CN115769112A - 闪耀衍射光学元件及闪耀衍射光学元件的制造方法 - Google Patents

闪耀衍射光学元件及闪耀衍射光学元件的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种闪耀衍射光学元件，其具备：闪耀光栅对，具有第1闪耀部件及第2闪耀部件，并通过第1闪耀部件及第2闪耀部件作为光栅而发挥作用；及中间层，位于第1闪耀部件与第2闪耀部件之间，将第1闪耀部件的折射率设为Na、中间层的折射率设为N、第2闪耀部件的折射率设为Nb时，Na＞N＞Nb的大小关系成立。

Description

闪耀衍射光学元件及闪耀衍射光学元件的制造方法
技术领域
本发明的技术涉及一种闪耀衍射光学元件及闪耀衍射光学元件的制造方法。
背景技术
日本特开2011-107586号公报中公开了一种层叠了至少由3种材料构成的多个光栅的衍射光学元件。在日本专利文献1中记载的衍射光学元件中，多个光栅具有：第1组合部，由相互不同的材料M1A、M1B构成，格栅部的格栅侧缘包含沿格栅俯仰方向接触或靠近配置的2个光栅；及第2组合部，至少一个材料与第1组合部的2个光栅的材料不同，且包含由相互不同的材料M2A、M2B构成的2个光栅。而且，适当设定形成第1组合部的材料M1A、M1B的某一波长w(nm)下的折射率N1Aw、N1Bw、阿贝数v 1A、v 1B、形成第2组合部的材料M2A、M2B的d射线的折射率N2Ad、N2Bd、阿贝数v 2A、v 2B的值。
发明内容
本发明的技术所涉及的一实施方式提供一种闪耀衍射光学元件及闪耀衍射光学元件的制造方法，与使第1闪耀部件及第2闪耀部件直接层叠的情况相比，能够抑制因所入射的光而产生的重影。
用于解决技术课题的手段
本发明的技术所涉及的第1方式是闪耀衍射光学元件，其具备：闪耀光栅对，具有第1闪耀部件及第2闪耀部件，并通过第1闪耀部件及第2闪耀部件作为光栅而发挥作用；及中间层，位于第1闪耀部件与第2闪耀部件之间，将第1闪耀部件的折射率设为Na、中间层的折射率设为N、第2闪耀部件的折射率设为Nb时，Na＞N＞Nb的大小关系成立。
本发明的技术所涉及的第2方式是第1方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，将第1闪耀部件及第2闪耀部件的格栅高度设为h、中间层的厚度设为t、临界角设为θc时，h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。
本发明的技术所涉及的第3方式是第1方式或第2方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1闪耀部件具有第1锯齿状面，第2闪耀部件具有第2锯齿状面，第1锯齿状面及第2锯齿状面经由中间层互补地卡合。
本发明的技术所涉及的第4方式是第1方式或第2方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1闪耀部件具有第1锯齿状面，第2闪耀部件具有第2锯齿状面，第1锯齿状面由第1陡坡面及相比第1陡坡面梯度平缓的第1缓坡面形成，第2锯齿状面由第2陡坡面及相比第2陡坡面梯度平缓的的第2缓坡面形成，中间层在第1锯齿状面与第2锯齿状面之间配置于第1陡坡面与第2陡坡面之间。
本发明的技术所涉及的第5方式是第3方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1锯齿状面由第1陡坡面及相比第1陡坡面梯度平缓的第1缓坡面形成，第2锯齿状面由第2陡坡面及相比第2陡坡面梯度平缓的第2缓坡面形成，中间层在第1锯齿状面与第2锯齿状面之间配置于第1陡坡面与第2陡坡面之间。
本发明的技术所涉及的第6方式是第1方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1闪耀部件具有第1锯齿状面，第2闪耀部件具有第2锯齿状面，第1锯齿状面由第1陡坡面及相比第1陡坡面梯度平缓的第1缓坡面形成，第2锯齿状面由第2陡坡面及相比第2陡坡面梯度平缓的第2缓坡面形成，在第1锯齿状面与第2锯齿状面之间，将第1陡坡面与第2陡坡面之间的中间层的厚度设为t、第1闪耀部件及第2闪耀部件的格栅高度设为h、临界角设为θc时，h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。
本发明的技术所涉及的第7方式是第4方式至第6方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1闪耀部件具有第1基准面，第2闪耀部件具有第2基准面，第1陡坡面及第1缓坡面是从第1基准面立起的面，第2陡坡面及第2缓坡面是从第2基准面立起的面，第1陡坡面与第1基准面垂直，第2陡坡面与第2基准面垂直。
本发明的技术所涉及的第8方式是第3方式至第7方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1锯齿状面及第2锯齿状面错开中间层的厚度的量而卡合。
本发明的技术所涉及的第9方式是第1方式至第8方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，中间层由具有从第1闪耀部件侧至第2闪耀部件侧变小的折射率的多个层构成。
本发明的技术所涉及的第10方式是第1方式至9方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，中间层形成为膜状。
本发明的技术所涉及的第11方式是第1方式至第10方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1闪耀部件的闪耀角及第2闪耀部件的闪耀角相同。
本发明的技术所涉及的第12方式是第1方式至第11方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，第1闪耀部件的格栅高度与第2闪耀部件的格栅高度相同。
本发明的技术所涉及的第13方式是闪耀衍射光学元件，其具备：闪耀部件、及设置于闪耀部件上的层，层的折射率在闪耀部件的折射率与闪耀部件周围的环境的折射率之间。
