(57)【要約】【課題】像のコントラストを改善するアポダイザを低コストで製造でき、しかも解像度を維持すること。【解決手段】光透過方向に沿って内径が変化する凹部３１が形成された黒色樹脂層３０と、凹部３１に設けられ、黒色樹脂層３０と同じ屈折率を有する紫外線硬化性の透明樹脂層４０とを備え、黒色樹脂層３０と透明樹脂層４０の光透過方向に沿った合計の厚さが０．００１〜０．１０ｍｍであるアポダイザ２０と、アポダイザ２０の黒色樹脂層３０側に対向して設けられた入射側レンズ１１と、アポダイザ２０の透明樹脂層４０側に対向して設けられた出射側レンズ１２とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台の上面に形成された平面に黒色樹脂を所定厚さに供給し、
前記黒色樹脂の上面から前記支持台に向けて凸状の透明治具を押圧し、
前記透明治具側から前記黒色樹脂に紫外線を照射し、
前記治具を前記黒色樹脂から離間させて凹部を形成し、
前記凹部及び前記黒色樹脂の上部に前記黒色樹脂と同じ屈折率を有する紫外線硬化性の透明樹脂を供給し、
前記透明樹脂の上面から前記支持台に向けて透明板を押圧し、
前記透明板の上方から紫外線を照射して前記透明樹脂を硬化させ、
前記支持台から前記黒色樹脂を離間させることを特徴とするアポダイザ製造方法。
【請求項２】
光透過方向に沿って内径が変化する凹部が形成された黒色樹脂層と、前記凹部に設けられ、前記黒色樹脂層と同じ屈折率を有する紫外線硬化性の透明樹脂層とを備え、前記黒色樹脂層と前記透明樹脂層の前記光透過方向に沿った合計の厚さが０．００１〜０．１０ｍｍであるアポダイザと、
このアポダイザの前記黒色樹脂層側に対向して設けられた入射側レンズと、
前記アポダイザの前記透明樹脂層側に対向して設けられた出射側レンズとを備えていることを特徴とする光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器等に用いられるアポダイザを製造するアポダイザ製造方法及びこのアポダイザを用いた光学モジュールに関し、特に光学特性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話用カメラに組み込まれた光学モジュールは、薄型化が要求されている。また、近年は高画質化の要求から多画素化が進み、画素サイズの縮小化に伴い被写界深度が浅くなる。このため、被写界深度を深くするために光学マスクが用いられている。
【０００３】
光学マスクの一種として、光学モジュールの入射瞳に中心部の透過率が高く、周辺部に行くに従って透過率が低下するフィルタを設置し、像のコントラストを改善するアポダイゼーションという技術が知られている。アポダイゼーションによれば、高次の回折光を少なくすることで低周波のコントラストが向上する。一方、高周波のコントラストは低くなるので、像は鮮明になるが、解像度は低下する。このようなアポダイゼーションに用いる光学フィルタをアポダイザという。
【０００４】
図９は、アポダイザの一例を模式的に示す断面図である。アポダイザＨは、透明部位Ｈ１と黒色部位Ｈ２とを組み合わせて形成されている。
【０００５】
アポダイザの製造方法として、例えば特許文献１には、吸光性ガラスを用いた平凹レンズと透明ガラスを用いた凸平レンズを貼りあわせ、光学パワーをほぼゼロにしたアポダイザの構造と、これを光学系に組み込んだ際の光学特性が開示されている。また、特許文献２では光吸収材料を円錐形状のマスク部材を通して真空蒸着することで光学中心から周辺に向かって光学濃度が増加するアポダイザを製造する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第３８４３２３５号明細書
【特許文献２】特開２００５−２１５２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９は、アポダイザの一例を模式的に示す断面図である。アポダイザは、透明部位と黒色部位とを組み合わせて形成されている。この構造では、膜厚分布によって透過率を制御したアポダイザは黒色部位と空気層との界面で屈折を生じ、被写界深度が深くなっても解像度が低下するという問題がある。また、アポダイザの光透過方向の厚さが厚くなると解像度が低下するという問題がある。
【０００８】
