(57)【要約】      （修正有）【課題】光成形拡散体を作成するのに好適な不規則に分布された複数のスペックルを有するマスターを作成する改良された方法を提供する。【解決手段】種々のサイズの光拡散体を廉価に作るために適した不規則に分布されたパターンを有する拡散体マスターを作るための改良された方法。この方法は、光学素子を通した非干渉光源２６を用い、また、マスクパターン２３を通して好ましい基体２５上に被覆したホトレジスト２４を露光するために用いる。【選択図】図９
2010049267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペックルパターンによって変調されたレーザー光によって写真フィルムを露光する工程と、
前記写真フィルムを現像する工程と、
前写真フィルムを感光性媒体に隣接する工程と、
前記写真フィルムを介して前記感光性媒体を非干渉光によって露光する工程と
を有するマスター光学拡散体作成方法。
【請求項２】
前記感光性媒体がホトレジストであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記写真フィルムがコダック２０００  ８Ｅ５６  ミリマスクであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザー光がクリプトンレーザーからのものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非干渉光がＵＶアークランプであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スペックルパターンが擬似ランダムシーケンスをベースとしている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
特徴の擬似ランダムパターンを作る工程と、
前記特徴の擬似ランダムパターンをマスク内に記録する工程と、
前記マスクによって感光性媒体を被覆する工程と、
前記マスクされた感光性媒体を非干渉光源によって露光する工程と、
前記特徴のランダムパターンを前記感光性媒体に移す工程と
を有するマスター作成方法。
【請求項８】
イメージセッターのプリントドラム上にフィルムを置く工程と、
前記フィルムを前記イメージセッターの内側の光ビーム源で露光して擬似ランダム大きさのマスクを形成する工程と、
前記フィルムを取り出す工程と、
前記フィルムを現像してネガチブを作成する工程と、
前記ネガチブをホトレジストに隣接して配置する工程と、
前記ホトレジストを前記フィルムを介して非干渉光によって露光する工程と、
前記ホトレジストを現像する工程と
を有するマスターの作成方法。
【請求項９】
前記ネガチブとそれに隣接したホトレジストとを露光している間に前記非干渉光源を移動する工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ネガチブを高分解能縮小器内で縮小せしめる工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記縮小されたネガチブをステッパーマスクとして用いることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記非干渉光源が拡散光源であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
イメージセッターのドラム上にホトレジストを配置する工程と、
前記ホトレジストを前記イメージセッター内の光ビーム源で露光する工程と、
前記ホトレジストの未露光部分をエッチングにより除去する工程と、
前記エッチングされたホトレジストによって前記露光されたドラムをエッチングする工程と、
残存するホトレジストを洗い出す工程と
を有するマスターの作成方法。
【請求項１４】
ミリマスクフィルムを、空間フィルタと拡散体を通る干渉光ビーム源により露光する工程と、
前記フィルムを現像する工程と、
前記現像されたフィルムをホトレジスト上に配置する工程と、
前記ホトレジストを前記フィルムを介して非干渉光により露光する工程と、
前記ホトレジストを現像する工程
とを有するマスターの作成方法。
【請求項１５】
前記フィルムを高分解能縮小器を用いて縮小せしめる工程を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記光ビームがＵＶエクシマレーザーより成ることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
ガラスをクロームの層で被覆する工程と、
前記クロームの層を感光性媒体で被覆する工程と、
コンピュータにより擬似ランダムサイズのマスクを作成する工程と、
前記ホトレジストを前記コンピュータにより作成されたマスクを通した光源によって露光する工程と、
前記ホトレジストの未露光部分をエッチングする工程と、
前記エッチングされたホトレジストによって露光した金属をエッチングする工程と、
残存したホトレジストを洗い出す工程と
を有するメタルマスターの作成方法。
【請求項１８】
注入モールドプロセスとスタンプ作業の１つで前記エッチングされた金属を用いる工程を更に含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記光源がＵＶエクシマと電子ビーム光源の１つであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
