CN100447590C - 衍射光学元件及衍射光学元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种衍射光学元件1，由彼此不同的材质通过同一衍射光栅槽30相接而成，其中彼此不同的材质的一个是第一紫外线固化树脂10，彼此不同的材质的另一个是和上述第一紫外线固化树脂10不同的第二紫外线固化树脂20。

Description

衍射光学元件及衍射光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及到一种衍射光学元件，特别涉及到一种多层型的衍射光学元件及其制造方法。

背景技术

衍射光学元件是在微小间隔(约1mm)下具有数百个左右的细小的等间隔的狭缝状或槽状的光栅结构的光学元件，其具有以下性质：当光入射后，在由狭缝、槽的间距(间隔)和光的波长所确定的方向上，产生衍射光束。这种衍射光学元件用于各种光学系统，例如最近公知的是将特定次数的衍射光集中到一点上作为透镜使用的元件。

在这种衍射光学元件中，近些年来提出了称为多层型的衍射光学元件。这种类型的衍射光学元件是将具有形成为锯齿状的面的多个衍射元件要素重叠而成的，其特征在于在所需的较宽波长区域(例如可见光区域)的几乎全部区域可确保较高的衍射效率，即波长特性良好。

一般情况下，作为多层型的衍射光学元件，例如公知下述所谓粘合多层型的衍射光学元件：由材料彼此不同的二种衍射元件要素构成，并通过同一衍射光栅槽粘合(例如参照特开平11-271513号公报)。

并且，作为其他多层型衍射光学元件，公知下述的所谓分离多层型的衍射光学元件：如图6所示，由材料彼此不同的第一衍射元件要素110及第二衍射元件要素120构成，各衍射光栅要素110、120相对的锯齿状的面在夹着空气并分离的状态下进行配置。在分离多层型的衍射光学元件中，由于第一衍射元件要素110中的衍射光栅槽的高度d1和第二衍射光栅要素120中的衍射光栅槽的高度d2彼此不同，因此由形成了各自的衍射光栅槽的模具进行成型。在这种分离多层型的衍射光学元件中，以相对特定的二个波长满足消色差条件的方式，将第一衍射光栅要素110的衍射光栅槽的高度d1决定为预定的值，将第二衍射光栅要素120的衍射光栅槽的高度d2决定为其他预定的值。这样一来，在特定的二个波长中，衍射效率为1.0，在其他波长中也可获得较高的衍射效率。其中，衍射效率是指在透过型的衍射光栅中，射入的光的强度I₀和一次衍射光的强度I₁的比率η(＝I₁/I₀)。

而在(如专利文献1所述的)粘合多层型的衍射光学元件中，构成该衍射光学元件的某个衍射光栅要素，通常通过由使用玻璃作为材料并形成了衍射光栅槽的模具进行的成型、即所谓玻璃模成型来制造。但是，该玻璃模成型不仅消耗制造时间，而且在模具的成型方法、满足要求的玻璃的制造方法等方面存在技术性难点。

并且，在(如图6所示的)分离多层型的衍射光学元件中，由于第一衍射元件要素110中的衍射光栅槽的高度d1和第二衍射光栅要素120中的衍射光栅槽的高度d2彼此不同，因此需要多个模具，并且必须(利用这些模具)以相同的步骤分别制造衍射光栅要素110、120，较为耗时。并且由于最终需要高精度地将两个衍射元件要素110、120对齐，制作非常复杂。

发明内容

本发明鉴于以上问题而产生，其目的在于提供一种易于制造的多层型衍射元件及其制造方法。

为了实现该目的，本发明的衍射光学元件，是由彼此不同的材质通过同一衍射光栅槽相接而成，其特征在于，彼此不同的材质的一个是第一紫外线固化树脂，彼此不同的材质的另一个是和第一紫外线固化树脂不同的第二紫外线固化树脂。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，设第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、第一紫外线固化树脂的分散值为νd1时，满足下式的条件：1.50≤nd1≤1.60及45≤νd1≤65；并且，设第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、第二紫外线固化树脂的分散值为νd2时，满足下式的条件：1.45≤nd2≤1.55及νd2≤45。并且，上述分散值是νdi＝(ndi-1)/(nFi-nCi)(其中i＝1，2)。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，设第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、第一紫外线固化树脂的分散值为νd1、第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、第二紫外线固化树脂的分散值为νd2时，满足下式的条件：0.0005≤(nd1-nd2)/(νd1-νd2)≤0.03。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，设衍射光栅槽的高度为h时，满足下式的条件：h≤50μm。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，衍射光学元件的最小间距为80μm或其以上。

