(57)【要約】【課題】周辺部においてもモアレ発生を抑制する機能が低下しない光学的ローパスフィルタおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の光重合性組成物を光重合して得られた光学的ローパスフィルタ１は、シート状のマトリックス２と、マトリックスの厚さ方向に配向されマトリックスの厚さに直交する面内で二次元的に規則的に配列された、マトリックスと異なる屈折率を有する多数の柱状構造体４とを備え、周辺部の柱状構造体の配列周期が中心部の柱状構造体の配列周期より長い。【選択図】図１
2011221124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的ローパスフィルタの製造方法であって、
基板上に２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物を配置するステップと、
周辺部のマスク孔の配列周期が中心部のマスク孔の配列周期より長いフォトマスクを、前記光重合性組成物の上方に配置するステップと、
前記フォトマスクを介して前記光重合性組成物に平行光を照射して前記光重合性組成物を重合硬化するステップと、を備えている、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記重合硬化するステップの後に、前記フォトマスクを取り外し、前記光重合性組成物に平行光を照射して、前記光重合性組成物を更に重合硬化させるステップを、備えている、
請求項１に記載の光学的ローパスフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記フォトマスクのマスク孔の配列周期が、中心部から周辺部に向けて、徐々に長くなっている、
請求項１または２に記載の光学的ローパスフィルタの製造方法。
【請求項４】
光重合性組成物を光重合して得られた光学的ローパスフィルタであって、
シート状のマトリックスと、
該マトリックスの厚さ方向に配向され前記マトリックスの厚さに直交する面内で二次元的に規則的に配列された、前記マトリックスと異なる屈折率を有する多数の柱状構造体とを備え、
周辺部の柱状構造体の配列周期が中心部の柱状構造体の配列周期より長い、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタ。
【請求項５】
前記柱状構造体の配列周期が、中心部から周辺部に向けて、徐々に長くなっている、
請求項４に記載の光学的ローパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、光学的ローパスフィルタ及びその製造方法に関し、詳細には、シート状のマトリックス内に屈折率が異なる多数の柱状構造体が規則的に配列された光学的ローパスフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホームビデオカメラやデジタルスチルカメラには、撮像手段として、ＣＣＤエリアイメージセンサやＣＭＯＳエリアイメージセンサが用いられている。これらのセンサは、シリコン基板上に格子状に規則的に配置されて多数の受光素子で光電変換を行っている。又、カラー情報を得るため、受光素子毎に、例えばＲＧＢのカラーフィルタが、ストライプ状に、または４種のフィルタが方形モザイク状に配置されている。このようなＣＣＤエリアイメージセンサ等では、受光素子が格子状等に規則的に配置されているため、生成された被写体の画像に、擬似信号（モアレ）を発生するという問題が生じる。
【０００３】
このような問題を解決するため、特定周波数以上をカットする光学的ローパスフィルタが用いられている。このような光学的ローパスフィルタとして、マトリックスと屈折率が異なる多数の柱状構造体がシート状のマトリックス内に規則的に二次元配列され、屈折率が８０ｎｍないし１０００μｍのオーダーで周期的に変化する光学的ローパスフィルタが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４２３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような光学的ローパスフィルタは、回折を利用して光を分離し、分離した光を隣り合う受光素子上に入射させることによって、特定周波数以上の周期構造を有する被写体に対する解像度を低下させ、モアレの発生を抑制するものである。
【０００６】
また、このような光学的ローパスフィルタは、厚みを大きくすることによってブラッグ回折を示すようにした場合、特定の次数の回折光のみが観測されるようになり、特定周波数未満の周期構造を有する被写体に対する解像度が低下することを抑制できる。
【０００７】
しかし、このような光学的ローパスフィルタは、入射角が大きくなると回折角も大きくなるため、光の分離距離も大きくなり、モアレの発生を抑制する機能が低下してしまうという問題を有していた。
