特許 6266683 固定径アポダイズド絞りの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6266683

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】固定径アポダイズド絞りの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 9/02 20060101AFI20180115BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20180115BHJP

   G02B 27/58 20060101ALI20180115BHJP

   G03B 9/04 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   G03B9/02 A

   G02B5/00 A

   G02B27/58

   G03B9/04

【請求項の数】23

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-76712(P2016-76712)

(22)【出願日】2016年4月6日

(62)【分割の表示】特願2015-503255(P2015-503255)の分割

【原出願日】2013年3月12日

(65)【公開番号】特開2016-164673(P2016-164673A)

(43)【公開日】2016年9月8日

【審査請求日】2016年5月6日

(31)【優先権主張番号】61/616,152

(32)【優先日】2012年3月27日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/792,442

(32)【優先日】2013年3月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502080368

【氏名又は名称】ピーピージー インダストリーズ オハイオ，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】ウォルターズ，ロバート，ダブリュ

(72)【発明者】

【氏名】タン，ロバート・エイチ

(72)【発明者】

【氏名】セイバート，ケヴィン・ダブリュ

(72)【発明者】

【氏名】ブラックバーン，フォレスト・アール

【審査官】 辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−１４５０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−１０９００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６２７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４１２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４０６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３４０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００４０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１５２２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ９／０２

Ｇ０２Ｂ ５／００

Ｇ０２Ｂ ２７／５８

Ｇ０３Ｂ ９／０４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定径アポダイズド絞りの製造方法であって、
ａ．前記固定径アポダイズド絞りのための光学基材を提供する工程と、
ｂ．前記光学基材上にマスクを堆積する工程と、
ｃ．前記光学基材上に、光学ダイを含有する材料を堆積する工程と、
ｄ．前記光学基材上に堆積された前記光学ダイを含有する前記材料を硬化する工程と、を有し、
ｅ．硬化により前記光学ダイを前記光学基材中に拡散させて、前記光学ダイが、前記マスクと前記光学基材との上方から見て、少なくとも部分的に前記マスクの下方に前記光学基材中に拡散し、それによって前記固定径アポダイズド絞りを形成する、
固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項2】

前記固定径アポダイズド絞りの有効径は、前記マスクの有効径と、前記ｅの前記拡散のレベルとによって決まる、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項3】

前記マスクはほぼ前記固定径アポダイズド絞りを中心とする実質的に円形のマスクである、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項4】

前記マスクは光学的に透明なコートである、請求項３に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項5】

前記マスクは前記固定径アポダイズド絞りの一部を形成する、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項6】

前記マスクは実質的に円形の光学透明コートである、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項7】

更に、平坦化工程を有する、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項8】

前記平坦化工程は、前記マスクの少なくとも部分的除去を含む、請求項７に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項9】

前記平坦化工程は、平坦化層の追加を含む、請求項７に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項10】

複数の絞りを同時に形成するために複数のマスクが単一の光学基材に塗付される、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項11】

前記光学基材は、ＵＶ硬化性材料、熱硬化性材料、及び熱可塑性材料からなるグループから選択されたものから形成される、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項12】

前記光学ダイは、３２５〜８５０ｎｍの光を吸収する材料から形成される、請求項１に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項13】

固定径アポダイズド絞りを製造する方法であって、
ａ．前記固定径アポダイズド絞りのための透明光学基材を提供する工程と、
ｂ．前記固定径アポダイズド絞り用のダイ含有光学基材を前記固定径アポダイズド絞りのための前記透明光学基材を包囲する状態で提供する工程と、
ｃ．前記ダイ含有光学基材からの光学ダイを、前記透明光学基材中に側方に向かって拡散させて前記固定径アポダイズド絞りを形成する工程と、
を有する、固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項14】

固定径アポダイズド絞りを製造する方法であって、
ａ．上部から底部へと径方向外方に分岐する分岐面を有する前記固定径アポダイズド絞り用の透明光学基材を提供する工程と、
ｂ．前記固定径アポダイズド絞り用のダイ含有光学基材を、前記固定径アポダイズド絞り用の前記透明光学基材を包囲する状態でキャスティングする工程と、
を有する、固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項15】

前記固定径アポダイズド絞りの有効径は、前記透明光学基材の有効径と、前記分岐面の形状とによって決まる、請求項１４に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項16】

複数の絞りが同時に形成される、請求項１３又は１４に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項17】

更に、平坦化工程を有する、請求項１３、１４及び１６のいずれか１項に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項18】

固定径アポダイズド絞りを製造する方法であって、
ａ．基材を提供する工程と、
ｂ．前記基材の上に、前記固定径アポダイズド絞り用の流動可能な透明光学基材を提供する工程と、
ｃ．前記基材の上に、前記固定径アポダイズド絞り用の流動可能なダイ含有光学基材を前記固定径アポダイズド絞りのための前記透明光学基材を包囲する状態で提供する工程と、
ｄ．前記透明光学基材と前記ダイ含有光学基材とを、前記基材の上で両者を拡げて、前記ダイ含有光学基材からの光学ダイを、前記透明光学基材中に拡散させて前記固定径アポダイズド絞りを形成するように同時に提供する工程と、
を有する、固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項19】

前記固定径アポダイズド絞りの有効径は、前記透明光学基材の有効径と、請求項１３における前記行程ｃ又は請求項１８における前記工程ｄの拡散のレベルとによって決まる、請求項１３又は１８に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項20】

前記透明光学基材は実質的に円形であり、ほぼ前記固定径アポダイズド絞りを中心とする、請求項１３〜１５、１８及び１９のいずれか１項に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項21】

前記ダイ含有光学基材と前記透明光学基材とを分注するために一対の可動プリントヘッドが使用される、請求項１８に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項22】

前記ダイ含有光学基材と前記透明光学基材とを分注するために一対の同軸プリントヘッドが使用される、請求項１８に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【請求項23】

前記透明光学基材と前記ダイ含有光学基材とは、射出成型により形成される、請求項１８に記載の固定径アポダイズド絞りの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１３年３月２７日出願の「少なくとも１つの固定径アポダイズド絞りを備えるインデキシングステージを有する光学機構とその製造方法」と題する米国仮特許出願第６１／６１６１５２号の利益を請求するものである。

【0002】

本発明は、一般に、少なくとも１つの固定径アポダイズド絞りを備えるインデキシングステージを有する光学機構とその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

実質的に写真の出現以来、正しく露出された写真を得るに当たって、調節可能なカメラ設定が重要とされてきた。これらの調節は、「シャッタ速度」（「フィルム」の露出時間の調節）、「フィルム速度」（フィルム感度の選択）、レンズ絞り（レンズの絞りの調節）を含む。フィルムの露出に影響を与えることに加えて、これらの調節はその他の重要な利点を提供するものである。例えば、シャッタ速度調節は、写真家が高速で移動するシーンを時間的に凍結することを可能にする。フィルム速度は、写真家が画像において所望のきめを得ることを可能にする。レンズ絞り調節は、写真家が所望の被写界深度を得ることを可能にする。