本发明的技术所涉及的第14方式是第13方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，周围的环境是位于眼内的前房水，层的折射率在闪耀部件的折射率与前房水的折射率之间。
本发明的技术所涉及的第15方式是第14方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，将前房水的折射率设为A、表层的折射率设为B、闪耀部件的折射率设为C时，A＜B＜C的大小关系成立。
本发明的技术所涉及的第16方式是第15方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，将闪耀部件的格栅高度设为h、层的厚度设为t、临界角设为θc时，h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(A/C)的等式成立。
本发明的技术所涉及的第17方式是第15方式或第16方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，闪耀部件具有锯齿状面，层在锯齿状面上形成为与锯齿状面相当的形状。
本发明的技术所涉及的第18方式是第17方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，锯齿状面由陡坡面及相比陡坡面梯度平缓的缓坡面形成。
本发明的技术所涉及的第19方式是第18方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，闪耀部件具有基准面，陡坡面及缓坡面是从基准面立起的面，陡坡面与基准面垂直。
本发明的技术所涉及的第20方式是第17方式至第19方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，锯齿状面及前房水错开层的厚度的量而接触。
本发明的技术所涉及的第21方式是第14方式至第20方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，表层由具有从前房水侧至闪耀部件侧变大的折射率的多个层构成。
本发明的技术所涉及的第22方式是第13方式至21方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件，其中，表层形成为膜状。
本发明的技术所涉及的第23方式是闪耀衍射光学元件的制造方法，其具备：形成第1闪耀部件的工序；在第1闪耀部件的闪耀部形成中间层的工序；及在中间层的与第1闪耀部件侧相反的一侧形成与第1闪耀部件成对的第2闪耀部件的工序，将第1闪耀部件的折射率设为Na、中间层的折射率设为N、第2闪耀部件的折射率设为Nb时，Na＞N＞Nb的大小关系成立。
本发明的技术所涉及的第24方式是第23方式所涉及的闪耀衍射光学元件的制造方法，其中，形成中间层的工序是使用旋涂形成中间层的工序。
本发明的技术所涉及的第25方式是第23方式或第24方式所涉及的闪耀衍射光学元件的制造方法，其形成如下厚度的中间层：在将第1闪耀部件及第2闪耀部件的格栅高度设为h、中间层的厚度设为t、临界角设为θc时，h<t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。
本发明的技术所涉及的第26方式是第23方式至第25方式中任一个方式所涉及的闪耀衍射光学元件的制造方法，其中，第1闪耀部件具有第1锯齿状面，第2闪耀部件具有第2锯齿状面，在形成第2闪耀部件的工序中，使第1锯齿状面与第2锯齿状面错开中间层的厚度的量而卡合。
附图说明
图1是表示接合光学元件的剖面结构的一例的概略剖面图。
图2是表示在接合光学元件中使用的平凸透镜的外观的一例的概略立体图。
图3是表示在接合光学元件中使用的双凹透镜的外观的一例的概略立体图。
图4是表示第1锯齿状面及第2锯齿状面的外观的一例的概念图。
图5是表示层叠型闪耀衍射光学元件的制造方法的一例的流程图。
图6是表示在第1闪耀部件形成工序中，将紫外线固化树脂流入型腔内的方式的一例的概略立体图。
图7是表示在第1闪耀部件形成工序中，将平凸透镜的凸面放入装有紫外线固化树脂的型腔内的方式的一例的概略立体图。
图8是表示在第1闪耀部件形成工序中，从平凸透镜的平面侧照射紫外线的方式的一例的概略立体图。
图9是表示在中间层形成工序中，进行旋涂的方式的一例的概略立体图。
图10是表示在中间层形成工序中，向涂布于第1闪耀部件的整个面的紫外线固化树脂照射紫外线的方式的一例的概略立体图。
图11是表示在第2闪耀部件形成工序中，将紫外线固化树脂流入双凹透镜的一个凹面的方式的一例的概略立体图。
图12是表示在第2闪耀部件形成工序中，在装有紫外线固化树脂的凹面，使在第1闪耀部件上形成有中间层的平凸透镜从中间层侧进入的方式的一例的概略立体图。
图13是表示在第2闪耀部件形成工序中，从双凹透镜的另一凹面侧照射紫外线的方式的一例的概念图。
图14是表示以往的层叠型闪耀衍射光学元件的结构的一例的概念图。
图15是表示以往的层叠型闪耀衍射光学元件的结构的一例的概念图。
图16是表示层叠型闪耀衍射光学元件的结构的一例的概略局部剖面图。
图17是表示被摄体光入射到层叠型闪耀衍射光学元件有时的层叠型闪耀衍射光学元件内的方式的一例的概略局部剖面图。
图18是表示层叠型闪耀衍射光学元件的结构的第1变形例的概略局部剖面图。
图19是表示层叠型闪耀衍射光学元件的结构的第2变形例的概略局部剖面图。
图20是表示闪耀衍射光学元件的结构的一例的概略剖面图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的技术所涉及的层叠型闪耀衍射光学元件及层叠型闪耀衍射光学元件的制造方法的实施方式的一例进行说明。