即ち、このような光学的ローパスフィルタには、入射光の角度が大きくなる周辺部で、モアレ発生を抑制する機能が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、周辺部においてもモアレ発生を抑制する機能が低下しない光学的ローパスフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の発明者は、光学的ローパスフィルタの柱状構造体の配列周期Λを周辺部ほど大きく設計することによって、回折スポットの分離距離（間隔）を一定とすることができることを新たに見出し、これに基づいて本願発明をなしたものである。
【００１０】
即ち、デジタルカメラのセンサ（撮像素子）に入射する光は、センサの周辺部ほど入射角が大きくなるため、センサの前面に配置された光学的ローパスフィルタにおいても周辺部ほど光の入射角が大きくなる。
【００１１】
例えば、光学的ローパスフィルタ中心部における柱状構造体の配列周期が２０μｍ、光学的ローパスフィルタへの光の入射角度０°〜３０°の場合、光学的ローパスフィルタと回折スポットを写す平面（センサ面）との間隔をＸ、平面上における回折スポットの分離距離（間隔）をω、光学的ローパスフィルタの柱状構造体の配列周期をΛ、光学的ローパスフィルタへの光の入射角度をθ、光の波長をλとすると、ωとＸとΛとθとλとの間に近似的に、
ω＝Ｘ×tanθ
θ＝sin-1（λ／Λ）
の関係が成り立つ。
【００１２】
そこで、センサのどの位置においてもωの値が一定となるようにするために、レンズの特性に合わせて光学的ローパスフィルタの柱状構造体の配列周期Λを周辺部ほど大きく設計すると、センサ上のいずれの位置においてもモアレの発生を抑制する機能はほぼ一定となることが見出され、本願発明がなされたものである。
【００１３】
本発明によれば
光学的ローパスフィルタの製造方法であって、
基板上に２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物を配置するステップと、
周辺部のマスク孔の配列周期が中心部のマスク孔の配列周期より長いフォトマスクを、前記光重合性組成物の上方に配置するステップと、
前記フォトマスクを介して前記光重合性組成物に平行光を照射して前記光重合性組成物を重合硬化するステップと、を備えている、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタの製造方法が提供される。
【００１４】
このような構成によれば、光照射によって形成される柱状構造体の配置は、フォトマスクのマスク孔の配置に依存するので、製造された光学的ローパスフィルタ内の柱状構造体の配列周期は、中心部より周辺部で長くなる。この結果、製造された光学的ローパスフィルタでは、回折スポットの分離距離（間隔）が、中心部と周辺部で大きく異なることがなく、周辺部でモアレ発生を抑制する機能が保たれる。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記重合硬化するステップの後に、前記フォトマスクを取り外し、前記光重合性組成物に平行光を照射して、前記光重合性組成物を更に重合硬化させるステップを、備えている。
【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記フォトマスクのマスク孔の配列周期が、中心部から周辺部に向けて、徐々に長くなっている。
【００１７】
このような構成によれば、製造された光学的ローパスフィルタで、回折スポットの分離距離（間隔）を中心部と周辺部で異ならせず、周辺部でモアレ発生を抑制する機能を保つことができる。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、
光重合性組成物を光重合して得られた光学的ローパスフィルタであって、
シート状のマトリックスと、
該マトリックスの厚さ方向に配向され前記マトリックスの厚さに直交する面内で二次元的に規則的に配列された、前記マトリックスと異なる屈折率を有する多数の柱状構造体とを備え、
周辺部の柱状構造体の配列周期が中心部の柱状構造体の配列周期より大きい、
ことを特徴とする光学的ローパスフィルタが提供される。
【００１９】
このような構成によれば、光学的ローパスフィルタ内の柱状構造体の配列周期が、中心部より周辺部で長くなっているので、回折スポットの分離距離（間隔）が、中心部と周辺部で大きく異なることがなく、周辺部でモアレ発生を抑制する機能が保たれる。
【００２０】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記柱状構造体の配列周期が、中心部から周辺部に向けて、徐々に長くなっている。
【００２１】
このような構成によれば、回折スポットの分離距離（間隔）を中心部と周辺部で異ならせず、周辺部でモアレ発生を抑制する機能が保つことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、周辺部においてもモアレ発生を抑制する機能が低下しない光学的ローパスフィルタおよびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタの模式的な図面である。
【図２】本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタの製造方法を説明する図面である。