【0004】

デジタルカメラにおいては、機械式シャッタは多くの場合電子シャッタ制御（撮像センサの積分時間の調節）に取って代わられるが、これは、撮像センサに入射する光の量を制御するためのみならず、関連する画像における所望の被写界深度を達成するためにも必須のツールであるレンズ絞り調節の必要性を無くするものではない。

【0005】

デジタルカメラ用のレンズ絞り調節の一つの一般的な形態は、機械式アイリス絞り又は機械式アイリスである。機械式アイリスは、調節可能な擬似円形ポリゴン絞りを形成するべく互いに対して移動可能な複数のブレードから構成される。多くの場合、これらのブレードは、機械式アイリスを調節するために相対移動可能な内側リングと外側リングとに取り付けられている。大半のフィルムカメラと、多くのデジタルカメラとは、機械式アイリス又は、その他なんらかの形態のレンズ絞り調節（たとえば、基本的な絞りホイール）を内蔵している。

【0006】

しかしながら、注目に値するいくつか例外、即ち、使い捨て式フィルムカメラ、非常に安価なデジタルカメラおよび多くの携帯電話、が存在する。これらの分野においてレンズ絞り調節を使用しない主要な理由はコストである。例えば、廉価な機械式アイリス構成はカメラ装置全体の小売価格のおそらく１％の１／２以下のコストのデジタルカメラの手ごろな部品であるが、この同じ廉価なアイリスコンポーネントは、使い捨てカメラのコストの１／３以上、又はコンピュータや携帯電話用途に意図されたカメラモジュールのコストの１／３以上である。従って携帯電話カメラ（携帯電話カメラモジュールとも呼ばれる）のほとんどすべてはレンズ絞り調節を持たない。

【0007】

携帯電話カメラは、もともと、伝統的なカメラに置き換わるものとして設計されたものではない。携帯電話カメラモジュールは、光の少ない条件下においてフラッシュ無しで許容可能な画像を作り出すように意図されたものであった。この理由により、それらは被写界深度を犠牲にして、感度を最大化するために大きな固定絞り（たとえば、ｆ２．８）を有するレンズを備え、露出レベルを調節するために電子シャッタに依存するものであった。その結果、絞り調節無しのこれらの携帯電話カメラの作り出す画像は、不都合な撮影ノイズと読み出しノイズによる低光レベルで、そして、被写界深度不良とレンズ収差によるシャープネスの減少とによって高光レベルとにおいて、その画質には問題がある。

【0008】

しかしながら、携帯電話カメラモジュールは、それらの非常に大きな人気（既にその売上げはフィルムおよびデジタルカメラを上回っている）によって、今や、伝統的なカメラに取って代わろうとしている。人気に関する判断基準として、２０１０年の末において、全世界では５３億人以上、又は世界人口の３／４以上、の携帯電話契約数があり、その内、アメリカが８．８億の契約数、ヨーロッパが７．４億の契約数、であった。携帯電話カメラの使用に関して、２０１０年１２月の調査に依れば、米国での携帯電話ユーザの５２．７％、ヨーロッパでは５７．５％、日本では６２．９％、が写真を撮るのに彼らの携帯電話装置を利用した。

【0009】

携帯電話カメラモジュールは、伝統的なカメラのコストのほんのわずかなコストで伝統的なカメラの画像品質に近づき、又は、匹敵することが求められる。この問題は、価格圧力と、より多くの画素数に対する市場の需要によっていっそう難しくなる。半導体技術の進歩に伴って、画像センサはよりシャープになり、画素は更に小さくなって、同じ感度を維持するためにはより大きな絞りのレンズが必要とされる。この必要性は、よりシャープなレンズ（より広い絞りによってより大きなレンズ収差が生じるため）と、より大きな被写界深度（より広い絞りによって被写界深度の減少が生じるため）に対する必要性と矛盾する。

【0010】

携帯電話カメラモジュールの改善を試みた二つの解決手段は、「リキッドレンズ」を使用する光学オートフォーカスと、画像処理アルゴニズムを使用する「位相マスク」アプローチである。リキッドレンズを使用する光学オートフォーカスの場合、被写界深度は増大しない。むしろ、焦点は単純に特定の距離に対して調節される。位相マスクアプローチの場合は、レンズのフォーカスは実際には劣化する。位相マスク（レンズ素子の一つの上に設けられる）は、大きな被写界深度全体に渡って比較的一定量の焦点ぼけをもたらす。その後、シャープネスは、デジタル的に画像処理アルゴリズムを使用することによって部分的に回復される。残念ながら、シャープネス回復アルゴリズムも、画像に大量のノイズをもたらす。

【0011】

これらの解決策のいずれも安価な調節可能レンズ絞りに対する必要性を真に無くするものではなく、携帯電話カメラモジュールに対するこの必要性を実現する適切な技術的具体化が存在しないことは明らかである。現在の機械式アイリスは、予想される１０億の携帯電話モジュール市場を満足させるにはあまりに高価で、嵩高く、壊れやすくあまりにも消費電力が大きすぎる。機械式アイリスには、更に、それらの円形の絞りを通る回折によって小さな絞り設定、たとえば、ｆ／５．６以上等の大きなｆ値の場合に画像シャープネスが大幅に劣化するというもう一つの重大な技術的欠陥がある。

【0012】

アポダイズド絞りは、回折を引き起こすシャープなエッジを最小化することによって小絞りサイズ（Ｆ／７＋等の高いｆ値）での有害な回折作用を大幅に低減する。大きな絞りサイズ（Ｆ２．８以上）に対するアポダイズド絞りの利点も指摘されている。光センサ画素密度又は数の増大および／又は画素サイズの減少、に伴って、アポダイズド絞りはますます有利になる。

【0013】

ここに参考文献として合体させる米国特許第７５８５１２２号（特許文献１）等のように、特許文献においてこれらの欠陥に対応することを試みるいくつかの提案がなされてきた。前記米国特許は、少なくとも二つの電極と、これら電極間に電界を形成するために当該電極に対して電圧を印加する電気回路とから成る、携帯電話等のための電子機械調節可能絞りカメラを開示している。ここに参考文献として合体させる米国特許第７９２９２２０号（特許文献２）は、フォトクロミック材を使用して構成された調節可能なアポダイズドレンズ絞りを開示している。ここに参考文献として合体させる米国特許第６６２１６１６号（特許文献３）は、シャッタ、可変光透過フィルタ、そしてアイリスとして同時に使用可能な、カメラ用のエレクトロクロミック素子を提供する実施例を開示している。ここに参考文献として合体させる米国特許出願公開第２０１００１３４８６６号（特許文献４）は、印加電圧の振幅に応答する可変光透過率を有するエレクトロクロミックアポダイズド絞りを備える光学素子の広い概念を教示している。米国特許第６６２１６１６（特許文献３）号および／又は米国特許出願公開第２０１００１３４８６６号（特許文献４）に特に開示されているもののような従来技術の一般的なエレクトロクロミックアポダイズド絞り解決手段は、その複雑性により、効率的な大量生産のためにコスト的に有利に実施されないかもしれない。

