金属板に複数の径の異なる圧子を用いて圧痕法によりマイクロレンズアレーのレンズの形状を作成する方法が提案されている。
【０００９】
【特許文献３】
特開平１１−１４２６０９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献３に記載の方法のようにして、マイクロレンズアレーにおけるマイクロレンズの形状（粒径・高さ）をランダム配置すれば、砂掛け等によるランダムパターンから発生するカゲリや粒状感、及びマイクロレンズの規則的配列（マイクロレンズアレー）から発生する不自然なボケ味やモアレ縞などの課題に対して、各々の課題を緩和させた焦点板を得ることは可能となるものの、上記各々の課題を高性能に同時に解決する理想の焦点板を得ることは難しい。
【００１１】
更には、特許文献３で提案されている圧子を用いる圧痕法では圧子をマイクロレンズの数だけ（例えば、銀塩カメラ用焦点板で約３００万個）金型に押し付けるため、大面積の焦点板を得ようとすれば膨大な加工時間がかかってしまう。また、複数の形状（粒径・高さ）をランダムに形成する場合において、コンピュータ制御可能な加工装置を使用したとしても、各々のマイクロレンズごとの圧痕位置を制御系に入力しなくてはならず、制御プログラムを作成するのにも多大な費用と時間を費やしてしまうこととなる。更に、コンピュータ制御の行えない加工装置の場合は、作業者に対する莫大な労力と時間が必要となってしまう。
【００１２】
また、上記方法では、微細かつ高精度のマイクロレンズアレーを得ようとしても、機械的な限界及び膨大な加工時間による加工状態の変化等により、μｍのオーダーの制御性を得るのは難しかった。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カメラ等に組み込まれる焦点板に関し、明るく自然なボケ味となり合焦性も良好な高性能な焦点板を提供すること、及び、そのような焦点板を安価で高精度・高制御に製造することが可能な製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による焦点板は、複数のマイクロレンズが平面上に配列された焦点板において、各マイクロレンズは、一辺の長さをＬとした基準となる正六角形の各頂点を中心に、０．２Ｌの範囲内に各頂点を配置し、外周形状が一辺と他の辺との比が０．４２〜２．３４の範囲の値となるような変形六角形に形成され、かつ、規則的に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による焦点板においては、前記複数のマイクロレンズが、外周形状が複数種類の変形六角形に形成されているのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の焦点板のように構成すれば、配列パターンの規則性から発生する不自然なボケ味やモアレ縞などの課題とランダム性から発生するカゲリや粒状感などの課題とを同時に解決でき、明るくスッキリとしていて、自然なボケ味となり合焦性も良好な焦点板が得られる。
【００２２】
次に、本発明の焦点板の製造方法における共通部分の実施形態を図１、２を用いて説明する。図１は本発明に共通の実施形態における焦点板の製造処理工程を示すフローチャート、図２(a)〜(h)は図１の各工程における焦点板の作成状態を順に示す説明図である。
本実施形態の製造方法を図１，図２に沿って説明する。まず、平面基板１上に熱変形性の感光性材料であるフォトレジスト２を、既知の方法、例えばスピン法を用いて０〜２０μｍの範囲内の所定の厚さに、均一に塗布する（ステップＳ１、図２(a)参照）。レジストには、例えば、ＴＨＭＲ−ｉｐ３１００（東京応化）やＴＭＲ−Ｐ１０（東京応化）等、溶剤と樹脂と感光剤の混合物を用いる。次いで、フォトレジスト２の中に残っている溶媒や水分を追い出して、膜を緻密にするためにプリベークを行う。
【００２３】
次に、レンズパターンの形成されているフォトマスク３を露光機で光パターニング（露光）し（ステップＳ２、図２(b)参照）、その後、静止パドル現像およびリンスを行いレジストパターンを形成する（ステップＳ３、図２(c)参照）。通常であれば、この後にポストベークを行い、残存現像液やリンス液を取り除いてフォトレジスト膜の密着性を上げるのであるが、次のフォトレジスト加熱処理工程（以下、「メルトフロー工程」と記述する。）においてフォトレジストの流動性を高めるためにポストベータは行わないでおく。図２(c)に示すように、パターンが形成されたフォトレジスト膜は、現像直後の段階ではレンズ形状になっていない。
【００２４】
次に、パターンが形成されたフォトレジスト膜をレンズ形状にするために、Ｎ₂ガス雰囲気のオーブンで加熱処理を行う（ステップＳ４）。このメルトフロー工程では、レジストの軟化点温度以上の高温の熱処理温度で加熱処理を実施する。また、加熱時間は予め所望のレンズ形状を形成するための最適化した時間を決めておく。この加熱処理においてフォトレジストが溶融、流動し、そのときの熱変形性及び表面張力に応じて変形しレンズ形状４が形成される（図２(d)参照）。レンズ形状が形成された後、フォトレジストを冷却し固化させる。
以上の工程によりマイクロレンズアレーが形成された、いわゆる原盤１０が完成する。
【００２５】
次に、電鋳工程（ステップＳ５）において、原盤１０にＮｉ等の導電膜コートを施し、更にＮｉ等を数ミリ積層して、原盤１０のパターンをＮｉ等に転写させることにより電鋳５を作成し（図２(e)参照）、更に電鋳５を射出成形用金型（スタンパ）６として加工（ステップＳ６、図２(f)参照）する。
次に、スタンパ６を用いて、射出成形法（ステップＳ７、図２(g)）等の手段を用いてアクリル樹脂等の一面にマイクロレンズアレー２１が形成された焦点板２０を得る（ステップＳ８、図２(h)参照）。
【００２６】
次に、本発明の焦点板の製造方法における要部の実施形態を図面を用いて説明する。
第１実施形態
図３〜６は本発明の第１実施形態として、本発明の製造方法により製造される焦点板の拡散面にパターニングされているハニカム配列マイクロレンズアレーの構成例を示す図であり、図３(a)，図４(a)，図５(a)は夫々１つ１つのマイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状を変形六角形状に形成した構成例を示す説明図、図３(b)，図４(b)，図５(b)は夫々図３(a)，図４(a)及び図５(a)に示した変形六角形状を用いたハニカム配列マイクロレンズアレーを示す図である。図７は本実施形態の比較例として正六角形で配列された従来技術におけるハニカム配列の基本パターンを示す説明図である。
なお、本発明において変形六角形とは、従来の正六角形における各頂点の位置を後述する特定の範囲内において変更した六角形をいう。
【００２７】
本実施形態の焦点板では、拡散面にパターニングされているハニカム配列マイクロレンズアレー２１における、１つ１つのマイクロレンズが、図３〜図５に示すように、正六角形の対向する少なくとも１対の辺が平行かつ同じ長さとなるように変形させた変形六角形状に形成されている。
例えば、図３に示す例では、ハニカム配列マイクロレンズアレー２１は、正六角形の１つの頂点のみを変更した変形六角形状のパターン２１ａが配列された構成となっている。
また、例えば、図４に示す例では、ハニカム配列マイクロレンズアレー２１は、正六角形の対向する２つの頂点の位置を変更した変形六角形状のパターン２１ａ’が配列された構成となっている。