另外，在本说明书的说明中，“垂直”是指除了完全垂直以外，包含本发明的技术所属技术领域中通常允许的误差，且与本发明的技术的精神不相悖的程度的误差的含义的垂直。另外，在本说明书的说明中，“正交”是指除了完全正交以外，包含本发明的技术所属技术领域中通常允许的误差，且与本发明的技术的精神不相悖的程度的误差的含义的正交。另外，在本说明书的说明中，“平行”是指除了完全平行以外，包含本发明的技术所属技术领域中通常允许的误差，且与本发明的技术的精神不相悖的程度的误差的含义的平行。另外，在本说明书的说明中，“相同”是指除了完全相同以外，包含本发明的技术所属技术领域中通常允许的误差，且与本发明的技术的精神不相悖的程度的误差的含义的相同。
<接合光学元件的整体结构>
作为一例，如图1所示，接合光学元件10具备1对透镜及层叠型闪耀衍射光学元件12。接合光学元件10例如作为光学装置(例如，数码相机、投影仪及显微镜等)的透镜及视力矫正器(例如眼镜及隐形眼镜)的透镜来利用。
接合光学元件10中包含的一对透镜是玻璃制透镜，并且透过紫外线UV(参考图8、图10及图13)。在图1所示的例子中，作为一对透镜，示出平凸透镜14(还参考图2)及双凹透镜16(还参考图3)。在此，作为1对透镜，示出了平凸透镜14与双凹透镜16的组合，但是其只是一例，一对透镜可以是其他种类透镜的组合(例如，双凸透镜与平凹透镜的组合)。并且，1对透镜无需是玻璃制，可以是树脂制。
另外，在以下，为了便于说明，将平凸透镜14及双凹透镜16的厚度方向设为Z方向、平凸透镜14及双凹透镜16的宽度方向设为X方向、平凸透镜14及双凹透镜16的图中深度侧方向，即与Z方向及X方向正交的方向设为Y方向来进行说明。
层叠型闪耀衍射光学元件12是本发明的技术所涉及的“闪耀衍射光学元件”的一例，具备闪耀光栅对18。闪耀光栅对18具有第1闪耀部件20及第2闪耀部件22，并通过第1闪耀部件20及第2闪耀部件22作为光栅而发挥作用。
作为一例，如图1所示，第1闪耀部件20在Z方向上具有表面和背面，背面与平凸透镜14的凸面14A(还参考图2)接合。第1闪耀部件20的表面是第1锯齿状面20A。第1锯齿状面20A形成为剖面视呈锯齿状。作为一例，如图4所示，从Z方向下侧观察第1闪耀部件20时，在第1锯齿状面20A上以同心圆状形成有楔形槽26。
作为一例，如图1所示，第2闪耀部件22在Z方向上具有表面和背面，背面与双凹透镜16的一个凹面16A(还参考图3)接合。第2闪耀部件22的表面是第2锯齿状面22A。第2锯齿状面22A形成为剖面视呈锯齿状。作为一例，如图4所示，从Z方向上侧观察第2闪耀部件22时，在第2锯齿状面22A上以同心圆状形成有楔形槽28。
作为一例，如图1所示，层叠型闪耀衍射光学元件12具备中间层24。中间层24位于第1闪耀部件20与第2闪耀部件22之间。
在此，将第1闪耀部件20的折射率设为Na、中间层24的折射率设为N、第2闪耀部件22的折射率设为Nb时，“Na＞N＞Nb”的大小关系成立。在图1所示的例子中，作为折射率Na的一例，示出“1.58”，作为折射率N的一例，示出“1.57”，作为折射率Nb的一例，示出“1.56”。
<层叠型闪耀衍射光学元件的制造方法>
图5中示出层叠型闪耀衍射光学元件12的制造方法的一例。图5所示的制造方法包括：步骤ST100的第1闪耀部件形成工序、步骤ST102的中间层形成工序及步骤ST104的第2闪耀部件形成工序。
在步骤ST100中，形成第1闪耀部件20。在步骤ST102中，在第1闪耀部件20的第1锯齿状面20A形成中间层24。另外，第1锯齿状面20A是本发明的技术所涉及的“闪耀部”的一例。在步骤ST104中，在中间层24的与第1闪耀部件20侧相反的一侧形成与第1闪耀部件20成对的第2闪耀部件22。以下，对第1闪耀部件形成工序、中间层形成工序及第2闪耀部件形成工序进行详细说明。
<第1闪耀部件形成工序>
制作第1闪耀部件20时，作为一例，如图6所示，使用型腔34。型腔34是用于成型第1锯齿状面20A的模具。在型腔34的中央部形成有凹坑36。凹坑36形成为碗状。凹坑36的表面是同心圆状面36A。同心圆状面36A是以凹坑36的底部的中央为中心以同心圆状形成有楔形槽(例如，与图4所示的楔形槽对应的槽)的面。同心圆状面36A的大小及形状与第2锯齿状面22A对应。即，同心圆状面36A与第2锯齿状面22A以相同的大小及形状形成。
使第1闪耀部件20用液态紫外线固化树脂38流入凹坑36，以防止气泡进入凹坑36。另外，关于同心圆状面36A的大小及形状，考虑在后面的工序中相对于凹坑36内的紫外线固化树脂38照射紫外线UV(参考图8)时的紫外线固化树脂38的收缩率而进行设计。
当紫外线固化树脂38流入凹坑36时，接着，作为一例，如图7所示，以使凸面14A覆盖凹坑36的方式，使平凸透镜14进入凹坑36。即，在使凸面14A与同心圆状面36A正对的状态下，使平凸透镜14从凸面14A沉入到凹坑36内的紫外线固化树脂38。从凹坑36溢出的紫外线固化树脂38被擦去。
接着，作为一例，如图8所示，在平凸透镜14进入凹坑36的状态下，紫外线照射装置40从平凸透镜14的平面14B(与凸面14A相反的一侧的面)侧照射紫外线UV。使紫外线UV透过平凸透镜14并照射到凹坑36内的紫外线固化树脂38。由此，紫外线固化树脂38固化而在凸面14A形成第1闪耀部件20(参考图1、图4及图9)。
<中间层形成工序>
在制作中间层24时，首先从型腔34取出平凸透镜14。而且，作为一例，如图9所示，平凸透镜14以使第1锯齿状面20A朝向上方的状态设置于旋涂机42的圆盘台42A的上表面42A1。平凸透镜14的平面14B(参考图8)的中心与上表面42A1的中心对齐，平凸透镜14安装于上表面42A1。
作为相对于上表面42A1的平凸透镜14的安装方法，例如可以举出基于吸附进行的安装方法和/或基于按压部件的安装方法等。
接着，在平凸透镜14安装于圆盘台42A的上表面42A1的状态下，中间层24用液态紫外线固化树脂44朝向第1锯齿状面20A的中心落下。紫外线固化树脂44优选为丙烯酸类或环氧类紫外线固化树脂。并且，代替紫外线固化树脂，可以适用热固化树脂。并且，通过改变甲基丙烯酸类高分子的取代基R，也能够调整中间层24的折射率。并且，通过调整多种材料的混合比，可以调整中间层24的折射率。
接着，在紫外线固化树脂44朝向第1锯齿状面20A的中心落下的状态下，使圆盘台42A高速旋转。通过圆盘台42A的旋转对紫外线固化树脂44施加离心力，且紫外线固化树脂44扩散涂布于第1锯齿状面20A整体。