【0014】

コストの問題に加えて、携帯電話は、通常、伝統的なデジタル又はフィルムカメラよりも遥かに乱暴な扱いを受けるので携帯電話環境においては耐久性が必要とされる。従って、携帯電話での実施を意図した設計においてはある程度の頑丈性が必要とされる。

【0015】

携帯電話等に見られるような、カメラの絞りを変化させるための低コストで、耐久性が高く、頑丈なメカニズムがいまだに求められている。本発明の課題は、カメラ絞りのための複数の別個のアポダイズド絞りを提供することが可能な光学素子と、当該光学素子の、携帯電話等の安価なカメラユニットに内蔵される効率的で効果的な製造に適した製造方法とを提供することにある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】米国特許第７５８５１２２号

【特許文献2】米国特許第７９２９２２０号

【特許文献3】米国特許第６６２１６１６号

【特許文献4】米国特許出願公開第２０１００１３４８６６号

【発明の概要】

【0017】

本発明は、携帯電話等に見られるような、カメラ絞りを備えるカメラ用の光学機構を提供する。前記光学機構は、少なくとも二つの別個位置間で移動可能なインデキシングステージを有する。少なくとも１つの第１固定径アポダイズド絞りが前記ステージに取り付けられ、これは前記インデキシングステージの前記別個位置の一方において前記カメラ絞りとアラインメントされるように構成され、ここで、前記第１固定径アポダイズド絞りは、前記インデキシングステージの前記別個位置の他方においては前記カメラ絞りとアラインメントされない。前記機構は、前記ステージを前記別個位置のそれぞれの間において移動させるためのアクチュエータを備える。

【0018】

前記光学機構は、更に、前記ステージを各別個位置においてアラインメントするように構成された、リニア式又は回転式アクチュエータ等のアラインメント機構を更に備えることができる。前記ステージは、前記別個位置のそれぞれの間のリニア又は回転移動用に構成することができる。前記光学素子は、その非限定的一具体例において、前記ステージの種々の別個位置において、約Ｆ２．０〜約Ｆ１１．０のカメラのＦストップ値を提供することができる。一具体例において、前記ステージは、前記インデキシングステージのために、少なくとも二つ、三つ又は四つの別個位置を備えることができる。

【0019】

本発明の非限定的実施例による前記光学機構は、各固定径アポダイズド絞りが光学基材に拡散するダイを有するように提供できる。更に、各固定径アポダイズド絞りは、透明なトップコーティングを備えることができる。

【0020】

本発明の別の態様は、固定径アポダイズド絞りの製造方法を提供し、当該方法は、以下の工程を有する。即ち、前記アポダイズド絞りのための光学基材を提供する。前記基材上にマスクを堆積する。前記基材上に、光学ダイを含有する材料を堆積する。前記光学ダイを前記光学基材内に拡散させる。ここで、前記ダイは、前記マスクと前記基材との上方から見て、少なくとも部分的に前記マスクの下方に前記基材に対して拡散し、それによってアポダイズド絞りを形成する。

【0021】

本発明の一態様に依れば、固定径アポダイズド絞りを形成する前記方法は、前記アポダイズド絞りの有効径が、前記マスクの有効径と、前記ダイの拡散レベルとによって決まるように構成することができる。更に、前記マスクは、前記アポダイズド絞りの一部材を形成することができる。

【0022】

固定径アポダイズド絞りを形成する前記方法は、更に、平坦化工程を含むことができ、ここで、当該平坦化工程は、前記マスクの少なくとも部分的除去を含むか、もしくは、前記平坦化工程は平坦化層の追加を含む。

【0023】

本発明による固定径アポダイズド絞りを形成する前記方法は、簡単な大量生産を可能にし、複数のマスクを単一の光学基材に適用して複数の絞りを同時に製造する。

【0024】

本発明の別の態様による固定径アポダイズド絞りを製造する方法は以下の工程を有する。即ち、前記アポダイズド絞りのための透明な光学基材を提供する。前記アポダイズド絞り用のダイ含有光学基材を前記アポダイズド絞りのための前記透明光学基材を包囲する状態で提供する。そして、前記ダイ含有光学基材からの前記光学ダイを、前記透明光学基材に拡散させてアポダイズド絞りを形成する。

【0025】

本発明の別の態様による固定径アポダイズド絞りを製造する方法は以下の工程を有する。即ち、その透明光学基材の上部から底部へと径方向外方に分岐する面を有する前記アポダイズド絞り用の透明な光学基材を提供する。そして、前記アポダイズド絞り用のダイ含有光学基材を、前記アポダイズド絞り用の前記透明分岐面光学基材を包囲する状態で成形する。

【0026】

本発明の別の態様による固定径アポダイズド絞りを製造する方法は以下の工程を有する。即ち、前記アポダイズド絞り用の透明な光学基材を提供する。前記アポダイズド絞り用のダイ含有光学基材を前記アポダイズド絞りのための前記透明光学基材を包囲する状態で提供する。前記透明光学基材と前記ダイ含有光学基材とを、前記ダイ含有光学基材からの前記光学ダイを、前記透明光学基材に拡散させてアポダイズド絞りを形成するように同時に提供する。

【0027】

本発明のこれらおよびその他の利点は、それら全体を通じて類似の参照番号によって類似の部材を示す添付の図面を参照して、好適実施例の詳細説明において明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一態様による固定径アポダイズド絞りを備える２ストップインデキシングステージから構成される光学機構を概略図示している。

【図2】本発明の一態様による一対の固定径アポダイズド絞りを備える３ストップインデキシングステージから構成される光学機構を概略図示している。

【図3】本発明の一態様による三つの固定径アポダイズド絞りを備える４ストップインデキシングステージから構成される光学機構を概略図示している。

【図4A】本発明の一態様による拡散方法によって別個の開口サイズの一連のアポダイズド絞りを形成するための光学基材上の一連のハードコートマスクの概略平面図である。

【図4B】図４Ａの光学基材上の一連のハードコートマスクの概略断面図である。

【図5A】本発明の一態様による別個開口サイズの一連のアポダイズド絞りの拡散形成中における図４Ａおよび図４Ｂの一連のハードコートマスクを有する光学基材に塗付されたダイの概略平面図である。