更に、例えば、図５に示す例では、ハニカム配列マイクロレンズアレー２１は、正六角形の６つの頂点の位置を全て変更させた変形六角形状のパターン２１ａ”が配列された構成となっている。
【００２８】
良好なボケ味を得るためのパターンのランダム性に関しては、図３や図４に示した例よりも図５に示した例の方が優れている。いずれの例にするかは、焦点板に求められる所望の性能（ボケ味と明るさのいずれを優先させるか）に応じて選択する。
【００２９】
これら図３〜図５に示す例のように、変形六角形状を対向する少なくとも１対の辺が平行かつ同じ長さとなるようにして形成すれば、例えば１８０°反転パターンも同形として組み合わせることにより、マイクロレンズアレーにおける変形六角形状のパターンが１種類で足りる。このため、マスク設計をする際において、より短時間で設計・製作できるというメリットがある。
【００３０】
なお、本実施形態の焦点板は、上記図３〜図５に示した例では、１つ１つのマイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状としての変形六角形状を、対向する少なくとも１対の辺が平行かつ同じ長さとなるようにして形成したが、これらの例に限定されるものではない。例えば、６つの頂点の位置を全て移動し、対向するいずれの辺も、平行かつ同じ長さとはならない変形六角形状に形成してもよい。
そのように構成すれば、更に良好なボケ味が得られる。
ただし、対向するいずれの辺も平行かつ同じ長さとしないで全く自由に設計した変形六角形状を配列してマイクロレンズアレーを構成すると、マスク設計に関し膨大なデータ量となり、製造時間・費用が増大してしまう。このため、変形六角形状のパターンの種類を所定の数種類に抑えて、それらを規則性をもって配列するのが望ましい。
【００３１】
例えば、更なるランダム性が要求される（ボケ味最優先の）焦点板を構成する場合には、正六角形の６つの頂点をその範囲内において制約なく変更した複数種類の変形六角形状のパターンを作成し、それらを組み合わせてマイクロレンズアレーを形成すれば、よりランダム性の強いボケ味良好な焦点板を得ることが可能である。
ただし、上述したように、マスク設計上の能率性を重視する場合には、図６に示すように、ある程度頂点位置の変更範囲の制約を設けた数種類の変形六角形状のパターン２１ａ”’〜２１ａ”””に限定し、これらを組み合わせてマイクロレンズアレーを形成するように設計するのが望ましい。
【００３２】
次に、本実施形態の焦点板のマイクロレンズアレーを構成するマイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状としての変形六角形状における各頂点位置の変更範囲について説明する。
図８(a)は焦点板のマイクロレンズアレーにおいて変形させたマイクロレンズの光軸を囲む変形六角形状及び評価するレンズ断面の位置をＡ−Ａ線で示す平面図、図８(b)は図８(a)のＡ−Ａ線による断面に形成されているマイクロレンズの形状及び、各マイクロレンズの境界部で生じる拡散特性を示す説明図である。
焦点板を構成する各マイクロレンズを、レンズ光軸を囲む外周形状を正六角形における対向する辺の平行性を崩して変形六角形状に形成して配置すると、図８(a)及び図８(b)に示すように、拡散特性に不均一性が生まれ、焦点板としての特性として、適度なバラツキを持ったより自然なボケ味が得られる。
【００３３】
しかし、変形六角形状の変形量を制限なく変形させると、図８(a)，(b)に示すマイクロレンズの境界部において、変形六角形状における辺の長さが短い部分では、製造工程の熱変形の段階で隣接するマイクロレンズ同士の融合が強まり、マイクロレンズ間に形成される接合面のなす角度が鈍角となり拡散角が小さく（図において拡散角ａ）となる。一方、境界部において、変形六角形状における辺の長さが長い部分では、製造工程の熱変形の段階で隣接するマイクロレンズ同士の融合がそれほど強くならず、マイクロレンズ間に形成される接合面のなす角度が鋭角となり拡散角が大きくなる。（図において拡散角ｂ）
このため、変形六角形の変形の度合いが極端な場合には、マイクロレンズの境界部での拡散角に大きな違いが生じ、焦点板の特性として、ザラザラ感や粒状感が見受けられてしまう。また、拡散角が大きすぎる場合には、部分的なカゲリの発生にもつながることとなる。
【００３４】
そこで、本実施形態の焦点板では、図９に示すように、マイクロレンズアレーを構成する各マイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状における変形六角形の変形量の可変範囲について所定の制約を持たせている。
具体的には、本実施形態の焦点板では、基準となる正六角形３０の各頂点の位置を変更可能とし、その可変範囲は、基準となる正六角形３０のそれぞれの頂点を中心として、基準となる正六角形の一辺の長さＬに対し０．２Ｌの範囲を可変範囲としている。即ち、本実施形態の焦点板では、各マイクロレンズは、レンズ光軸を囲む外周形状が変形正六角形における一辺と他の辺との比が０．６Ｌ／１．４Ｌ〜１．４Ｌ／０．６Ｌの範囲のに値となるように形成されている。
０．２Ｌに設定し、最大に変形させても最長となる辺の長さが１．４Ｌで最短となる辺の長さが０．６Ｌを確保できるようにすれば、上述したような極端な変形による不具合を回避できるようになる。
【００３５】
次に、第１実施形態の拡散面における配列が変形六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーでの拡散パターンの比較によりボケ味（ボケ方）に対する有効性について図１０(a)〜図１０(c)を用いて説明する。
図１０(a)は本実施形態の比較例としての正六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける拡散パターンを示す説明図、図１０(b)はランダム配列のマイクロレンズアレーにおける拡散パターンを示す説明図、図１０(c)は本実施形態における変形六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける拡散パターンを示す説明図である。
【００３６】
正六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける輝点の分布は、図１０(a)に示すように、整然と規則性を持って点在している。このように回折光の方向が特定の方向に限定されていると、ある方向でのボケ味が不自然となったり、フレネルレンズと併用した時にフレネルレンズの輪帯構造との干渉を引き起こし、モアレ縞が発生するといった欠点がある。
【００３７】
ランダム配列のマイクロレンズアレーにおける輝点の分布は、図１０(b)に示すように、ランダムな配列からの四方八方への光の拡散による全体的に広がりのある分布となる。この全体的な細かな点在から、より自然なボケ像が得られるものの、ランダムな微細パターンの中には光を遮断してしまうパターンも持ち合わせているため、ファインダーを覗いた時の印象として、全体的に暗く、また、粒状感、ザラザラ感や、部分的に明るさの違った感覚が認められ見えを悪くするといった欠点がある。
【００３８】