接着，作为一例，如图10所示，紫外线照射装置40相对于扩散涂布于第1锯齿状面20A整体的紫外线固化树脂44整体照射紫外线UV。由此，在第1锯齿状面20A上紫外线固化树脂44固化，且中间层24在第1锯齿状面20A上形成为膜状。另外，在此，中间层24为单层，因此1次成膜工序就足够，但是使中间层24多层化时，同样的成膜工序只重复进行层数的量。
<第2闪耀部件形成工序>
制作第2闪耀部件22时，作为一例，如图11所示，使第2闪耀部件22用液态紫外线固化树脂48流入双凹透镜16的凹面16A，以防止气泡进入。
接着，作为一例，如图12所示，以使中间层24覆盖凹面16A的方式，使平凸透镜14进入双凹透镜16的凹面16A侧。即，在使中间层24与凹面16A正对的状态下，使平凸透镜14从中间层24沉入到双凹透镜16的凹面16A侧的紫外线固化树脂48。从凹面16A溢出的紫外线固化树脂48被擦去。
接着，作为一例，如图13所示，在平凸透镜14进入双凹透镜16的凹面16A侧的状态下，紫外线照射装置50从双凹透镜16的另一个凹面16B(与凹面16A相反的一侧的面)侧照射紫外线UV。使紫外线UV透过双凹透镜16并照射到紫外线固化树脂48。由此，紫外线固化树脂48固化而在凹面16A上形成第2闪耀部件22。
<以往的层叠型闪耀衍射光学元件>
在图14及图15中，作为以往的衍射光学元件的一例，示出不包含中间层的层叠型闪耀衍射光学元件，即1对闪耀部件直接卡合的层叠型闪耀衍射光学元件100。
作为一例，如图14所示，在层叠型闪耀衍射光学元件100中，1对闪耀部件由与第1闪耀部件20相当的第1闪耀部件102及与第2闪耀部件22相当的第2闪耀部件104形成。
第1闪耀部件102具有与第1锯齿状面20A相当的第1锯齿状面106。第1闪耀部件102具有第1基准面102A。第1基准面102A是虚拟设定的面，例如是相对于与凸面14A(参考图1)相当的面平行的面。
第1锯齿状面106由第1陡坡面106A及第2缓坡面106B形成。第1缓坡面106B是相对于第1基准面102A比第1陡坡面106A的梯度平缓的面。第1陡坡面106A是与第1基准面102A垂直的面，自第1基准面102A的第1陡坡面106A的高度为第1闪耀部件102的格栅高度。另外，第1陡坡面106A可以与第1基准面102A不垂直。这是因为，在所使用的光学系统中，适当确定第1陡坡面106A的角度，以使相对于主入射光线的方向，衍射效率变得最高。
第2闪耀部件104具有与第2锯齿状面22A相当的第2锯齿状面108。第2闪耀部件102具有第2基准面104A。第2基准面104A是虚拟设定的面，例如是相对于与凹面16A(参考图1)相当的面平行的面。
第2锯齿状面22A由第2陡坡面108A及第2缓坡面108B形成。第2缓坡面108B是相对于第2基准面104A比第2陡坡面108A的梯度平缓的面。第2陡坡面108A是与第2基准面104A垂直的面，自第2基准面104A的第2陡坡面108A的高度为第2闪耀部件104的格栅高度。
第1闪耀部件102的第1锯齿状面106直接卡合于第2闪耀部件104的第2锯齿状面108。该情况下，第1陡坡面106A与第2陡坡面108A直接接触，第1缓坡面106B与第2缓坡面108B直接接触。另外，在图14及图15所示中，为了便于说明，无需区别说明第1陡坡面106A及第2陡坡面10gA时，不赋予符号而称为“陡坡面”，无需区别说明第1缓坡面106B及第2缓坡面108B时，不赋予符号而称为“缓坡面”。
第1闪耀部件102的折射率高于第2闪耀部件104的折射率，在图14所示的例子中，作为第1闪耀部件102的折射率，示出“1.58”，作为第2闪耀部件104的折射率，示出“1.56”。
该情况下，被摄体光从第1闪耀部件102(折射率为“1.58”的层)经由缓坡面入射到第2闪耀部件104(折射率为“1.56”的层)，再次经由陡坡面入射到第1闪耀部件102后，经由缓坡面入射到第2闪耀部件104。在此，根据被摄体光入射到陡坡面的角度θ1，被摄体光在陡坡面折射。在图14所示的例子中，被摄体光入射到陡坡面的角度θ1为5度，被摄体光在陡坡面折射的角度θ2为7度。其结果，在通过利用图像传感器拍摄而获得的摄像图像中映射基于被摄体光的折射引起的重影。
在图14所示的例子中，从第1闪耀部件102透过缓坡面的被摄体光入射到陡坡面，但是图15所示的例子中，入射到第1闪耀部件102的被摄体光未经由缓坡面而直接照射到陡坡面。该情况下，根据角度θ1，被摄体光在陡坡面全反射。例如，角度θ1在0度以上且11度以下的范围内时，在陡坡面被摄体光被全反射。其结果，在通过利用图像传感器拍摄而获得的摄像图像中映射基于被摄体光的全反射引起的重影。
<层叠型闪耀衍射光学元件的详细情况>
鉴于这种情况，作为一例，如图18所示，层叠型闪耀衍射光学元件12具备闪耀光栅对18及中间层24。折射率N的中间层24位于折射率Na的第1闪耀部件20与折射率Nb的第2闪耀部件22之间。并且，在折射率Na的第1闪耀部件20、折射率Nb的第2闪耀部件22及折射率N的中间层24之间，“Na＞N＞Nb”的大小关系成立。
并且，第1锯齿状面20A由第1陡坡面20A1及相比第1陡坡面20A1梯度平缓的第1缓坡面20A2形成。第2锯齿状面22A由第2陡坡面22A1及相比第2陡坡面22A1梯度平缓的第2缓坡面22A2形成。而且，中间层24在第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A之间配置于第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间。
并且，第1锯齿状面20A及第2锯齿状面22A经由中间层24互补地卡合。即，以第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1沿X方向交替配置的方式，第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A经由中间层24卡合。
并且，第1闪耀部件20具有第1基准面52，第2闪耀部件22具有第2基准面54。第1基准面52及第2基准面54是虚拟设定的面。第1基准面52是与凸面14A(参考图1)平行的面，第2基准面54是与凹面16A(参考图1)平行的面。