【図３】本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタの製造方法に使用するフォトマスクの構成示す概略的な図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタを用いた撮像光学系の構成を模式的に説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタおよび光学的ローパスフィルタの製造方法について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタの内部構造を透視した模式的な斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の光学的ローパスフィルタ１は、厚さが略均一な板状形状を有し透明材料で構成されたシート状（またはフィルム状）のマトリックス２と、透明材料で構成されマトリックス２中に配置された多数の柱状構造体４とを備えた相分離構造を有している。マトリックス２と各柱状構造体４は、屈折率が異なっている。マトリックス２の厚みは、３０〜３００μｍ程度である。
【００２６】
各柱状構造体４は、略同一の円柱形状を有し、マトリックス２を貫通して厚さ方向に延びるように互いに平行に配向されている。柱状構造体４の直径は、９０ｎｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、１００ｎｍ以上５０μｍ以下の範囲であるのがより好ましい。
尚、各柱状構造体４は、円柱以外の柱形状、例えば楕円柱、角柱等であってもよい。
【００２７】
また、各柱状構造体４は、マトリックス２の厚さに直交する平面内で、六方格子状に規則的に二次元的に配置されている。この六方格子には、三角格子とハニカム格子が含まれる。柱状構造体４の配列周期は、９０ｎｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、１００ｎｍ以上５０μｍ以下の範囲であるのがより好ましい。
各柱状構造体４の配列は、六方格子状以外の二次元的な規則的配列、例えば、正方格子状等であってもよい。
【００２８】
このような構造により、本実施形態の光学的ローパスフィルタ１中では、屈折率が、８０ｎｍないし１０００μｍのオーダーで周期的に変化する。
【００２９】
さらに、図１に示されているように、本実施形態の光学的ローパスフィルタ１では、柱状構造体４が、光学的ローパスフィルタ１の周辺部ほど配列周期が長くなるように、即ち、中心部から周辺部に向かって配列周期が同心状に徐々に長くなるように配置されている。具体的には、中心部と周辺部とでは、周辺部が５〜２０％程度、配列周期が長く設計されている。ここで「配列周期が長い」とは、「二次元的（即ちｘおよびｙ方向）に周期（間隔）が長い」ことを意味する。
【００３０】
光学的ローパスフィルタ１では、このような構造によって、３５０ｎｍないし２０００ｎｍの波長範囲の光に対する干渉効果を、周辺部においても、十分に発現させることができ、光学的ローパスフィルタとして使用可能な波長範囲において回折や偏向等の高度な光制御が可能となる。
また、本実施形態の光学的ローパスフィルタ１では、このような柱状構造体４の配列の規則性によって、六点分離（三方向分離）を一枚のフィルタによって行うことができる。
【００３１】
次に、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタ１の製造方法について説明する。図２は、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタの製造方法を説明する図面であり、図３は、この製造方法で使用するフォトマスクの構成を示す概略的な図である。
【００３２】
本実施形態の光学的ローパスフィルタの製造方法では、先ず、基板６上に２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有する光重合性組成物８を薄膜状に配置する。光重合性組成物８の配置は、液体状の光重合性組成物８をスピンコータ等によって、基板６の表面に塗布することによって行われる。
【００３３】
塗布される光重合性組成物８の厚さは、製造する光学的ローパスフィルタ１の厚さに応じて適宜選択されるが、１μｍないし１０００μｍの範囲が好ましく、５μｍないし５００μｍの範囲がより好ましい。基板６は、従来技術において、このような光学的ローパスフィルタの製造に使用されている基板と同様の基板であり、円形、矩形又は他の形状でもよい。
【００３４】
次いで、光重合性組成物８を塗布した基板６の上方に、フォトマスク１０を配置する（図２（ａ））。フォトマスク１０は基板６の表面と略同じ寸法、またはこれより大きな寸法を有している。
図３は、フォトマスク１０の構成を示す概略的な図である。
【００３５】
図３に示されているように、フォトマスク１０では、マスク孔１２が正方格子パターンで規則的に配列されている。また、正方格子パターンに限らず、他のパターン、例えば三角格子パターンでマスク孔１２が配列されたフォトマスクを使用してもよい。
【００３６】
図３に示されているように、本実施形態のフォトマスク１０は、周辺部ほどマスク孔１２のピッチ（配列周期）が長くなるように構成されている。マスク孔の配列周期の変化は、上記柱状構造体４の配列変化と実質的に同じである。
