CN111796351A - 衍射光学元件、光学设备和成像装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及衍射光学元件、光学设备和成像装置。一种衍射光学元件包括第一基材和设置在第一基材上的两个不同的树脂部件:作为两个树脂部件中的一个树脂部件的第一树脂部件,该第一树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nA和溶胀率α;以及作为两个树脂部件中的另一个树脂部件的第二树脂部件,该第二树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nB和溶胀率β,其中nA、nB、α和β满足关系nA>nB和2≤β/α≤16。
Description
技术领域
本公开涉及在静止和视频相机中使用的衍射光学元件,并且涉及使用该衍射光学元件的光学设备和成像装置。
背景技术
已知用于透镜的使用具有不同光学特性的两种不同类型的树脂的常规衍射光学元件。这种衍射光学元件利用衍射光学系统和折射光学系统之间的相反的色差特性,显著地减小了整个透镜系统的大小和重量。随着近来诸如静止和视频相机之类的光学设备的图像质量的增加,透镜所需的光学性能水平也在增加。
例如,如在日本专利申请特许公开No.2009-46658中所讨论的,诸如氧化锆和氧化钛之类的纳米级无机颗粒分散在形成衍射光学元件的两种不同类型的树脂中。分散的目的是为了提高设计树脂的折射率和阿贝数的自由度。但是,在树脂中包含无机颗粒导致树脂的粘度的增加、制造工艺的复杂性的增加以及工艺成本的增加。
为了使工艺成本相对低,在不向树脂添加无机颗粒的情况下制造衍射光学元件。WO2017/179476讨论了使用包含提供高折射率和高色散的硫醇化合物(thiol compound)的固化树脂的衍射光学元件。
但是,为了通过使用不含无机颗粒的树脂来提高衍射光学元件的衍射效率,有必要增加衍射光栅的光栅高度。另外,许多不含无机颗粒的树脂提供低玻璃化转变温度,并且可能吸水。当衍射光学元件被暴露于高温度和高湿度环境达延长的时间段时,由于吸水引起的体积扩张改变了树脂的折射率和光栅高度,并且因此导致衍射光学元件的劣化的衍射效率。
发明内容
根据本公开的一方面,一种衍射光学元件包括第一基材(base material)和设置在第一基材上的两个不同的树脂部件:作为两个树脂部件中的一个树脂部件的第一树脂部件,该第一树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nA和溶胀率(swelling rate)α;以及作为两个树脂部件中的另一个树脂部件的第二树脂部件,该第二树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nB和溶胀率β,其中nA、nB、α和β满足关系nA>nB和2≤β/α≤16。
本公开的其它特征将从以下参考附图对示例性实施例的描述变得清楚。
附图说明
图1是图示根据本公开的衍射光学元件的示例性实施例的示意图。
图2A至图2D是图示根据本公开的用于制造衍射光学元件的方法的示例性实施例的示意图。
图3是图示根据本公开的成像装置的示例性实施例的示意图。
图4A至图4C是图示用于制造用于评估在根据本公开的衍射光学元件中使用的树脂的光学特性的样品的方法的示意图。
图5图示了根据示例性实施例和比较示例的溶胀率比例(β/α)与相位差变化之间的关系。
图6是图示根据比较示例的衍射光学元件的示意图。
具体实施方式
[衍射光学元件]
图1是图示根据本公开的衍射光学元件的示例性实施例的俯视图和侧视图。
衍射光学元件100包括第一基材10、具有衍射光栅形状的第一树脂部件1、具有衍射光栅形状的第二树脂部件2和第二基材11。第一树脂部件1、第二树脂部件2和第二基材11按此顺序被层压在第一基材10上。第一树脂部件1和第二树脂部件2彼此紧密接触。第一树脂部件1具有相对于d线的折射率nA。第二树脂部件2具有相对于d线的折射率nB。以下将以其中第一树脂部件1的折射率nA高于第二树脂部件2的折射率nB(即,nA>nB)的示例为中心来描述本公开。
(基材)
第一基材10是由玻璃或塑料制成的透明材料。可用的玻璃的示例包括S-LAH55(来自OHARA公司)和S-FPL51(来自OHARA公司)。S-LAH55是基于镧的高折射率低色散玻璃,并且S-FPL51是超低色散玻璃。在图1中,第一基材10与第一树脂部件1接触的平面具有球形形状。但是,该平面可以具有平板形状。
在图1中,第二基材11设置在第二树脂部件2上。但是,第二基材11可以被省略。是否使用第二基材11可以根据期望的光学特性来确定。第二基材11可以是例如以与第一基材10相同的方式由玻璃或塑料制成的透明基板。
(第一树脂部件)
第一树脂部件1由用于光学应用的透明无色树脂制成。为了获取衍射光学元件100的期望的光学特性,将树脂的折射率和阿贝数与形成第二树脂部件2的树脂的折射率和阿贝数(在下面描述)一起设计。通过以下公式(1)计算阿贝数,该阿贝数是表示可见光区域(波长为从468.1nm至656.3nm)中的折射率的梯度的指数。
阿贝数ν=(nd-1)/(nf-nc), (1)
其中nd是相对于d线(587.6nm)的折射率,nf是相对于f线(486.1nm)的折射率,以及nc是相对于c线(656.3nm)的折射率。
形成第一树脂部件1的树脂具有相对于d线的折射率nA。第一树脂部件1的折射率nA高于第二树脂部件2的折射率nB,即,关系nA>nB成立。第一树脂部件1的折射率nA为例如1.55以上且1.65以下。
第一树脂部件1的阿贝数νA大于第二树脂部件2的阿贝数νB,即,关系νA>νB成立。更具体而言,相比于第二树脂部件2所提供的折射率和色散,第一树脂部件1提供更高的折射率和更低的色散。换句话说,相比于第一树脂部件1所提供的折射率和色散,第二树脂部件2提供更低的折射率和更高的色散。第一树脂部件1的阿贝数为例如33以上且47以下。
第一树脂部件1的溶胀率α小于第二树脂部件2的溶胀率β,即,关系2≤β/α≤16成立。在具有高折射率的第一树脂部件1的溶胀率α与具有低折射率的第二树脂部件2的溶胀率β之间成立的关系2≤β/α≤16使得有可能提供具有即使衍射光学元件被暴露于高温度和高湿度环境(例如,60℃温度和70%湿度)达延长的时间段也几乎不变的衍射效率的衍射光学元件。溶胀率是当材料吸水时发生的体积变化,其以百分比表示。
形成第一树脂部件1的树脂包含硫醇化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物((meta)acrylate compound),以提供高折射率和低色散。第一树脂部件1是通过使包含硫醇化合物的单体和/或低聚体以及(甲基)丙烯酸酯的单体和/或低聚体的未固化的第一树脂组合物1a固化来获得的。第一树脂组合物1a是能量可固化树脂。能量可固化树脂是当在未固化状况下被施加光能和/或热能时被固化的树脂。