第1陡坡面20A1及第1缓坡面20A2是从第1基准面52立起的面，第2陡坡面22A1及第2缓坡面22A2是从第2基准面54立起的面。第1陡坡面20A1是与第1基准面52垂直的面，第2陡坡面22A1与第2基准面54垂直。
并且，第1锯齿状面20A及第2锯齿状面22A错开中间层24的厚度的量而卡合。即，第1锯齿状面20A及第2锯齿状面22A经由中间层24卡合。
并且，第1闪耀部件20的闪耀角及第2闪耀部件22的闪耀角相同。并且，第1闪耀部件20的格栅高度与第2闪耀部件的格栅高度相同。
作为一例，如图17所示，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，为使被摄体光从第1闪耀部件20经由中间层24透过第2闪耀部件22，以将第1闪耀部件20和第2闪耀部件22的格栅高度设为h、中间层24的厚度设为t、临界角设为θc时，h＜t·tanθ的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立的方式，确定格栅高度h及中间层24的厚度t。
另外，中间层24的厚度t表示第1缓坡面20A2与第2缓坡面22A2之间的厚度及第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间的厚度。
并且，在此，临界角是指从层叠型闪耀衍射光学元件12的第1闪耀部件20侧照射被摄体光时，无法使被摄体光从第2闪耀部件22透过的入射角的最小值。在此，无法使被摄体光透过是指，例如在折射率不同的层(介质)之间，被摄体光全反射导致被摄体光不在层间透过。入射角是指相对于相邻的层的接合面(例如，第1闪耀部件20与中间层24的接合面及中间层24与第2闪耀部件20的接合面)入射的被摄体光的光路的角度。在图17所示的例子中，相对于相邻的层的接合面入射的被摄体光的光路的角度是相对于接合面的法线的角度。
<层叠型闪耀衍射光学元件的作用及效果>
接着，对层叠型闪耀衍射光学元件12的作用进行说明。
在“第1介质的折射率<第2介质的折射率”这样的大小关系成立的第1介质及第2介质之间，被摄体光从第2介质侧朝向第1介质侧照射时，被摄体光以临界角θc＝asin{(第1介质的折射率)/(第2介质的折射率)}以上的角度全反射。
在图17所示的例子中，第1闪耀部件20及中间层24之间的临界角θc大于第1闪耀部件20及第2闪耀部件22之间的临界角θc。因此，即使从第1闪耀部件20相对于中间层24入射的被摄体光的光路的角度为第1闪耀部件20及第2闪耀部件22之间的临界角θc以上，从第1闪耀部件20相对于中间层24入射的被摄体光也不会在中间层24全反射而折射。所折射的被摄体光在到达第2闪耀部件22之前，到达中间层24中图17中的下表面56(中间层24与第2闪耀部件22的接合面(边界面))，并入射到与下表面56相邻的第2闪耀部件22。
这是因为，以h＜t·tanθ的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立的方式，确定格栅高度h及中间层24的厚度t，因此被摄体光在全反射之前到达中间层24的图中下表面56。
在此，在图17所示的例子中，第1闪耀部件20与中间层24的临界角θc1成为83.6度。因此，即使为具有超过作为不存在中间层24时的临界角θc的79度的入射角的被摄体光，入射角小于83.6度时，不会在第1闪耀部件20与中间层24之间全反射。即，相对于第1闪耀部件20与中间层24的接合面入射的被摄体光在79度<角度θ＜83.6度的范围内时，不会在第1闪耀部件20与中间层24的接合面全反射而入射到中间层24。而且，入射到中间层24的被摄体光从中间层24的图中下表面56入射到第2闪耀部件22。
如以上说明，层叠型闪耀衍射光学元件12具备：闪耀光栅对18，通过第1闪耀部件20及第2闪耀部件22作为光栅而发挥作用；及中间层24，位于第1闪耀部件20与第2闪耀部件22之间。而且，在折射率Na的第1闪耀部件20、折射率Nb的第2闪耀部件22及折射率N的中间层24之间，“Na＞N＞Nb”的大小关系成立。因此，根据本结构，与使第1闪耀部件20与第2闪耀部件22直接层叠情况相比，能够抑制因所入射的光的全反射而产生的重影。并且，根据本结构，因存在中间层24，直到光完全折射所需的距离变长，因此在完全折射之前就到达下表面56(参考图17)，因此还能够抑制因所入射的光的折射而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，将第1闪耀部件20与第2闪耀部件22的格栅高度设为h、中间层24的厚度设为t、临界角设为θc时，h＜t·tanθ的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。因此，根据本结构，与利用h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式不成立条件确定格栅高度及中间层24的厚度的情况相比，能够容易确定最佳的格栅高度及最佳的中间层24的厚度，以作为不易发生重影的格栅高度及中间层24的厚度。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，第1锯齿状面20A及第2锯齿状面22A经由中间层24互补地卡合。因此，根据本结构，与第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A没有经由中间层24而互补地卡合的情况相比，能够抑制因所入射的光而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，中间层24在第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A之间配置于第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间。