JPH0520001U - 光量調節用光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コストを低減するとともに、小型にする。 【構成】光量調節用光学素子１０にドットパターン１１
ばかりでなく位置検出用のパターン１５も併設するよう
に構成したので、光量調節用光学素子１０を適宜移動さ
せて、所望の光の透過量または反射量を得ることができ
るとともに、部品点数を減らすことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光学機器の光路を横切る面内に配置される基板に、該基板を前記面 内で前記光路に対して回転または摺動させることにより、前記光路を通る光の透 過量または反射量を変更し得る光量調節パターンを形成して成る光量調節用光学 素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

このような光量調節用光学素子の位置検出にポーテンションメータやエンコー ダを用いることが考えられる。

【０００３】 また、光量調節用光学素子と同期的に変位する部材を別個に設け、その部材に 光量変化パターンに対応して位置検出用のパターンを形成し、その位置検出用の パターンをフォトセンサ等で検出することが考えられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような提案された光量調節用光学素子では、前者において は、ポーテンションメータ等を光量調節用光学素子とは独立に設ける必要があり 、コストが嵩んだり、特別な設置スペースを必要とし、装置全体が嵩張るという 問題点がある。

【０００５】 また、後者においても、新たな部材を光量調節用光学素子とは別個に設ける必 要があり、前記と同じくコストが嵩んだり、装置全体が嵩張るという問題点があ る。

【０００６】 本考案は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、安価で小型な 光量調節用光学素子を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するための本考案の要旨とするところは、 光学機器の光路を横切る面内に配置される基板に、該基板を前記面内で前記光 路に対して回転または摺動させることにより、前記光路を通る光の透過量または 反射量を変更し得る光量調節パターンを形成して成る光量調節用光学素子におい て、前記基板の周縁部または側縁部に、前記光量調節用パターンに対応する位置 検出用のパターンを形成したことを特徴とする光量調節用光学素子に存する。

【０００８】 そして、請求項２に記載したように、前記位置検出用のパターンはフォトリソ グラフィーの方法によって形成されることが好ましい。

【０００９】 前記基板が円形であれば外周縁部あるいは内周縁部に位置検出用のパターンが 形成される。また、前記基板が矩形状のものであれば、その両側縁部の一方に位 置検出用のパターンが形成される。

【００１０】

【作用】

光量調節用パターンがガラス基板などの透明基板に作成されている。光量調節 用パターンは、吸収膜厚の膜厚を変化させたり、吸収物質の濃度を変化させたり することにより、透過量または反射量を変化させたものを得ることができる。

【００１１】 その光量調節用パターンが形成された基板の周縁部または側縁部に、光量調節 用パターンに対応する位置検出用のパターンを形成すれば、光量調節用光学素子 と別個に位置検出用の部材を設ける必要がない。

【００１２】 また、位置検出用のパターンをフォトリソグラフィーの方法で形成したもので は、同一基板に光量調節用パターンと位置検出用のパターンとを同じ工程で形成 することが可能になる。

【００１３】

【実施例】 以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明する。

【００１４】 各図は本考案の一実施例を示している。

【００１５】 図１に示すように、光量調節用光学素子１０は、透明な円形のプラスチック基 板またはガラス基板１２を有し、ガラス基板１２の中央に開口が穿設されている 。開口の周りに光量調節用パターンが形成され、さらに、その光量調節用パター ン周りに位置検出用のパターン１５が形成されている。

【００１６】 光量調節用パターンは、ピンホールのような多数の微小なドットパターン１１ になっている。

【００１７】 また、位置検出用のパターン１５は、５ビットのパターンになっていて、アブ ソリュート形エンコーダと同様の機能である。

【００１８】 まず、ガラス基板１２にドットパターン１１および位置検出用のパターン１５ を形成するための原盤を、フォトリソグラフィ等の技術により作成する。

【００１９】 微小ドットパターン１１は、基準同心円２１，２２，２３〜２６，２７，２８ に沿ってランダムに配置され、回転位置ごとに所望の透過率または反射率に対応 した密度になるように作図される。

【００２０】 ここで、光量調節用光学素子１０の製造装置としては、設計データ、乱数発生 のためプログラム、作動制御プログラム、動作制御プログラム等を有するコンピ ュータ４１と、コンピュータ４１の命令に応答して微小ドットパターン１１を形 成するパターンジェネレーター４２とを少なくとも含む。