これに対し、本実施形態の変形六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける輝点の分布は、図１０(c)に示すように、基本的な正六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける整然とした分布に対して、レンズ輪郭を変形六角形にすることで、非対称性による輝点のバラツキが発生することがわかる。上述した所定の変形量内においては瞳の外に抜ける拡散を発生させることなく、ばらついた輝点の分布が得られ、ファインダーを覗いた時に明るく粒状感の無いスッキリとした印象で、また、ボケ像に関してもより自然に近い印象の焦点板となる。
このため、本実施形態の焦点板によれば、配列パターンの規則性から発生する不自然なボケ味やモアレ縞などの課題とランダム性から発生するカゲリや粒状感などの課題とを同時に解決でき、明るくスッキリとしていて、自然なボケ味となり合焦性も良好な焦点板が得られる。
【００３９】
第２実施形態
本発明の第２実施形態として、図１のステップＳ１〜Ｓ４に示した基本的な原盤製造方法であるリソグラフィー法において、露光工程（ステップＳ２）で使用されるフォトマスクの製造方法を図１１に示す。
第１工程の塗布工程では、図１１(a)に示すように、石英製のマスク基盤１００にクロム蒸着層１０１を施し、更にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）１０２を塗布する。
次に、図１１(b)に示すように、第２の露光工程において、電子ビーム法を用いて所望のパターンを露光する。この段階で形成されるべきパターンは決定される。
次に、図１１(c)〜図１１(e)に示す後工程の現像〜クロムエッチング〜レジストリムーブを行うことで要求に対して高精度なフォトマスク１０３が完成する。
【００４０】
本実施形態の焦点板の製造方法では、上記第２の露光工程において用いられる電子ビーム露光のプログラムを変更することで、配列パターンを容易かつ自由な形状に作成することができる。
このため、本実施形態の焦点板の製造方法によれば、上述したような多数の変形六角形のパターンを持つような複雑な設計の配列に対しても、容易かつ高精度なフォトマスクを作成することができることになる。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、前記フォトマスクを使用して作成した、焦点板の基となる原盤の拡散面にパターニングされたマイクロレンズアレーは、所望のパターンが高精度に形成され、原盤の再現性が良い状態で製造され得る。また、焦点板に要求される性能に応じて、フォトマスク設計により自由に対応でき、従来のリソグラフィー法の工程を変更することなく原盤を製造することができる。
【００４２】
従って、本実施形態の焦点板の製造方法によれば、焦点板に要求される特性に応じて、フォトマスクの設計変更のみで自由に拡散面のマイクロレンズアレーを制御できるため、従来のランダム性を求めた圧痕法での膨大な製造時間及びパターン精度に比べて、短時間で、安価で、しかも高性能な焦点板を得ることができる。
【００４３】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第１実施例
図１２は本発明の第１実施例に係る焦点板のマイクロレンズ配列パターンを示すマスクの部分平面図、図１３は第１実施例に係る焦点板のマイクロレンズ配列パターンを構成する個々のマイクロレンズの変形六角形状を示す説明図で、(a)は平面図、(b)はマイクロレンズ配列パターンを構成するレンズの境界部を示す(a)の断面図である。
本実施例での基準となる正六角形の大きさは各辺の長さ１１．５４７μｍ、対向する辺の間隔を２０μｍとして、頂点の変形量は対向する２点のみ横に２μｍずらした形状とした。
上記配列パターンによりフォトマスクを設計・製造し、原盤作成においては、感光性フォトレジスト塗布厚３μｍ、露光時間２６０ｍｓ、メルトフロー温度１２２°Ｃ、メルトフロー時間１０分で行い、結果的にマイクロレンズの山の高さ２．２μｍのレンズアレーがパターニングされた原盤が出来上がった。
この原盤を用い、電鋳反転〜金型製作〜射出成形を行い焦点板を得ることが出来た。原盤からの電鋳反転での転写性はほぼ１００％、射出成形での転写性は約９０％で、得られた焦点板のマイクロレンズの山の高さは２．０μｍとなっていた。
なお、フォトレジストはＴＭＲ−Ｐ１０（東京応化）を使用した。
図１４に本実施例にかかる焦点板における変形六角形状のマイクロレンズアレーの透過拡散パターンを示す。比較例として、図１５に従来の焦点板における正六角形状のマイクロレンズアレーにおける透過拡散パターンを示す。
本実施例のように、マイクロレンズの形状を変形六角形状にすることで、艮好なボケ味の指標となる拡散輝点の適度なバラツキに対して、所望の拡散特性を持つ焦点板を得ることができた。
【００４４】
本実施例の焦点板及びその製造方法によれば、カメラに組み込まれる焦点板に要求されている主たる性能の明るさ、ボケ味、合焦性に関し、所望のマイクロレンズの山の高さを自由に製造することで、明るさと合焦性を高性能に両立でき、かつ、変形六角形の適度な不均一性からの自然なボケ味をももちあわせた良好な焦点板を得ることができ、しかも、その焦点板を安価で高精度・高制御に製造することができた。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、カメラに組み込まれる焦点板に要求されている主たる性能の明るさ、ボケ味、合焦性に関し、明るくスッキリとしていて、自然なボケ味となり合焦性も良好な焦点板が得られると共に、その焦点板を安価で高精度・高制御に製造する製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に共通の実施形態における焦点板の製造処理工程を示すフローチャートである。
【図２】図２(a)〜(h)は図１の各工程における焦点板の作成状態を順に示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態として、本発明の製造方法により製造される焦点板の拡散面にパターニングされているハニカム配列マイクロレンズアレーの一構成例を示す図であり、(a)は１つ１つのマイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状を変形六角形状に形成した構成例を示す説明図、(b)は(a)に示した変形六角形状を用いたハニカム配列マイクロレンズアレーを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態として、本発明の製造方法により製造される焦点板の拡散面にパターニングされているハニカム配列マイクロレンズアレーの他の構成例を示す図であり、(a)は１つ１つのマイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状を変形六角形状に形成した構成例を示す説明図、(b)は(a)に示した変形六角形状を用いたハニカム配列マイクロレンズアレーを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態として、本発明の製造方法により製造される焦点板の拡散面にパターニングされているハニカム配列マイクロレンズアレーのさらに他の構成例を示す図であり、(a)は１つ１つのマイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状を変形六角形状に形成した構成例を示す説明図、(b)は(a)に示した変形六角形状を用いたハニカム配列マイクロレンズアレーを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態として、本発明の製造方法により製造される焦点板の拡散面にパターニングされているハニカム配列マイクロレンズアレーのさらに他の構成例を示す説明図である。