特徴の擬似ランダムパターンを作る工程と、
前記擬似ランダムパターンをイメージセッターによってマスクに記録する工程と、
前記マスクによって感光性媒体を被覆する工程と、
前記被覆された感光性媒体を非干渉光源によって露光して前記特徴のランダムパターンを前記感光性媒体に移す工程と、
前記特徴のランダムパターンを前記感光性媒体内で形成するため前記感光性媒体をエッチングする工程と
を有するイメージセッターを用いたマスター拡散体の作成方法。
【請求項２１】
前記特徴の擬似ランダムパターンが最大長シフトレジスタによって形成されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記マスクが写真フィルムであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記感光性媒体がホトレジストであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記非干渉光源がアーク灯であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記非干渉光源がＵＶ光源であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記非干渉光源が拡散光源であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記イメージセッターがエクシマレーザーであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記イメージセッターが電子ビームであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記感光性媒体がホトレジストで被覆されたドラムであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、光成形拡散体及びこれに類似の光学部材を作成するために好適なマスター内に不規則なパターン開口を作るための改良された、より速く、より確実な方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の検討）
従来、光成形拡散体のような光学製品を作るためには干渉レーザが用いられている。図１に示すように、ホトレジスト等の感光性媒体４を、クリプトンレーザから空間フィルタ２と拡散体３を通して照射される干渉（レーザ）光１で露光することによって記録している。拡散体３は、図１の記録セットアップで予め記録した拡散体、ホログラフ状，レンズ状またはアセテートの拡散体，またはすりガラスである。
【０００３】
このような拡散体を製作するための好ましい方法及び装置は、本発明の出願人が所有する米国特許第５，３６５，３５４号“体積ホログラフ材料をベースとするグリンタイプ拡散体”、米国特許第５，５３４，３８６号“コヒーレント光を用いて作成した均質器及びホログラフ拡散体”及び米国特許第５，６０９，９３９号“コヒーレント光を用いて作成した視野スクリーン”に示されており、これらは大量生産できる拡散体とこれら拡散体の複製のような光学的製品を記録するための方法に関するものである。これら米国特許の夫々は本発明の背景と公知例として示す。これらに関連する米国特許出願としては、米国特許出願第０８／５９５，３０７号“光源分配及び成形装置を有するＬＣＤ”、米国特許出願第０８／６０１，１３３号“コリメートした背景と非ランバーテン拡散体を有する液晶ディスプレイシステム”、米国特許出願第０８／６１８，５３９号“液晶ディスプレイシステムの製造方法”、米国特許出願第０８／８００，８７２号“複製及びこれと共に用いる組成物の製造方法”、及び米国特許出願第０９／０５２，５８６号“マスターを保存しながら複製を作成する方法”がある。これら総べての米国特許出願は本発明の出願人が所有しているものであり、本発明の背景と公知例として示すが本発明はこれに限定されるものではない。
【０００４】
これら特許が示す方法によれば、従来の方法ではなし得なかったより高い効率、均一性及び制御された手段で光を拡散する“スペックル”と呼ばれる内面及び表面構造の双方を感光性媒体４内に作ることができる。上記特許に十分に記載されているように、感光性媒体内に記録したスペックルのサイズと形状は制御することができ、これにより現像後の拡散体からの出力光の角度を制御できる。上記特許の方法によって作成した拡散体は、無数の用途がある視野スクリーンや均質器として極めて有用である。
【０００５】
大量生産のため、処理後に感光性媒体４内に残る表面構造が利用される。感光性媒体を好ましい時間露光した後、これを処理してマスターを作る。マスターの表面にエポキシを塗布し、マスター上で均一に展開し、エポキシが硬化した後にマスターからエポキシを離すことによって、マスターからエポキシまたは他の合成樹脂の第１世代のサブマスターまたはレプリカを作成する。上記プロセスによって先の世代のサブマスターから次の世代のサブマスターを作る。次の世代のサブマスターの夫々は、収縮のため表面構造の特徴のアスペクト比に変化（通常減少）を生ずる。
【０００６】
