(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に複数のマイクロレンズが配列され、前記複数のマイクロレンズの半分以上
がその外周形状が（２ｎ＋１）角形である拡散板。
ただし、ｎは２以上４以下の整数である。
【請求項２】
一方の面に複数のマイクロレンズが配列され、前記複数のマイクロレンズの半分以上
がその外周形状が（２ｎ＋１）角形であり、その間にｍ角形の複数の領域を有する拡散板
。
ただし、ｎは２以上４以下の整数、ｍは３以上１２以下の整数である。
【請求項３】
前記（２ｎ＋１）角形の複数のマイクロレンズ、あるいは前記（２ｎ＋１）角形の複
数のマイクロレンズと前記複数の領域が２種類以上の高さの異なるマイクロレンズとから
なる請求項１または２の拡散板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の拡散板を備える光学装置。
【請求項５】
請求項２に記載する拡散板であって、ｍ角形の領域が平坦部であり、この平坦部が砂
摺り状であることを特徴とする拡散板。
【請求項６】
請求項２に記載する拡散板であって、ｍ角形の領域がマイクロレンズであることを特
徴とする拡散板。
【請求項７】
請求項３に記載する拡散板であって、前記２種類以上の高さの異なるマイクロレンズ
が、高さによって異なるパターンにて配置されていることを特徴とする拡散板。
【請求項８】
請求項３あるいは７に記載する拡散板であって、前記複数のマイクロレンズまたは、
前記複数のマイクロレンズと複数の領域からなる単位を一つの周期とした周期構造をなす
ことを特徴とする拡散板。
【請求項９】
請求項１、２又は３あるいは５乃至８のいずれか１項に記載する拡散板を用いたカ
メラの焦点板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散板及び該拡散板を有する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
拡散板は、ある一方向から入射した光を、様々方向に向けて射出する光学素子である。図２６は、透過型の拡散板４０によって、入射光が拡散されている様子を示している。この例では、拡散光は円錐状に広がるものとしている。この場合、スクリーン４１上の円形領域Ｄ内に、拡散光が到達する。ここで、拡散板の特性（以下、拡散特性とする。）は、拡散光の広がりを示す拡散角度θと、円形領域Ｄ内における光の明るさの分布で表すことができる。なお、拡散光が到達する領域（図２６の場合は円形領域Ｄ）を、拡散領域とする。
【０００３】
ところで、拡散板としては、従来、次の文献等に記載された拡散板が知られている。
【特許文献１】特開昭５８−６０６４２号
【特許文献２】特開昭５７−１４８７２８号
【特許文献３】特開昭５９−１８９３３０号
【特許文献４】特開２０００−３２１６２６号    多くの場合、拡散特性は、拡散板の表面の構造で決定される。従来、基板表面に微細な凹凸をランダムに形成した拡散板として、例えば、摺りガラスがある。また、基板表面にマイクロレンズを形成し、これを拡散板としたものもある。
【０００４】
これらの拡散板は、光学装置にも用いられる。その一例が、一眼レフカメラに用いられる焦点板である。この焦点板は、撮像面と光学的に等価な位置に配置されている。
【０００５】
一眼レフカメラでは、撮影レンズを通過した光が、この焦点板（拡散板）に入射する。そして、この焦点板上に被写体の像を形成する。この時、被写体の像を形成する光（入射光）はこの焦点板で拡散され、拡散光として射出される。なお、焦点板の拡散面は、拡散光が拡散する角度が制限されるように形成されている。よって、被写体の像を形成する光は、焦点板で完全に拡散されるわけではない。そこで、撮影者は、この焦点板に投影された被写体の像を、ファインダーを介して観察することができる。
【０００６】
ここで、被写体にピントが合っている場合（合焦状態）、焦点板上には鮮明な像が形成される。一方、被写体にピントが合っていない場合（非合焦状態）、焦点板上の像もぼけてしまう。この時、焦点板の拡散作用によって、この像のぼけ具合が更に強調される。その結果、撮影者は、被写体の構図や合焦・非合焦を確認できる。
【０００７】
以上のことから、焦点板には、自然なぼけ味、明るさ、ピント合わせの行ない易さ等の特性が求められる。ところで、ぼけ味、明るさ、ピント合わせの行ない易さ等は、焦点板（拡散板）の拡散特性に関係する。例えば、焦点板の拡散角度が大きいほど、ファインダーで見た時の像のぼけが大きくなる。そのため、ピントはあわせ易いが、観察している像が暗くなる。
【０００８】
一般に、自然なぼけ味が得られるのは、特許文献１に記載された拡散板といわれている。この拡散板は、砂ずり形状の面を持つ。この砂ずり形状の面は、例えば、ある一定の大きさの砂を、毎秒一定の量で、十分広い面積にわたって基板表面に落下させることで形成される。
【０００９】
このような拡散板は、広い拡散角度を有する。また、図２７に示すように、拡散領域内における明るさの分布は、中心から周辺に向かってなだらかに変化する。そこで、図２８に示すように、この拡散板４０の全面に、平行な光束を入射させたとする。この場合、拡散板４０から射出される光は、図２７に示す拡散特性を持つ拡散光の総和になる。よって、スクリーン４１上における明るさは一様となる。