【図７】第１実施形態の比較例として正六角形で配列された従来技術におけるハニカム配列の基本パターンを示す説明図である。
【図８】 (a)は焦点板のマイクロレンズアレーにおいて変形させたマイクロレンズの光軸を囲む変形六角形状及び評価するレンズ断面の位置をＡ−Ａ線で示す平面図、(b)は(a)のＡ−Ａ線による断面に形成されているマイクロレンズの形状及び、各マイクロレンズの境界部で生じる拡散特性を示す説明図である。
【図９】第１実施形態の焦点板における、マイクロレンズアレーを構成する各マイクロレンズのレンズ光軸を囲む外周形状における変形六角形の変形量の可変範囲を示す説明図である。
【図１０】 (a)は第１実施形態の比較例としての正六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける拡散パターンを示す説明図、(b)はランダム配列のマイクロレンズアレーにおける拡散パターンを示す説明図、(c)は本実施形態における変形六角形ハニカム配列のマイクロレンズアレーにおける拡散パターンを示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態として、図１のステップＳ１〜Ｓ４に示した基本的な原盤製造方法であるリソグラフィー法において、露光工程（ステップＳ２）で使用されるフォトマスクの製造方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１実施例に係る焦点板のマイクロレンズ配列パターンを示すマスクの部分平面図である。
【図１３】第１実施例に係る焦点板のマイクロレンズ配列パターンを構成する個々のマイクロレンズの変形六角形状を示す説明図で、(a)は平面図、(b)はマイクロレンズ配列パターンを構成するレンズの境界部を示す(a)の断面図である。
【図１４】本実施例にかかる焦点板における変形六角形状のマイクロレンズアレーの透過拡散パターンを示す説明図である。
【図１５】従来の焦点板における正六角形状のマイクロレンズアレーにおける透過拡散パターンを示す説明図である。
【符号の説明】
１平面基板
２フォトレジスト
３フォトマスク
４レンズ形状
５電鋳
６射出成形用金型（スタンパ）
１０原盤
２０焦点板
２１マイクロレンズアレー
２１ａ，２１ａ’，２１ａ”，２１ａ”’，２１ａ””，２１ａ”’”，２１ａ””” 変形六角形状のパターン
３０基準となる正六角形
１００マスク基盤
１０１クロム蒸着層
１０２ＰＭＭＡ（メチルメタクリエート）
１０３フォトマスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a focusing screen incorporated in a camera or the like and a manufacturing method of the focusing screen.
[0002]
[Prior art]
In general, characteristics required for a focusing screen incorporated in a camera or the like include ease of focusing, brightness in the viewfinder, natural blurring, and the like. A focusing screen that satisfies these characteristics simultaneously is desired.
These characteristics are closely related to the diffusivity on the diffusing surface of the focusing screen. For example, regarding the ease of focusing and the brightness in the finder, the greater the diffusibility of the focusing screen, the better the focusing becomes easier, but the brightness in the finder becomes darker. On the other hand, when the diffusivity of the focusing screen is small, the opposite is true. Further, the natural blur is dependent on the fine pattern of the diffusing surface of the focusing screen, and it is known that the most natural bokeh can be obtained when the diffusing surface is ground glass.
[0003]
And as a conventional focusing screen, a rough surface made by sanding a base material such as glass is used as a mold, the unevenness is transferred onto the plastic material, and the plastic member with the unevenness transferred is used as the focusing plate. What is used is known.
In addition, for example, the following Patent Document 1 proposes a method in which a sanded rough surface of a base material is processed by etching or the like to eliminate sharp portions and improve diffusibility.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 58-60642 A
[0005]
However, such a focusing screen is highly evaluated in terms of natural bokeh, but on the other hand, it has a disadvantage that it has a grainy feeling like fine sand when a dark lens or aperture is squeezed, making it worse. was there. This defect occurs because the randomness of the arrangement such as the particle size and height of the fine irregularities on the sanding surface is too high.