用于形成第一树脂部件1的第一树脂组合物1a中包含的硫醇化合物的示例包括4-巯基甲基-3,6-二硫杂-1,8-辛烷二硫醇(4-mercapto methyl-3,6-dithia-1,8-octanedithiol)、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷(4-mercapto methyl-1,8-dimercapto-3,6-dithiaoctane)(4-巯甲基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇(4-mercaptomethyl-3,6-dithia-1,8-octanedithiol))、4,8-双(巯甲基)-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷(4,8-bis(mercaptomethyl)-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane)(4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷(4,8-dimercapto methyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane))和5,7-双(巯甲基)-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷(5,7-bis(mercaptomethyl)-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane)(5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷(5,7-dimercapto methyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane))。
用于形成第一树脂部件1的第一树脂组合物1a中包含的(甲基)丙烯酸酯化合物的示例包括三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(tris(2-acryloxy ethyl)isocyanurate)、低聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(oligoethylene glycol di(meta)acrylate)、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯(dimethylol tricyclo decane di(meta)acrylate)、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane tri(meta)acrylate)、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tetra(meta)acrylate)和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol hexa(meta)acrylate)。
从降低第一树脂部件1的溶胀率的观点出发,期望的是第一树脂组合物1a具有少量的亲水基,该亲水基包括羟基、羧酸基和氨基。因此,作为上述基于(甲基)丙烯酸酯的化合物,三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯是期望的。
还期望的是树脂组合物1a中的硫醇化合物的比例在30质量%以上且80质量%以下的范围内。在这个范围内的硫醇化合物的含量比例提供良好的光学特性和成型性(moldability)。小于30质量%的硫醇化合物的含量比例可以使得不可能增加折射率。另一方面,超过80质量%的硫醇化合物的含量比例可以使得在形成第一树脂部件1时成型性不足。
用于形成第一树脂部件1的第一树脂组合物1a包含聚合引发剂。聚合引发剂也可以是光聚合引发剂或热聚合引发剂,这可以通过所选择的制造工艺来确定。但是,在利用其可以容易地制造衍射光栅形状的复制成型中,期望的是第一树脂组合物1a包含光聚合引发剂。光聚合引发剂的示例包括2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholino phenyl)-1-butanone)、1-羟基-环己基-苯基-甲酮(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(bis(2,4,6-trimethyl benzoyl)-phenyl phosphine oxide)、4-苯基二苯甲酮(4-phenylbenzophenone)、4-苯氧基二苯甲酮(4-phenoxy benzophenone)、4,4'-二苯基二苯甲酮(4,4'-diphenyl benzophenone)和4,4'-二苯氧基二苯甲酮(4,4'-diphenoxybenzophenone)。从第一树脂部件1的良好透明性的观点出发,1-羟基-环己基-苯基-甲酮是期望的。
期望的是光聚合引发剂的含量比例为整个第一树脂组合物1a的0.01质量%以上且10质量%以下。取决于与低聚体的反应性和光固化时辐射的波长,可以使用仅一种类型的光聚合引发剂。也可以一起使用两种或更多种类型的光聚合引发剂。
期望的是第一树脂部件1的玻璃化转变温度(Tg)等于或低于第二树脂部件2的玻璃化转变温度。
第一树脂部件1具有衍射光栅形状。当从层压方向平面地观看时,该衍射光栅形状由包括围绕光轴O的多个圆的同心浮雕图案(relief pattern)形成。浮雕图案中的光栅间距(grating pitch)在衍射光学元件的中心附近宽,并且随着到外围边缘部分的距离减小而减小。这种构造的目标是产生光的会聚和发散作用。衍射光栅的高度为例如10μm以上且30μm以下。在这个范围内的高度使得更容易获得足够的光学性能,并且使得在脱模时难以产生光栅的变形。作为第一树脂部件1的光栅高度的基准的基部的厚度为例如10μm以上且250μm以下。衍射光栅间距为例如100μm以上且5mm以下。间距的数量为50以上且100以下。
期望的是第一树脂部件1和第一树脂组合物1a不包含无机颗粒。如果第一树脂组合物1a包含无机颗粒,那么第一树脂组合物1a的粘度增加,这可能增加工艺成本。
(第二树脂部件)
类似于形成第一树脂部件1的树脂,形成第二树脂部件2的树脂是用于光学的透明无色树脂。为了获取衍射光学元件100的期望的光学特性,将树脂的折射率和阿贝数与形成第一树脂部件1的树脂的折射率和阿贝数一起设计。
形成第二树脂部件2的树脂具有相对于d线的折射率nB。第二树脂部件2的折射率nB低于第一树脂部件1的折射率nA,并且为例如1.50以上且1.60以下。