并且，本发明的衍射光学元件特征在于，第一紫外线固化树脂和第二紫外线固化树脂在光轴上的厚度和为1000μm或其以下。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，第一紫外线固化树脂及第二紫外线固化树脂任意一个在光轴上的厚度均为500μm或其以下。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，设第一紫外线固化树脂的中心厚度为t1、第二紫外线固化树脂的中心厚度为t2时，满足下式的条件：0.2＜t1/t2＜5.0。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，设构成具有第一紫外线固化树脂的衍射光学元件的基板的曲率半径为R时，满足下式的条件：0≤1/R＜0.1(1/mm)。

并且，本发明的衍射光学元件的特征在于，设第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、C线下的折射率为nC1、F线下的折射率为nF1、第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、C线下的折射率为nC2、F线下的折射率为nF2、Δnd＝nd1-nd2、Δ(nF-nC)＝{(nF1-nC1)-(nF2-nC2)}时，满足下式的条件：-10.0＜Δnd/Δ(nF-nC)＜-1.0。

本发明的衍射光学元件的制造方法的特征在于，具有以下步骤：将上述第一或上述第二中的任意一个紫外线固化树脂滴落到基板上，并利用形成了衍射光栅槽的模具压制成型；向上述被压制成型的一个紫外线固化树脂照射紫外线，使上述被压制成型的一个紫外线固化树脂固化；从上述模具中取出上述固化了的一个紫外线固化树脂；将上述第一或上述第二中的另一个紫外线固化树脂滴落到上述所取出的一个紫外线固化树脂的形成了衍射光栅槽的面一侧；向上述滴落的另一个紫外线固化树脂照射紫外线。

如上所述，根据本发明涉及的衍射光学元件，可提供一种易于制造的多层型的衍射光学元件及其制造方法。

附图说明

图1是本发明涉及的粘合多层型衍射光学元件的示意性截面图。

图2是将本发明的衍射光学元件的制造步骤按照从(A)到(H)的顺序表示的图。

图3是表示本发明涉及的衍射光学元件的变形例的图，(A)及(B)是表示衍射光栅槽形成在具有曲面的面上时的图。

图4是表示第一实施例中的与衍射光学元件的各波长对应的衍射效率的图。

图5是表示第二实施例中的与衍射光学元件的各波长对应的衍射效率的图。

图6是现有的多层型衍射光栅的示意性截面图。

图7是用于选定构成本发明涉及的粘合多层型的衍射光学元件的材料的(nF-nC)/nd图(map)。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1是表示本发明涉及的衍射光学元件的概念的、粘合多层型衍射光学元件的示意性截面图。本实施方式中的衍射光学元件1，具有作为彼此不同的紫外线固化树脂的第一紫外线固化树脂10和第二紫外线固化树脂20通过同一衍射光栅槽30相接的形状。并且在本实施方式中，衍射光栅槽30如图所示形成为锯齿状，但本发明不限于此。

通过使之为这种形状的衍射光学元件1，为了形成衍射光栅槽30，可仅用一个模具进行制造，其结果是无需如现有技术一样分别制造二个衍射光栅槽再进行位置对齐的作业。并且，在此通过使用第一紫外线固化树脂10及第二紫外线固化树脂20，仅重复二次将材料滴落到模具并固定的作业即可进行制造，进而可提高量产性。并且，通过粘贴第一紫外线固化树脂10和第二紫外线固化树脂20，可增强防止在衍射光栅槽30剥离的效果。

在本发明的衍射光学元件1中，优选：第一紫外线固化树脂10的材质，在设d线下的折射率为nd1、第一紫外线固化树脂10的分散值为νd1时，满足下式(1)、(2)，并且，第二紫外线固化树脂20的材质，在设d线下的折射率为nd2、第二紫外线固化树脂20的分散值为νd2时，满足下式(3)、(4)：

1.50≤nd1≤1.60...(1)

45≤νd1≤65   ...(2)

1.45≤nd2≤1.55    ...(3)