上述の従来技術のプロセスは多数の欠点を有する。第１に、作成できる拡散体の全体サイズが、用いられるレーザの強さと感光性媒体の感度によって制限される。例えば、従来技術のシステムでは、好ましい露出を得るために２．７ジュール／ｃｍ2のオーダーの極めて大きいエネルギ密度を作る干渉光源を必要とする。その結果、過去には、図２に示すように、大きなシームレスマスターを作るために多数の小さなサブマスターを互いに接続することが行われた。しかし、この方法では、サブマスターが接する部分の縁に沿って断続や継ぎ目が生じないようにすることが極めて困難であった。
【０００７】
更に、大きなマスター拡散体を作る場合には、中心部分の開口（アパーチャー）に対する隅の部分の開口のオフセットが生じ、好ましくない不均一パターンとなるという問題も生じる。最後に、光に対するホトレジストの反応が比較的遅く、また、図１に示すように光源、拡散体及び感光性媒体を物理的に分離する必要があるため、従来技術のシステムは振動と動きに極端に敏感であることが知られている。振動が極めて僅かであっても干渉光源に位相変化が生じ、マスター内に好ましくない収差を生ずる。この収差のサイズはスペックルのサイズを越える場合があり、マスターが使用できなくなる。振動や上記記録方法の他の欠点により、極端に小さいサイズのスペックルを記録することは困難、若しくは不可能となる。例えば、水平方向に極端に広く、垂直方向に極端に狭い出力を有する拡散体を作るためには、感光性媒体内に記録されるスペックルは水平方向に極めて小さく（及び垂直方向に大きく）する必要がある。（拡散体からの光出力配光はスペックルサイズと拡散体内の配光に反比例する）。例えば、水平出力角を３倍にするためにはスペックルサイズを３分の一にする必要がある。
【０００８】
更に、従来技術においては、ある角度出力を有する各拡散体のためには別々のマスターを作る必要があり、異なる角度出力を有するマスターの大きなライブラリーが必要であった。例えば、異なるマスターには１０°×１０°の円形出力、１０°×１５°の楕円出力等を達成することが望まれる。これらの各マスターを作るためには、図１に示す記録セットアップを用いる必要がある。上述のように、この記録プロセスは遅く、振動や他の実効阻害ファクターの影響を受け易い。
【０００９】
振動の影響を受けず、廉価な大きなシームレスマスターを作成する方法があれば大変好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（発明の要約と目的）
本発明の主たる目的は、光成形拡散体を作成するのに好適な不規則に分布された複数のスペックルを有するマスターを作成する改良された方法を提供することにある。本発明の他の目的は、大きなシームレスマスターを作成するための単純な信頼できる方法を提供することにある。本発明の他の目的は、振動や動きに過度に影響を受けることなく、大きな寸法の光成形拡散体を廉価に完全に均一に再元可能に成形する方法を提供することにある。本発明の更に他の目的は、多種類の次の世代のサブマスターを使用することなしに、光成形拡散体からの光出力の角度的広がりを所望のものとする、マスターを作成するための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において上記目的は、感光性媒体内に所望のスペックルパターンを記録するために非干渉光を用いる方法によって達成できる。本発明の第一の実施態様によれば、フィルムに、１つの実際のスペックルパターン又はコンピュータによって作られたパターンを露光する。このフィルムは様々な方法によって露光することができ、例えば、図１に示すような標準干渉レーザセットアップにおいて感光性媒体４をフィルムに置き換えるか、又はフィルムをドットで不規則に露光するランダムシーケンスを何回も駆動することによるコンピュータ駆動イメージセッターによって露光することができる。露光後、フィルムを現像し、標準ホトレジスト等の感光性媒体に接するよう配置し、非干渉光で露光し、感光性媒体にフィルム内のスペックルパターンが露光されるようにする。感光性媒体内のスペックル構造は、次のサブマスター及び最終的な拡散体製品を作るためのマスターとして用いる。
【００１２】
本発明の別の実施態様によれば、フィルムは、イメージセッター内において、ハードウエアやソフトウエアによって実現される最大長シフトレジスタから得られる擬似ランダムシーケンスに従って露光される。この擬似ランダムシーケンスは、レーザの不規則分布や放射生成されるフィルム上の特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）や“ドット”を制御するためにイメージセッターのラスタ像プロセッサによって用いられる。そのようにしてフィルム上に露光されるドットは図１の標準セットアップにおいて記録されるスペックルに似るようにしてもよい。
【００１３】
本発明の別の実施態様によれば、通常の感光性媒体をミリマスクフィルムで置き換えた標準干渉レーザセットアップ内で、非常に感度の高いミリマスクフィルムを露光できる。このようにして、スペックルが、短時間で、振動に対する感受性が少なく、高い解像度で、フィルム内に記録される。
【００１４】
フィルム内に特に小さい特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）サイズが望まれる場合、例えば大きな角度出力を有する拡散体が望まれる場合、には、標準光縮小技術を用いて上記方法の何れかで得たフィルムを縮小（または拡大）する。この縮小または拡大されたフィルムは、次いで、感光性媒体、例えばホトレジスト等、の上に接触複写され、またはより小さいサイズのドットを有する第２のフィルムを得るためにステッパー内で用いられ、次いで非干渉光でホトレジスト等の上に接触複写され、又はステッパー内でホトレジストを露光するためにステッパー内で用いられる。