第二树脂部件2的阿贝数νB低于第一树脂部件1的阿贝数νA,并且为例如19以上且35以下。
形成第二树脂部件2的树脂包含具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物和/或氟(甲基)丙烯酸酯化合物,以提供低折射率和高色散。第二树脂部件2是通过使包含具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物的单体和/或低聚体的未固化的第二树脂组合物2a固化来获得的。第二树脂组合物2a包含(甲基)丙烯酸酯化合物的单体和/或低聚体以及/或者氟(甲基)丙烯酸酯化合物的单体和/或低聚体。第二树脂组合物2a以与第一树脂组合物1a相同的方式为能量可固化树脂。
用于形成第二树脂部件2的第二树脂组合物2a中包含的具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物的示例包括9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(9,9-bis[4-(2-acryloyloxyethoxy)phenyl]fluorene)。
用于形成第二树脂部件2的第二树脂组合物2a中包含的(甲基)丙烯酸酯化合物的示例包括三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、低聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
在用于形成第二树脂部件2的第二树脂组合物2a中不仅可以包含上述化合物,而且还可以包含低聚体。低聚体的类型不限于特定类型。低聚体的示例包括氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。
第二树脂部件2的溶胀率可以通过选择上述芳香族二醇化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物和低聚体类型来调整。例如,在氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯中,吸水系数随着具有亲水性的酯键的数量增加而增加。因此,通过适当地选择具有酯键与烷基之间的不同比例的聚酯的类型和量,可以使第二树脂部件2的溶胀率大于第一树脂部件1的溶胀率。可以选择具有多个亲水基(诸如羟基、羧酸基和氨基)的芳香族二醇化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物和低聚体。
期望的是,树脂组合物2a中的芳香族二醇化合物的含量比例为30质量%以上。这使得更容易增加第二树脂部件2的阿贝数,并且使得有可能增加衍射光学元件100的衍射效率。
用于形成第二树脂部件2的第二树脂组合物2a包含聚合引发剂。类似于第一树脂组合物1a的情况,聚合引发剂也可以是光聚合引发剂或热聚合引发剂,这可以根据所选择的制造工艺来确定。但是,在利用其可以容易地制造衍射光栅形状的复制成型中,期望的是第二树脂组合物2a包含光聚合引发剂。光聚合引发剂的示例包括2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、1-羟基-环己基-苯基-甲酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、4-苯基二苯甲酮、4-苯氧基二苯甲酮、4,4'-二苯基二苯甲酮和4,4'-二苯氧基二苯甲酮。从第二树脂部件2的良好透明性的观点出发,1-羟基-环己基-苯基-甲酮是期望的。
类似于第一树脂组合物1a的情况,期望的是光聚合引发剂的含量比例为整个第二树脂组合物2a的0.01质量%以上且10质量%以下。取决于与低聚体的反应性和光固化时辐射的波长,可以使用仅一种类型的光聚合引发剂。也可以一起使用两种或更多种类型的光聚合引发剂。
期望的是第一树脂部件1的玻璃化转变温度(Tg)低于第二树脂部件2的玻璃化转变温度。第一树脂部件1的玻璃化转变温度优选地为70℃以下,以及更优选地为60℃以下。
第二树脂部件2的基部厚度为例如10μm以上且250μm以下。根据期望的光学特性,将第二树脂部件2的基部厚度与第一树脂部件1的基部厚度和光栅高度一起适当地设置。
期望的是第二树脂部件2和第二树脂组合物2a不包含无机颗粒。如果第二树脂组合物2a包含无机颗粒,那么第二树脂组合物2a的粘度增加,这可能增加工艺成本。
(由吸水引起的衍射效率变化的机理)
图6是图示根据比较示例的衍射光学元件的示意图。
根据比较示例的衍射光学元件100X包括第一基材10X、具有衍射光栅形状的第一树脂部件1X、具有衍射光栅形状的第二树脂部件2X和第二基材11X。第一树脂部件1X、第二树脂部件2X和第二基材11X按此顺序被层压在第一基材10X上。
形成第一树脂部件1X的第一树脂具有相对于d线的折射率nAX,以及形成第二树脂部件2X的第二树脂具有相对于d线的折射率nBX。折射率nAX高于折射率nBX。根据比较示例的衍射光学元件100X与根据本示例性实施例的衍射光学元件100的不同之处在于,在第一树脂部件1X的溶胀率αX和第二树脂部件2X的溶胀率βX之间成立关系βX/αX<2。
一般而言,在具有彼此紧密接触地层压的两层的衍射光学元件100X中对于波长为λ的光的衍射效率是通过这两层之间的折射率差(即,nAX-nBX)和衍射光栅的光栅部分的光栅高度d的乘积来确定的。
当衍射光学元件100X被置于高温度和高湿度环境达延长的时间段时,第一树脂部件1X和第二树脂部件2X二者都吸水,然后体积扩张。由于第一树脂部件1X和第二树脂部件2X二者都体积扩张至近似相同的程度,因此两个部件的折射率减小。但是,这两个部件之间的折射率差几乎保持不变。但是,由于光栅高度d通过体积扩张而增加,因此两个树脂部件之间的折射率差与光栅高度的乘积在吸水前后发生改变。因此,即使衍射光学元件100X被设计为在吸水之前获得高衍射效率,在吸水之后衍射效率也会减小。
另一方面,在根据本公开的衍射光学元件100中,在具有小折射率的第一树脂部件1的溶胀率α与具有大折射率的第二树脂部件2的溶胀率β之间成立关系2≤β/α≤16。
当衍射光学元件100被置于高温度和高湿度环境达延长的时间段时,第一树脂部件1和第二树脂部件2二者都吸水,然后体积扩张。由于第二树脂部件2的溶胀率β大于第一树脂部件1的溶胀率α,因此第二树脂部件2比第一树脂部件1扩张得更大。由于第一树脂部件1和第二树脂部件2彼此紧密接触地层压,因此第二树脂部件2的扩张伴随着第一树脂部件1的扩张。在这种情况下,由于第二树脂部件2有可能吸水,因此扩张后的体积包含大量比例的水。另一方面,由于第一树脂部件1比第二树脂部件2更不可能吸水,因此扩张后的体积包含少量比例的水,这导致降低的密度。降低的密度使得第一树脂部件1提供的折射率降低比第二树脂部件2的折射率降低更大。因此,吸水后两个树脂部件之间的折射率差小于吸水前两个树脂部件之间的折射率差。衍射效率是通过两个树脂部件之间的折射率差(即,nA-nB)与衍射光栅的光栅部分的光栅高度d的乘积来确定的。因此,即使光栅高度d通过吸水而增加,与根据比较示例的衍射光学元件100X相比,衍射光学元件100也能够实现更大程度地减小衍射效率变化。更具体而言,如果关系2≤β/α≤16成立,那么在将衍射光学元件100置于60℃温度和70%湿度达2000小时之前和之后的衍射效率变化可以小于5%。