【図5B】図５Ａの一連のハードコートマスクを有する光学基材に塗付された前記ダイの概略断面図である。

【図6】図５Ａおよび５Ｂのダイ塗付後の前記一連のハードコートマスクを有する光学基材内の拡散したダイの概略断面図である。

【図7A】別個の平坦化オプション後の図６の光学基材内の拡散したダイの概略断面図である。

【図7B】別個の平坦化オプション後の図６の光学基材内の拡散したダイの概略断面図である。

【図8A】本発明の別態様による拡散方法での、別個開口サイズを有する一連のアポダイズド絞りを形成するための初期の光学基材構造の概略平面図である。

【図8B】図８Ａの一連のアポダイズド絞りを形成するための初期の光学基材構造の概略平面図である。

【図8C】図８Ａおよび図８Ｂのセットアップ後の前記光学基材内の拡散したダイの概略断面図である。

【図9A】本発明の別の態様による成形方法での、別個開口サイズを有する一連のアポダイズド絞りを形成するための初期の光学基材構造の概略平面図である。

【図9B】図９Ａの一連のアポダイズド絞りを形成するための初期の光学基材構造の概略断面図である。

【図10A】図９Ａおよび図９Ｂの光学基材構造上の成形ダイの概略平面図である。

【図10B】前記図１０Ａの一連のアポダイズド絞りを形成するためのダイおよび光学基材構造の概略断面図である。

【図10C】平坦化工程後の図１０Ａおよび図１０Ｂの一連のアポダイズド絞りを形成するためのダイおよび光学基材の概略断面図である。

【図10D】図１０Ａの構成から僅かに改造した一連のアポダイズド絞りを形成するためのダイと光学基材構成の概略断面図である。

【図11A】本発明の別の態様による同時成形又はプリント方法でのアポダイズド絞りを形成するための初期の光学基材構成の概略平面図である。

【図11B】図１１Ａのアポダイズド絞りを形成するための初期の光学基材構成の概略断面図である。

【図11C】図１１Ａおよび図１１Ｂの前記同時成形又はプリント方法でのアポダイズド絞りを形成するための一体化光学基材構成の概略平面図である。

【図11D】図１１Ｃのアポダイズド絞りを形成するための一体化光学基材構成の概略断面図である。

【図12】本発明によって形成されたテスト用アポダイズド絞りのベンチテストの例１のテストの結果を示し、図面の右側のグリーンカウント値プロファイルに隣接させたアポダイズド絞りの画像を含む。

【図13】図１２のテスト絞りの透過プロファイルである。

【図14】本発明によって形成されたテスト用アポダイズド絞りのベンチテストの例２のテストの結果を示し、図面の右側のグリーンカウント値プロファイルに隣接させたアポダイズド絞りの画像を含む。

【図15】図１４のテスト絞りの透過プロファイルである。

【図16】本発明によって形成されたテスト用アポダイズド絞りのベンチテストの例３のテストの結果を示し、図面の右側のグリーンカウント値プロファイルに隣接させたアポダイズド絞りの画像を含む。

【図17】図１４のテスト絞りの透過プロファイルである。

【図18】従来技術のピンホール絞りをテストした結果の例示である。

【図19】従来技術のピンホール絞りをテストした結果の例示である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本明細書および添付の請求項において、単数形は、一つの指示物に言及するものとして特に明確に記載されない限り複数を含むものであることが明記される。ここに提供される種々の実施例および例は、本発明の範囲に関してそれぞれ非限定的なものと理解される。

【0030】

本発明は、カメラ絞りを備えるカメラのための光学機構を提供するものであり、その三つの実施例が図１−３に概略図示されるとともに以下に詳述される。各実施例の前記光学機構は、少なくとも二つの別個の位置の間で移動可能なインデキシングステージ１２を有する。所望の別個の光学特性に応じて、前記ステージ１２には任意の数の別個の位置を組み込むことができ、前記所望の別個の光学特性のうちの1つは、各別個のステージ位置に提供される。ここに概略図示されているような前記ステージ１２は、光学的に透明な材料から形成することができる。あるいは、非光学的透明材料、たとえば、金属、によってステージ１２を形成することも可能であり、その場合、カメラの絞りとアラインメントされる前記ステージ１２の複数の別個位置は、それらを貫通する開口部を含むことができ、および／又は、前記アポダイズド絞り１０は、前記ステージ１２の挿入窓として形成することができる。

【0031】

本説明は、主として、カメラが任意の所望のｆ／ストップ範囲、たとえば、Ｆ／２．０サイズとＦ／１１．０サイズのとの間で効率的かつ効果的に移動することを可能にするような、カメラ絞りのための別個の有効な絞り開口部を提供する別個のアポダイズド絞り１０開口部サイズについて主として記載する。但し、本発明のアポダイズド絞り１０は、各別個位置において更に別の別個の所望の特性を提供するために拡大レンズ（たとえば２ｘズームレンズ）および／又はフィルタ（たとえば、カラーフィルタ）等の光学装置と一体化することも可能である。これらレンズおよび／又はフィルタ自身の形成については本説明においてはこれ以上詳細に記載しない。

【0032】

少なくとも１つの固定径アポダイズド絞り１０が前記ステージ１２に取り付けられ、これは、前記インデキシングステージ１２の前記別個位置の一つにおいて前記カメラ絞りと選択的にアラインメントされるように構成されている。下記のいくつかの実施例において、複数の別個の固定径アポダイズド絞り１０を設けることができる。本開示は、種々の固定径を有する別個のアポダイズド絞り１０を例示するが、但し、別個の光学装置と組み合わせて、同一の固定径を有する別個の絞り１０を設けることも可能である。例えば、前記ステージ１２上の二つの別個のアポダイズド絞り１０は、一方がズームレンズ光学装置（たとえば４ｘズームレンズ）を備えて、同一の有効固定径（たとえば、例示的に、カメラ絞りに対する有効Ｆ／６開口を提供する）を有することができ、それによって、二つの同じサイズのアポダイズド絞り１０が、それぞれ一方は４ｘズームレンズと共に有効Ｆ／６．０サイズを提供し、他方は光学装置無しで有効Ｆ／６．０サイズを提供するように構成できる。

【0033】

更に、前記別個絞り１０は、ここで、本発明によるステージ１２を形成するために最も効率的であるものとして記載されかつ、そのように考えられるものではあるが、但し、単数又は複数の別個のアポダイズド絞り１０が前記ステージ１２上に反復されたとしても本発明によるステージ１２の作動をなんら妨げるものではない。例えば、多数の別個の絞り（たとえば１０＋）を備えるステージ１２構成において、前記光学機構は、最も一般的な設定用のアポダイズド絞り１０がステージ１２に沿った複数の位置において反復されるならば、より効率的なものとすることができる。一般に、別個絞り１０が、以下の例に示されるように、ステージ１２上において一度のみ存在する場合に、より効果的かつ効率的であると考えられる。

【0034】

以下の説明から明らかなように、ステージ１２上の各固定径アポダイズド絞り１０は、前記インデキシングステージ１２の前記別個位置の選択された他方の位置において前記カメラ絞りと選択的にアラインメントされない。

【0035】

本発明の前記光学機構は、一般に、前記ステージ１２を前記別個位置のそれぞれの間で移動させるための、電気リニア又は回転式のアクチュエータ１６を備えている。前記光学機構が、自動式電気リニア又は回転アクチュエータの代わりに、手動式のアクチュエータを備えることも可能であるが、但し、本発明の前記光学機構の最も望ましい用途においては、自動化アクチュエータ１６が望ましいと想定される。