【００１０】
このような拡散特性を有する拡散板は、焦点板として用いた場合、よいぼけ味を有する。しかし、この拡散板は拡散角度が広すぎるため、ファインダーによる観察像が暗くなる。
【００１１】
この観察像が暗くなるのを解消した従来例として、特許文献２に示す拡散板（焦点板）や、特許文献３に示す拡散板（焦点板）が知られている。
【００１２】
これら拡散板（焦点板）のうち、特許文献２に示すものは、図３０に示すような構成である。即ち、それは、基板表面に、外周形状が円形のマイクロレンズを、周期的に配列したものである。
【００１３】
また、他の従来の拡散板（焦点板）は、図３２に示すように、基板表面に、外周形状が正六角形のマイクロレンズを、周期的に隙間なく配列したものである。
【００１４】
これら従来の拡散板（焦点板）は、拡散角度の広がり（＝拡散領域の大きさ）を制限することはできる。そのため、摺りガラスを用いた場合に比べて、像を明るくすることは容易である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述のように、一眼レフカメラ焦点板には被写体の像が形成される。ところが、被写体は一様な明るさを持つものだけではなく、様々な明暗のパターンを有している。したがって、図２８に示すように、焦点板全面に一様な明るさの光が入射することは少なく、明暗入り混じった光が入射する。
【００１６】
図２９は、明暗のパターンを有する光が、焦点板４０に入射した様子を示している。ここでは、簡単のために、入射光は、明暗の格子状としている。この場合、焦点板の一部の領域に、光が入射することになる。
【００１７】
例えば、この一部の領域が、図３０に示す８つの円形マイクロレンズとする。この場合、スクリーン上には、図３１に示すような明るさの分布が生じる。なお、図２８では、明るい部分を強調して表現している。そのため、明るさの分布が、輝点によって離散的に示されている。しかしながら、各輝点の間にも、ある程度の明るさは存在している。ここで、各輝点によって形成される明るさの分布を、拡散パターンとする。
【００１８】
図３１の拡散パターンでは、中心部（縦方向の３つの輝点）の周囲に明るい領域（３つの輝点の左右に位置する４つの輝点）が存在する。そして、この明るい領域の周囲に暗い領域が存在し、更に、その周囲に明るい領域が存在する。すなわち、図３１の拡散パターンは輪帯状となっている。そのため、図３０の焦点板では、被写体の像が二線ぼけに見える傾向がある。
【００１９】
また、光が入射する一部の領域が、図３２に示す８つの六角形マイクロレンズとする。この場合、スクリーン上には、図３３に示すような明るさの分布が生じる。なお、図３３においても、明るい部分を強調して表現している。そのため、明るさの分布が、輝点によって離散的に示されている。しかしながら、各輝点の間にも、ある程度の明るさは存在している。
【００２０】
図３３の拡散パターンでは、中心部からやや離れた位置に、明るい輪帯部が存在する。よって、図３２の焦点板は、図３０の焦点板と同様に、ぼけ味が不自然になる。
【００２１】
更に、最も外側に位置する輝点を結ぶと、拡散領域の外周形状が中心に対して回転非対称な形状になっている。特に斜め方向には、三角状の突起領域が生じている。そのため、非合焦時、被写体の像のぼけかたが、例えば、画面の左右方向と斜め方向で異なることになる。
【００２２】
また、特許文献４に示すように、格子ピッチを不規則に組み合わせた従来例もある。この従来例は、ランダムパターンの焦点板（拡散板）である。ここでは、異なる３種類の高さを有するエレメントを用いることにより、拡散光を明るくしている。
【００２３】
しかしながら、この焦点板（拡散板）は、面全体にランダムなパターンを形成する必要があるため、生産が容易でない。また、回折格子の形状が矩形であるために、高次の回折光により画面全体にフレアーが生ずる。
【００２４】
以上述べたように、従来のマイクロレンズを用いた拡散板は、砂摺り面よりなる拡散板に比べて、明るさにおいて改良されている。しかしながら、拡散パターンが輪帯状であったり、拡散領域が回転非対称である。そのため、光学装置の焦点板として使用した場合、非合焦時の像のぼけが不自然になる。
【００２５】
本発明は、生産が容易で、所定の拡散領域において、拡散パターンがなだらかに変化する拡散板を提供するものである。また、焦点板として使用した場合、自然な像ぼけを発生し、且つ像の明るさが明るい拡散板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の拡散板は、一方の面に複数のマイクロレンズが配置されており、これらマイクロレンズのうちの半分以上がその外周形状が（２ｎ＋１）角形である。ここでｎは、２以上の整数である。
【００２７】
本発明の別の拡散板は、一方の面に複数のマイクロレンズが配列され、前記複数のマイクロレンズの半分以上がその外周形状が（２ｎ＋１）角形であり、その間にｍ角形の複数の領域を有する。ただし、ｎは２以上の整数、ｍは３以上の整数である。
【００２８】
また、上記拡散板において、前記（２ｎ＋１）角形の複数のマイクロレンズ、あるいは前記（２ｎ＋１）角形の複数のマイクロレンズと前記複数の領域が２種類以上の高さの異なるマイクロレンズとからなる。
【００２９】