在β/α超过16的情况下,当衍射光学元件100被暴露于高温度和高湿度环境达延长的时间段时,两个树脂部件之间的折射率差增加太多,这导致降低的衍射效率。
(修改)
虽然上面已经以其中第一树脂部件1的折射率nA高于第二树脂部件2的折射率nB(nA>nB)的示例为中心描述了本公开,但是本公开也能够适用于其中第一树脂部件1的折射率nA低于第二树脂部件2的折射率nB(nA<nB)的情况。在这种情况下,在具有小折射率的第一树脂部件1的溶胀率α与具有大折射率的第二树脂部件2的溶胀率β之间成立关系2≤α/β≤16。第一树脂部件1的阿贝数小于第二树脂部件2的阿贝数。
[衍射光学元件的制造方法]
图2A至图2D示意性地图示了根据本公开的衍射光学元件的制造方法的示例性实施例。将参考图2A至图2D描述衍射光学元件100的制造工艺。
适量的未固化的第一树脂组合物1a被填充在具有期望衍射光栅形状的反转形状的模具12和第一基材10之间。第一树脂组合物1a被设计为在固化后提供比第二树脂部件2更高的折射率和更低的色散。第一基材10和模具12由脱模固定装置15保持。
然后,模具12和第一基材10被移动以使未固化的第一树脂组合物1a扩张,直到树脂提供期望的厚度并覆盖光学有效部分的外部为止。当填充树脂时,模具12和/或第一基材10可以根据需要而被加压或加热。
随后,光或热能被施加到填充的未固化的第一树脂组合物1a以进行固化。参考图2A,光能是通过使用紫外光源60来施加的。在这种情况下,不仅可以施加光也可以施加热以促进未固化的第一树脂组合物1a的固化反应。
随后,脱模固定装置15被移动以释放模具12以形成第一树脂部件1。第一树脂部件1由固化的第一树脂组合物1a制成,并具有衍射光栅形状。
另外,与形成在其上的第一树脂部件1附接的第一基材10由成型固定装置16支撑。然后,适量的未固化的第二树脂组合物2a被填充在第一树脂部件1的衍射光栅形状与第二基材11之间。由于衍射光学元件100的制造工艺的目标是形成第二树脂部件2,因此可以使用与模具12不同的模具来代替第二基材11。
如图2D中所示,然后,使未固化的第二树脂组合物2a扩张,直到树脂提供期望的厚度并覆盖光学有效部分的外部为止。另外,通过使用光源60将光和热能施加到填充的未固化的第二树脂组合物2a,以形成第二树脂部件2。第二树脂部件2由固化的第二树脂组合物2a制成并且具有衍射光栅形状。
衍射光学元件100可以通过上述工艺来制造。
在形成第二树脂部件2之后,第二基材11可以被分离。
[成像装置]
图3图示了根据本公开的根据成像装置的优选示例性实施例的单透镜反光数字相机的构造。如图3中所示,相机主体602和作为光学设备的镜筒601被组合。镜筒601是所谓的可互换透镜,其可附接到相机主体602并可从相机主体602拆卸。
来自被摄体的光通过光学系统,该光学系统包括在镜筒601的壳体620中设置在成像光学系统的光轴上的多个透镜603和605。然后,光被图像传感器610接收。根据本公开的衍射光学元件可以被用在例如透镜605中。
透镜605由内筒604支撑,并且相对于镜筒601的外筒被可移动地支撑,以进行聚焦或变焦。
在图像捕获之前的观察时段中,来自被摄体的光被设置在相机主体602的壳体621中的主镜607反射。然后,光穿过棱镜611并到达取景器透镜(finder lens)612,这允许拍摄者通过取景器透镜612查看捕获的图像。主镜607是例如半透明镜。穿过主镜607的光被副镜608在自动聚焦(AF)单元613的方向上反射。这个反射光被用于例如距离测量。主镜607通过粘合被附接到主镜保持器640并由主镜保持器640支撑。在图像捕获时,通过驱动机构(未示出)将主镜607和副镜608移出光路。然后,快门609被打开以在图像传感器610上形成从镜筒601进入的光的捕获图像。光圈606被构造为通过改变开口面积来改变图像捕获时的亮度和焦点深度。
示例性实施例:
首先,将描述用于评估本公开的衍射光学元件的方法。
<d线折射率/阿贝数>
我们制备了光学特性评估样品,并且评估了根据示例性实施例和比较示例的衍射光学元件的第一树脂部件1和第二树脂部件2的折射率和阿贝数。即使在不使用光学特性评估样品的情况下,也可以评估折射率和阿贝数。在这种情况下,基材被从衍射光学元件移除,然后树脂材料被取出。首先,将描述制备用于光学特性评估的样品的工艺。
如图4A中所示,具有500μm厚度的间隔件9和作为测量目标的未固化的树脂组合物5a(树脂的原材料)被设置在具有1mm厚度的玻璃4(BK7)上。通过经由间隔件9将具有1mm厚度的石英玻璃8放置在上述构造上,使未固化的树脂组合物5a扩张。
接下来,如图4B中所示,间隔件9被移除。随后,如图4C中所示,使用高压汞灯(来自HOYA CANDEO OPTRONICS的UL750)作为光源18以20mW/cm2的照度(条件50J)通过石英玻璃8照射树脂组合物5a达2500秒。在固化树脂组合物5a之后,移除石英玻璃8,然后使树脂组合物5a在80℃退火达16小时,以制备用于光学特性评估的样品。固化的树脂的形状为500μm厚,并且在玻璃平面内的大小为5mm×20mm。
对于获得的样品,使用折射计(来自Shimazu公司的KPR-30)从玻璃4侧相对于f线(486.1nm)、d线(587.6nm)和c线(656.3nm)针对每个波长测量折射率。
通过使用以下公式(1),基于测量的波长中的每一个的折射率计算阿贝数ν:
阿贝数ν=(nd-1)/(nf-nc) (1)
<测量溶胀率>
我们制备溶胀率评估样品,并且评估了根据示例性实施例和比较示例的衍射光学元件的第一树脂部件1和第二树脂部件2的溶胀率。即使在不使用溶胀率评估样品的情况下,也可以评估这些溶胀率。在这种情况下,基材被从衍射光学元件移除,然后树脂材料被取出。用与用于光学特性评估的样品相同的过程制备用于溶胀率评估的样品。
首先,用光学显微镜测量制备的样品的尺寸以计算体积。随后,该样品被放入填充有纯净水的烧杯中,然后浸入其中达24小时。此后,再次用光学显微镜测量制备的样品的尺寸以计算体积。将在将样品浸入纯净水中之后的体积除以在将样品浸入纯净水中之前的体积,然后商被以百分比表示为溶胀率。
还计算了第二树脂部件2的溶胀率β与第一树脂部件1的溶胀率α的比例,即,β/α。
<测量玻璃化转变温度>
我们制备了用于玻璃化转变温度评估的样品,并评估了根据示例性实施例和比较示例的衍射光学元件的第一树脂部件1和第二树脂部件2的玻璃化转变温度。即使在不使用用于玻璃化转变温度评估的样品的情况下,也可以评估玻璃化转变温度。在这种情况下,基材被从衍射光学元件移除,然后树脂材料被取出。用与用于光学特性评估样品相同的过程制备用于玻璃化转变温度评估的样品。