また、アポダイザの製造方法として特許文献１には、吸光性ガラスを用いた平凹レンズと透明ガラスを用いた凸平レンズを貼りあわせ、光学パワーをほぼゼロにしたアポダイザの構造と、これを光学系に組み込んだ際の光学特性が開示されている。特許文献２では光吸収材料を円錐形状のマスク部材を通して真空蒸着することで光学中心から周辺に向かって光学濃度が増加するアポダイザを製造方法する方法が示されている。しかしながら特許文献１に示された、吸光性ガラスを用いた平凹レンズと透明ガラスを用いた凸平レンズを貼りあわせることによって作成されるアポダイザでは、フィルタが厚いために結像光学系の小型軽量化が困難である。また、特許文献２に示された光吸収材料を円錐形状のマスク部材を通して真空蒸着することによって作成されるアポダイザでは、透過率分布を高精度に制御することが困難であることや、必要な光学濃度を達成するまでの蒸着時間が非常に長くなり製造コストがかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、像のコントラストを改善するアポダイザを低コストで製造でき、しかも解像度を維持できるアポダイザ製造方法及び光学モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明のアポダイザ製造方法及び光学モジュールは次のように構成されている。
【００１１】
支持台の上面に形成された平面に黒色樹脂を所定厚さに供給し、前記黒色樹脂の上面から前記支持台に向けて凸状の透明治具を押圧し、前記透明治具側から前記黒色樹脂に紫外線を照射し、前記治具を前記黒色樹脂から離間させて凹部を形成し、前記凹部及び前記黒色樹脂の上部に前記黒色樹脂と同じ屈折率を有する紫外線硬化性の透明樹脂を供給し、前記透明樹脂の上面から前記支持台に向けて透明板を押圧し、前記透明板の上方から紫外線を照射して前記透明樹脂を硬化させ、前記支持台から前記黒色樹脂を離間させることを特徴とする。
【００１２】
光透過方向に沿って内径が変化する凹部が形成された黒色樹脂層と、前記凹部に設けられ、前記黒色樹脂層と同じ屈折率を有する紫外線硬化性の透明樹脂層とを備え、前記黒色樹脂層と前記透明樹脂層の前記光透過方向に沿った合計の厚さが０．００１〜０．１０ｍｍであるアポダイザと、このアポダイザの前記黒色樹脂層側に対向して設けられた入射側レンズと、前記アポダイザの前記透明樹脂層側に対向して設けられた出射側レンズとを備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学モジュールを模式的に示す説明図。
【図２】同光学モジュールに組み込まれたアポダイザを模式的に示す断面図。
【図３】同アポダイザを示す平面図。
【図４Ａ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図４Ｂ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図４Ｃ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図４Ｄ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図４Ｅ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図４Ｆ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図４Ｇ】同アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】同光学モジュールの効果を示す説明図。
【図６】同光学モジュールの効果を示す説明図。
【図７】同光学モジュールの効果を示す説明図。
【図８】同光学モジュールの厚さと解像度との関係を示すグラフ。
【図９】一般的なアポダイザの一例を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態に係る光学モジュール１０を模式的に示す説明図、図２は光学モジュール１０に組み込まれたアポダイザ２０を模式的に示す断面図、図３はアポダイザ２０を示す平面図である。なお、図１，２において光の透過方向は左から右側である。図１中ＸＹＺは互いに直交する三方向を示しており、Ｚ方向は光の透過方向を示している。
【００１５】
光学モジュール１０は、図１中左側から光学レンズ（入射側レンズ）１１と、アポタイザ２０と、光学レンズ（出射側レンズ）１２と、光学レンズ１３，１４，１５，１６と、撮像素子１７とを備えている。光学モジュール１０では、入射した像を撮像素子１７上に結像させる機能を有している。
【００１６】
アポタイザ２０は、光透過方向に沿って内径が変化する凹部３１が形成された黒色樹脂層３０と、凹部３１に設けられ、黒色樹脂層３０と同じ屈折率を有する紫外線硬化性の透明樹脂層４０とを備え、黒色樹脂層３０と透明樹脂層４０の光透過方向に沿った合計の厚さδが０．００１〜０．１０ｍｍに形成されている。
【００１７】