【００１５】
本発明のさらに別の実施態様においては、変形イメージセッター内のドラムをホトレジスト等の感光性媒体で被覆し、これをイメージセッターレーザーによって露光することによってフィルムが完全に不要としてもよい。ドラム上の未露光のホトレジストを標準エッチング技術によって除去し、次いでドラム自体を不規則なドットパターンでエッチングする。このドラムは、次いで、好ましくは連続プロセスで、プラスチックや他のシート上のエポキシや他の層に模様づけ（ｅｍｂｏｓｓ）又はスタンプするために用いられる。
【００１６】
本発明のさらに別の実施態様によれば、擬似ランダムドットパターンを用いてガラス上のクローム上のホトレジストの積層体を露光するため、平行（コリメートされた）ＵＶ、エクシマ又は電子ビーム源を用いてもよい。未露光ホトレジストをエッチングで除去し、次いでクロームをエッチングで除去してクローム内にドットパターンを作る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の方法によって作成した拡散体は、前方及び後方投影スクリーン、蛍光灯スクリーン、高速道用及び広告用サイン等に用いるのに十分な大きさとなし得る。本発明によれば、廉価で高速のターンアラウンド（マスター作成の最初のコンセプトから略４８時間）が実現でき；ホトレジスト材料を露光するために標準アーク灯等の廉価な非干渉光源を使用することができ；振動及び動きに感受性がなく；完全に均一で再現性のある大きなスケールの拡散体が得られ；大きな楕円または円形の拡散体を得ることができ、これにより様々な形状の角度出力を実現することができ；独特の拡散体パターン、例えば直線状又は円形状の勾配や方向が可変の楕円特徴を有するパターン、を作ることができる。本発明の更に他の利点は当業者にとって容易に理解できる。
【００１８】
本発明のこれら及び他の実施態様・目的は、以下の記載及び図面によって、より理解できる。ただし、以下の記載は、本発明の好ましい態様を示すものではあるが、例示であって、限定ではない。本発明の範囲内において、本発明の精神を逸脱することなく、多くの変更、修正が可能であり、そのような修正された態様もすべて本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の利点、特徴、及び、本発明の代表的なメカニズムの構成や作用は、実施例を参照することによってより容易に明確になる。添付図面中に示した実施例は限定的なものではなく詳細な説明の一部を構成するものである。なお、それぞれの図面において、同様の参照番号は同じ要素を指している。
【図１】従来の、スペックルを有する感光性媒体の記録方法の説明図である。
【図２Ａ】従来の、多数のサブマスターから大きなマスターを作る方法の説明図である。
【図２Ｂ】従来の、多数のサブマスターから大きなマスターを作る方法の説明図である。
【図３】本発明の方法を実行するために好ましいイメージセッターの側面の説明図である。
【図４Ａ】矩形開口の規則的周期的格子の説明図である。
【図４Ｂ】白色光によってこの格子を照明して得た回折パターンの説明図である。
【図５Ａ】円形開口の規則的な周期的格子の説明図である。
【図５Ｂ】白色光で図５Ａの回折パターンを照明して得た回折パターンの説明図である。
【図６Ａ】矩形開口の不規則な配列の説明図である。
【図６Ｂ】得られた白色光回折パターンの説明図である。
【図７Ａ】円形開口の不規則な配列の説明図である。
【図７Ｂ】白色中心板の周りに一連の同心リングを有する、白色光回折パターンの説明図である。
【図８】本発明の擬似ランダムシーケンスを作るために好ましい装置の機能図である。
【図９】ホトレジスト上へのフィルムの接触複写の説明図である。
【図１０】ミリマスクフィルムを用いた標準レーザ記録セットアップの説明図である。
【図１１】フィルムの縮小の説明図である。
【図１２】ステッパーマスクの説明図である。
【図１３】ドットサイズの１０分の一縮小による９°→９０°の角度スペクトル出力の拡大の説明図である。
【図１４】ステッパー内のアナモルフィックレンズを用いて角度出力の形状を変化させるための記録セットアップの説明図である。
【図１５】メタルドラム上のホトレジストを用いたフィルム無し記録セットアップの説明図である。
【図１６】連続または不連続ドラムプレスの説明図である。
【図１７】電子ビーム又はエクシマレーザ記録セットアップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．イメージセッターにおける記録フィルム
本発明の好ましい実施例においては、マスター形成用の高分解能マスタを作るためにイメージセッターを利用する。イメージセッターは、写真フィルム上に高分解能マスクを形成できるものとして写真技術において既知であり、代表的には高分解能カラープリントのために用いられている。本発明において用いる好ましいイメージセッターとしては、アグファ（Ａｇｆａ）やヘリネトロニック（Ｈｅｌｌｉｎｅｔｒｏｎｉｃ）によって作られたものが挙げられる。
【００２１】