【0036】

次に、図１に具体的に図示されている本発明の前記光学機構の例に言及すると、この図は、カメラ絞りとアラインメントされた時の一つの有効開口サイズに関連する固定開口の単一のアポダイズド絞り１０と、それがカメラ絞りとアラインメントされた時にカメラの既存の絞りサイズに関連するオープンスペース１４とを備える２ストップインデキシングステージ１２を概略図示している。前記オープンスペースを利用することによって、前記ステージ１２は、カメラのための一つの有効なＦ／ストップサイズとして本来のカメラ開口部を利用することが可能となる。もしもステージ１２が、光学的に不透明な材料、たとえば、金属の基材から形成される場合、前記オープンスペース１４は、前記ステージ１２の開口部として、又は、光学的に透明な窓、として形成することができる。

【0037】

図１の例示の２ストップ又は２位置式ステージ１２において、ソレノイド等のリニア移動機構１６によって、前記ステージ１２を二つの位置の間でインデックス移動（ｉｎｄｅｘ）することができ、これらの位置の一つは、前記単一の絞り１０がカメラ開口部とアラインメントし前記オープンスペース１４が、第１有効カメラ絞り開口用のものではない状態を提供するものであり、前記位置の第２のものは、前記単一の絞り１０がカメラ開口部とアラインメントせず前記オープンスペース１４が、第２有効カメラ絞り開口（これは前記本来のカメラ開口部に等しい）用の前記カメラ開口部とアラインメントする状態を提供するものである。

【0038】

本発明の前記光学機構において、そして図１に概略図示されているように、前記ステージは、図示のバネ付勢揺動式デテント部材２０等の、機械式ストップと関連するアラインメント機構１８を備えることができる。これらのアラインメント機構によって、前記ステージ１２が、当該ステージ１２の前記別個位置のそれぞれに関して前記カメラに対して適切に位置決めされることを確実にすることができる。

【0039】

図２は、別個のサイズの固定開口部の一対のアポダイズド絞り１０と、カメラの既存の絞りサイズに関連するオープンスペース１４とを備える３ストップ式インデキシングステージ１２を概略図示している。この実施例は、カメラの有効開口が、本来のカメラ開口部から二つの代替の別個有効開口部サイズを介して変動することを可能にする三つの位置を図示している。従って、図示されているように、前記インデキシングステージ上にはちょうど二つの固定径アポダイズド絞り１０が存在し、ここで、前記光学素子は、たとえば、前記別個位置の一つにおいて、前記ステージで約Ｆ／２．０〜約Ｆ／４．０のカメラのＦストップ値を提供し、前記別個位置の第２の位置において前記ステージで約Ｆ／４．５〜約Ｆ／７．５のＦストップ値を提供し、前記別個位置の第３の位置において前記カメラ絞りによって、約Ｆ／８．０〜約Ｆ／１１．０のＦストップ値を提供することができる。各位置に対して選択される前記特定の有効絞り開口サイズは、所望に選択可能であって、これらの具体例は本発明の広い多様性を例示することだけを意図するものである。

【0040】

図２の具体例は、前記絞り１０の一つが前記カメラ開口部とアラインメントされるか、もしくは、前記オープンスペース１４が前記カメラ開口部とアラインメントされる、位置の間で前記ステージ１２をインデックス移動させることが可能なソレノイド等の自動リニア式移動機構１６を備えている。前記ステージ１２は、更に、図示のバネ付勢揺動式デテント部材２０等の、機械式ストップと関連するアラインメント機構１８を備えることができる。前記ステージ１２は、前記アクチュエータ１６のピン２６に係合するスロット２４によって枢支部２２に取り付けられ、それにより、前記ステージ１２の回転運動が前記リニア式アクチュエータ１６によって許容されかつ駆動される、揺動部材として図示されている。

【0041】

図３は、別個のサイズの固定開口部の３つのアポダイズド絞り組１０と、カメラの既存の絞りサイズに関連するオープンスペース１４とを備える４ストップ式インデキシングステージ１２を概略図示している。回転モータ等の回転移動機構１６によって前記ステージ１２を、前記絞り１０の一つが前記カメラ開口部とアラインメントされるか、もしくは、前記オープンスペース１４が前記カメラ開口部とアラインメントされる、位置の間でインデックス移動させることができる。前記ステージ１２は、更に、図示のバネ付勢揺動式デテント部材２０等の、機械式ストップと関連するアラインメント機構１８を備えることができる。前記ステージ１２は、ハブ又は枢支部２２に取り付けられた回転部材として図示されている。

【0042】

図示される具体例は、図１ではリニアアクチュエータ１６を備えるリニア移動ステージ１２を、図２ではリニアアクチュエータ１６を備える回転移動ステージ１２を、図３では回転アクチュエータ１６を備える回転移動ステージ１２、を図示している。これらの構成のいずれもが、いくつかのアポダイズド絞り１０を備えることができる。前記具体的な移動機構１６とステージ１２の移動は、おそらくは、最終的な装置における空間的制約によって決められるものであって、これらは単に例示にすぎない。

【0043】

本発明の一非限定的実施例による前記光学機構は、各固定径アポダイズド絞り１０が光学基材３０に拡散されたダイを有するように構成することができる。更に、各固定径アポダイズド絞り１０は、後述する、透明トップコート３２および３６を備えることができる。

【0044】

本発明の別の態様は、図４Ａ〜図６に概略図示されているように、固定径アポダイズド絞り１０を、効率的かつ効果的に製造する、たとえば、大量生産する、方法を提供し、当該方法は、図７Ａおよび図７Ｂに図示されているような平坦化工程を含むことができる。当該方法は、後に詳述するように、以下の工程を有する。即ち、前記アポダイズド絞り１０のための光学基材３０を提供する。前記基材３０上にマスク３２を堆積する。前記基材３０上に、光学ダイを含有する材料３４を堆積する。そして、前記光学ダイを前記光学基材３０中に拡散させる。ここで、前記ダイは、前記マスク３２と前記基材３０との上方から見て、少なくとも部分的に前記マスク３２の下方に前記基材３０中に拡散し、それによってアポダイズド絞り１０を形成する。

【0045】

前記基材３０は、その内部に選択されたダイが拡散することが可能な、多様な公知の光学材料から形成することができる。前記光学材料３０用の非限定的な材料のリストは、ＵＶ硬化性（カチオン重合、アニオン重合、フリーラジカル）材、熱硬化性（熱硬化性−フリーラジカル、縮合重合体、アルコール／アミン＋イソシアネート、等）材、非硬化性（熱可塑剤）−シロキサン、アクリレート、メタクリレート、ポリウレタン、ポリウレア、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、シクロオレフィンポリマー、を含む。前記マスク３２は、類似のリストの材料から形成することができるが、その材料は、溶解係数によるか、又は、拡散係数によるかの如何に関わらず、前記コーティングの透過性に基づいてダイ抑制に対するバリアとして作用するべく選択されなければならない。実際には、前記マスク３２および基材３０用に適したこれらの材料は、多かれ少なかれ同じリストになるが、架橋密度／フレキシビリティ、および関連のパラメータの制御によって、それらの材料を、基材３０用の拡散により適したものとし、もしくは、マスク３２用には適合性が低い（又は、実質的には不適合）なものとすることが可能である。