凹部３１の底部３１ａに近づくにしたがって黒色樹脂層３０の厚さが減少するため、図３に示すように中心部の透過率が高く、周辺部３１ｂに行くにしたがって黒色樹脂層３０の厚さが増加するため、透過率が上昇する構成を有している。
【００１８】
光学レンズ（入射側レンズ）１１は、アポタイザ２０の黒色樹脂層３０側に対向して配置され、光学レンズ（出射側レンズ）１２は、アポダイザ２０の透明樹脂層４０側に対向して配置されている。
【００１９】
図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄ，図４Ｅ，図４Ｆ，図４Ｇは、アポダイザ製造工程を模式的に示す断面図である。
【００２０】
図４Ａに示すように、支持台１００上の平面状の上面１０１に硬化前の黒色樹脂Ｋを所定厚さに供給する。次に、図４Ｂに示すように、黒色樹脂Ｋの上面から支持台１００に向けて凸状の透明治具１１０を押圧する。この時、透明治具１１０の先端は支持台１００の上面１０１に当接するように加圧する。そして、紫外線を照射させ黒色樹脂Ｋを硬化させ、黒色樹脂層３０を形成する。図４Ｃに示すように、透明治具１１０を支持台１００から離間させると凹部３１が形成されている。
【００２１】
次に、図４Ｄに示すように、透明樹脂Ｔを凹部３１及び黒色樹脂層３０の上面に供給する。
【００２２】
図４Ｅに示すように、透明樹脂Ｔの上面から支持台１００に向けて平板状の透明治具１１０を押圧する。そして、透明治具１１０を介して紫外線を照射し、透明樹脂Ｔを硬化させる。これにより、透明樹脂層４０を形成し、黒色樹脂層３０と透明樹脂層４０とを一体化させる。透明樹脂Ｔが硬化する際、反り返りが生ずるが、支持台１００と透明治具１１０に挟持されているため、形状を保持することができる。
【００２３】
次に、図４Ｆに示すように、一体化した黒色樹脂層３０と透明樹脂層４０を支持台１００からリフトオフする。図４Ｇに示すようにアポダイザ２０を完成させる。
【００２４】
なお、このような製造方法は、特殊な製造装置や多数の工程を用いることなく、アポダイザ２０を製造することができるため、低コストとすることができる。
【００２５】
このように構成・製造された光学モジュール２０は、次のような効果を有する。アポダイザ２０の本来的な機能により、被写界深度が深くなる。また、解像度の向上については図５〜図７を用いて説明する。なお、これらの図中Ｒは実像、Ｑは結像面を示している。
【００２６】
すなわち、図５はアポダイザ２０を用いない場合における結像性能を示している。この場合の結像性能が標準となる。次に、図６は従来のアポダイザを用いた場合の結像性能を示す。前述したように、従来のアポダイザは黒色部位と空気層の界面で屈折が生じるため、解像度が低下する。
【００２７】
次に、図７に示すように、本実施の形態に係るアポダイザ２０を用いると、黒色樹脂層３０は透明樹脂層４０と接しており、これら黒色樹脂層３０と透明樹脂層４０との屈折率は同等であるため、屈折が生じない。このため、解像度が低下しない。
【００２８】
次に、アポダイザ２０の厚さと解像度（ＭＴＦ）との関係について説明する。上述したアポダイザ２０の厚さを０．００１〜０．２０ｍｍまで変化させ、像高中心の光軸方向における結像位置のずれを調整すると、図８に示すように、像高が高い場所におけるＭＴＦが悪化する。この場合、結像高さ２．８５５ｍｍにおいてナイキスト周波数／８におけるＭＴＦ≧０．８０を満たすのは０．１０ｍｍ以下であることが判る。したがって、解像度を低下させず、かつ、製造上の制約から、アポダイザ２０の厚さが０．００１〜０．１０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２９】
上述したように、本実施の形態に係る光学モジュール１０及びアポダイザ２０の製造方法によれば、像のコントラストを改善するアポダイザを特殊な製造装置や多数の工程を用いることなく、低コストで製造できる。また、屈折を防止し、また、厚さを制限することで解像度を維持することが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０…光学モジュール、１１…光学レンズ（入射側レンズ）、１２…光学レンズ（出射側レンズ）、１７…撮像素子、２０…アポタイザ、３０…黒色樹脂層、３１…凹部、４０…透明樹脂層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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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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