【００３７】
この結果、後述するように、フォトマスク１０を介して平行光を照射し製造される光学的ローパスフィルタ１では、柱状構造体４の配列周期が周辺部ほど長くなる。
【００３８】
次いで、光源１２からの平行光Ｌを、フォトマスク１０を介して、基板６に塗布された光重合性組成物８に所定時間、照射する第１の光照射工程が実行される(図２(ａ))。平行光Ｌは、波長半値全幅が１００ｎｍ以下の紫外線であり、フォトマスク１０を介して、基板６に塗布された光重合性組成物８に照射され、光重合性組成物８を光重合によってある程度まで硬化させる。具体的には、柱状構造体１０の規則性及び高回折効率を両立させるために、光重合性組成物の硬化度が１０％〜８０％の範囲となるまで、より好ましくは、２０％〜６０％の範囲となるまで照射する。本実施形態では、光ＤＳＣ法で、光重合性組成物が完全に反応し光照射してもそれ以上発熱しない状態を硬化度１００％としている。
【００３９】
光照射時にフォトマスク１０のマスク孔１２を通過する光により、柱状構造体４の位置情報が入力され、柱状構造体４が、高い規則性を持って二次元的に配列されるように形成される。
上述したように、本実施形態のフォトマスク１０では、周辺部ほどマスク孔１２のピッチ（配列周期）が長くなるように構成されているので、フォトマスク１０を介して平行光を照射し製造される光学的ローパスフィルタ１では、柱状構造体４の配列周期が周辺部ほど長くなる。
【００４０】
次いで、フォトマスク１０を取り外した状態で、半硬化状態の光重合性組成物８に所定時間、光源１２から平行光Ｌを照射して、光重合性組成物８を更に硬化させる第２の光照射工程が実行され(図２（ｂ）)、光学的ローパスフィルタ１が得られる。
【００４１】
第１および第２の光照射工程で照射される平行光Ｌは、柱状構造体４をマトリクス２内で規則的に配列させるため、進行方向に直交する断面内での光強度分布が略一定であることが好ましい。
【００４２】
光重合性組成物８に平行光を照射する照射光源１２は、光重合性組成物８に対して紫外線等の平行光を照射することができるものが用いられる。
光源１２としては、例えば、点光源や棒状光源からの光をミラーやレンズ等により光強度分布が略一定（ハット型分布）の平行光とした光源、面発光半導体レーザー(ＶＣＳＥＬ)等の面状光源等が好ましい。
【００４３】
照射する光の平行度としては、柱状構造体の規則的な配列を形成させる点から、ビーム広がり角が±０．０３ｒａｄ以下であるものが好ましく、±０．００１ｒａｄ以下の範囲のものがより好ましい。ここで、レーザー光線は平行度の点では好ましい光源であるが、その光強度分布がガウス型の分布を有しているため、適当なフィルタ等を用いて光強度分布を略一定にして使用することが好ましい。
【００４４】
マトリクス２内における柱状構造体４の配列の規則性を高くするには、光学的ローパスフィルタ１の膜厚方向に直交する平面内において重合反応を均一に進める事が好ましく、下記式で与えられる照度分布の値が、２．０％以下であるものが好ましく、１．０％以下であるものがより好ましい。
照度分布＝（最大値−最低値）／（最大値＋最低値）×１００
【００４５】
また、柱状構造体の規則的な配列を得る為には照射光Ｌの波長幅が狭いこと好ましい。具体的には、半値全幅で、１００ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましい。
【００４６】
多数の柱状構造体４が、レーザー光線の照射時に形成された周期的屈折率変化を反映した回折パターンに対応した規則性が高い六方格子状配列（2次元的配列）で光重合性組成物８内に形成され、柱状構造体４以外の部分は、マトリックス２となる。
このようにして製造された光学的ローパスフィルタ１は、８０ｎｍ〜１０００μｍのオーダーで周期的に変化する屈折率を有する。
【００４７】
光照射は、不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。使用される不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素などが挙げられる。ただし、不活性ガスを用いる目的は酸素が光重合性組成物に接触しないようにすることであるので、酸素を含まない組成の気体であればどのような気体でも使用可能である。
【００４８】
本実施形態の光学的ローパスフィルタ１では、光重合性組成物として、２官能以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーと光重合開始剤とを含有するものが使用される。
【００４９】
２官能以上のモノマーを組成物に含ませることで、重合硬化の際、光重合性組成物の厚さ方向に垂直な面内で重合度（架橋密度）の粗密が生じやすくなる。重合度（架橋密度）が密な部分は疎な部分よりも屈折率が高くなる。このような屈折率の高低が出来ると、屈折率の高い部分が導波モードとなり、より多くの光がこの屈折率の高い部分を通ることになる。
【００５０】
このため、重合度（架橋密度）が密で屈折率が高くなった領域の下方では、光硬化性組成物の光反応は重合度（架橋密度）の粗密がより強調されて進行すると考えられる。このような現象によって、マトリックス２内に、マトリックス２と屈折率が異なる多数の柱状構造体４が形成されると考えられる。