一般的にイメージセッターは、未露光フィルム供給部、露光の間材料を支持するためのドラム等の記録面サポート又はホルダー、及び、専用レーザーイメージプロセッサ又は“ＲＩＰ”からの指令に基づいて記録すべきイメージを形成するためのイメージ露光システムを含む。イメージ露光システムでは、１つまたはそれ以上のレーザ又は他の発光源を用いる。例えば、コダック２０００シリーズフィルム等のフィルムを操作し、ビームによって露光して材料に潜像を形成する。そして、このフィルムを次のプロセスのためイメージセッターから取り出す。
【００２２】
図３はイメージセッター１０を示す。フィルム１２を、図３に示すようなキャプスタンローラ、平板、筒状ドラムプラテン又はその他の支持面１４によって支持する。フィルム露光のための走査露光システム１６は、支持面１４から所定の距離離間して取り付けたレーザのような光源または放射源１８と、光源１８から照射される光ビーム２２を焦点に集めるための光学システム２０と、フィルム１２を横切ってビーム走査するためのビーム偏向装置とを有する。走査露光システムは精密直線駆動機構によってドラム１４のＣ−Ｃ線に沿って移動し、フィルム１２はその位置に保持される。走査露光システムが移動したとき、ＲＩＰによって作られた指令に応じてフィルムの露光区域を露光するためレーザ又は他の光源が発光される。
【００２３】
本発明においては、フィルムに記録されるべき基本的特徴を“ドット”というが、これは円形である必要はなく、楕円、矩形その他の形状でも良い。楕円構造のような大きな特徴は、複数の隣接するドットを組み合せて作ることができる。ドットは従来技術における“スペックル”に相当し、所望の角度出力を有する拡散体を得るため必要に応じて組み合せる。あるドットがマスター上のある特定の位置に出現するか否かは、以下に記載する擬似ランダムシーケンスによって決定される。
【００２４】
（１）拡散光のための好ましいパターンの発生
図４Ａは、矩形開口の規則的、周期的回折格子を示す。図４Ｂは、白色光で上記回折格子を照明したときの回折パターンを示す。図５Ａは円形開口の規則的、周期的回折格子を示す。図５Ｂは得られた回折パターンを示す。これら回折パターンは規則的な繰り返しであるため、各光波は他光波に対し固定の位相関係を示す。従って、光波が建設的及び破壊的に干渉する或る方向があり、その結果回折パターンが作られる。拡散体を作る目的は、かかる回折パターンの発生を阻止し光出力を均一に拡散させることにある。
【００２５】
図６Ａは、矩形開口の不規則な配列を示す。図６Ｂは、得られた白色光回折パターンを示す。図７Ａは、円形開口の不規則な配列を示す。図７Ｂは、得られた白色光回折パターンと、白色中心ディスクを取り巻く一連の同心状リングを示す。図に示すように不規則な開口の配列は、周期的な配列からのパターン出力よりもより拡散した回折パターンを作る。然しながら、拡散パターンは依然として存在する。このパターンは、幾らか干渉的な白色光源の使用によるものである。完全に非干渉性の光源を用いれば拡散パターンは均一に拡散したものとなる。代りに、開口をぼかして鋭い縁を除去しても、このパターンは消去される。従って、一般に拡散体を好ましく作るために望まれるマスクは、鋭い縁を有しない不規則な無秩序な（ｄｉｓｏｒｄｅｒ）特徴を有するものとなる。
【００２６】
かかるパターンは、マスクのサイズに等しい領域に亘ってそれ自身が繰り返さないような十分な長さの擬似ランダムシーケンスをベースとするマスクコードを作ることによってイメージセッターから得ることができる。擬似ランダムシーケンスはソフトウエアやハードウエアで実行できる最大長シフトレジスタによって作る。ハードウエア実装の機能図を図８に示すが、これはフィードバック構成に接続したシフトレジスタ８０とＯＲゲート９０とを含む。好ましくは、最大長シフトレジスタをソフトウエアで作り、ストックイメージセッターＲＩＰｓを特注のハードウエアの代りに用い得るようにする。ハードウエアは特定の用途のために最適化できるので一般に高速であるから、速度が最も重要である場合にはハードウエア実装が好ましい。Ｃ原語で擬似ランダムシーケンスを作るために好ましいソースコードの一例は以下の通りである。
【００２７】
＃ｄｅｆｉｎｅ  ｍａｓｋ  ０ｘ８０００００５７
ｓｔａｔｉｃ  ｕｎｓｉｇｎｅｄ  ｌｏｎｇ  ＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ＝１；
ｖｏｉｄ  ｓｅｅｄ＿ＬＦＳＲ（ｕｎｓｉｇｎｅｄ  ｌｏｎｇ  ｓｅｅｄ）
｛ｉｆ（ｓｅｅｄ＝＝０）／＊ａｖｏｉｄ  ｃａｌａｍｉｔｙ  ＊／ｓｅｅｄ＝１；ＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ＝ｓｅｅｄ；｝
ｉｎｔ  ｍｏｄｉｆｉｅｄ＿ＬＦＳＲ（ｖｏｉｄ）
｛ｉｆ（ＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ＆０ｘ０００００００１）｛ＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ＝（ＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ  ｍａｓｋ）＞＞１｜０ｘ８００００００；ｒｅｔｕｒｎ  １；｝ｅｌｓｅ｛ＳｈｉｆｔＲｅｇｉｓｔｅｒ＞＞＝１；ｒｅｔｕｒｎ  ０；｝｝
【００２８】
（２）光を成形する特徴の形成
一般に、特徴のサイズ及び形状は光成形拡散体からの光の角度出力パターンを定める。光の角度分布はフレネル回折方程式によって支配される。所定の半径ｒの円形開口及び光の波長λに対応する角度的拡がりθは