【００２１】 コンピュータ４１に格納されている設計データには、作製すべき光学素子の光 量調節面全域にわたっての透過率または反射率の情報が含まれる。

【００２２】 光学素子の製造に際して操作者は、上述の基準同心円に関する情報（最内円お よび最外円の直径、および同心円のピッチまたは本数）と、ドットパターン１１ の形状とサイズに関する情報とをコンピュータ４１に入力するとともに、加工開 始位置情報として最外円から開始するか最内円から開始するかについての情報を 入力する。

【００２３】 これらの情報の入力が完了し加工開始をコンピュータ４１に命令すると、コン ピュータ４１は図５のフローチャートにしたがって制御動作を開始する。

【００２４】 最初のステップ１０１において、コンピュータ４１はドットパターン１１の形 成開始位置をパターンジェネレーター４２に指示する。

【００２５】 第１番目の基準同心円上の初期位置にスタート位置が決定されると、ステップ １０２においてコンピュータ４１は、記憶装置内に予め格納されている設計デー タを回転角度に対応させながら順次読み出すと同時に、乱数列を発生する。そし て設計データが表わすスタート位置における透過率または反射率Ｍを発生された 乱数列の最初の数値Ｎと比較する。

【００２６】 その比較の結果、乱数Ｎが透過率または反射率Ｍより小さい場合、すなわち、 Ｎ＜Ｍの場合にはその位置にドットパターン１１の形成をパターンジェネレータ ー４２に指示し、乱数Ｎが透過率または反射率Ｍと等しいか大きい場合、すなわ ちＮ≧Ｍの場合にはドットパターン１１を形成しないことを指示する（ステップ １０３，１０４）。パターンジェネレーター４２はこの指示に従って、紙または フィルム上のスタート位置での作画を実行する。

【００２７】 一つの具体例を述べると、コンピュータ４１から０〜１の乱数が発生される。 設計データが透過率３０％を表わす時、発生された乱数の値が０．３以下の場合 にドットパターン１１を形成する。

【００２８】 スタート位置における作画が完了すると、コンピュータ４１は基準同心円に沿 って隣接する次の作画ポイントへの移動をパターンジェネレーター４２に指令す る（ステップ１０５）。移動指令に従って移動した位置が既に作画を終えたポイ ントかどうかを判断し（ステップ１０６）、移動した位置がまだ作画を終えてい ないポイントであれば、再度ステップ１０２〜１０５を繰り返す。移動した位置 が既に作画を終えたポイントであれば、その基準同心円上における全てのポイン トでの作画を完了したことを意味するので、コンピュータ４１はパターンジェネ レーター４２に次の基準同心円への移動指示をする（ステップ１０７）。このよ うにして全ての基準同心円上におけるドットパターン１１の形成が完了した時に 、全てドットパターン１１の作画が完了する（ステップ１０８）。

【００２９】 次に、位置検出用のパターン１５の作画に移行する。位置検出用のパターン１ ５は、ドットパターン１１に対応してドットパターン１１の外周に作画される。 本実施例では、基準同心円に沿ってドットパターン１１が形成されたものを示し たが、平行な直線に沿ってドットパターン１１を形成してもよい。その際には、 位置検出用のパターン１５はドットパターン１１の側縁部に作画される。

【００３０】 また、位置検出用のパターン１５の作画はドットパターン１１の作画と同時に おこなってもよい。さらに、置検出用のパターン１５は、光量調節用光学素子１ ０の絶対的な位置を検出可能なものであるが、これに限らず、単に光量調節用光 学素子１０の相対的な位置を検出すればよい場合には、相互に等間隔な規則的パ ターンにすればよい。さらに、本実施例では５ビットのものが用いられるが、ビ ット数は要求される分割精度に応じて設定すればよい。

【００３１】 その後、作画されたパターンを使用し、フォトリソグラフィ等の技術により、 製作すべき光量調節用光学素子１０の大きさに合致した原盤を作成する。

【００３２】 この原盤のパターンを用いた光量調節用光学素子１０の製造工程を図６を用い て説明する。

【００３３】 まず、ガラス基板１２が洗浄され、洗浄されたガラス基板１２上にクロム膜が 蒸着される。次に、クロム膜の上にフォトレジストが塗布される。このように、 クロム膜およびフォトレジストを積層したガラス基板１２の上方に、前記パター ンが作画された原盤を配置し、図示しない露光装置によって露光がおこなわれる 。