【0046】

固定径アポダイズド絞り１０を形成するための前記方法は、アポダイズド絞り１０の有効径がマスク３２の有効径と材料３４からのダイの拡散レベルとによって決められるように構成することにができる。大半の実施例において、前記マスク３２は、前記アポダイズド絞り１０をほぼ中心とする実質的に円形のマスク３２とすることができ、光学的に透明なコートとして形成することができる。更に、前記マスク３２は、完成品のアポダイズド絞り１０の一部を形成することも可能である。

【0047】

図面を参照すると、図４Ａおよび図４Ｂは、別個の開口サイズの一連のアポダイズド絞り１０を形成するための光学基材３０に対する透明ハードコートマスク３２の塗付を概略図示している。当該概略図示において、三種類の別個サイズの９つの絞り１０が、本発明の拡散方法によって、前記基材３０上に形成されている。各基材３０を同じサイズの絞り１０を備えて形成するほうがより効率的でありうるので、各基材は、必ずしも別個のサイズを有するものとする必要はない。前記透明コート又はマスク３２は、プリントヘッドとも称することができる単数又は複数の分注ノズルによって堆積させることができる。前記透明コート３２用の前記分注ノズルは、前記基材３０に対して、相対移動可能であってもよいし、相対移動不能であってもよい。例えば、前記システムは、単数又は複数のノズルに対して前記基材３０を移動させるインデックス移動加工片ホルダ又はコンベアを使用することができる。あるいは、前記マスク３２用の前記分注ノズルを形成するプリントヘッドを、静止基材３０上で移動するべくＸＹインデックス移動スライド上に設けることも可能である。前記堆積によってマスク３２のサイズが制御される。前記透明コート又はマスク３２は、蒸着（又はその他の堆積方法）された二酸化ケイ素（ガラス）であってもよい。前記マスク３２を基材３０上に堆積するためには多数の有効かつ低コストの方法が存在し、これらは単に例示例に過ぎない。

【0048】

図５Ａおよび図５Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂの透明ハードコートマスクされた光学基材３０上のダイ層３４の塗付を概略図示している。このダイ層３４は、噴射、注入、その他の公知の塗付方法によって塗付可能である。前記ダイ含有層３４には様々な公知のダイを使用することができる。原則的には、不要な光を除去するために、４２５〜６５０ｎｍの光を十分に吸収する任意のダイ又はダイの組み合わせを使用することができる。適当な具体例は当業者に知られており、たとえば、“Ｔｈｅ Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｓｔａｉｎｓ， Ｄｙｅｓ ａｎｄ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ， Ｆｌｏｙｄ Ｇｒｅｅｎ， １９９０， Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ”を参照することができる。この特定の公知参考文献は、適当なダイとダイファミリの膨大な選択肢を有している。

【0049】

前記層３４の堆積後、前記システムは前記ダイが基材３０中に分散又は拡散することを許容するべく硬化される。図６は、図５Ａおよび図５Ｂのダイが前記光学基材中に分散してアポダイズド絞り１０を形成していることを図示している。図示されているように、前記マスク３２を設けることによってアポダイズド絞り１０を基材に形成することが可能となっている。この時点において、前記絞り１０は、従来の切断およびエッジ研磨技術を使用して、従来技術と同様に、基材３０から切り離すことができる。

【0050】

図６の基材３０からの個々の絞り１０の分離の前に、前記絞り１０の平坦化等の後表面処理を行ってもよい。図７Ａは、絞り１０からハードコートマスク３２を効果的に除去する研磨および／又はラッピング等の平坦化工程を更に含む図６のアポダイズド絞り１０を図示している。あるいは、図７Ｂは、平坦化層３６を追加する平坦化工程を更に含む図６のアポダイズド絞り１０を図示している。前記平坦化層３６は、前記基材３０およびマスク３２に類似の公知の許容可能な光学材料から形成される。当該層３６は、たとえば、スピンコーティング等の任意の公知の方法で塗付することができる。個々の絞り１０は、最終表面処理の後に、基材３０（および、それが設けられている場合には前記層３６）の残り部分から、除去又は分離することができる。

【0051】

前記絞り１０を個々のコンポーネント又は絞り１０に分離して、これらをステージ１２に取り付ける代わりに、前記基材３０を、ステージ１２の材料から形成し、それによって、絞り１０がステージ１２上に直接形成されるようにすることができる。例えば、図４には、そのそれぞれのステージ１２が４つの位置と３つの絞り１２を備える三つのリニアに作動されるステージ１２を示すことも可能であろう。その上での絞り１０の形成後の前記三つのステージ１２は、分離されるだけでよく、アラインメント機構１８が追加されてアセンブリが完成する。従って、前記ステージ（単数又は複数）１２を形成する材料として前記基材３０を形成することによって、前記絞り１０が基材３０上に適宜離間配置されることを要件とする製造上の利点を提供することができる。あるいは、間隔の制約無しで多くの絞り１０を大量生産し、個々の絞り１０を後で別個のステージ１２に取り付けることに関連するコストの節約が可能である。

【0052】

図８Ａおよび図８Ｂは、別個開口サイズの一連のアポダイズド絞りを形成するための本発明による別の分散方法の構成を概略図示している。この代替の「側方」分散方法は、各絞り１０の中央部分を形成する実質的に透明な光学基材４２と周囲のダイ含有光学基材４４の提供から始まる。これら基材４２および４４とダイ用の適当な基材材料は、上述した基材３０と層３４のダイと同じである。図８Ａおよび図８Ｂに図示されているような基材の提供は、多くのアセンブリ方法によって行うことができ、その内の一つは、層４４に開口部を、材料層４２からのインサートを、ダイカットし、材料４２のインサートを材料４４の開口部に配置する方法である。その他の許容可能な大量生産技術も実施可能である。

【0053】

図８Ａおよび図８Ｂに図示されているような絞り１０のコンポーネント（隣接する層４２と４４）の提供の後、前記方法は、前記ダイ含有光学基材４４から光学ダイを前記透明光学基材４２中に拡散させてアポダイズド絞り１０を形成する工程を有する。図８Ｃは、図８Ａおよび図８Ｂの基材４４のダイを光学基材４２中に側方から分散させてアポダイズド絞り１０を形成する工程を図示している。絞り１０は従来方法によって分離するだけでよい。平坦化層の追加、又は、フィルタ等の光学層の追加、又は、その他の処理、等の絞り１０の分離の前のその後の処理も、適宜、行うことができる。