ｓｉｎθ＝１．２２λ／２ｒ
である。
【００２９】
揃った軸を有する楕円特徴は光成形拡散体の出力パターン成形にしばしば用いられる。水平方向に主軸を有する楕円特徴は、垂直方向に楕円形の（即ち、楕円拡散体特徴の主軸に対して９０°回転した）出力パターンを作る。光成形拡散体から所望の光の角度分布を作るためのスペックル記録方法は関連技術に関する段落において示した米国特許に詳細に示されている。
【００３０】
（３）特徴の数の決定
開口のサイズと形状を計算した後、ドットの集まりからこれら特徴をどのように構成するかを定める必要がある。基本的特徴の夫々は１つの２進ビットによって示される。
【００３１】
基本的な特徴のサイズは幾つかのファクターで決まる。第１に、プリントプロセスを記述するプログラム言語がプリント指令の表示精度を定める。好ましい実施例ではポストスクリプト言語を用いる。１つのポストスクリプト点は１インチの１／７２であり、１インチは２５，４００ミクロンであるから、ポストスクリプト点は３５２，７８ミクロンとなる。ポストスクリプトの０．０００１倍又はまたは０．０３５ミクロンまで計算可能となる。この精度のレベルは本発明の光学的用途には十分である。当業者にとって明らかなように、特徴を十分な精度で表現することができる限り、他のプリントプログラム言語を用いることができる。更に、当業者にとって明らかなように、他の光学的システムと同様に、特徴のサイズは回折及びレンズ収差によって制限される。
【００３２】
特徴間のスペース内に周期的な構成が表れるのを防ぐためには、幾つかの特徴を重ね合せることが必要である。特徴間のスペースの０．７５の均一な重なり（略√２のオーダー）は、特徴を含まない均一な領域を防ぐための十分な重なりを確保するためには十分である。
【００３３】
所定の面積を有するマスターのための特徴の数は以下のように定める。
特徴密度×フィルム面積＝特徴の数
【００３４】
特徴が不規則に分布されることになる十分な長さの擬似ランダムシーケンスは以下の式によって定められる。
ｌｎ（特徴の数）／ｌｎ２＝Ｂｉｔｓ
【００３５】
ここでＢｉｔｓとは、繰り返すことなく露光すべきフィルムの全領域をカバーするのに十分なサイズのランダムシーケンスを作るために必要な最大長シフトレジスタ内のビットの数である。一般に１２８ビットの長さのレジスタは如何なる実用用途に対しても十分である。
【００３６】
（４）マスターの作成
上述のようにフィルムを露光した後フィルムを標準現像技術によって現像しネガチブとすることができる。
【００３７】
図９に示すように、このネガチブは、ホトレジスト等の感光性媒体上に配置することによって、標準接触複写プロセスにおけるマスク２３として機能する。ホトレジスト２４は、通常、ガラス製の写真平版２５等の基体上に配置されるが、適宜プラスチック材料を用いても良い。このマスク２３は、クランプ、カバーシート、または真空作用により図９に示すように写真平版２５上に固定される。
【００３８】
次いで、図９に示すようにマスク／ホトレジスト板の組み合せを非干渉光源２６で露光し、これによりマスクパターンをホトレジスト版に露光する。好ましくは、上記光源は出力３００〜５００ワット、波長範囲３６５〜４００ｎｍの非平行ＵＶ光源とする。この光源は、均一に輝き、拡散し、及び、露光すべきシートフィルムのサイズと同一のサイズのものとする。十分なサイズの拡散光源の良い例は大きな蛍光灯である。露光すべき面に亘って均一に走査する場合にはより小さい光源を用いる。
【００３９】
拡散光源は明暗部分間の境界をぼやけたものとする。特徴の縁が極めて鋭いと、図７Ｂに示すブルアイやリングパターンのような回折パターンを有する非拡散光をもたらすので、上記境界がぼやけていることは望ましい。或は、もし、適した拡散光源が得られない場合には、特徴をぼかすための他の幾つかの方法がある。一つの方法は、特徴の鋭い縁を消すために、第１世代マスターから次世代のマスターを作ることである。或は、イメージセッターを調節して、その焦点をわずかに外してもよい。特徴の縁をぼかす他の方法は、フィルム及び／又はホトレジストの線形的化学プロセスである。線形的プロセスには、黒部と白部の間が線形的に変化（ｌｉｎｅａｒ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ）するように、現像液の強度を変化させる工程が含まれる。
【００４０】
Ｂ．標準レーザ記録セットアップにおける記録フィルム
フィルムを用いる第２の実施例においては、本発明のマスターは、図１０に示す記録セットアップを用い、図１のホトレジスト／ガラス板の代りに８Ｅ５６ミリマスクのような半導体平坦フィルム３１上にスペックルを記録することによって作る。フィルムはレーザ２８からのレーザ光のような干渉光であって、拡散体３０を通る光によって露光することができる。フィルム３１は大きな感光性を有するので、ホトレジストの場合の数分間とは異なり、数秒間露光することが望まれる。得られたフィルムは、前述の方法で非干渉紫外線で露光して特徴をホトレジスト板上に複写するために、図９に示すような標準接触複写プロセスのマスクとして用いる。ミリマスクフィルムは真空またはクランプ機構によってホトレジストと物理的に接触しているので、従来の方法において生じる安定性の問題を生ずることなく露光時間を必要なだけ長くできる。従って、露光時間を極端に長くして、ホトレジスト内に深いアスペクト比構造を記録することができる。
【００４１】
Ｃ．フィルムの縮小