また、本発明の光学装置は、上記の拡散板を備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の拡散板は、以上述べたような構成を備えることにより、拡散領域内のいずれの方向にも均一に拡散され、光量分布の変化が滑らかな拡散板を実現できる。
【００３１】
また、光学装置の焦点板として用いた場合、明るい像でありながら、自然なぼけ味が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明において上記構成をとる理由とその作用について説明する。
【００３３】
本発明の拡散板は、一方の面に複数のマイクロレンズが配置されている。そして、これらマイクロレンズのうちの半分以上が、（２ｎ＋１）角形の外周形状となっている。ここでｎは、２以上の整数である。
【００３４】
例えば、ｎ＝２の場合について説明する。ｎ＝２の場合、外周形状は５角形となる。外周形状が５角形の場合について、その外周形状による光学的な特徴を、５角形の開口を用いて説明する。図３４は、５角形の開口を示している。また、図３５は、この５角形の開口によって生じる回折像を示している。図３５の回折像からわかるように、回折像は、開口の辺と角に対応する方向に、合計１０の明るい領域を有している。
【００３５】
比較のために、２ｎ角形の場合を示す。図３６は６角形の開口を示している。また、図３７は、この６角形の開口によって生じる回折像を示している。図３７の回折像からわかるように、回折像は、辺に対応する方向に、６つの明るい領域を有している。
【００３６】
このように、５角形の開口の方が６角形の開口に比べて、明るい領域が生じる方向が多い。すなわち、５角形の開口の方が、より多くの方向に、明るい領域を分散させることができる。よって、外周形状が多角形のマイクロレンズで拡散板を構成する場合、外周形状が６角形の場合に比べて、外周形状が５角形の場合の方が、特定の方向に明るい領域が形成されにくいということである。これは、拡散領域における外形が、略回転対称な形状になるということである。
【００３７】
更に、２ｎ角形の開口の場合、回折像において１０の明るい領域を発生させるには、開口の形状を１０角形にしなくてはならない。この場合、辺の数が増える他に、隣り合う辺どうしによって形成される角度が大きくなる。そのため、このような外周形状を、小さく、しかも正確に基板上に形成することは困難になる。
【００３８】
これに対して、５角形の場合、辺の外形形状が１０角形に比べて単純になる。よって、基板上への形成も容易に行える。また、隣り合う辺どうしによって形成される角度も鋭角になる。そのため、基板上へ形成した時の角度誤差が少ない。以上のことから、拡散板の製造が容易に、しかも正確に行える。
【００３９】
また、上述のように、本発明の拡散板は、拡散領域における外形が、略回転対称な形状になる。そのため、本発明の拡散板を焦点板として使用した場合、非合焦時、被写体の像のぼけかたが方向によって異なるということが少ない。すなわち、不自然な像のぼけが軽減され、より自然な像ぼけとなる。
【００４０】
ここで、本発明の拡散板において、１＜ｎ≦４とすることが好ましい。これにより、単純な外周形状でありながら、明るい領域を数多くの方向に発生させることができる。よって、拡散領域における外形がより略回転対称となる拡散板を、容易に製造することができる。
【００４１】
また、本発明の拡散板では、ｍ角形の領域を有するようにしてもよい。ここでｍ角形の領域は、（２ｎ＋１）角形のマイクロレンズよりも小さくすることが好ましい。また、ｍ角形領域が透明な平面であっても、拡散板全体に対するｍ角形の領域の面積は少ないため、その光量の減少は極めて少ない。
【００４２】
また、このｍ角形の領域が平板状の面であり、砂摺り面にしてもよい。このｍ角形の領域を砂摺りにすれば、入射光をより拡散させることができる。この場合、像を観察する際に観察者の瞳への入射光が少なくなる。しかしながら、ｍ角形の領域は（２ｎ＋１）角形のマイクロレンズよりも少ないため、ｍ角形の領域による光量の減少は少ない。よって、像の明るさは、それほど暗くならない。
【００４３】
また、ｍ角形の領域を、マイクロレンズにしてもよい。このｍ角形の領域をマイクロレンズにすれば、入射光を効率よく拡散することができる。
【００４４】
また、ｍ角形と（２ｎ＋１）角形とを、異なる形状にしてもよい。これにより、回折光が強めあうことがなく、輝点の集中が少なくなる。
【００４５】
また、その頂点の高さが異なる２種類のマイクロレンズを用いてもよい。このようにすることにより、夫々の高さのマイクロレンズによる拡散パターンが重なる。その結果、拡散パターンを、中心から周辺に向かう明るさがより滑らかに変化するパターンにすることができる。
【００４６】
尚、高さが異なるマイクロレンズを３種類以上にすると、設計及び製造工程が複雑になるため、好ましくない。
【００４７】
また、頂点の高さが異なる２種類のマイクロレンズを配置する際、一方のマイクロレンズの配置パターンと、他方のマイクロレンズの配置パターンを異ならせるようにしてもよい。このようにすると、全体として所望の拡散パターンを容易に得ることができる。
【００４８】