νd2≤45            ...(4)。

条件式(1)、(2)、(3)、(4)，是用于使彼此不同的紫外线固化树脂(在这里是第一紫外线固化树脂10和第二紫外线固化树脂20)能以更好的性能通过共同的衍射光栅槽30相接(可形成衍射光栅槽30)的条件。即，当脱离这些条件式(1)～(4)所规定的区域时，就很难获得本发明的(彼此不同的材质通过同一衍射光栅槽相接的)多层型衍射光学元件1的形状。特别是条件式(1)及(3)用于良好地保持角度特性，条件式(2)及(4)用于在全部波长区域中获得良好的衍射效率。

其中，条件式(1)的下限值优选为1.55。并且条件式(1)的上限值优选为1.60。条件式(2)的下限值优选为47。并且条件式(2)的上限值优选为55。条件式(3)的下限值优选为1.50。并且条件式(3)的上限值优选为1.54。条件式(4)的下限值优选为30。并且条件式(4)的上限值优选为45。

并且在本发明的衍射光学元件1中，优选：第一紫外线固化树脂10的材质在设d线下的折射率为nd1、第一紫外线固化树脂10的分散值为νd1、第二紫外线固化树脂20的材质在设d线下的折射率为nd2、第二紫外线固化树脂20的分散值为νd2时，满足下式(5)：

0.0005≤(nd1-nd2)/(νd1-νd2)≤0.03  ...(5)。

条件式(5)是规定第一紫外线固化树脂10及第二紫外线固化树脂20中的折射率的差及分散值的差的条件。当脱离该条件式(5)及下述条件式(6)所规定的区域时，即使如本发明那样，是彼此不同的材质(紫外线固化树脂)通过同一衍射光栅槽30相接的多层型衍射光学元件的形状，也会产生衍射光栅槽30的高度h变大、及相对于各个波长的衍射效率下降的问题。在此，条件式(5)的下限值优选为0.001。并且条件式(5)的上限值优选为0.005。

并且在本发明的衍射光学元件1中优选：设衍射光栅槽的高为h时，满足下式(6)：

h≤50μm  ...(6)。

条件式(6)是涉及到角度特性(与入射光的入射角度的变化对应的衍射效率的下降程度)的条件，通过满足该条件，和现有的多层型衍射光学元件相比可提高角度特性。即，通过使衍射光栅槽30的高度h为条件式(6)的上限值(50μm)或其以下，降低衍射光栅槽30的高度，可减小光透过时的损失，并提高角度特性。但如果无限制地减小高度h，则有可能无法满足严格的制造精度，因此在条件式(6)中优选对高度h设定下限值。如果将上述条件式(6)的上限值设为30.0μm，则可获得更好的效果。

并且，在本发明的衍射光学元件1中，通过使衍射光栅槽30的间距(最小间距)p(参照图1)增大到80μm或其以上，可减缓衍射光栅槽30的顶角θ(参照图1)。如果这样缓和衍射光栅槽30的顶角θ，则如下所述，在利用第一模具50使第一紫外线固化树脂10成型时，可正确地转印该形状，并且滴落到如此转印成型的衍射光栅槽30上的第二紫外线固化树脂20可充分地遍布在第一紫外线固化树脂10上形成的(转印的)衍射光栅槽30的下陷部分，因此可容易地形成预定形状的衍射光栅槽30，进而可提高本衍射光栅元件1的生产性。并且，如果进一步增大衍射光栅槽30的间距(最小间距)p使其为100μm，则衍射光栅槽30的顶角θ进一步缓和，所以可更容易地形成衍射光栅槽30。

并且，紫外线固化树脂，一般情况下光谱透过率特性不是很好，因此当构成衍射光学元件的紫外线固化树脂在光轴上的厚度较厚时，该光学系统整体的透过率下降。这一倾向在短波长区域中特别明显。因此，本发明的衍射光学元件1，优选第一紫外线固化树脂10和第二紫外线固化树脂20在光轴上的厚度和为1000μm或其以下。并且，优选第一紫外线固化树脂10及第二紫外线固化树脂20，任意一个光轴上的厚度均为500μm或其以下。这样一来，通过抑制第一及第二紫外线固化树脂10、20在光轴上的厚度，作为材料使用的紫外线固化树脂的使用量比以往有所减少，因此有利于降低成本。