我们用差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)(来自PerkinElmer公司的Pyris1)在制备的样品被支撑的同时以5℃/s的升温速率和从-20℃至150℃的测量温度评估了制备的样品。我们将吸热反应的峰确定为玻璃化转变温度。
<评估衍射效率>
我们用自动光学元件测量装置(来自Bunkoukeiki有限公司的ASP-32)测量了根据示例性实施例和比较示例的衍射光学元件的衍射效率。用点光(spot light)照射衍射光学元件,并测量透射光的光量。随后,测量作为设计阶数(order)的一阶的衍射光的光量。设计阶数的光量与总透射光量的比例被以百分比表示为衍射效率。
我们将根据示例性实施例和比较示例的衍射光学元件置于被设置为60℃温度和70%湿度的恒温浴中。在经过2000小时之后,我们取出了衍射光学元件并评估了衍射效率变化。我们还评估了在将衍射光学元件浸入恒温浴之前和之后的相位差(例如,两个树脂部件之间的折射率差与光栅高度的乘积)的变化。
<调整第一树脂组合物1a>
我们制备了例如硫醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第一树脂组合物1a。我们将以下化合物放入瓶中并混合这些化合物:52.5质量份的4-巯基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇(4-mercapto-3,6-dithia-1,8-octanedithiol)作为硫醇化合物,30质量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和0.1质量份的三乙胺。
在混合之后,将混合物在23℃搅拌达72小时以调整粘度,然后通过吸附剂过滤混合物以消除三乙胺。我们添加了15.5质量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯和2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮。然后,我们将这些材料均匀地混合以获得第一树脂组合物1a。
<调整第二树脂组合物2a>
我们制备了例如具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:45质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,38质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和15质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,并将这些材料均匀地混合以获得第二树脂组合物2a。
<制造衍射光学元件>
衍射光学元件是通过使用图2A至2D所示的制造方法来制造的。
首先,如图2A中所示,未固化的第一树脂组合物1a被制备在具有衍射光栅形状的模具12上。具有2mm厚度的由玻璃制成的第一基材10被设置在第一树脂组合物1a上。随后,通过使用高压汞灯60(来自HOYA CANDEO OPTRONICS的EXECURE250)作为光源,以14.2mW/cm2至20mW/cm2的光强度照射第一树脂组合物1a达600秒至850秒。
接下来,如图2B中所示,模具12被释放,然后在大气中在80℃退火达72小时,以形成具有衍射光栅形状的第一树脂部件1。衍射光栅的光栅高度为19.4μm。衍射光栅的基部厚度(从玻璃到光栅谷的距离)为50μm,以及光栅间距为200μm。
随后,如图2C中所示,其上形成有第一树脂部件1的第一基材10由成型固定装置16支撑。未固化的第二树脂组合物2a被滴在第一树脂部件1的衍射光栅形状上。如图2D中所示,平板玻璃的第二基材11被放在第二树脂组合物2a上。然后,第二树脂组合物2a被延伸以使得第二树脂部件2的径向长度从第一树脂部件1的径向端部到达300μm位置。
最后,通过使用高压汞灯(来自HOYA CANDEO OPTRONICS的UL750)作为光源60,用具有20mW/cm2的照度(条件50J)的光通过石英玻璃8照射这个样品达2500秒。在固化第二树脂组合物2a之后,使第二树脂组合物2a在80℃退火达72小时以获得第二树脂部件2。因此,我们获得了衍射光学元件1000。第二树脂部件2距离第一树脂部件1的光栅顶点为50μm厚。
<评估结果>
在根据第一示例性实施例的衍射光学元件中,设置在第一基材上的第一树脂部件1的折射率和阿贝数分别为1.622和39。设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.588和30。
根据第一示例性实施例,第一树脂部件1的溶胀率为0.08%。第二树脂部件2的溶胀率为0.66%。因此,第一树脂部件1的溶胀率与第二树脂部件2的比例为8.3。
根据第一示例性实施例,第一树脂部件1的玻璃化转变温度为52℃。第二树脂部件2的玻璃化转变温度为90℃。
根据第一示例性实施例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率保持在96%不变。相位差变化为-4nm。
第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于第二树脂部件2的组成。除了用于第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备和评估了根据第二示例性实施例的衍射光学元件。
<调整第二树脂组合物2a>
我们制备了例如具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:45质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,43质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和10质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,然后将这些材料均匀地混合以获得第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第二示例性实施例的衍射光学元件中,设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.588和30。
根据第二示例性实施例,第二树脂部件2的溶胀率为0.40%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为5.0。
根据第二示例性实施例,第二树脂部件2的玻璃化转变温度为92℃。