また、複数のマイクロレンズを１つのブロック（単位）とし、このブロックを周期的に配置してもよい。あるいは、複数のマイクロレンズと、複数の領域を１つのブロック（単位）とし、このブロックを周期的に配置してもよい。これによって、拡散板を容易に製作し得る。特に、後に述べる方法にて拡散板を製作する場合、拡散板を安価で精度良く生産し得る。
【００４９】
なお、頂点の高さが異なる２種類のマイクロレンズを用いる構成では、１つのブロックに２種類のマイクロレンズを含むようにする。この場合、２種類のマイクロレンズが、同一のパターンで配置されることになる。このようにすれば、拡散板を容易に製作し得る。特に、後に述べる方法にて拡散板を製作する場合、拡散板を安価で精度良く生産し得る。
【００５０】
また、本発明の別の拡散板では、拡散板を多角形のマイクロレンズで構成し、各マイクロレンズの頂点を結ぶ直線が、マイクロレンズの辺と直交しないように、各マイクロレンズを配置する。このとき、多角形のマイクロレンズが隣接して配置されている場合は、隣接部の辺は上記直線と直交する。よって、隣接部の辺は、上記マイクロレンズの辺には含まれない。
【００５１】
このような構造にすることにより、同一形状の多角形が、周期的に配置されることを防ぐことができる。よって、拡散領域の外周形状が、より回転対称な形状になる。
【００５２】
また、本発明の別の拡散板では、拡散板を複数のマイクロレンズで構成し、第１のマイクロレンズに第２のマイクロレンズが隣接し、第２のマイクロレンズに第３のマイクロレンズが隣接しており、第１のマイクロレンズの頂点と第２のマイクロレンズの頂点を結ぶ直線が、第２のマイクロレンズの頂点と第３のマイクロレンズの頂点を結ぶ直線と一致しないように、第１乃至第３のマイクロレンズが配置されている。
【００５３】
上記のような構成にすることにより、特定方向に明るい領域が集中して生じることを緩和し得る。すなわち、拡散領域の外周形状が、より回転対称な形状になる。
【００５４】
なお、これら別の拡散板においても、複数のマイクロレンズを１つのブロック（単位）とし、このブロックを周期的に配置してもよい。これによって、拡散板を容易に製作し得る。特に、後に述べる方法にて拡散板を製作する場合、拡散板を安価で精度良く生産し得る。
【００５５】
以上述べた拡散板において、マイクロレンズの山の高さは、０．６μｍ以上で７μｍ以下であることが望ましい。
【００５６】
又、マイクロレンズが異なる二つの高さの場合、第１のマイクロレンズの山の高さをｈ１、第２のマイクロレンズの山の高さをｈ２とした時、ｈ１／ｈ２が下記の範囲内であることが好ましい。
【００５７】
１．５＜ｈ１／ｈ２＜３
下限の１．５を下回ると、２つの高さにより生じる拡散パターンに差異がなくなる。一方、上限の３を上回ると、両者の拡散パターンにおいて、明るさの最大となる位置が大きく異なる。その結果、全体の拡散パターンにおいて輪帯状の暗部が発生しやすくなる。
【００５８】
又、各マイクロレンズの頂点間の距離は、３μｍ以上、３０μｍ以下であることが望ましい。
【００５９】
各マイクロレンズの頂点間の距離が３μｍよりも小であると、拡散特性上好ましくない。又上記頂点間の距離が３０μｍよりも大であると、拡散板の製造が困難になる。
【００６０】
また、各マイクロレンズの頂点間の距離が５μｍ以上であれば拡散特性等の点でより好ましく、１０μｍ以上であれば更に望ましい。又、上記距離が２５μｍ以下であれば拡散板の製造上より好ましい。
【００６１】
また、拡散板において、拡散面とは反対側の面をフレネル面としてもよい。このフレネル面をコンデンサレンズとして用いれば、光学系の設計において、瞳位置の配置を容易に適正化でき、中心から周辺までの明るさ分布等の性能の向上がはかれる。
【００６２】
また、本発明の光学装置は、上記の拡散板を備えている。ここで、光学装置が撮像装置、例えば一眼レフカメラの場合、上記拡散板を焦点板として備えている。
【００６３】
次に本発明の実施の形態を、図にもとづいて説明する。
【実施例１】
【００６４】
図１は、本発明の実施例１を示す図である。この実施例１の拡散板は、ｎ＝２，ｍ＝４の例である。本実施例の拡散板では、拡散板の表面に、ほぼ正五角形のマイクロレンズ１が形成されている。そして、このマイクロレンズ１を、夫々が五角形の１辺にて互いに接触するように配置してある。また、これらマイクロレンズ１の間に四角形の領域２が形成されるように、マイクロレンズ１が配置されている。
【００６５】
また、図示するように、マイクロレンズ１は、周期的に配置されている。また、この四角形の領域２は、平面にランダム形状をもつ砂摺り面であり、これにより拡散性を高めている。
【００６６】
マイクロレンズ１は外周形状が正五角形であり、その一辺の長さは１２．４μｍである。また、頂点の高さは２．５μｍである。また、四角形状の領域２はランダムな砂摺り面で、高さが０．０５〜１μｍ、平均粗さが０．１２５μｍである。また、面形状はランダムパターンとなっている。
【００６７】
この実施例１の拡散板による拡散パターンを図２に示す。図２に示すように、実施例１の拡散板では、拡散パターンは、中心から周辺に向かって、明るさがなだらかに変化している。すなわち、途中に、輪帯状の明部や暗部がない。また、拡散領域の外周形状にも目立った角がなく、略回転対称な形状となっている。
【００６８】
したがって、実施例１の拡散板を焦点板として使用した場合、不自然なぼけの原因が軽減された焦点板となる。
【００６９】