并且，本发明的衍射光学元件1中，优选：设第一紫外线固化树脂10的中心厚度为t1、第二紫外线固化树脂20的中心厚度为t2时，满足下式(7)：

0.2＜t1/t2＜5.0   ...(7)。

当超过该条件式(7)的上限值时，第一紫外线固化树脂10在光轴方向的中心厚度t1过厚，第一紫外线固化树脂层的总重量增加，因此产生易于从构成本衍射光学元件1的基板(例如玻璃等)上剥离的问题。并且，当低于条件式(7)的下限值时，第二紫外线固化树脂20在光轴方向的中心厚度t2过厚，对第一紫外线固化树脂10施加了过大的压力，产生第一紫外线固化树脂层10和第二紫外线固化树脂层20易于剥离的问题。并且，在第一、第二紫外线固化树脂10、20的任意一个中，如果其层厚过厚，则照射紫外线使其固化所需的时间增加，制造成本会上升，并不优选。

并且，优选的是，本发明的衍射光学元件1在设上述基板的曲率半径为R时，满足下式(8)：

0≤1/R＜0.1(1/mm)   ...(8)。

当超过该条件式(8)的上限值时，基板的曲率半径R变得过于苛刻，与第一紫外线固化树脂层10的粘合性下降，产生易于剥离的问题。并且在本衍射光学元件1中，当基板为平板时，该基板的加工变得容易，同时与之粘合的第一紫外线固化树脂10也易于成型、粘合。因此，将基板的曲率半径R的值设定为无限大，条件式(8)的下限值变为0。

在此，对构成本发明的衍射光学元件1的彼此不同的材质、即第一光学材料及第二光学材料的选择标准进行说明。此外，第一光学材料使用高折射率低分散的材料，第二光学材料使用低折射率高分散的材料。并且，按照光前进方向的顺序配置第一光学材料、第二光学材料。在此，上述折射率及分散的高低是相对的。

在本发明的衍射光学元件1中，将设计波长设为d线，第一、二光学材料相对于d线的折射率为nd1、nd2，光栅高度为h，d线的波长为λd时，满足下式(9)：

(nd1-nd2)h＝λd  ...(9)。

上式(9)是d线的闪耀(blaze)条件的表达式，此时相对于λd的衍射效率最大。在此，如果给出了nd1、nd2及λd，则可确定光栅高度h，可表示为下式(10)：

h＝λd/(nd1-nd2)  ...(10)。

而本发明的衍射光学元件1，为了在(白色光等)较宽的波长区域获得良好的衍射效率，优选在d线以外的波长中也可满足闪耀条件。因此，作为d线以外的波长选择C线、F线，设第i光学材料(i＝1，2)相对于C线、F线的折射率为nCi、nFi，C线、F线的波长为λC、λF时，假定满足C线、F线的闪耀条件的表达式、即下式(11)、(12)：

(nC1-nC2)h＝λC  ...(11)

(nF1-nF2)h＝λF  ...(12)。

用上式(12)两边减去上式(11)两边，获得下式(13)：

(nF1-nF2)h-(nC1-nC2)h＝λF-λC  ...(13)。

整理上式(13)，可获得下式(14)：

{(nF1-nF2)-(nC1-nC2)}＝(λF-λC)/h...(14)。

在此，利用式(10)从上式(14)中消去h，则获得下式(15)：

{(nF1-nF2)-(nC1-nC2)}＝(λF-λC)·(nd1-nd2)/λd...(15)。

进一步整理上式(15)，可用下式(16)表示：

(nd1-nd2)/{(nF1-nF2)-(nC1-nC2)}＝λd/(λF-λC)...(16)。

在上式(16)的右边，分别代入d＝0.587562μm，λF＝0.486133μm，λC＝0.656273μm，获得下式(17)：

(nd1-nd2)/{(nF1-nF2)-(nC1-nC2)}＝-3.453403  ...(17)。

在上式(17)中，设Δnd＝nd1-nd2、{(nF1-nF2)-(nC1-nC2)}＝{(nF1-nC1)-(nF2-nC2)}＝Δ(nF-nC)时，可用下式(18)表示：