[0006]
Also, recently, the mask pattern is transferred to a substrate coated with a photosensitive agent such as a photoresist by an exposure process instead of a mechanical means such as sanding, and fine lenses are arranged with a predetermined regularity. A method is used in which a matrix for diffuser plates to be assembled is prepared and a focusing screen is manufactured from the matrix.
For example, in the following Patent Document 2, a mold is manufactured by electroforming based on a focus plate matrix formed by optical means as described above, and a fine pattern of the mold is transferred to a plastic member. There is disclosed a technique for manufacturing a focusing screen that is formed by regularly arranging microlenses having a regular hexagonal boundary between lenses that surround the optical axis.
[0007]
[Patent Document 2]
JP 59-189330 A
[0008]
However, the regular microlens array focusing plate manufactured by the method described in Patent Document 2 has the advantage that there is no graininess and the appearance is brighter than the focusing plate obtained by transferring fine irregularities from the sand hanging surface, Due to the regular arrangement of microlenses in which the boundary of the lens surrounding the optical axis is formed in a regular hexagon, the direction of the diffracted light is limited to a specific direction and blurring becomes unnatural or used in combination with a Fresnel lens There is a drawback in that moire fringes are sometimes generated due to interference with the annular structure of the Fresnel lens.
Therefore, as a method for obtaining a microlens array having a random arrangement in order to solve the above-described problems caused by the regular arrangement of microlenses, for example, in Patent Document 3 below, a plurality of metal plates for a mold are provided. There has been proposed a method of creating a lens shape of a microlens array by an indentation method using indenters having different diameters.
[0009]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-142609
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the shape (particle size / height) of the microlenses in the microlens array is randomly arranged as in the method described in Patent Document 3, galling or graininess generated from a random pattern caused by sanding, etc., and Although it is possible to obtain a focusing plate that alleviates each problem against problems such as unnatural bokeh and moire fringes generated from a regular arrangement of microlenses (microlens array), each of the above It is difficult to obtain an ideal focusing screen that solves the problem simultaneously with high performance.
[0011]
Further, in the indentation method using an indenter proposed in Patent Document 3, the indenter is pressed by the number of microlenses (for example, about 3 million silver salt camera focusing plates) against a mold, so that a large area focusing plate is used. If you try to get it, it takes a lot of processing time. In addition, when a plurality of shapes (particle diameter / height) are randomly formed, even if a computer-controllable processing device is used, the indentation position for each microlens must be input to the control system. In addition, it takes a great deal of money and time to create a control program. Furthermore, in the case of a machining apparatus that cannot be controlled by a computer, a great deal of labor and time are required for the operator.
[0012]
Further, in the above method, even when trying to obtain a microlens array with a fine and high accuracy, it is difficult to obtain controllability on the order of μm due to a mechanical limit and a change in a processing state due to a huge processing time.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and relates to a focusing plate incorporated in a camera or the like, and provides a high-performance focusing plate that is bright and natural and has good focusability. An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing such a focusing screen at low cost with high accuracy and high control.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the focusing screen according to the present invention is a focusing screen in which a plurality of microlenses are arranged on a plane, and each microlens isCentering each vertex of the regular hexagon as a reference with the length of one side as L, each vertex is arranged within a range of 0.2L,The outer peripheral shape is formed in a deformed hexagon having a ratio of one side to the other side in a range of 0.42 to 2.34 and is regularly arranged.
[0015]
In the focusing screen according to the present invention, it is preferable that the plurality of microlenses are formed in a plurality of types of deformed hexagons in the outer peripheral shape.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Prior to the description of the embodiments, the effects of the present invention will be described.
  Main departureIf configured like a bright focusing plate, problems such as unnatural bokeh and moire fringes caused by the regularity of the array pattern and problems such as galling and graininess caused by randomness can be solved simultaneously. A focusing screen that is refreshing and has natural blurring and good focusing properties can be obtained.
[0022]
Next, an embodiment of a common part in the manufacturing method of the focusing screen of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of a focusing screen in an embodiment common to the present invention, and FIGS. 2A to 2H are explanatory views sequentially showing a state of creating a focusing screen in each process of FIG.
The manufacturing method of this embodiment is demonstrated along FIG. 1, FIG. First, a photoresist 2, which is a heat-deformable photosensitive material, is uniformly applied on the flat substrate 1 to a predetermined thickness within a range of 0 to 20 μm using a known method, for example, a spin method (step S1, see FIG. 2 (a)). For the resist, for example, a mixture of a solvent, a resin, and a photosensitizing agent such as THMR-ip3100 (Tokyo Ohka) or TMR-P10 (Tokyo Ohka) is used. Next, pre-baking is performed in order to drive out the solvent and moisture remaining in the photoresist 2 to make the film dense.
[0023]
Next, the photomask 3 on which the lens pattern is formed is subjected to optical patterning (exposure) with an exposure machine (see step S2, FIG. 2B), and thereafter, static paddle development and rinsing are performed to form a resist pattern ( Step S3, see FIG. 2 (c)). Normally, post-baking is performed after this, and the remaining developer and rinse liquid are removed to improve the adhesion of the photoresist film. However, the following photoresist heat treatment process (hereinafter referred to as “melt flow process”) In order to improve the fluidity of the photoresist, post-beta is not performed. As shown in FIG. 2 (c), the photoresist film on which the pattern is formed is not in a lens shape immediately after development.
[0024]
Next, in order to make the photoresist film on which the pattern is formed into a lens shape, N₂Heat treatment is performed in a gas atmosphere oven (step S4). In this melt flow process, heat treatment is performed at a heat treatment temperature higher than the softening point temperature of the resist. Further, the heating time is determined in advance as an optimized time for forming a desired lens shape. In this heat treatment, the photoresist melts and flows, and is deformed according to the heat deformability and surface tension at that time to form the lens shape 4 (see FIG. 2D). After the lens shape is formed, the photoresist is cooled and solidified.
The so-called master 10 in which the microlens array is formed by the above process is completed.