根据第二示例性实施例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率没有大的改变,处于95%。相位差变化为-6nm。
第三示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于第二树脂部件2的组成。除了用于第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备并评估了根据第三示例性实施例的衍射光学元件。
<调整第二树脂组合物2a>
我们制备了具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:45质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,46质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和7质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,然后将这些材料均匀地混合以获得第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第三示例性实施例的衍射光学元件中,设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.588和30。
根据第三示例性实施例,第二树脂部件2的溶胀率为0.31%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为3.9。
根据第三示例性实施例,第二树脂部件2的玻璃化转变温度为93℃。
根据第三示例性实施例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率没有大的改变,处于94%。相位差变化为-10nm。
第四示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于第二树脂部件2的组成。除了用于第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备并评估了根据第四示例性实施例的衍射光学元件。
<调整第二树脂组合物2a>
我们首先制备了具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:45质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,33质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和20质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,然后将这些材料均匀地混合以获得第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第四示例性实施例的衍射光学元件中,设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.588和30。
根据第四示例性实施例,第二树脂部件2的溶胀率为1.13%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为14.1。
根据第四示例性实施例,第二树脂部件2的玻璃化转变温度为89℃。
根据第四示例性实施例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率没有大的改变,处于94%。相位差变化为+10nm。
第五示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于第一树脂部件1和第二树脂部件2的组成。除了用于第一树脂组合物1a和第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备并评估了根据第五示例性实施例的衍射光学元件。
<调整第一树脂组合物1a>
我们制备了硫醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第一树脂组合物1a。我们放入以下化合物并混合这些化合物:53.5质量份的4-巯基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇作为硫醇化合物,30质量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物,以及0.1质量份的三乙胺。
在混合之后,将混合物在23℃搅拌达72小时以调整粘度,然后通过吸附剂过滤混合物以消除三乙胺。然后,我们添加了14.5质量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯和2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮,然后将这些材料均匀混合。因此,我们获得了第一树脂组合物1a。
<调整第二树脂组合物2a>
我们制备了具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:48质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,35质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和15质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,然后将这些材料均匀混合。因此,我们获得了第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第五示例性实施例的衍射光学元件中,设置在第一基材上的第一树脂部件1的折射率和阿贝数分别为1.632和39。设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.598和29。
根据第五示例性实施例,第一树脂部件1的溶胀率为0.06%,以及第二树脂部件2的溶胀率为0.48%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为8.0。
根据第五示例性实施例,第一树脂部件1的玻璃化转变温度为44℃。第二树脂部件2的玻璃化转变温度为89℃。
根据第五示例性实施例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率没有大的改变,处于96%。相位差变化为+3nm。
根据第一示例性实施例至第五示例性实施例的上述评估结果将被总结在表1中。
[表1]
第一:第一示例性实施例 第二:第二示例性实施例
第三:第三示例性实施例 第四:第四示例性实施例
第五:第五示例性实施例 第一*:第一比较示例