【0054】

本発明は、更に、図９Ａ〜図１０Ｄに概略図示される固定径アポダイズド絞りを製造するための成形又は注入キャスティング方法を含み、これは、透明光学基材５２の上部から底部へ径方向外方に分岐する複数の面を有するアポダイズド絞り１０のための透明光学基材５２を提供する工程を有する。前記形状は、凸、凹、直線、又はこれらの組み合わせとすることができる。凹面を備える上面が平坦な円錐台形状の基材５２がこれらの図面に図示されているが、様々な形状のものでも十分である。例えば、涙滴型が効果的で経済的に形成可能であるかもしれない。図９Ａおよび図９Ｂは、別個開口サイズの一連のアポダイズド絞り１０（この図面の三種類のサイズの６つの絞りは例示にすぎない）を形成するための本発明によるこの注入成形又はキャスティング方法の構成を概略図示している。当該方法は、記載したように、傾斜面（凹、凸、直線又はそれらの組み合わせ）を備える各絞り１０の中央部分を形成する実質的に透明な光学基材５２から始まる。前記基材５２は、図示のように別体のベース３０上に設けることも可能であるし、あるいは、図１０Ｄに関連して後述される実施例において前記ベース３０’の一部であってもよい。当該基材５２を形成する材料は、前記基材３０又はマスク３２に関連して上述したもと同じである。

【0055】

図９〜図１０のキャスティング方法は、前記アポダイズド絞り１０用のダイ含有光学基材５４を、前記アポダイズド絞り１０用の透明分岐面光学基材５２を包囲する状態にキャスティング又は注入成形することを含む。図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９Ａおよび図９Ｂのベース３０および基材５２に対して前記注入成形ダイ含有光学基材５４を追加して本発明のアポダイズド絞り１０を形成することを図示している。ここでも、スピンコーティング等を含む多くの成形技術を使用することができる。この方法において、前記ダイは、層５４から５２中へと分散される必要はなく、材料は、上述したマスク層３２として有効に形成することができる。前記基材５２の傾斜面によって、完成品の絞り１０においてアポダイズド作用が作り出される。

【0056】

絞り１０は従来方法によって分離するだけでよい。平坦化層の追加、又は、フィルタ等の光学層の追加、又は、ベース３０の除去等のその他の処理、等の絞り１０の分離の前の（又はその後の）後処理も、行うことができる。図１０Ｃは、図１０Ａおよび図１０Ｂのモールド形成されたアポダイズド絞り１０からのベース３０の除去を図示している。

【0057】

図１０Ｄは、前記基材５２がベース３０’と一体である図１０Ａ、図１０Ｂに類似の本発明によるアポダイズド絞り１０をキャスティングための実施例を図示している。これは基材５２とベース３０’とを成形すること、又は、基材型５２をベース３０’に加工又はプレスすること、によって達成することができる。

【0058】

本発明は、更に、本発明の固定径アポダイズド絞り１０を製造するための同時形成方法を含む。この方法は、図１１Ａ〜図１１Ｄに図示され、これは以下の工程を含む。アポダイズド絞り１０のための透明光学基材６２を提供する。アポダイズド絞りのためのダイ含有光学基材６４を前記アポダイズド絞り用の前記透明光学基材を包囲する状態で提供する。そして、前記透明光学基材６２と前記ダイ含有光学基材６４とを、前記ダイ含有光学基材６４からの光学ダイを前記透明光学基材６２中に効果的に拡散させてアポダイズド絞り１０を形成するように、同時に提供する。

【0059】

上述した処理と同様、固定径アポダイズド絞り１０を形成する前記同時成形方法は、前記アポダイズド絞り１０の有効径が、前記透明光学基材の有効径と、前記拡散レベルとによって決まるように構成する。更に、前述した他の方法と同様にこの実施例において図示されているように、前記透明光学基材６２は、実質的に円形であり、ほぼ前記アポダイズド絞り１０をその中心としている。但し、カメラ絞りによっては、そして絞り１０の意図される作動に応じて、本発明によって任意の形状のアポダイズド絞りを形成することができる。

【0060】

図１１Ａ〜図１１Ｄの同時成形構成の前記「拡散」処理は、上述したものと僅かに異なりうる。なぜなら、この「拡散」は、それらが最終的に構成に設定される前の二つの材料６２および６４の混合であってもよいからである。更に、この同時成形は、キャスティング式成形あるいは、注入式成形処理によるものであってもよい。

【0061】

具体的には例示的に、図１１Ａ〜図１１Ｄは、透明の流動可能な中央基材６２が、図１１Ａおよび図１１Ｂに図示されているようなそれらの間に初期ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ又は空間６６が介在する状態でベース３０上に載置されるアポダイズド絞り１０を製造するための同時形成方法を図示している。前記両材料６２および６４の設定中、前記空間６６は、これら基材６２および６４の混合物によって満たされて図１１Ｃおよび図１１Ｄに図示されるようなアポダイズド絞りを形成する。この同時成形は、前記ダイ含有光学基材６４と前記透明光学基材６２とを同時に分注するために使用される一対の可動プリントヘッドの使用を含む。プリントヘッドを高速で移動することによって、所望の混合を可能にするのに十分迅速に材料６４のリングを置くことが可能となる。あるいは、前記ダイ含有光学基材と透明光学基材とを分注するために一対の同軸上の分与ノズルを使用することも可能である。

【0062】

絞り１０は従来方法によって分離するだけでよい。平坦化層の追加、又は、フィルタ等の光学層の追加、又は、その他の処理、等の絞り１０の分離の前のその後の処理も、所望の場合、行うことができる。

【0063】

固定アポダイズド絞り１０のベンチテスト例

【0064】

膨潤樹脂

【0065】

４．８ｇのｌ−メチル−２−ピロリジノン、９．７ｇのテトラヒドロフルフリルアルコール、１１．４ｇのジエチレングリコールジメチルエーテル、６．５ｇのプロピレングリコールブチルエーテル、及び４．０ｇのヒドロキシプロピルセルロースを撹拌機付きの適切な容器に投入した。これらの材料を、溶液が均一になるまで約２時間混合した。

【0066】

ダイ膨潤樹脂

【0067】

撹拌機付きの適切な容器には、１０．０ｇの膨潤樹脂及び０．３０ｇのスダンブラックを添加した。当該混合物を６０℃で６０分間撹拌した。

【0068】

モノマの配合

【0069】

ＢＰＡ ２ＥＯ ＤＭＡ（４．０ｇ）、ＢＰＡ ３０ＥＯ ＤＭＡ（６．０ｇ）、ＡＩＢＮ（０．０１５ｇ）を撹拌機付きの適切な容器に投入した。この混合物を２時間撹拌してＡＩＢＮを溶解させた。その後、溶液を真空チャンバ内の減圧下で脱気した。

【0070】

マスキング溶液

【0071】

３２．４ｇのガンマ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３４５．５ｇのメチルトリメトキシシラン、２９２ｇの脱イオン水（７ｋｇの水に対して１ｇのＨＮＯ_３）、２２８ｇの１−メトキシ−２−プロパノル、０．４５ｇのＴＭＡＯＨ（ＭｅＯＨ中２５％の水酸化テトラメチルアンモニウム溶液）、ＢＹＫ３０６（２．０グラム）を撹拌機付きの適当な容器に投入した。溶液を均一になるまで撹拌した。