上記のＡ段落とＢ段落で示した接触複写を用いると、フィルムネガチブとホトレジスト被覆板との間のサイズ比は常に１：１となる。単純な接触複写技術を用いて、特徴のサイズを約５ミクロン以下とするのは困難である。４ミクロン以下のドットのために、図１１に示すように光縮小技術を用いることができる。まず、露光したフィルム３２を前述の技術又は他の好ましい技術を用いて作る。このフィルムを次いで現像し、標準写真縮小カメラ３４内に配置し、フィルム上に記録されたドットのサイズを縮小する。このフィルムを次いで図９に示すようにホトレジスト等に接触複写せしめてもよい。また、縮小されたフィルムを、次いで、図１２に示すステッパー内のマスクとして用いて縮小（又は拡大）された第２のフィルムを再び露光せしめてもよい。この第２のフィルムを、次いで、ホトレジスト等に接触複写せしめてもよい。或は、マスクとして第１又は第２のフィルムと共にステッパーを用い、ホトレジストの分離した部分に従ってフィルムをステッピングし、各ステップにおいてホトレジストを露光しても良い。図１２に示すように、ステッパーはシャッターを有する紫外線源３６と、大きなマスク３７（通常は、実際のサイズの５倍）と、５分の一縮小レンズ３８と、Ｘ−Ｙ可動精密ステージ４０から成る。ホトレジスト３９をステージ４０上におき、次いでこのステージを移動させ、シャッターを開いてマスク３７を介して“ステップ”内でホトレジストの選択された領域をＵＶ光で露光する。
【００４２】
開口のサイズは拡散体からの光出力の角度的広がりを定めるので、光学的縮小は新しいマスターを記録せずに拡散体の角度的広がりを変えるためにも利用することができる。特徴サイズの縮小により、これに比例して角度的な出力又は広がりが増大する。例えば、特徴サイズが１０分の一に縮小すれば、角度が１０倍増加する。従って、図１３に示すように、縮小されないフィルムの円形角度出力が９°である場合には、１０分の一縮小により角度出力は９０°に増大する。このように、マスターの角度的広がりは、光学的縮小または拡大によって調節できる。
【００４３】
図１４に示すように、特徴の形状は、ステッパー内のアナモルフィックレンズを用いて水平又は垂直方向の倍率をゆがめることによって変えることができる。適切な好ましい光学技術を用いることによって、単一のマスクから特徴のサイズ及び形状を得ることができ、従って、異なる特性のマスターが必要となる度に図１の記録セットアップを変更することが必要となるカスタム光成形拡散体を作る従来のプロセスを、極めて単純化することができる。
【００４４】
Ｄ．フィルム無し金属ドラムのエッチング
第３のフィルム無しの実施例においては、ドラムの表面に固定されたフィルム上に特徴を記録する代りに、変形したイメージセッターを用いて、前述のスペックルを表すドットパターンをホトレジストの層で被覆した金属ドラムの表面上に直接記録する。図１５に示すように、ホトレジスト被覆ドラム４１をイメージセッター４３内の全ドラムを走査するレーザ４２で露光する。次いで、このドラム４１をイメージセッター４３から取り出し、標準エッチング技術によって処理する。標準材料と標準プロセスを用いて、まず、ホトレジスト現像液で未露光ホトレジストをドラム表面までエッチングする。次いで、未露光の表面を硝酸で更にエッチングし、パターンを金属までエッチングする。  次いで、ホトレジストを溶剤を用いて除去する。図１６に示すように、得られたドラム４４は、長さが限定されないシームレス光成形拡散体をエンボスするのに用いることのできるマスターである。拡散体は、プラスチック基体４６に貼り付けたエポキシ４５や他のプラスチック樹脂に、エンボス加工することができる。ドラム４４にエポキシ４１で被覆された基体４５を巻き付け、拡散体の形状を刻み付け、エポキシを硬化するためにＵＶ光源４７で露光する。この光源４７は、出力３００〜５００ワット、波長範囲３６５〜４００ｎｍの非平行ＵＶ光源である。
【００４５】
Ｅ．エクシマレーザまたは電子ビーム記録
光源としてＵＶエクシマレーザや電子ビームを用いて、写真縮小を行なうことなしに小さな特徴サイズを得ることも可能である。ＵＶエクシマレーザを用いる場合には、略７ミクロン程度の小さい特徴サイズを得ることができる。或は、電子ビームを用いて、１ミクロン以下に近いより小さいドットサイズを得ることができる。図１７に示すように、このプロセスは、ガラスシート５０を用い、このガラスシートの上にクロームの第１層４９を蒸着し、次いでクローム４９上にホトレジスト層４８を蒸着することを含む。ＵＶエクシマレーザ源５１及び／又は電子ビーム源を用いホトレジスト内にコンピュータより形成された擬似ランダム特徴を記録できる。擬似ランダム特徴は、ホトレジスト４８を露光する際にレーザ源５１を変調するために用いられる前述の最大長シフトレジスタ内で作る。次いで、標準プロセスを用い、未露光ホトレジストをエッチングで除去し、更に、クロームメタルの層内をエッチング除去するため硝酸等で更にエッチングする。次いで、残りのホトレジストを溶剤で洗い流す。得られたドットサイズは上述のフィルムプロセスによるものよりもはるかに小さいが、エクシマレーザや電子ビームははるかに高価である。
【００４６】
以上、本発明を実施するための最良の実施形態を説明示したが、本発明は、これらに限定されない。本発明は本発明の精神を逸脱することなく種々増減、変更できることは勿論である。
したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明がここに具体的に記載した以外の形態で実施できることは当業者にとって明らかである。