因此，根据本结构，与在第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间未配置中间层24的情况相比，能够抑制因入射到第1陡坡面20A1及第2陡坡面22A1的光而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，在第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A之间，在第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间，将中间层24的厚度设为t、第1闪耀部件20与第2闪耀部件22的格栅高度设为h、临界角设为θc时，h＜t·tanθ的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。因此，根据本结构，与利用h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式不成立的条件确定格栅高度、第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间的中间层24的厚度的情况相比，能够容易确定最佳的格栅高度及最佳的中间层24的厚度，以作为不易发生重影的格栅高度、及不易发生重影的第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间的中间层24的厚度。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，第1陡坡面20A1与第1基准面52垂直，第2陡坡面22A1与第2基准面54垂直。因此，根据本结构，与第1陡坡面20A1与第1基准面52不垂直且第2陡坡面22A1与第2基准面52不垂直的情况相比，能够抑制因入射到第1陡坡面20A1及第2陡坡面22A1的光而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A错开中间层24的厚度的量而卡合。因此，根据本结构，与第1锯齿状面20A与第2锯齿状面22A错开中间层24的厚度的量而未卡合的情况相比，能够抑制因所入射的光而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，中间层24形成为膜状。因此，根据本结构，能够有助于层叠型闪耀衍射光学元件12的薄型化。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，第1闪耀部件20的闪耀角及第2闪耀部件22的闪耀角相同。因此，根据本结构，与第1闪耀部件20的闪耀角与第2闪耀部件22的闪耀角不一致的情况相比，能够抑制因所入射的光而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12中，第1闪耀部件20的格栅高度与第2闪耀部件的格栅高度相同。因此，根据本结构，与第1闪耀部件20的格栅高度与第2闪耀部件的格栅高度不一致的情况相比，能够抑制因所入射的光而产生的重影。
并且，在层叠型闪耀衍射光学元件12的制造方法中包括的中间层形成工序包括利用旋涂形成中间层24的工序。因此，根据本结构，与蒸镀中间层24的情况相比，能够容易将中间层24形成为厚度均匀的膜状。
另外，在上述实施方式中，举出使中间层24介于第1缓坡面20A2的整个面与第2缓坡面22A2的整个面之间的方式例进行了说明，但本发明的技术并不限定于此。例如，如图18所示，可以使中间层24介于第1锯齿状面20A中的至少第1陡坡面20A1与第2锯齿状面22A中的至少第2陡坡面22A1之间。由此，与在第1陡坡面20A1与第2陡坡面22A1之间未配置中间层24的情况相比，能够抑制因入射到第1陡坡面20A1及第2陡坡面22A1的光而产生的重影。
并且，在上述实施方式中，对中间层24为单层的方式例子进行了说明，但本发明的技术并不限定于此，中间层24可以为多层化结构。在图19所示的例子中，中间层24由第1层30及第2层32形成。第1层30及第2层32层叠。第1层30与第1锯齿状面20A接合，第2层32与第2锯齿状面22A接合。即，从凸面14A(参考图1)至凹面16A(参考图1)依次层叠有第1闪耀部件20、第1层30、第2层32及第2闪耀部件22。
在此，将第1层30的折射率设为N1、第2层32的折射率设为N2时，在第1闪耀部件20的折射率Na、第1层30的折射率N1、第2层32的折射率N2及第2闪耀部件的折射率Nb之间，“Na＞N1＞N2＞Nb”的大小关系成立。如此，在中间层24中，若精细地改变折射率，则各界面的全反射角度变大，因此不发生全反射的角度范围变宽，因此优选。因此，根据本结构，与中间层24由1个层构成的情况相比，能够阶段性地精细地控制入射到中间层24的光的折射。另外，第1层30及第2层32只是一例，只要是具有从第1闪耀部件20侧至第2闪耀部件22侧变小的折射率的多个层，可以为3层以上。并且，中间层24无需分割成多个层，折射率可以连续变化。
并且，在上述实施方式中，举出将中间层24浸渍于双凹透镜16并照射紫外线UV，由此第2闪耀部件22及双凹透镜16相对于中间层24一体地接合的方式例进行了说明，但本发明的技术并不限定于此。例如，可以使用用于成型第2闪耀部件22的模具，首先使第2闪耀部件22与中间层24接合，然后使双凹透镜16的凹面16A与第2闪耀部件22接合。
并且，在上述实施方式中，举出从凹面16B侧照射紫外线UV的方式例(参考图13)进行了说明，但本发明的技术并不限定于此。例如，可以从平凸透镜14的平面14B侧照射紫外线UV。该情况下，只要照射能够透过第1闪耀部件20及中间层24的波长的紫外线UV即可。
并且，在上述实施方式中，例示了紫外线固化树脂38、44、46及48，但本发明的技术并不限定于此。例如，可以是对与紫外线不同的波长光进行反应而固化的光固化树脂，也可以是热固化树脂。
并且，在上述实施方式中，对接合光学元件10适用了1对透镜，但本发明的技术并不限定于此，只要是使光透过的光学元件，可以是透镜以外的光学元件。
并且，在上述实施方式中，例示了基于旋涂进行的成膜方法，但本发明的技术并不限定于此，可以是基于喷涂或喷墨等进行的成膜方法。并且，可以使用SiO2、TiO2或MgF2等无机材料制作中间层24。在涂布无机材料时，优选利用蒸镀等。