Δnd/Δ(nF-nC)＝-3.453403  ...(18)。

上式(18)的右边，为由选择的波长(在此为d线、C线及F线)确定的值(衍射光学元件的阿贝数自身)，其表示以尽量接近式(18)的关系的方式选择构成本发明的衍射光学元件1的第一光学材料及第二光学材料即可。具体而言，在图7所示的(nF-nC)/nd图上，只要选定可尽量满足式(18)的第一光学材料及第二光学材料的组合即可。通过使用根据这种选择标准选择的光学材料，本发明的衍射光学元件1可在较宽的波长区域下获得良好的衍射效率。并且，在下述第一及第二实施例的衍射光学元件中，如图7的(1)～(3)所示，使用了基于上述选择标准的光学材料。并且在图7中，作为一例用直线A、B表示式(18)的关系。

并且，上述条件式(18)优选满足下式(19)所示的范围：

-10.0＜Δnd/Δ(nF-nC)＜-1.0...(19)。

该条件式(19)，是用于在本衍射光学元件1中在较宽的波长区域下进一步提高衍射效率的条件。通过满足该条件式(19)，可获得充分的实用性能。另一方面，如果超过条件式(19)的上限值或者低于其下限值，产生在较宽的波长区域中无法获得平稳的衍射效率的问题，其结果是出现因衍射光导致闪耀的产生变大、损坏画质等问题。并且在本衍射光学元件1中，为了获得更高的效率，优选使条件式(19)为-3.0～-9.0的范围。

并且，本发明的衍射光学元件中，作为第一紫外线固化树脂(高折射率低分散材料)所使用的材料，具体而言包括：包含具有脂肪环的丙烯酸酯和硫醇化合物的烯-硫醇(enthiol)反应生成物的紫外线固化树脂。并且，作为第二紫外线固化树脂(低折射率高分散材料)所使用的材料，具体而言包括：包含在分子中含有氟原子的丙烯酸酯、及分子中具有多个苯骨架的丙烯酸酯的混合物的紫外线固化树脂。这里所述的折射率及分散的高低是相对的。

以下对本发明涉及的衍射光学元件1(在本实施方式中为圆盘状)的制造步骤进行说明。首先，准备好预先形成了预定形状的衍射光栅槽30的第一模具50、及预先形成有预定面的基板玻璃60(是透过下述紫外线UV的材料)。并且，准备充分加热而具有可塑性的第一紫外线固化树脂10’。第一紫外线固化树脂10’使用下述实施例所示的树脂即可。

接着，在基板玻璃60上滴落充分加热而具有了可塑性的上述第一紫外线固化树脂10’(参照图2(A))。并且，将形成了衍射光栅槽30的第一模具50抵接到滴落的第一紫外线固化树脂10’上(参照图2(b))。进一步，通过从基板玻璃60一侧照射紫外线UV，使第一紫外线固化树脂10’固化(参照图2(C))。并且，将固化的第一紫外线固化树脂10’从第一模具50及基板玻璃60取出(参照图2(D))。这样一来，第一模具50上形成的衍射光栅槽30的形状转印到第一紫外线固化树脂10’，形成第一衍射光学元件10。

接着，在通过以上步骤制造的第一衍射光学元件10的形成了衍射光栅槽30的面上，滴落适量的液状的第二紫外线固化树脂20’(参照图2(E))。该第二紫外线固化树脂20’可使用下述实施例所示的树脂。在滴落的第二紫外线固化树脂20’中，在和形成了衍射光栅槽30的面相反侧的面上，抵接面形成用的第二模具70(参照图2(F))。进一步，通过照射紫外线UV，使第二紫外线固化树脂20’固化(参照图2(G))。这样一来，形成和第一衍射光学元件10紧密粘合的第二衍射光学元件20。最后，取出面形成用的第二模具70后，完成由第一衍射光学元件(第一紫外线固化树脂)10和第二衍射光学元件(第二紫外线固化树脂)20构成的本发明的粘合多层型衍射光学元件1(参照图2(H))。

上述衍射光学元件1的制造方法，是多层的衍射光学元件的制造方法，同时在所有步骤中，形成衍射光栅槽的步骤中仅仅是在第一衍射光学元件(第一紫外线固化树脂)10上形成衍射光栅槽30的步骤，必须预先形成的模具有一个即可(在这里是第一模具50)。因此，根据本发明的衍射光学元件的制造方法，可通过简单的制造步骤、较低的成本制造粘合多层型的衍射光学元件。