第二*:第二比较示例 第六:第六示例性实施例
(第一比较示例)
第一比较示例与第一示例性实施例的不同之处在于第二树脂部件2的组成。除了用于第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备并评估了根据第一比较示例的衍射光学元件。
<调整第二树脂组合物>
我们首先制备了具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:45质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,28质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和25质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,然后将这些材料均匀混合。因此,我们获得了第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第一比较示例的衍射光学元件中,设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.588和30。
根据第一比较示例,第二树脂部件2的溶胀率为1.31%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为16.4。
根据第一比较示例,第二树脂部件2的玻璃化转变温度为87℃。
根据第一比较示例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率劣化了5%以上,即,衍射效率为90%。相位差变化为+16nm。
(第二比较示例)
第二比较示例与第一示例性实施例的不同之处在于第二树脂部件2的组成。除了用于第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备并评估了根据第二比较示例的衍射光学元件。
<调整第二树脂组合物>
我们首先制备了具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中,然后将这些材料均匀混合:45质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物和53质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物。我们还添加了2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮。因此,我们获得了第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第二比较示例的衍射光学元件中,设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.588和30。
根据第二比较示例,第二树脂部件2的溶胀率为0.01%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为0.1。
根据第二比较示例,第二树脂部件2的玻璃化转变温度为94℃。
根据第二比较示例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率劣化了5%以上,即,衍射效率为90%。相位差变化为-16nm。
第六示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于第一树脂部件1和第二树脂部件2的组成。除了用于第一树脂组合物1a和第二树脂组合物2a的调整过程之外,我们基于与根据第一示例性实施例的方法类似的方法制备并评估了根据第六示例性实施例的衍射光学元件。
<调整第一树脂组合物1a>
我们制备了硫醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第一树脂组合物1a。我们将以下化合物放入瓶中,然后混合这些化合物:52.5质量份的4-巯基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇作为硫醇化合物,30质量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和0.1质量份的三乙胺。
在混合之后,将混合物在23℃搅拌达72小时以调整粘度,通过吸附剂过滤混合物以消除三乙胺。然后,我们添加了15.5质量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯和2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮,然后将这些材料均匀混合。因此,我们获得了第一树脂组合物1a。
<调整第二树脂组合物2a>
我们制备了具有芴作为官能团的芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸化合物以提供100质量份的第二树脂组合物2a。我们将以下化合物放入瓶中:42质量份的9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴作为芳香族二醇化合物,36质量份的季戊四醇三丙烯酸酯作为(甲基)丙烯酸化合物和20质量份的氨基甲酸酯改性的聚酯丙烯酸酯。我们还将2质量份的1-羟基环己基苯基甲酮放入瓶中,然后将这些材料均匀混合。因此,我们获得了第二树脂组合物2a。
<评估结果>
在根据第六示例性实施例的衍射光学元件中,设置在第一基材上的第一树脂部件1的折射率和阿贝数分别为1.620和39。设置在第一树脂部件1上的第二树脂部件2的折射率和阿贝数分别为1.586和30。
根据第六示例性实施例,第一树脂部件1的溶胀率为0.10%,以及第二树脂部件2的溶胀率为1.00%。因此,第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例为10.0。
根据第六示例性实施例,第一树脂部件1的玻璃化转变温度为80℃。第二树脂部件2的玻璃化转变温度为90℃。
根据第六示例性实施例的衍射光学元件对于整个可见光区域(例如,从468.1nm到656.3nm的波长)提供了96%的衍射效率。在将衍射光学元件浸入处于60℃温度和70%湿度的恒温浴中达2000小时之后,衍射效率改变4%以上,即,衍射效率为92%。相位差变化为+13nm。
根据第一比较示例和第二比较示例以及第六示例性实施例的上述评估结果被总结在表1中。图5总结了根据第一示例性实施例至第五示例性实施例以及第一比较示例和第二比较示例的溶胀率比例(β/α)与相位差变化之间的关系。参考图5,白色背景圆形表示示例性实施例,以及黑色方形表示比较示例。点线线性地近似示例性实施例。图5中所示的方框表示相位差变化的绝对值为14nm以下并且溶胀率比例(β/α)满足关系2≤β/α≤16的范围。