【0072】

ポリマ基材の作製

【0073】

二つのガラス顕微鏡スライド間に５００μｍプラスチックガスケットを使用してガラス鋳型を組み付けた。約１ｍｌのモノマ調合物を注入するために３ｍｌのシリンジを使用して鋳型に当該モノマ調合物を充填した。前記モノマ調合物を１２０℃で２時間硬化させその後、室温まで冷却した。その後、透明な２”ｘ３”のポリマフィルムを前記ガラススライドから分離した。前記マスキング溶液を、ＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社のＶＣＡ ２５００ ＶＥビデオ接触角システムを使用して、前記透明なポリマ基材上に別個の小滴として塗付した。三枚のシートのそれぞれに、５列の３小滴を互い異なる小滴サイズ（０．３， ０．５および０．７μＬ）でプリントした。マスキング溶液のこれら小滴を１００℃で６０分間、硬化させた。

【0074】

約１．５ｍｌのダイ膨潤樹脂を、前記フィルムに対して、１２００ＲＰＭの１５秒間のスピンコーティングによって塗付した。コーティングされたサンプルを石鹸と水で洗浄し、その後、フィルムを１０重量％ＮａＯＨ溶液に浸漬し音波処理によって６０℃に加熱してマスキング溶液小滴を除去した。これらのフィルムを、小片（各小片に３つの絞り）にカットし、その後、拡散速度とアポダイズド絞りのサイズを異ならせるために、拡散処理を、前記例において報告した互いに異なる時間、継続した。

【0075】

結果：アポダイズ化

【0076】

撮像のために選択された絞りは、Ｏｌｙｍｐｕｓ ＳＺＨ１０ズームステレオ顕微鏡を使用して、前記絞りを通して１ ｘ １ｍｍのグリッドを見た時、明らかな画像歪を示さなかった。設定は１．５ｘ対物、２．０ｘズーム、であった。２／３”カメラセンサに適応するために光路中の二つの伝達光学素子２．５ ｘおよび０．３ｘを使用して、カメラを通して４．４５ｍｍ ｘ ３．５ ｍｍの被写界深度を得た。

【0077】

顕微鏡画像

【0078】

ＡＶＴ Ｓｔｉｎｇｒａｙ １４５ＣデジタルカメラをＯｌｙｍｐｕｓ ＳＺＨズームステレオ顕微鏡にマウント（Ｃマウント）して４５ｘの倍率にして、画像を得た。側方からの迷光をカットアウトするために、サンプルを、５．１ｍｍの絞りを有する専用ホルダによって位置保持した。最大の被写界深度を得るために顕微鏡の絞りを６にセットした。カメラを、下記の設定を有するカメラに含まれるＡＶＴｓソフトウエアを使用してセットアップした。露出時間＝１１５ｍｓ（５０マイクロ秒＊２３００ステップ）、ホワイトバランスは固定された。ＲＡＷ１６フォーマットで撮影毎に平均８の画像で高Ｓ／Ｎ比をＯＮにセットした。迷光、特に、暗撮像時における、を除去するために、前記オリンパス社顕微鏡とアイピースを、ＴｈｏｒＬａｂｓ社の遮光材でカバーした。暗撮像を、手動シャッタを光源と顕微鏡ステージ上のサンプルとの間で閉じることによって収集した。

【0079】

データを、ＷａｖｅＭｅｔｒｉｃｓ ｒｏｕｔｉｎｅｓ社の特注ＩＧＯＲ ＰＲＯ（登録商標）を使用して処理した。

【0080】

様々な幅の固定アポダイズド絞を以下のようにして得た。強度プロファイルは、水平方向又は垂直方向に抽出された。この情報から暗レベルを減算し、Ｓ／Ｎ比を改善するためにいくつかの「ボックスカー型」平均化（８画素）を行った。画像センサに対するグリーン応答のプロファイルを、ガウス関数で曲線適合させた（ｃｕｒｖｅ ｆｉｔ ｗｉｔｈ ａ Ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）。Ｉｇｏｒの曲線適合からのガウス幅は、標準偏差の２の平方根（√２）、即ち、１．４１４２倍である。ビームウェストを得るために、前記幅を、１．４１４２で割って、その後、２を掛けた。

【0081】

前記画像センサのグリーン応答の透過プロファイルを、ポリマフィルムの代わりにガラススライドの参照画像と、暗画像（手動シャッタ閉じ）と各サンプルのサンプル画像画像（サンプル定位置）を撮ることによって計算した。前記画像センサのグリーン応答の透過プロファイルは、下記の式と画像のプロファイルにまたがるデータ（下の等式を参照）を使用して計算された。透過画像が計算され、透過グリーンプロファイルが、グリーンカウント値プロファイルとして同じ座標軸に沿って抽出された。

【0082】

透過＝（サンプル画像−暗撮像）／（参照画像−暗画像）

【0083】

例１（２０１０−ＦＲＢ−６１）は図１２〜図１３に示されている。

【0084】

アポダイズド部分の画像は図の左側、グリーンカウント値プロファイルは図１２の右側である。小滴サイズは０．３マイクロリットルであり、膨潤時間は２時間であった。グリーン応答のビームウェスト（カウント値）は０．８８ｍｍであった。

【0085】

ビームウェストを、カウントプロファイルをＩｇｏｒＰｒｏのガウス関数で曲線適合することによって得た。ガウス幅パラメータを、ガウス幅に２／√２をかけることによってビームウェストに換算した。これによって画素単位でのビームウェストが得られた。これらの画素を、１ｘ１ｍｍ較正格子を使用して画素／ミリメートル（この場合は３０３画素／ｍｍ）の数を計算することによってｍｍに換算した。前記部分にまたがる透過プロファイルを図１３に示す。

【0086】

例２は図１４〜１５に図示される。

【0087】

小滴サイズは０．５マイクロリットルであり、膨潤時間は８時間であった。グリーン応答のビームウェスト（カウント値）は１．２１ｍｍであった。前記部分にまたがる透過プロファイルを図１５に示す。

【0088】

例３は図１６、図１７に図示されている。

【0089】

小滴サイズは０．７マイクロリットルであり、膨潤時間は８時間であった。グリーン応答のビームウェスト（カウント値）は１．２１ｍｍであった。前記部分にまたがる透過プロファイルを図１７に示す。

【0090】

「通常の」非アポダイズド絞りの比較例は、図１８および１９に図示の１０００μ径のピンホール絞り（エドムンドオプティクス）である。前記部分にまたがる透過プロファイルを図１９に示す。

【0091】

以上、本発明をその特定の実施例の具体的詳細を参照して説明した。そのような詳細は、それらが添付の請求項に含まれている場合を除き、本発明の範囲に対する限定と見なされてはならない。本発明に対する多くのバリエーションが当業者には明らかであろう。そして、これらのバリエーションは、本発明の要旨および範囲から逸脱するものではない。本発明の範囲は、添付の請求項とその均等物とによって定義されるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】