【００３４】 次に、露光後に現像され、同じく図示しないエッチングマシーンにより、クロ ムエッチングが施され、その後にフォトレジストが除去される。それにより、ガ ラス基板１２上にドットパターン１１と位置検出用のパターン１５とが転写され 、光量調節用光学素子１０が完成する。

【００３５】 本実施例においては、ドットパターン１１と位置検出用のパターン１５とが共 に作画された原盤を用いたが、原盤を別個に製造してもよく、その場合には、第 １回目の露光によってドットパターン１１に対応する露光がおこなわれ、第２回 目の露光によって位置検出用のパターン１５に対応する露光が行なわれる。

【００３６】 また、ここで原盤としては、最終的に製造される光学素子に対してポジティブ なパターンで形成する場合とネガティブなパターンで形成する場合とが考えられ る。何れの場合においてもパターンジェネレーター４２で作画したドットパター ン１１等は、光透過フィルターでは光透過部に対応し、また光反射フィルターで は光反射部に対応する。従って 光透過フィルターを製造する場合には、表面に クローム等の金属皮膜を設けたガラス、プラスチック等の透明基板を準備し、上 記露光装置およびエッチングマシーンを用いてドットパターン１１等に対応する 部分の金属皮膜を除去すればよい。

【００３７】 一方、光反射フィルターを製造する場合には、透明または光吸収性の基板を準 備し、上記露光装置およびエッチングマシーンを用いてドットパターン１１等に 対応する部分に光反射性の金属皮膜を形成すればよい。

【００３８】 次に、前記光量調節用光学素子１０を用いた位置検出方法について説明する。

【００３９】 図１および図２に示すように、光量調節用光学素子１０は２枚組み合わせて用 いられているが、これは２枚を光量変化の方向が逆に成るように組み合わせて、 光路内が明るさの勾配のない均一な面を得るためである。

【００４０】 上側の光量調節用光学素子１０の外周縁部に嵌合するように、位置検出用のパ ターン１５の５ビットのパターンを読取るフォトセンサ５０が設けられている。

【００４１】 所望の光の透過量または反射量を得るべく、光量調節用光学素子１０を図示し ないＤＣモータで回転させると、光量調節用光学素子１０の回転位置をフォトセ ンサ５０が逐次検知し、検知した数値が所望の光の透過量または反射量に相当す るものであれば、図示しない制御部により、ＤＣモータが停止するようになる。 したがって、手による調節が不要になる。

【００４２】 本実施例においては、ドットパターン１１と位置検出用のパターン１５とが一 連のフォトプロセス工程によって容易に製作されるので、製作コストなどが嵩ま ないで済む。

【００４３】

【考案の効果】

本考案にかかる光量調節用光学素子によれば、光量調節用光学素子に光量調節 パターンばかりでなく位置検出用のパターンも併設するようにしたので、部品点 数が減って、コストを低減することができるとともに、小型にすることができる 。

【００４４】 位置検出用のパターンを光量調節パターンと同じくフォトリソグラフィーの方 法で形成したものでは、製作工程が削減され、さらにコストを低減することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す光量調節用光学素子等
の平面図である。

【図２】本考案の一実施例を示す光量調節用光学素子を
用いた位置検出装置の要部正面図である。

【図３】本考案の一実施例を示す光量調節用光学素子の
平面図である。

【図４】本考案の一実施例を示す光量調節用光学素子の
製造装置の概念図である。

【図５】本考案の一実施例を示す光量調節用光学素子の
製造工程のフローチャートである。

【図６】本考案の一実施例を示す光量調節用光学素子の
製造工程の説明図である。

【符号の説明】

１０…光量調節用光学素子 １１…ドットパターン １２…ガラス基板 １５…位置検出用のパターン ４１…ＣＰＵ ４２…パターンジェネレーター

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光学機器の光路を横切る面内に配置される
   基板に、該基板を前記面内で前記光路に対して回転また
   は摺動させることにより、前記光路を通る光の透過量ま
   たは反射量を変更し得る光量調節パターンを形成して成
   る光量調節用光学素子において、 前記基板の周縁部または側縁部に、前記光量調節パター
   ンに対応する位置検出用のパターンを形成したことを特
   徴とする光量調節用光学素子。
2. 【請求項２】前記位置検出用のパターンはフォトリソグ
   ラフィーの方法によって形成されたことを特徴とする請
   求項１に記載の光量調節用光学素子。