また、図３に示すように、１つのブロックＡを、２つのマイクロレンズ１と１つの四角形の領域２とすると、このブロックで拡散板が構成されていることになる。この場合、マイクロレンズ１の全体に占める割合は、２／３である。よって、本実施例の拡散板は、仮に四角形の領域２がマイクロレンズであっても、５角形のマイクロレンズ１が全体に半数以上を占めていることになる。
【００７０】
また、１つのブロックＢを、４つのマイクロレンズ１と、２つの四角形の領域２とすると、このブロックで拡散板が構成されていることになる。この場合、ブロックＢは周期的に配置されている。
【００７１】
また、図４に示すように、隣り合うマイクロレンズ１（ａ）と１（ｂ）の頂点を結ぶ線と、別の辺で接するマイクロレンズ１（ｃ）の頂点を結ぶ線とは一致しない。
【実施例２】
【００７２】
本発明の実施例２を図５に示す。本実施例の拡散板も、実施例１の拡散板と同様に、ｎ＝２，ｍ＝４の例である。本実施例の拡散板も、拡散板の表面に、ほぼ正五角形のマイクロレンズ１（ａ），（ｂ）が形成されている。そして、このマイクロレンズ１を、夫々が五角形の１辺にて互いに接触するように配置してある。また、これらマイクロレンズ１の間に四角形の領域２が形成されるように、マイクロレンズ１が配置されている。
【００７３】
この実施例の拡散板は、２種類の高さの異なるマイクロレンズ１（ｄ）と１（ｅ）を有する。また、マイクロレンズ１（ｄ）と、マイクロレンズ１（ｅ）は、夫々、周期的に配列されている。また、四角形状の領域２も、マイクロレンズにて構成されている。
【００７４】
マイクロレンズ１（ａ）は、一辺の長さが１２．４μｍ、高さが２．５μｍである。また、マイクロレンズ１（ｂ）は一辺の長さが１２．４μｍ、高さが１．３μｍである。また、４角形の領域２は、その高さが２．５μｍである。
【００７５】
実施例２の拡散板による拡散パターンを図６に示す。４角形の領域２がマイクロレンズであることから、実施例１に比べると、中心付近での光量が増加している。また、拡散領域の外周形状にも目立った角がなく、略回転対称な形状となっている。
【００７６】
また、本実施例では、高さの異なる２種類のマイクロレンズを組み合わせている。よって、それらの異なった周期性が重なり合うことによって、中心から周辺に向かって、明るさがなだらかに変化している。すなわち、途中に、輪帯状の明部や暗部がない。
【００７７】
よって、本実施例の拡散板を焦点板として使用した場合も、不自然なぼけの原因が軽減された焦点板となる。よって、本実施例の拡散板も、焦点板として十分用いることができる。
【実施例３】
【００７８】
次に、本発明の実施例３の拡散板を図７に示す。この実施例３は、ｎ＝２，ｍ＝０の例である。つまり、五角形のマイクロレンズのみからなる。本実施例では、外周形状は正五角形ではない。また、拡散板は、２種類の高さの異なるマイクロレンズ３と４を有する。ここで、マイクロレンズ３と、マイクロレンズ４は、夫々、周期的に配列されている。
【００７９】
実施例３の拡散板では、マイクロレンズ１の一辺の長さは、１３．５μｍから１８．６μｍである。また、マイクロレンズの頂点の高さは、マイクロレンズ３が２．５μｍ、マイクロレンズ４が１．３μｍである。
【００８０】
また、この実施例３の拡散板の拡散パターンは図８に示す通りである。図８に示すように、実施例３の拡散板でも、拡散パターンは、中心から周辺に向かって、明るさがなだらかに変化している。すなわち、途中に、輪帯状の明部や暗部がない。また、拡散領域の外周形状にも目立った角がなく、略回転対称な形状となっている。
【００８１】
また、この実施例３拡散板は、五角形状のマイクロレンズのみにて構成されている。したがって、明るい拡散板である。
【００８２】
また、図９に示すように、ブロックＣを、２つのマイクロレンズ３と６つのマイクロレンズ４とすると、ブロックＣは周期的に配置されている。
【００８３】
また、この実施例３の拡散板では、図１０に示すように、マイクロレンズ３（ａ）の頂点とマイクロレンズ４（ａ）の頂点を結ぶ線は、互いに接する辺を除いて、直交していない。また、隣り合うマイクロレンズ３（ａ）と４（ａ）の頂点を結ぶ線と、別の辺で接するマイクロレンズ４（ｂ）の頂点を結ぶ線とは一致しない。
【実施例４】
【００８４】
本発明の実施例４の拡散板を図１１に示す。この実施例は、他の実施例とは異なり、マイクロレンズ５が（２ｎ＋１）角形ではなく、（２ｎ角形）である。この実施例では、マイクロレンズ５は六角形である。
【００８５】
この実施例４の拡散板は、図１２に示す通りの拡散パターンを有している。ここで、拡散領域の外形形状は、やや多角形に近い形となっている。しかしながら、図の正６角形のように、三角状の突起領域がない。また、中心から周辺に向かって、明るさがなだらかに変化している。すなわち、途中に、輪帯状の明部や暗部がない。
【００８６】
このように、実施例４の拡散板は、六角形（２ｎ角形）であるにも拘らず、拡散パターンは、角が緩和されており、輪帯がなく、不自然なぼけの原因が軽減されている。
【００８７】
また、図１３に示すように、各マイクロレンズの頂点を結ぶ線と、多角形（六角形）の辺（互いに接する辺を除き）とは直交していない。また、隣り合う二つのマイクロレンズの頂点を結んだ直線と、別の面で接続するマイクロレンズの頂点を結ぶ線が一致しないような構成になっている。
【００８８】