【図１】
2010049267.tif 000003
【図２Ａ】
2010049267.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペックルパターンによって変調されたレーザー光によって写真フィルムを露光する工程と、
前記写真フィルムを現像する工程と、
前写真フィルムを感光性媒体に隣接する工程と、
前記写真フィルムを介して前記感光性媒体を非干渉光によって露光する工程と、
を有するマスター光学拡散体作成方法。
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月12日(2010.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉レーザ光によって、フィルムにスペックルパターンを記録する工程と、
前記スペックルパターンが記録されたフィルムを、感光性媒体に接するように配置する工程と、
前記スペックルパターンが記録されたフィルムを介して、前記感光性媒体を非干渉光によって露光する工程と、
前記感光性媒体を現像する工程と、
を有するマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項２】
コンピュータによって出力されたパターンを、フィルムに記録する工程と、
前記パターンが記録されたフィルムを、感光性媒体に接するように配置する工程と、
前記パターンが記録されたフィルムを介して、前記感光性媒体を非干渉光によって露光する工程と、
前記感光性媒体を現像する工程と、
を有するマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項３】
前記コンピュータによって出力されたパターンを、フィルムに記録する工程において、イメージセッターを用いて、前記パターンを前記フィルムに記録する請求項２記載のマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項４】
ガラスをクロームの層で被覆する工程と、
前記クロームの層を感光性媒体で被覆する工程と、
擬似ランダムドットパターンを用いて、前記感光性媒体を露光する工程と、
前記感光性媒体の未露光部分をエッチングする工程と、
前記エッチング工程で残存した感光性媒体を洗い出す工程と、
を有するマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項５】
イメージセッターを用いて、スペックルを表すドットパターンを、金属ドラムの表面を被覆するフォトレジストの層に、直接記録する工程と、
前記ドットパターンが記録された前記フォトレジストの層の未露光フォトレジストを、現像液により金属ドラムの表面までエッチングする工程と、
未露光部分をさらにエッチングし、パターンを前記金属ドラム表面に形成する工程と、
フォトレジストを溶剤で除去する工程と、
を有するマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項６】
前記フィルムに、干渉レーザ光によって形成されたスペックルパターンまたはコンピュータによって出力されたパターンを記録する工程において、開口をぼかして鋭い縁を除去することを行う請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項７】
前記感光性媒体を現像する工程または前記感光性媒体の未露光部分をエッチングする工程において、現像液の強度を変化させることで、前記スペックルパターン又はパターンの黒部と白部の間を線形的に変化させることによって、前記感光性媒体上に形成される特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）の縁をぼかす請求項１〜４のいずれか一項に記載のマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項８】
前記感光性媒体の未露光部分をエッチングする工程において、現像液の強度を変化させることで、前記パターンの黒部と白部の間を線形的に変化させることによって、前記金属ドラム上に形成される特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）の縁をぼかす請求項５に記載のマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項９】
前記イメージセッターの焦点をわずかに外す請求項３または５に記載のマスター光学拡散体の作成方法。
【請求項１０】
前記スペックルパターンまたは前記パターンが記録されたフィルム上のドットのサイズを変化させることにより、前記感光性媒体上に形成される特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）の形状を変化させる請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスター光拡散体の作成方法。
【請求項１１】
さらに、作成したマスター光学拡散体から次世代のマスター光学拡散体を作る工程を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマスター光学拡散体の作成方法。
【外国語明細書】
2010049267000001.pdf