并且，在上述实施方式中，举出从入射有被摄体光侧的第1闪耀部件20至第2闪耀部件22形成的多个层(介质)的折射率从第1闪耀部件20侧至第2闪耀部件22侧变小的方式例进行了说明，但是本发明的技术并不限定于此，与被摄体光的入射方向无关，即使从第2闪耀部件22侧至第1闪耀部件20侧，多个层的折射率变小，也可获得与上述实施方式相同的效果。
并且，在上述实施方式中，对接合光学元件10进行了说明，但本发明的技术并不限定于此，也能够将本发明的技术适用于衍射型多焦点眼内透镜中。作为一例，如图20所示，作为本发明的技术所涉及的“闪耀衍射光学元件”的一例的衍射型多焦点眼内透镜58装配到眼球60内(以下，也称为“眼内”)来使用。例如，代替因白内障而浑浊的晶状体，而植入眼内。在图20所示的例子中，代替晶状体而配置衍射型多焦点眼内透镜58。如此，代替晶状体使用衍射型多焦点眼内透镜58，在衍射型多焦点眼内透镜58的表面(与前房水接触的一侧的面)刻画有闪耀的光栅，因此衍射型多焦点眼内透镜58的表面与填满前房62内的房水(以下，也称为“前房水”)64直接接触。
衍射型多焦点眼内透镜58具备闪耀部件66及表层68。闪耀部件66是与在上述实施方式中说明的第2闪耀部件22相当的部件，表层68是与在上述实施方式中说明的中间层24相当的部件。另外，表层68是本发明的技术所涉及的“层”的一例。
在闪耀部件66形成与在上述实施方式中说明的第2锯齿状面22A相当的锯齿状面66A。锯齿状面66A由陡坡面66A1及缓坡面66A2形成。陡坡面66A1是与在上述实施方式中说明的第2陡坡面22A1相当的斜面，缓坡面66A2是与在上述实施方式中说明的第2缓坡面22A2相当的斜面。
在图20所示的例子中，在锯齿状面66A接合有表层68的背面68A，表层68的表面68B与前房水64接触。表层68形成为与锯齿状面66A相当的形状。即，表面68B存在于从锯齿状面66A向前房水64侧偏移上述实施方式中说明的厚度t的位置上，形成为与锯齿状面66A相同的形状(锯齿状)。因此，前房水64中与表面68B接触的部分形成为与在上述实施方式中说明的第1锯齿状面20A相同的形状。
将前房水64的折射率设为A(例如，1.34左右)、表层68的折射率设为B、闪耀部件66的折射率设为C时，以在前房水64的折射率A、表层68的折射率B及闪耀部件66的折射率C之间，A＜B＜C”的大小关系成立的方式，确定折射率B及折射率C。即，前房水64与在上述第1实施方式中说明的第2闪耀部件22对应，闪耀部件66与在上述实施方式中说明的第1闪耀部件20对应，表层68与在上述实施方式中说明的中间层24对应。因此，可获得与上述实施方式相同的效果。另外，该表层68也可以与中间层24相同地为多层化结构。并且，表层68无需分割成多个层，折射率可以连续变化。例如，表层68可以具有如下折射率分布，如从前房水64至闪耀部件66的折射率连续变化，越靠近前房水侧，折射率越接近前房水64的折射率A，越靠近闪耀部件66侧，折射率越接近表层68的折射率C，并且连续变化。
另外，在此，举出衍射型多焦点眼内透镜58植入眼内而使用的方式例进行了说明，但本发明的技术并不限定于此。例如，可以对眼球模型70适用衍射型多焦点眼内透镜58。该情况下，在眼球模型70的模拟前房72封入具有与前房水64相同的折射率的液体74即可。
眼球模型70例如可以是在制造用于诊断或治疗糖尿病视网膜病或视网膜脱离等的装置(例如，眼科用观察装置或眼科用激光治疗器)时的试验阶段中使用的眼球模型，也可以是医学生或医生等在用于进行眼科的各种手术或各种观察的技能训练中使用的眼球模型。
另外，本发明的技术也能够适当地组合上述实施方式与各种变形例。并且，并不限于上述实施方式，只要不脱离宗旨，则当然也能够采用各种结构。
以上所示的记载内容及图示内容为关于本发明的技术所涉及的一部分的详细情况说明，只不过是本发明的技术的一例。例如，与上述结构、功能、作用及效果有关的说明为与本发明的技术所涉及的部分的结构、功能、作用及效果的一例有关的说明。因此，在不脱离本发明的技术宗旨的范围内，当然可以对以上所示的记载内容及图示内容删除不必要的部分，或者追加或替换新的要件。并且，为了避免错综复杂的情况，并且容易理解本发明的技术所涉及的部分，在以上所示的记载内容及图示内容中省略了与在使得能够实施本发明的技术的方面不需要特别说明的技术常识等有关的说明。
在本说明书中，“A和/或B”的含义与“A及B中的至少一个”相同。即，“A和/或B”的含义是可以仅为A，也可以仅为B，也可以为A与B的组合。并且，在本说明书中，将3个以上的事项用“和/或”连结而表现的情况也适用与“A和/或B”相同的思路。
本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准与具体地且分别地记载通过参考而被并入的各个文献、专利申请及技术标准的情况相同程度地，通过参考而被并入本说明书中。

Claims (26)

1.一种闪耀衍射光学元件，其具备：
闪耀光栅对，具有第1闪耀部件及第2闪耀部件，并通过所述第1闪耀部件及所述第2闪耀部件作为光栅而发挥作用；及
中间层，位于所述第1闪耀部件与所述第2闪耀部件之间，
将所述第1闪耀部件的折射率设为Na、所述中间层的折射率设为N、所述第2闪耀部件的折射率设为Nb时，Na＞N＞Nb的大小关系成立。
2.根据权利要求1所述的闪耀衍射光学元件，其中，
将所述第1闪耀部件及所述第2闪耀部件的格栅高度设为h、所述中间层的厚度设为t、临界角设为θc时，h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。
3.根据权利要求1或2所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1闪耀部件具有第1锯齿状面，
所述第2闪耀部件具有第2锯齿状面，
所述第1锯齿状面及所述第2锯齿状面经由所述中间层互补地卡合。
4.根据权利要求1或2所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1闪耀部件具有第1锯齿状面，
所述第2闪耀部件具有第2锯齿状面，