【００５１】
２官能以上の多官能モノマーとしては、例えば、分子内に２個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有するモノマーであれば、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等を含有するものが特に好ましい。
【００５２】
このような２官能以上の多官能モノマーの具体例としては、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、水添ジシクロペンタジエニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、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テトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、多官能のエポキシ（メタ）アクリレート、多官能のウレタン（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルクロレンデート、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、ジアリルフタレート等が挙げられ、これらを単独であるいは２種以上の混合物として使用することができる。
【００５３】
分子内に３個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーを用いると、重合度（架橋密度）の粗密がより大きくなりやすく、柱状構造体が形成されやすくなる。
特に好ましい３個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーとしては、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テトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、多官能のエポキシ（メタ）アクリレート、多官能のウレタン（メタ）アクリレートがある。
【００５４】
光重合性組成物として２種以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーを使用する場合には、それぞれの単独重合体の屈折率が異なるものを使用することが好ましく、その屈折率差が大きいものを組み合わせることがより好ましい。
回折、偏向、拡散などの機能を高効率で得られるようにする為には屈折率差を大きくとることが必要であり、その屈折率差が０．０００１以上であることが好ましく、０．０５以上であることがより好ましい。
【００５５】
なお、３種以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーを使用する場合は、それぞれの単独重合体の少なくともいずれか２つの屈折率差が上記範囲内となるようにすればよい。また、単独重合体の屈折率差が最も大きい２つのモノマーあるいはオリゴマーは、高効率な回折、偏向、拡散などの機能を得る為に、重量比で１０：９０ないし９０：１０の割合で用いることが好ましい。
【００５６】
本実施態様においては、光重合性組成物として、上記のような多官能モノマーあるいはオリゴマーとともに、分子内に１個の重合性炭素−炭素二重結合を有する単官能モノマーあるいはオリゴマーを使用してもよい。
このような単官能モノマーあるいはオリゴマーとしては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等を含有するものが特に好ましい。
【００５７】
単官能モノマーの具体例としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、フェニルカルビトール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエチルサクシネート、（メタ）アクリロイルオキシエチルフタレート、フェニル（メタ）アクリレート、シアノエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ｐ−ブロモベンジル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物；スチレン、ｐ−クロロスチレン、ビニルアセテート、アクリロニトリル、Ｎ-ビニルピロリドン、ビニルナフタレン等のビニル化合物；エチレングリコールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート等のアリル化合物等が挙げられる。
【００５８】
これら単官能モノマーあるいはオリゴマーは、光学的ローパスフィルタに柔軟性を付与するために用いられる。単官能モノマーあるいはオリゴマーの量は、多官能モノマーあるいはオリゴマーとの合計量のうち１０ないし９９質量％の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０ないし５０質量％の範囲である。
【００５９】