図１４乃至図２０は、夫々本発明の拡散板であって、他の構成を示す図である。
【００８９】
これら拡散板のうち、図１４に示す拡散板は、実施例１と同様にｎ＝２，ｍ＝４の構成である。つまり、マイクロプレンズ１の外周形状が五角形であり、これと四角形の領域２を組み合わせた構成である。しかし、マイクロレンズ１と四角形の領域２の配列が、実施例１とは若干異なっている。
【００９０】
図１５に示す構成の拡散板は、実施例１と同様に、ｎ＝２，ｍ＝４の構成である。ただし、マイクロレンズ１と四角形の領域２の配置が、実施例１の拡散板や図１４の拡散板のいずれとも異なっている。
【００９１】
図１６に示す拡散板は、ｎ＝２，ｍ＝３，ｍ＝４の例である。つまり、五角形状のマイクロレンズ１と、三角形の領域６および四角形状の領域７とを組み合わせ夫々配列した例である。
【００９２】
図１７に示す拡散板は、ｎ＝２，ｍ＝３で、五角形状のマイクロレンズ１と、三角形の領域６とより構成されている。
【００９３】
図１８に示す拡散板は、ｎ＝３，ｍ＝８の例である。つまり、七角形状のマイクロレンズ８と八角形の領域９とより構成されている。
【００９４】
図１９に示す拡散板は、ｎ＝３，ｍ＝８の例である。七角形状のマイクロレンズ８と八角形の領域９の配列が、図１８の拡散板とは異なった構成である。
【００９５】
図２０に示す拡散板は、ｎ＝４，ｍ＝１２の例である。九角形状のマイクロレンズ１１と１２角形状の領域１２とよりなる構成である。
【００９６】
次に、拡散板の製法について次に述べる。
【００９７】
図２１、図２２は、夫々本発明の拡散板の製造工程および製造方法を示す。まず、図２１における基盤に対し塗布の工程Ｓ１が行なわれる。つまり、図２２の（Ａ）に示すように、基盤２１の上に熱変形性の感光性材料であるフォトレジスト２２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。ここでフォトレジストとして、例えばＴＨＭＫ−ｊｐ３１００やＴＭＲ−Ｐ１０（いずれも東京応化）等の溶剤と樹脂と感光剤との混合物を用いる。次のフォトレジスト２２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なう。
【００９８】
次に、図２１における露光工程Ｓ２、現像工程Ｓ３が行なわれる。それは図２２の（Ｂ）に示すように、レンズパターンが形成されているフォトマスク２３を露光機で光パターニング（露光）する。その後、静止パドル現像およびリンスを行ない、レジストパターンを形成する。
【００９９】
ここで、通常は、その後ポストぺークを行ない、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。しかしながら、次のフォトレジスト加熱処理工程にてフォトレジストの流動性を高めるため、ペストベータは行なわない。更に、図２２（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２４は、現像直後は、レンズ形状にはなっていない。
【０１００】
次に、図２１における加熱工程Ｓ４が行なわれる。つまり、パターンが形成されたフォトレジスト膜をレンズ状にするため、Ｎ２ガス雰囲気のオーブンにて加熱処理を行なう。
【０１０１】
このメルトフロー工程では、高温の加熱処理が行なわれる。その熱処理温度は、レジストの軟化点温度以上である。また、所望のレンズ形状を形成するための最適な時間を、予め求めておく。そして、その時間を加熱時間とする。この熱処理において、フォトレジストは、溶融、流動し、その際の熱変形性および表面張力に応じて変形して図２２の（Ｄ）のようなレンズ形状２５が形成される。このようにして、レンズ形状１４が形成されたフォトレジストは、冷却固化される。
【０１０２】
以上の工程により、マイクロレンズアレーが形成された原盤２０が完成する。            
【０１０３】
次に、電鋳工程Ｓ５により、原盤２０にＮｉ等の導電膜コートが施される。更に、図２２の（Ｅ）のように、Ｎｉ等を数ミリ積層して原盤２０のパターンをＮｉ等に転写し電鋳２６を形成する。
【０１０４】
更に、この電鋳２６をもとに、射出成形用金型（スタンパ）２７を加工する工程Ｓ６が行なわれる。
【０１０５】
この射出成形用金型２７を用いて、拡散板（焦点板）が形成される。拡散板の形成においては、射出成形法により、アクリル樹脂等よりなるマイクロレンズアレー２８が形成される。つまり、図２１のＳ８および図２２の（Ｈ）に示す工程である。
【０１０６】
以上、１種類のマイクロレンズを有する拡散板について述べた。なお、２種類以上の高さのマイクロレンズよりなる拡散板を形成する場合は、図２３に示すように、フォトマスクを２種類以上用意して作成する。
【０１０７】
図２３（Ａ）は、フォトレジスト層２２を設けた平面基盤２１を示している。ここで、平面基盤２１はＳｉよりなる。これを前述のように、第１のフォトマスク３０を用い、紫外線ＵＶを照射して露光する。なお第１のフォトマスク３０には、第１の種類（高さ）のレンズパターンが石英板３１の表面に形成されている。更に、図２３（Ｄ）のように、第２の種類（高さ）のレンズパターンを形成した第２のフォトマスク３２を用い露光する。
【０１０８】