并且，本发明的衍射光学元件不限于上述实施例。例如，本衍射光学元件中，可以不象上述实施例一样使衍射光栅槽在平面上形成，也可在曲面上形成。图3(A)表示衍射光栅槽30形成在具有凸出形状的曲面上的例子，图3(B)表示衍射光栅槽30形成在具有凹陷形状的曲面上的例子。

并且，本发明的衍射光学元件中，特定次数的衍射光可集中在一点上如透镜一样使用，这种情况下，本衍射光学元件整体做成圆盘状。并且，本衍射光学元件的截面形状，如图1所示可以是平行平板状，也可以如图3(A)、(B)所示一样为透镜状。

第一实施例

在本实施例中，在第一紫外线固化树脂10中使折射率nd1为1.55349、分散值νd1为50.41(图7中的点(1))，在第二紫外线固化树脂20中使折射率nd2为1.52409、分散值νd2为36.32(图7中的点(2))，并使衍射光栅槽30的高度h为20μm、第一紫外线固化树脂的中心厚度t1为100μm、第二紫外线固化树脂的中心厚度t2为200μm、基板的曲率半径R为+12nm。在下表1中，表示第一实施例中和上述条件式(1)～(8)及(19)对应的值。

(表1)

(1)nd1＝1.55349

(2)νd1＝50.41(且nF1-nC1＝0.01098)

(3)nd2＝1.52409

(4)νd2＝36.32(且nF2-nC2＝0.01443)

(5)(nd1-nd2)/(νd1-νd2)＝0.0020866

(6)h＝20μm

(7)t1/t2＝2.0

(8)1/R＝0.08333

(19)Δnd/Δ(nF-nC)＝-8.52174

因而在本实施例中，可发现满足了所有上述条件式(1)～(8)及(19)。图4所示的曲线A及B表示将各个衍射光栅槽的高度设定为使d线(波长＝587.562nm)下衍射效率为100％时的情况，曲线A表示相对于衍射光栅的入射角度为0°入射时的衍射效率，曲线B表示相对于衍射光栅的入射角度为4.586°入射时的衍射效率。这种结构的本实施例中的衍射光学元件在从g线到C线的波长区域中，可获得0.97或其以上的高衍射效率(光强度)。

第二实施例

在本实施例中，在第一紫外线固化树脂10中使折射率nd1为1.55349、分散值νd1为50.41(图7中的点(1))，在第二紫外线固化树脂20中使折射率nd2为1.52987、分散值νd2为35.44(图7中的点(3))，并使衍射光栅槽30的高度h为25μm、第一紫外线固化树脂的中心厚度t1为200μm、第二紫外线固化树脂的中心厚度t2为100μm、基板的曲率半径R为+300mm。在下表2中，表示第二实施例中和上述条件式(1)～(8)及(19)对应的值。

(表2)

(1)nd1＝1.55349

(2)νd1＝50.41(且nF1-nC1＝0.01098)

(3)nd2＝1.52987

(4)νd2＝35.44(且nF2-nC2＝0.01495)

(5)(nd1-nd2)/(νd1-νd2)＝0.0015778

(6)h＝25μm

(7)t1/t2＝0.5

(8)1/R＝0.003333

(19)Δnd/Δ(nF-nC)＝-5.94962

在本实施例中，可发现满足了所有上述条件式(1)～(8)及(19)。图5所示的曲线A及B表示将各个衍射光栅槽的高度设定为使d线(波长λ＝587.562nm)下衍射效率为100％时的情况，曲线A表示相对于衍射光栅的入射角度为0°入射时的衍射效率，曲线B表示相对于衍射光栅的入射角度为4.586°入射时的衍射效率。这种结构的本实施例中的衍射光学元件在从g线到C线的波长区域中，可获得0.95或其以上的高衍射效率(光强度)。

Claims (22)

1.一种衍射光学元件，是由彼此不同的材质通过同一衍射光栅槽相接而成，其特征在于，

上述彼此不同的材质的一个是第一紫外线固化树脂，

上述彼此不同的材质的另一个是和上述第一紫外线固化树脂不同的第二紫外线固化树脂，

设上述第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、上述第一紫外线固化树脂的分散值为vd1时，满足下式的条件：

1.50≤nd1≤1.60

45≤vd1≤65；

并且，设上述第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、上述第二紫外线固化树脂的分散值为vd2时，满足下式的条件：