[0025]
Next, in the electroforming process (step S5), the master 10 is coated with a conductive film such as Ni, Ni is laminated several millimeters, and the pattern of the master 10 is transferred to Ni. Then, the electroforming 5 is processed as an injection molding die (stamper) 6 (step S6, see FIG. 2 (f)).
Next, using the stamper 6, a focusing screen 20 having a microlens array 21 formed on one surface of an acrylic resin or the like is obtained (step S8) using means such as an injection molding method (step S7, FIG. 2 (g)). FIG. 2 (h)).
[0026]
Next, an embodiment of a main part in the method for manufacturing a focusing screen according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
3 to 6 are diagrams showing a configuration example of a honeycomb array microlens array patterned on the diffusion surface of a focusing screen manufactured by the manufacturing method of the present invention as the first embodiment of the present invention. FIGS. 4A and 5A are explanatory diagrams showing a configuration example in which the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens is formed in a deformed hexagonal shape, and FIGS. 4 (b) and 5 (b) are diagrams showing the honeycomb array microlens array using the deformed hexagonal shape shown in FIGS. 3 (a), 4 (a) and 5 (a), respectively. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a basic pattern of honeycomb arrangement in the prior art arranged in regular hexagons as a comparative example of the present embodiment.
In the present invention, the deformed hexagon refers to a hexagon in which the position of each vertex in a conventional regular hexagon is changed within a specific range described later.
[0027]
In the focusing screen of the present embodiment, each microlens in the honeycomb array microlens array 21 patterned on the diffusing surface has at least one pair of opposed hexagons as shown in FIGS. It is formed in a deformed hexagonal shape that is deformed so that the sides are parallel and have the same length.
For example, in the example shown in FIG. 3, the honeycomb array microlens array 21 has a configuration in which a deformed hexagonal pattern 21a in which only one vertex of the regular hexagon is changed is arrayed.
Further, for example, in the example shown in FIG. 4, the honeycomb array microlens array 21 has a configuration in which deformed hexagonal patterns 21 a ′ in which the positions of two opposing vertices of the regular hexagon are changed are arrayed.
Further, for example, in the example shown in FIG. 5, the honeycomb array microlens array 21 has a configuration in which deformed hexagonal patterns 21 a ″ in which the positions of the six vertices of the regular hexagon are all changed are arranged.
[0028]
Regarding the randomness of the pattern for obtaining a good blur, the example shown in FIG. 5 is superior to the examples shown in FIG. 3 and FIG. Which example is selected is selected according to desired performance required for the focusing screen (whether to give priority to blur or brightness).
[0029]
If the deformed hexagonal shape is formed so that at least one pair of opposite sides are parallel and have the same length as in the examples shown in FIGS. 3 to 5, for example, by combining the 180 ° inversion pattern as the same shape, One type of deformed hexagonal pattern in the microlens array is sufficient. For this reason, when designing a mask, there is an advantage that it can be designed and manufactured in a shorter time.
[0030]
In the example shown in FIGS. 3 to 5, the focusing screen of the present embodiment has a deformed hexagonal shape as an outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens, and at least a pair of opposing sides. Are parallel and have the same length, but are not limited to these examples. For example, all the positions of the six vertices may be moved, and any opposing sides may be formed in a deformed hexagonal shape that is parallel and does not have the same length.
If constituted in this way, a more favorable bokeh can be obtained.
However, if a microlens array is configured by arranging deformed hexagonal shapes that are completely designed without any parallel sides being the same length, the amount of data related to mask design will be enormous, and manufacturing time and costs will increase. End up. For this reason, it is desirable to limit the number of deformed hexagonal patterns to a predetermined number and arrange them with regularity.
[0031]
For example, when constructing a focusing screen that requires further randomness (bokeh-first priority), a plurality of types of deformed hexagonal patterns obtained by changing the six vertices of the regular hexagon without limitation within the range By creating and combining them to form a microlens array, it is possible to obtain a focusing screen with stronger randomness and better bokeh.
However, as described above, when importance is placed on the efficiency in mask design, as shown in FIG. 6, several types of deformed hexagonal patterns 21 a ″ ′ to 21 a with some restrictions on the change range of the vertex position are provided. It is desirable that the design is limited to “” ”and these are combined to form a microlens array.
[0032]
Next, the change range of each vertex position in the deformed hexagonal shape as the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of the microlens constituting the microlens array of the focusing screen of the present embodiment will be described.
FIG. 8A is a plan view showing the deformed hexagonal shape surrounding the optical axis of the microlens deformed in the microlens array of the focusing screen and the position of the cross section of the lens to be evaluated, taken along line AA, and FIG. It is explanatory drawing which shows the diffusion characteristic which arises in the shape of the microlens formed in the cross section by the AA line of 8 (a), and the boundary part of each microlens.
When each microlens constituting the focusing screen is arranged in a deformed hexagonal shape with the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis broken in parallel to the opposite sides of the regular hexagonal shape, FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b). ), Non-uniformity is generated in the diffusion characteristics, and a more natural bokeh with appropriate variation can be obtained as the characteristics of the focusing screen.
[0033]
However, if the deformation amount of the deformed hexagonal shape is deformed without any restriction, the thermal process of the manufacturing process is performed at a portion where the side length of the deformed hexagonal shape is short at the boundary portion of the microlens shown in FIGS. At the stage of deformation, the fusion of adjacent microlenses becomes stronger, and the angle formed by the joint surfaces formed between the microlenses becomes an obtuse angle and the diffusion angle becomes small (the diffusion angle a in the figure). On the other hand, at the boundary portion, in the portion where the side of the deformed hexagonal shape is long, the fusion of adjacent microlenses is not so strong at the stage of thermal deformation in the manufacturing process, and the joint surface formed between the microlenses is not strong. The formed angle becomes an acute angle and the diffusion angle increases. (Diffusion angle b in the figure)
For this reason, when the degree of deformation of the deformed hexagon is extreme, a large difference occurs in the diffusion angle at the boundary portion of the microlens, and a rough feeling or a grainy feeling can be seen as the characteristics of the focusing screen. If the diffusion angle is too large, partial galling will occur.