このように、順次第１、第２のフォトマスクを用いて、露光を行う、そして、露光したフォトレジスト層を現像して、図２３（Ｆ）に示すようなパターンを有するレジスト層の基盤にする。これを図２２の（Ｄ）にて述べた方法にてマイクロレンズパターン３５を有する基盤を形成する。
【０１０９】
これをもとに、図２２の（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）に示す工程と同様の工程を実施する。このような工程を経て、２種類の高さのマイクロレンズを有する拡散板が形成される。
【０１１０】
図２４は、本発明の光学装置の一例として、１眼レフカメラを示す。ここで、この１眼レフカメラでは、撮像素子６２でも被写体の撮像が可能な構成となっている。しかしながら、本実施例では、撮像素子６２は使用しないものとして説明する。
【０１１１】
図２４に於いて、カメラ本体５１には、着脱自在な撮影レンズ鏡筒５２が取付けられている。この撮影レンズ鏡筒５２には、撮影光学系５３が内蔵されている。そして、この撮影光学系を通った被写体からの光束は、ハーフミラー、ペリクルミラー等で構成される分光ミラー５４で約３０％が反射される。
【０１１２】
分光ミラー５４で反射された光束は、焦点板５５上に集光する。よって、焦点板５５上には、被写体の像が形成される。ここで、上記実施例の拡散板のうち、いずれかの拡散板が焦点板５５として用いられている。
【０１１３】
更に、この被写体像は、ペンタプリズム５６を介して、図示矢印方向に進退可能なファインダミラー５７に導かれる。ここで、ファインダミラー５７が破線で示される位置にある場合（アップ状態）は、上記被写体像が接眼レンズ５８を通して撮影者の眼５９によって観察可能となる。
【０１１４】
一方、実線で示される位置に上記ファインダミラー５７がある場合（ダウン状態）は、ファインダミラー５７で反射された被写体像が、結像レンズ６１を介して撮像素子６２に結像される。
【０１１５】
上述したように、ファインダミラー５７は、実線で示されるダウン状態の位置で固定される。このとき、ファインダミラー５７の先端部は、遮光壁６４に形成されたミラー受け部６５の受け部材６６に当接する。尚、このファインダミラー５７の接眼レンズ側は、遮光性を有している部材で構成されている。これにより、接眼レンズ５８からの逆入射光はファインダミラー５７で遮られる。
【０１１６】
また、分光ミラー５４で反射されない約７０％の光束は、分光ミラー５４を透過する。そして、この光束はフォーカルプレーンシャッタ６７を経て、銀塩フィルム（以下、単にフィルムと略記する）６８に導かれる。撮影時には、上記フォーカルプレーンシャッタ６７が開放状態となって、フィルム６８上に被写体像が形成される。
【０１１７】
また、上記実施例の拡散板において、拡散作用を持つ面とは反対側の面に、別の機能を持たせても良い。例えば、図２５に示すように、反対側の面をフレネル面としても良い。図２５の拡散板は焦点板７０であって、片側にフレネル面７１、片側に微細凹凸パターン７２を有するマット面７３が形成されている。
【０１１８】
図２５では、拡散作用を持つ面とは反対側の面に、集光作用を持たせている。よって、図２４の一眼レフカメラの焦点板として用いた場合、他の光学系の設計がより自由に行える。
【０１１９】
以上述べた通り、本発明の拡散板は、特許請求の範囲の各請求項に記載したもののほか、次の各項に示す構成の拡散板も発明の目的を達成し得るものである。
【０１２０】
（１）  特許請求の範囲の請求項１に記載する拡散板であって、ｎの値が４以下である多角形のマイクロレンズであることを特徴とする拡散板。
【０１２１】
（２）  特許請求の範囲の請求項２に記載する拡散板であって、ｍ角形の領域が平坦部であり、この平坦部が砂摺り状であることを特徴とする拡散板。
【０１２２】
（３）  特許請求の範囲の請求項２に記載する拡散板であって、ｍ角形の領域がマイクロレンズであることを特徴とする拡散板。
【０１２３】
（４）  特許請求の範囲の請求項３に記載する拡散板であって、前記２種類以上の高さの異なるマイクロレンズが、高さによって異なるパターンにて配置されていることを特徴とする拡散板。
【０１２４】
（５）  特許請求の範囲の請求項３あるいは前記の（４）の項に記載する拡散板であって、前記複数のマイクロレンズまたは、前記複数のマイクロレンズと複数の領域からなる単位を一つの周期とした周期構造をなすことを特徴とする拡散板。
【０１２５】
（６）  一方の面に複数の多角形のマイクロレンズが配置された拡散板であって、各マイクロレンズの頂点を結ぶ線とマイクロレンズの多角形の辺とが直交しないようにマイクロレンズが配置されていることを特徴とする拡散板。
【０１２６】
（７）  一方の面に複数のマイクロレンズが配置されている拡散板であって、隣り合うマイクロレンズの頂点を結ぶ直線と別の面で接するマイクロレンズの頂点を結ぶ直線とが一致しないように各マイクロレンズが配列されていることを特徴とする拡散板。
【０１２７】
（８）  前記の（６）または（７）の項に記載する拡散板であって、複数のマイクロレンズよりなる単位を一つの周期として配列されたことを特徴とする拡散板。
【０１２８】