参考第一示例性实施例至第五示例性实施例以及第一比较示例和第二比较示例的结果,其中第一树脂部件1的玻璃化转变温度为60℃以下,发现当第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的比例即β/α满足关系2≤β/α≤16时,相位差变化小至14nm。当相位差变化为14nm以下时,衍射效率变化小至2%以下。这可能是因为,即使衍射光栅的光栅高度通过吸水而变化,第一树脂部件1与第二树脂部件2之间的折射率差也减小。
与第四示例性实施例相比,第六示例性实施例提供了第二树脂部件2的溶胀率与第一树脂部件1的溶胀率的更小的比例(即,β/α),但是提供了更大的衍射效率变化。这可以是因为第六示例性实施例提供了第一树脂部件1的高玻璃化转变温度(80℃),因此与第四示例性实施例相比,提供了第一树脂部件1与第二树脂部件2之间的更大的折射率差。但是,与第一比较示例和第二比较示例相比,第六示例性实施例提供了更小的衍射效率变化,从而提供了衍射光学元件的足够性能。
如上所述,本公开使得有可能提供具有即使其被暴露于高温度和高湿度环境(例如,60℃温度和70%湿度)达延长的时间段也几乎不变的衍射效率的衍射光学元件。
虽然已经参考示例性实施例描述了本公开,但是要理解的是,本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被赋予最宽泛的解释,以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (21)
1.一种衍射光学元件,其特征在于,包括:
第一基材;以及
设置在所述第一基材上的两个树脂部件:
作为所述两个树脂部件中的一个树脂部件的第一树脂部件,所述第一树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nA和溶胀率α,以及
作为所述两个树脂部件中的另一个树脂部件的第二树脂部件,所述第二树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nB和溶胀率β,
其中nA、nB、α和β满足关系nA>nB和2≤β/α≤16。
2.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的玻璃化转变温度低于所述第二树脂部件的玻璃化转变温度。
3.根据权利要求2所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的玻璃化转变温度为60℃以下。
4.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件具有其中硫醇化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物被聚合的固化材料。
5.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中所述第二树脂部件具有其中芳香族二醇化合物与(甲基)丙烯酸酯化合物被聚合的固化材料。
6.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的阿贝数大于所述第二树脂部件的阿贝数。
7.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的衍射光栅的光栅高度为10μm以上且30μm以下。
8.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件和所述第二树脂部件不包含无机颗粒。
9.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其中第二基材被层压在所述第一树脂部件和所述第二树脂部件上。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的衍射光学元件,其中在将所述衍射光学元件在60℃温度和70%湿度放置达2000小时之前和之后的衍射效率变化小于5%。
11.一种衍射光学元件,其特征在于,包括:
第一基材;以及
设置在所述第一基材上的两个树脂部件:
作为所述两个树脂部件中的一个树脂部件的第一树脂部件,所述第一树脂部件具有衍射光栅形状,以及
作为所述两个树脂部件中的另一个树脂部件的第二树脂部件,所述第二树脂部件具有衍射光栅形状,
其中所述第一树脂部件具有其中硫醇化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物被聚合的固化材料,
其中所述第二树脂部件具有其中芳香族二醇化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物被聚合的固化材料,以及
其中在将所述衍射光学元件在60℃温度和70%湿度放置达2000小时之前和之后的衍射效率变化小于5%。
12.根据权利要求11所述的衍射光学元件,
其中所述第一树脂部件具有折射率nA和溶胀率α,以及所述第二树脂部件具有衍射光栅形状、折射率nB和溶胀率β,以及
其中nA、nB、α和β满足关系nA>nB和2≤β/α≤16。
13.根据权利要求12所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的玻璃化转变温度低于所述第二树脂部件的玻璃化转变温度。
14.根据权利要求13所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的玻璃化转变温度为60℃以下。
15.根据权利要求11所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的阿贝数大于所述第二树脂部件的阿贝数。
16.根据权利要求11所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件的衍射光栅的光栅高度为10μm以上且30μm以下。
17.根据权利要求11所述的衍射光学元件,其中所述第一树脂部件和所述第二树脂部件不包含无机颗粒。
18.根据权利要求11所述的衍射光学元件,其中第二基材被层压在所述两个树脂部件上。
19.一种光学设备,其特征在于,包括:
壳体;以及
光学系统,所述光学系统包括位于所述壳体内的多个透镜,
其中所述多个透镜中的至少一个透镜是根据权利要求1至18中的任一项所述的衍射光学元件。
20.一种成像装置,其特征在于,包括:
壳体;
光学系统,所述光学系统包括位于所述壳体内的多个透镜;以及
图像传感器,所述图像传感器被配置为接收通过所述光学系统的光,
其中所述多个透镜中的至少一个透镜是根据权利要求1至18中的任一项所述的衍射光学元件。
21.根据权利要求20所述的成像装置,其中所述成像装置是相机。
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