[0034]
Therefore, in the focusing screen of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the variable range of the deformation amount of the deformed hexagon in the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens constituting the microlens array has a predetermined restriction. It is
Specifically, in the focusing screen of the present embodiment, the position of each vertex of the regular hexagon 30 serving as a reference can be changed, and the variable range is centered on each vertex of the regular hexagon 30 serving as a reference. The range of 0.2L is the variable range with respect to the length L of one side of the regular hexagon. That is, in the focusing screen of the present embodiment, each microlens has an outer peripheral shape surrounding the lens optical axis and a ratio of one side to the other side in the deformed hexagon is 0.6L / 1.4L to 1.4L / 0. It is formed to have a value in the range of 6L.
If the length of the longest side is 1.4L and the length of the shortest side is 0.6L even if it is set to 0.2L and deformed to the maximum, an extreme as described above It becomes possible to avoid problems caused by deformation.
[0035]
Next, FIG. 10 (a) to FIG. 10 (c) show the effectiveness with respect to the bokeh (blurring method) by comparing the diffusion patterns in the microlens array in which the arrangement on the diffusion surface of the first embodiment is a deformed hexagonal honeycomb arrangement. Will be described.
FIG. 10A is an explanatory diagram showing a diffusion pattern in a microlens array with a regular hexagonal honeycomb array as a comparative example of the present embodiment, and FIG. 10B is an explanatory diagram showing a diffusion pattern with a microlens array in a random array. FIG. 10 (c) is an explanatory view showing a diffusion pattern in the microlens array of the modified hexagonal honeycomb array in the present embodiment.
[0036]
As shown in FIG. 10 (a), the distribution of bright spots in the microlens array of regular hexagonal honeycomb array is scattered with order and regularity. When the direction of the diffracted light is limited to a specific direction in this way, the blurring in a certain direction becomes unnatural or causes interference with the ring zone structure of the Fresnel lens when used in combination with the Fresnel lens. There is a drawback that stripes occur.
[0037]
As shown in FIG. 10B, the distribution of the bright spots in the microlens array of the random array is an overall broad distribution due to the diffusion of light from the random array in all directions. From this overall fine dot, a more natural blur image is obtained, but some random fine patterns also have a light blocking pattern, so as an impression when looking through the viewfinder, There are drawbacks in that it is dark overall and has a graininess, a rough feeling, and a sense that the brightness is partially different, resulting in poor visibility.
[0038]
On the other hand, the distribution of bright spots in the microlens array of the modified hexagonal honeycomb array of the present embodiment is an orderly distribution in the microlens array of the basic regular hexagonal honeycomb array as shown in FIG. On the other hand, it can be seen that variation of the bright spot due to asymmetry occurs when the lens contour is made a deformed hexagon. Within the predetermined amount of deformation described above, the distribution of scattered bright spots can be obtained without causing diffusion out of the pupil. As for the image, it becomes a focal plate with a more natural impression.
For this reason, according to the focusing screen of the present embodiment, problems such as unnatural bokeh and moire fringes caused by the regularity of the array pattern and problems such as galling and graininess caused by randomness can be solved simultaneously. Therefore, a focusing screen that is bright and clear, has a natural blur, and has good focusability can be obtained.
[0039]
Second embodiment
As a second embodiment of the present invention, FIG. 11 shows a photomask manufacturing method used in the exposure step (step S2) in the lithography method, which is the basic master disk manufacturing method shown in steps S1 to S4 of FIG. Show.
In the first application step, as shown in FIG. 11A, a chromium deposition layer 101 is applied to a quartz mask substrate 100, and then PMMA (polymethyl methacrylate) 102 is applied.
Next, as shown in FIG. 11B, in the second exposure step, a desired pattern is exposed using an electron beam method. The pattern to be formed at this stage is determined.
Next, the post-process development, chromium etching, and registry move shown in FIGS. 11C to 11E are performed to complete the photomask 103 with high accuracy to the requirements.
[0040]
In the focusing screen manufacturing method of the present embodiment, the array pattern can be easily and freely created by changing the electron beam exposure program used in the second exposure step.
Therefore, according to the focusing screen manufacturing method of this embodiment, an easy and highly accurate photomask can be created even for an array of complicated designs having a large number of deformed hexagonal patterns as described above. Will be able to.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, the microlens array formed using the photomask and patterned on the diffusion surface of the master plate serving as the base of the focusing screen has a desired pattern formed with high accuracy, The master disk can be manufactured with good reproducibility. Further, according to the performance required for the focusing screen, it can be freely handled by photomask design, and the master can be manufactured without changing the process of the conventional lithography method.
[0042]
Therefore, according to the manufacturing method of the focusing screen of the present embodiment, the microlens array on the diffusing surface can be controlled freely only by changing the design of the photomask according to the characteristics required for the focusing screen. Compared to the enormous manufacturing time and pattern accuracy in the indentation method for which the above-described indentation method is obtained, it is possible to obtain a high-performance focusing plate in a short time, at a low cost.
[0043]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 12 is a partial plan view of the mask showing the microlens array pattern of the focusing screen according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 13 shows individual microlenses constituting the microlens array pattern of the focusing screen according to the first embodiment. FIG. 4A is an explanatory diagram showing the deformed hexagonal shape, FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a sectional view of FIG. 4A showing a boundary portion of lenses constituting a microlens array pattern.
The size of the regular hexagon as a reference in this embodiment is 11.547 μm in length of each side, the interval between the facing sides is 20 μm, and the deformation amount of the vertex is a shape shifted by 2 μm horizontally only at the two facing points. .
A photomask is designed and manufactured using the above array pattern, and in the production of the master, the photosensitive photoresist coating thickness is 3 μm, the exposure time is 260 ms, the melt flow temperature is 122 ° C., the melt flow time is 10 minutes, and as a result, A master disc with a patterned lens array with a mountain height of 2.2 μm was completed.
Using this master, electrofocal reversal, mold production, and injection molding were performed to obtain a focusing screen. The transferability from the master disk by electroforming reversal was almost 100%, the transferability by injection molding was about 90%, and the height of the microlens peak of the obtained focusing plate was 2.0 μm.