（９）  特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）又は（８）の項に記載する拡散板を用いたカメラの焦点板。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の拡散板は、生産性を考慮した上で、輪帯状の分布を軽減し、良好な拡散パターンと光量分布を有し、自然なぼけ味で明るい拡散板である。したがって、この本発明の拡散板は、これをカメラの焦点板として用いる場合、特に優れた効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施例１の拡散板におけるマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図２】実施例１の拡散パターンを示す図である。
【図３】実施例１の拡散板において、マイクロレンズが周期的に配列されている様子を示す図である。
【図４】実施例１の拡散板において、マイクロレンズの頂点を結んだ線とマイクロレンズの外周形状の関係を示す図である。
【図５】実施例２の拡散板におけるマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図６】実施例２の拡散パターンを示す図である。
【図７】実施例３の拡散板におけるマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図８】実施例３の拡散パターンを示す図である。
【図９】実施例３の拡散板において、マイクロレンズが周期的に配列されている様子を示す図である。
【図１０】実施例３の拡散板において、マイクロレンズの頂点を結んだ線とマイクロレンズの外周形状の関係を示す図である。
【図１１】実施例４の拡散板におけるマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図１２】実施例４の拡散パターンを示す図である。
【図１３】実施例４の拡散板において、マイクロレンズの頂点を結んだ線とマイクロレンズの外周形状の関係を示す図である。
【図１４】実施例５のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図１５】実施例６のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図１６】実施例７のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図１７】実施例８のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図１８】実施例９のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図１９】実施例１０のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図２０】実施例１１のマイクロレンズのパターンを示す図である。
【図２１】拡散板を製造するための工程のフローチャートである。
【図２２】拡散板の製造方法を示す図である。
【図２３】他の拡散板の製造方法を示す図である。
【図２４】光学装置の一例であって、実施例の拡散板を焦点板として備えた一眼レフカメラを示す図である。
【図２５】拡散面とフレネル面を有する拡散板を示す図である。
【図２６】拡散板における拡散の様子を示す図である
【図２７】従来の拡散板における拡散光の光量分布を示す図である。
【図２８】焦点板全面に一様な明るさの光が入射した時の様子を示す図である。
【図２９】明暗のパターンを有する光が、焦点板に入射した様子を示している。
【図３０】外周形状が円形のマイクロレンズからなる拡散板の一部を示す図である。
【図３１】図３０に示す拡散板の拡散パターンを示す図である。
【図３２】外周形状が六角形のマイクロレンズからなる拡散板の一部を示す図である。
【図３３】図３２に示す拡散板の拡散パターンを示す図である。
【図３４】開口が五角形の形状である場合を示す図である。
【図３５】図３４に示す開口の回折パターンを示す図である。
【図３６】開口が六角形の形状である場合を示す図である。
【図３７】図３６に示す開口の回折パターンを示す図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１、５、８、１１      マイクロレンズ
２、７                ４角形の領域
６                    ３角形の領域
８                    ８角形の領域
１２                  １２角形の領域
２０                  原版
２１                  基盤
２２、２４            フォトレジスト
２３                  フォトマスク
２５                  レンズ形状
２６                  電鋳
２７                  射出成形用金型（スタンパ）
２８                  マイクロレンズアレー
３０                  第１のフォトマスク
３１                  石英板
３２                  第２のフォトマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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