また、光重合性組成物として、前記多官能モノマーあるいはオリゴマーと重合性炭素―炭素二重結合を持たない化合物を含む均一溶解混合物を用いることもできる。
重合性炭素―炭素二重結合を持たない化合物としては、例えば、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ナイロン等のポリマー類、トルエン、ｎ-ヘキサン、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアルコール、エチルアルコール、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランのような低分子化合物、有機ハロゲン化合物、有機ケイ素化合物、可塑剤、安定剤のような添加剤等が挙げられる。
【００６０】
これら重合性炭素―炭素二重結合を持たない化合物の使用量は、光学的ローパスフィルタを製造する際に光重合性組成物の粘度を低下させ取り扱い性を良くする為に用いられ、多官能モノマーあるいはオリゴマーとの合計量のうち１ないし９９質量％の範囲とすることが好ましく、取り扱い性も良くしつつ規則的な配列を持った柱状構造体を形成させる為により好ましくは１ないし５０質量％の範囲である。
【００６１】
本実施形態において、光重合性組成物に使用する光重合開始剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合を行う通常の光重合で用いられるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、２−クロロチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ｐ-ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピルフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）-ブタノン−１、ジベンゾスベロン等が挙げられる。
【００６２】
これら光重合開始剤の使用量は、その他の光重合性組成物の１００重量部に対して０.００１ないし１０重量部の範囲とする事が好ましく、光学的ローパスフィルタの透明性を落とさないようにする為に０.０１ないし５重量部とする事がより好ましい。
【００６３】
次に、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタ１を用いた光学系について説明する。
図４は、本発明の好ましい実施形態の光学的ローパスフィルタを用いた撮像光学系１４の構成を模式的に説明する図面である。この撮像光学系１４は、所定ピッチの画素を有する固体撮像素子１６を有し、デジタルスチルカメラ用光学系、携帯電話などに装着されるデジタルカメラ用光学系として使用される。
【００６４】
図４に示されているように、撮像光学系１４は、固体撮像素子１６に光を導くレンズ１８と、固体撮像素子１６とレンズ１８との間に配置された赤外線カットフィルタ２０とを備えている。本実施形態の光学的ローパスフィルタ１は、固体撮像素子１６の前方に、該固体撮像素子１６との間に所定厚のギャップ層２２が形成された状態で配置されている。
【００６５】
レンズ１８としては、無機ガラスからなるガラスレンズ、またはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂などからなるプラスチックレンズが使用される。
【００６６】
赤外線カットフィルタ２０としては、無機ガラスからなるガラスフィルタ、または有機色素を添加したポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂からなるプラスチックフィルタが使用される。
【００６７】
本実施形態では、固体撮像素子１６は、シリコン基板上に多数の受光素子が二次元的に配置されたもので、各受光素子で発生した電荷をＣＣＤ素子、またはＣＭＯＳ回路で外部に信号として転送することができるエリアイメージセンサである。
【００６８】
本実施形態では、ギャップ層２２は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、またはポリイミド樹脂等の透明樹脂材料で構成されているが、他の透明な材料、例えば空気で構成されていても良い。
【００６９】
ギャップ層２２の厚さは、回折により生じる画像ボカシ量が、撮像素子の画素ピッチ以下の有限な量になるように設定される。
回折光の回折角θは、回折の次数として１次の時だけを考えると、柱状構造体の配列周期をΛ、光の波長をλ、ギャップ層の媒体の屈折率をｎとすると、次式のように表される。
ｎ・Λ・sinθ＝λ
【００７０】
上式と、画像ボカシ量として撮像素子の画素ピッチＰに対してＰ／２を設定すると、ギャップ層２２の厚さＬは、次式のように決まる。
Ｌ＝Ｐ／２／tan（sin-1(λ／n・Λ)）
この式より設定されるギャップ層２２の厚さＬは、０．０１μｍないし１０ｍｍの範囲に設定され、０．１μｍないし１０００μｍの範囲が好ましく、１μｍないし５００μｍの範囲がより好ましい。
【００７１】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００７２】