The photoresist used was TMR-P10 (Tokyo Ohka).
FIG. 14 shows a transmission diffusion pattern of the deformed hexagonal microlens array in the focusing screen according to this example. As a comparative example, FIG. 15 shows a transmission diffusion pattern in a regular hexagonal microlens array in a conventional focusing screen.
As in this embodiment, by making the shape of the microlens into a deformed hexagonal shape, a focusing screen having desired diffusion characteristics can be obtained with respect to appropriate variations in diffusion luminescent spots, which is an index of favorable blur. I was able to.
[0044]
According to the focusing screen and its manufacturing method of the present embodiment, the desired height of the peak of the microlens can be freely set with respect to the brightness, bokeh, and focusability of the main performance required for the focusing screen incorporated in the camera. It is possible to obtain a good focusing plate that can achieve both high brightness and focusability with high performance, and has natural bokeh due to moderate unevenness of the deformed hexagon. The focusing screen can be manufactured at low cost with high accuracy and high control.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a focusing screen that is bright and clear, has a natural bokeh, and has good focusing properties with regard to brightness, blurring, and focusing properties required for a focusing screen incorporated in a camera. In addition, the manufacturing method for manufacturing the focusing screen at low cost with high accuracy and high control can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing manufacturing steps of a focusing screen in an embodiment common to the present invention.
2 (a) to 2 (h) are explanatory views sequentially showing a state of producing a focusing screen in each step of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a honeycomb array microlens array patterned on a diffusion surface of a focusing screen manufactured by the manufacturing method of the present invention as the first embodiment of the present invention; Is an explanatory view showing a configuration example in which the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens is formed in a deformed hexagonal shape, and (b) is a honeycomb array microlens array using the deformed hexagonal shape shown in (a). FIG.
FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of the honeycomb array microlens array patterned on the diffusion surface of the focusing screen manufactured by the manufacturing method of the present invention as the first embodiment of the present invention; ) Is an explanatory view showing a configuration example in which the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens is formed in a deformed hexagonal shape, and (b) is a honeycomb array microlens using the deformed hexagonal shape shown in (a) It is a figure which shows an array.
FIG. 5 is a diagram showing still another configuration example of the honeycomb array microlens array patterned on the diffusion surface of the focusing screen manufactured by the manufacturing method of the present invention as the first embodiment of the present invention; a) is an explanatory diagram showing a configuration example in which the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens is formed in a deformed hexagonal shape, and (b) is a honeycomb array micro that uses the deformed hexagonal shape shown in (a). It is a figure which shows a lens array.
FIG. 6 is an explanatory view showing still another configuration example of the honeycomb array microlens array patterned on the diffusion surface of the focusing screen manufactured by the manufacturing method of the present invention as the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a basic pattern of honeycomb arrangement in a conventional technique arranged in a regular hexagon as a comparative example of the first embodiment.
8A is a plan view showing the deformed hexagonal shape surrounding the optical axis of the microlens deformed in the microlens array of the focusing screen and the position of the cross section of the lens to be evaluated, taken along line AA. FIG. It is explanatory drawing which shows the spreading | diffusion characteristic produced in the shape of the microlens formed in the cross section by the AA line of a), and the boundary part of each microlens.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a variable range of the deformation amount of the deformed hexagon in the outer peripheral shape surrounding the lens optical axis of each microlens constituting the microlens array in the focusing screen of the first embodiment.
10A is an explanatory diagram showing a diffusion pattern in a microlens array with a regular hexagonal honeycomb array as a comparative example of the first embodiment, and FIG. 10B is an explanatory diagram showing a diffusion pattern with a microlens array in a random array. (C) is explanatory drawing which shows the diffusion pattern in the micro lens array of the deformation | transformation hexagonal honeycomb arrangement | sequence in this embodiment.
11 shows a photomask manufacturing method used in the exposure step (step S2) in the lithography method, which is the basic master manufacturing method shown in steps S1 to S4 in FIG. 1, as a second embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which shows.
FIG. 12 is a partial plan view of a mask showing a microlens array pattern of a focusing screen according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are explanatory views showing deformed hexagonal shapes of individual microlenses constituting the microlens array pattern of the focusing screen according to the first embodiment, wherein FIG. 13A is a plan view and FIG. 13B is a microlens array pattern; It is sectional drawing of (a) which shows the boundary part of the lens comprised.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a transmission diffusion pattern of a deformed hexagonal microlens array in the focusing screen according to the present embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a transmission diffusion pattern in a regular hexagonal microlens array in a conventional focusing screen;
[Explanation of symbols]
1 Planar substrate
2 photoresist
3 Photomask
4 Lens shape
5 Electroforming
6 Mold for injection molding (stamper)
10 Master disc
20 Focus plate
21 Micro lens array
21a, 21a ', 21a ", 21a" ", 21a" ", 21a" "", 21a "" "Deformed hexagonal pattern
30 Regular hexagon
100 mask base
101 Chrome deposition layer
102 PMMA (methyl methacrylate)
103 photomask

Claims

複数のマイクロレンズが平面上に配列された焦点板において、
各マイクロレンズは、一辺の長さをＬとした基準となる正六角形の各頂点を中心に、０．２Ｌの範囲内に各頂点を配置し、外周形状が一辺と他の辺との比が０．４２〜２．３４の範囲の値となるような変形六角形に形成され、かつ、規則的に配置されていることを特徴とする焦点板。In a focusing screen in which a plurality of microlenses are arranged on a plane,
Each microlens is arranged in a range of 0.2L around each vertex of a regular hexagon as a reference with the length of one side being L, and the outer peripheral shape has a ratio of one side to the other side. A focusing screen, wherein the focusing screen is formed in a deformed hexagon having a value in a range of 0.42 to 2.34 and is regularly arranged.

前記複数のマイクロレンズは、外周形状が異なる複数種類の変形六角形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の焦点板。 The focusing screen according to claim 1, wherein the plurality of microlenses are formed in a plurality of types of deformed hexagons having different outer peripheral shapes.