1.45≤nd2≤1.54

vd2≤45。

2.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、上述第一紫外线固化树脂的分散值为vd1、上述第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、上述第二紫外线固化树脂的分散值为vd2时，满足下式的条件：

0.0005≤(nd1-nd2)/(vd1-vd2)≤0.03。

3.根据权利要求2所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述衍射光栅槽的高度为h时，满足下式的条件：

h≤50μm。

4.根据权利要求3所述的衍射光学元件，其特征在于，上述衍射光学元件的最小间距为80μm或其以上。

5.根据权利要求4所述的衍射光学元件，其特征在于，上述第一紫外线固化树脂和上述第二紫外线固化树脂在光轴上的厚度和为1000μm或其以下。

6.根据权利要求5所述的衍射光学元件，其特征在于，上述第一紫外线固化树脂及上述第二紫外线固化树脂，任意一个在光轴上的厚度均为500μm或其以下。

7.根据权利要求6所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述第一紫外线固化树脂的中心厚度为t1、上述第二紫外线固化树脂的中心厚度为t2时，满足下式的条件：

0.2＜t1/t2＜5.0。

8.根据权利要求7所述的衍射光学元件，其特征在于，设构成具有上述第一紫外线固化树脂的衍射光学元件的基板的曲率半径为R时，满足下式的条件：

0≤1/R＜0.1(1/mm)。

9.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述衍射光栅槽的高度为h时，满足下式的条件：

h≤50μm。

10.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，上述衍射光学元件的最小间距为80μm或其以上。

11.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，上述第一紫外线固化树脂和上述第二紫外线固化树脂在光轴上的厚度和为1000μm或其以下。

12.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，上述第一紫外线固化树脂及上述第二紫外线固化树脂，任意一个在光轴上的厚度均为500μm或其以下。

13.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述第一紫外线固化树脂的中心厚度为t1、上述第二紫外线固化树脂的中心厚度为t2时，满足下式的条件：

0.2＜t1/t2＜5.0。

14.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，设构成具有上述第一紫外线固化树脂的衍射光学元件的基板的曲率半径为R时，满足下式的条件：

0≤1/R＜0.1(1/mm)。

15.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、C线下的折射率为nC1、F线下的折射率为nF1、上述第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、C线下的折射率为nC2、F线下的折射率为nF2、Δnd＝nd1-nd2、Δ(nF-nC)＝{(nF1-nC1)-(nF2-nC2)}时，满足下式的条件：

-10.0＜Δnd/Δ(nF-nC)＜-1.0。

16.根据权利要求15所述的衍射光学元件，其特征在于，设上述衍射光栅槽的高度为h时，满足下式的条件：

h≤50μm。

17.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，上述第一紫外线固化树脂，包括具有脂肪环的丙烯酸酯和硫醇化合物的烯-硫醇反应生成物，上述第二紫外线固化树脂，包括在分子中包含氟原子的丙烯酸酯、及分子中具有多个苯骨架的丙烯酸酯的混合物。

18.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，上述衍射光栅槽在平面上形成。

19.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，上述衍射光栅槽在曲面上形成。

20.根据权利要求19所述的衍射光学元件，其特征在于，上述曲面具有凸面的形状。

21.根据权利要求19所述的衍射光学元件，其特征在于，上述曲面具有凹面的形状。

22.一种衍射光学元件的制造方法，其特征在于，具有以下步骤：

将第一或第二中的任意一个紫外线固化树脂滴落到基板上，并利用形成了衍射光栅槽的模具压制成型；

向上述被压制成型的一个紫外线固化树脂照射紫外线，使上述被压制成型的一个紫外线固化树脂固化；

从上述模具中取出上述固化了的一个紫外线固化树脂；

将上述第一或上述第二中的另一个紫外线固化树脂滴落到上述所取出的一个紫外线固化树脂的形成了衍射光栅槽的面一侧；以及

向上述滴落的另一个紫外线固化树脂照射紫外线，

设上述第一紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd1、上述第一紫外线固化树脂的分散值为vd1时，满足下式的条件：

1.50≤nd1≤1.60

45≤vd1≤65；

并且，设上述第二紫外线固化树脂的d线下的折射率为nd2、上述第二紫外线固化树脂的分散值为vd2时，满足下式的条件：

1.45≤nd2≤1.54

vd2≤45。

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