上記実施形態の光学的ローパスフィルタ１では、周辺部に向かって柱状構造体の配列周期が徐々に長くなる構成であったが、本発明は、周辺部の柱状構造体の配列周期が中央部の柱状構造体の配列周期に比べて長く設定されていればよい。例えば、光学的ローパスフィルタ１が中央領域と周辺領域の２領域に区分され、中央領域内では柱状構造体が第１の配列周期で配置され、周辺領域では柱状構造体が第１の配列周期より長い第２の配列周期で配置されている構成でもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
ＮＫエステル１４Ｇ（新中村化学工業製）５０質量部、ＮＫオリゴＵ−２ＰＰＡ（新中村化学工業製）２５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート１０質量部、フェノキシエチルアクリレート１５質量部からなる混合物に、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．６質量部を溶解させ光重合性組成物を得た。
【００７４】
光重合性組成物をガラス基板に滴下し、スピンコータを用いて７２μｍの厚さに被覆した。次いで、光重合性組成物上部に、中心部は１０μｍφの光透過域が２０μｍピッチで正方格子状に配列しており周辺部ほど光透過域のピッチが大きくなるフォトマスクを配置した。上記ピッチの変化５〜２０％程度である。
【００７５】
窒素雰囲気下でガラス基板表面に対して垂直方向から、１２００ｍＪ／ｃｍ2で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射した。その後、フォトマスクを取り外し、更に２４００ｍＪ／ｃｍ2で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射して光重合性組成物を重合硬化することによって、光学的ローパスフィルタ（２８ｍｍ×４０ｍｍ）を得た。
【００７６】
このとき、光学的ローパスフィルタの中心部における柱状構造体の配列周期は２０μｍであり、光学的ローパスフィルタの四隅部における柱状構造体の配列周期は２３．３μｍであった。
【００７７】
得られた光学的ローパスフィルタの中心部に、波長５３２ｎｍのレーザー光を入射角０°で照射したところ、光学的ローパスフィルタから１ｍ離れた平面上での回折スポット間の間隔は２６．６ｍｍであり、光学的ローパスフィルタの周辺部に同じ波長のレーザー光を入射角３０°で照射したところ、光学的ローパスフィルタから１ｍ離れた平面上での回折スポット間の間隔も２６．６ｍｍであった。
【００７８】
（比較例１）
ＮＫエステル１４Ｇ（新中村化学工業製）５０質量部、ＮＫオリゴＵ−２ＰＰＡ（新中村化学工業製）２５質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート１０質量部、フェノキシエチルアクリレート１５質量部からなる混合物に、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．６質量部を溶解させ光重合性組成物を得た。
【００７９】
光重合性組成物をガラス基板に滴下し、スピンコータを用いて７２μｍの厚さに被覆した。次いで、光重合性組成物上部に、全域において１０μｍφの光透過域が２０μｍピッチで正方格子状に配列しているフォトマスクを配置した。窒素雰囲気下でガラス基板表面に対して垂直方向から、１２００ｍＪ／ｃｍ2で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射した。その後、フォトマスクを取り外し、更に２４００ｍＪ／ｃｍ2で波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の紫外平行光を照射して光重合性組成物を重合硬化することによって、光学的ローパスフィルタを得た。
【００８０】
このとき、光学的ローパスフィルタにおける、柱状構造体の配列周期は、中心部及び周辺部ともに２０μｍであった。
得られた光学的ローパスフィルタの中心部に、波長５３２ｎｍのレーザー光を入射角０°で照射したところ、光学的ローパスフィルタから１ｍ離れた平面上での回折スポット間の間隔は２６．６ｍｍであったのに対し、光学的ローパスフィルタの周辺部に同じ波長のレーザー光を入射角３０°で照射したところ、光学的ローパスフィルタから１ｍ離れた平面上での回折スポット間の間隔は３１．０ｍｍであった。
【符号の説明】
【００８１】
１            光学的ローパスフィルタ
２            マトリックス
４            各柱状構造体
６            光重合性組成物
８            基板
１０          照射光源
１２          フォトマスク
１４          撮像光学系
１６          固体撮像素子
１８          レンズ
２０          赤外線カットフィルタ
【図１】
2011221124.tif 000003
【図２】
2011221124.tif 000004
【図３】
2011221124.tif 000005
【図４】
2011221124.tif 000006