所述第1锯齿状面由第1陡坡面及相比所述第1陡坡面梯度平缓的第1缓坡面形成，
所述第2锯齿状面由第2陡坡面及相比所述第2陡坡面梯度平缓的第2缓坡面形成，
所述中间层在所述第1锯齿状面与所述第2锯齿状面之间配置于所述第1陡坡面与所述第2陡坡面之间。
5.根据权利要求3所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1锯齿状面由第1陡坡面及相比所述第1陡坡面梯度平缓的第1缓坡面形成，
所述第2锯齿状面由第2陡坡面及相比所述第2陡坡面梯度平缓的第2缓坡面形成，
所述中间层在所述第1锯齿状面与所述第2锯齿状面之间配置于所述第1陡坡面与所述第2陡坡面之间。
6.根据权利要求1所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1闪耀部件具有第1锯齿状面，
所述第2闪耀部件具有第2锯齿状面，
所述第1锯齿状面由第1陡坡面及相比所述第1陡坡面梯度平缓的第1缓坡面形成，
所述第2锯齿状面由第2陡坡面及相比所述第2陡坡面梯度平缓的第2缓坡面形成，
在所述第1锯齿状面与所述第2锯齿状面之间，将所述第1陡坡面与所述第2陡坡面之间的所述中间层的厚度设为t、所述第1闪耀部件及所述第2闪耀部件的格栅高度设为h、临界角设为θc时，h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1闪耀部件具有第1基准面，
所述第2闪耀部件具有第2基准面，
所述第1陡坡面及所述第1缓坡面是从所述第1基准面立起的面，
所述第2陡坡面及所述第2缓坡面是从所述第2基准面立起的面，
所述第1陡坡面与所述第1基准面垂直，
所述第2陡坡面与所述第2基准面垂直。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1锯齿状面及所述第2锯齿状面错开所述中间层的厚度的量而卡合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述中间层由具有从所述第1闪耀部件侧至所述第2闪耀部件侧变小的折射率的多个层构成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述中间层形成为膜状。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1闪耀部件的闪耀角及所述第2闪耀部件的闪耀角相同。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述第1闪耀部件的格栅高度与所述第2闪耀部件的格栅高度相同。
13.一种闪耀衍射光学元件，其具备：
闪耀部件；及
设置于所述闪耀部件上的层，
所述层的折射率在所述闪耀部件的折射率与所述闪耀部件周围的环境的折射率之间。
14.根据权利要求13所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述周围的环境是位于眼内的前房水，
所述层的折射率在所述闪耀部件的折射率与所述前房水的折射率之间。
15.根据权利要求14所述的闪耀衍射光学元件，其中，
将所述前房水的折射率设为A、所述层的折射率设为B、所述闪耀部件的折射率设为C时，A＜B＜C的大小关系成立。
16.根据权利要求15所述的闪耀衍射光学元件，其中，
将所述闪耀部件的格栅高度没为h、所述层的厚度设为t、临界角设为θc时，h＜t·tanθc的不等式及θc＝asin(A/C)的等式成立。
17.根据权利要求15或16所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述闪耀部件具有锯齿状面，
所述层在所述锯齿状面上形成为与所述锯齿状面相当的形状。
18.根据权利要求17所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述锯齿状面由陡坡面及相比所述陡坡面梯度平缓的缓坡面形成。
19.根据权利要求18所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述闪耀部件具有基准面，
所述陡坡面及所述缓坡面是从所述基准面立起的面，
所述陡坡面与所述基准面垂直。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述锯齿状面及所述前房水错开所述层的厚度的量而接触。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述层由具有从所述前房水侧至所述闪耀部件侧变大的折射率的多个层构成。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的闪耀衍射光学元件，其中，
所述层形成为膜状。
23.一种闪耀衍射光学元件的制造方法，其包括：
形成第1闪耀部件的工序；
在所述第1闪耀部件的闪耀部形成中间层的工序；及
在所述中间层的与所述第1闪耀部件侧相反的一侧形成与所述第1闪耀部件成对的第2闪耀部件的工序，
将所述第1闪耀部件的折射率设为Na、所述中间层的折射率设为N、所述第2闪耀部件的折射率设为Nb时，Na＞N＞Nb的大小关系成立。
24.根据权利要求23所述的闪耀衍射光学元件的制造方法，其中，
形成所述中间层的工序是使用旋涂形成所述中间层的工序。
25.根据权利要求23或24所述的闪耀衍射光学元件的制造方法，其形成如下厚度的所述中间层：
在将所述第1闪耀部件及所述第2闪耀部件的格栅高度设为h、所述中间层的厚度设为t、临界角设为θc时，h＞t·tanθc的不等式及θc＝asin(Nb/Na)的等式成立。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的闪耀衍射光学元件的制造方法，其中，
所述第1闪耀部件具有第1锯齿状面，
所述第2闪耀部件具有第2锯齿状面，
在形成所述第2闪耀部件的工序中，使所述第1锯齿状面与所述第2锯齿状面错开所述中间层的厚度的量而卡合。
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