CN1677135A

CN1677135A - 衍射光学元件及其制造方法

Info

Publication number: CN1677135A
Application number: CNA2005100625136A
Authority: CN
Inventors: 田中一政
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: CN100420968C; JP2005316414A; US20070047084A1; DE602005007530D1; ATE398782T1; US20050219698A1; US7286293B2; EP1584956B1; JP4697584B2; EP1584956A1; US7256939B2

Abstract

提供一种由材质相互各异的第1要素(10)和第2要素(20)紧密结合，并在第1要素(10)和第2要素(20)的边界面上形成了衍射光栅槽(30)的衍射光学元件(1)，在该衍射光学元件(1)中，至少第2要素(20)是光硬化树脂，第2要素(20)是利用通过第1要素(10)的光使之硬化而形成的，为了使基于因第1要素(10)的表面形成的衍射光栅槽(30)的凹凸导致的光的强度差而产生的第2要素(20)中的硬化收缩量的差在不降低衍射光学元件的要求性能的范围之内，上述衍射光学元件被设定为包括相对于上述光的第1要素(10)的内部透过率T1和第2要素(20)的内部透过率T2相等的值在内的预定范围的值。

Description

衍射光学元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及衍射光学元件及其制造方法，更详细的说，涉及用于照相用的光学系统、双筒镜、望远镜、显微镜等中的、在多波长或多频带下使用的衍射光学元件及其制造方法。

背景技术

以往，作为光学系统的降低色像差的方法，已知的方法是在透镜面或光学系统的透镜面以外的部分设置具有衍射作用的衍射光学元件。

衍射光学元件是每个微小间隔(大约1mm)具有几百条左右的细微等间隔的狭缝状或槽状的光栅结构而形成的光学元件，具有当光入射时，在由狭缝或槽的间距(间隔)和光的波长所决定的方向产生衍射光束的性质。这种衍射光学元件用在各种光学系统中，例如，用作用于降低色像差，把特定次数的衍射光集中到一点的透镜等等已被公知。

在这种衍射光学元件中，近年来，提出了一种被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层叠而成的，其特征是：在预期的波长范围(例如可见光范围)的几乎全部范围均能保持高的衍射效率，即波长特性良好。

一般作为多层型的衍射光学元件，公知的是，例如由材料相互各异的2种衍射光学元件要素构成，并以同一衍射光栅槽结合在一起的，所谓结合多层型的衍射光学元件(例如，参照特开平9-127321号公报)。

作为上述这种结合多层型的衍射光学元件的制造方法之一，有转印性和生产性优异的复制成型。复制成型是这样一种技术：在滴在基板上的光硬化树脂上压上具有所希望的衍射光学槽的相反形状的模具，照射来自光源的光使之硬化，然后再取下基板和模具，进行光学元件的成型。

利用这种复制成型技术制造结合多层型的衍射光学元件时，例如，作为构成该衍射光学元件的材料，准备相互各异的第1紫外线硬化树脂和第2紫外线硬化树脂，首先，在滴在基板上的第1紫外线硬化树脂上压上具有所希望的衍射光学槽的相反形状的模具，照射紫外线使之硬化，然后取下模具，进行第1衍射光学元件要素的成型。接下来，在第1衍射光学元件要素的形成了衍射光栅槽的面上滴下第2紫外线硬化树脂。然后，在该滴下的第2紫外线硬化树脂上压用于形成面的模具，进行第2衍射光学元件要素的成型，这样第1紫外线硬化树脂和第2紫外线硬化树脂以同一面衍射光栅槽紧密结合在一起的衍射光学元件就完成了。

不过，在利用上述复制成型技术的制造方法中，是从第1紫外线硬化树脂一侧进行紫外线照射来使第2紫外线硬化树脂硬化。一般说来，由于紫外线硬化树脂等靠光来硬化的树脂其光的内部透过率较低，所以光硬化树脂的厚度较厚的部分透过率会降低。该趋势特别是在短波范围尤为显著。

因此，如果象上述那样，经由第1紫外线硬化树脂对第2紫外线硬化树脂进行紫外线照射，由于第1紫外线硬化树脂的表面形成的衍射光栅槽的凹凸，而在第2紫外线硬化树脂的层内部产生光强度的倾斜，从而导致出现硬化收缩量的差，从而在该第2紫外线硬化树脂的表面产生微小的凹凸，即所谓的浮突(浮き)。该微小的凹凸即浮突起因于衍射光栅槽的凹凸，所以具有周期性，具有某种程度的作为衍射光栅的作用。这样一来，在利用复制成型技术制造的衍射光学元件中，就存在这样的问题：除了本来的第1和第2紫外线硬化树脂层的边界面之外，在第2紫外线硬化树脂的表面也会有衍射光栅，从而变成偏离预期的光学性能的产品。

发明内容

本发明正是鉴于这样的问题进行的，其目的在于提供一种衍射光学元件及衍射光学元件的制造方法，能够减轻起因于构成材料的内部透过率和边界面上形成的衍射光栅槽的成型误差(浮突)，提高成型品的转印性。

为了实现这样的目的，本发明为一种衍射光学元件，由相互各异的材质构成的第1要素和第2要素紧密结合，并在上述第1要素和上述第2要素的边界面形成衍射光栅槽，其特征在于：至少上述第2要素是光硬化树脂，该第2要素是利用通过了上述第1要素的光使之硬化而形成的，为了使基于因上述第1要素表面形成的上述衍射光栅槽的凹凸导致的上述光的强度差而产生的上述第2要素的硬化收缩量的差在不降低衍射光学元件的要求性能的范围之内，上述衍射光学元件被设定为包括相对于上述光的上述第1要素的内部透过率和上述第2要素的内部透过率相等的值在内的预定范围的值。

此时，优选的是，设上述衍射光栅槽的高度为H(单位：μm)，通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光的、上述第1要素的每10mm的内部透过率为T1，上述第2要素的每10mm的内部透过率为T2时，满足下式：

0.990≤(T2/T1)^(H/10000)≤1.010

的条件。

另外，优选的是，通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光为紫外线，更优选的是，上述紫外线为i线。

另外，优选的是，上述第1要素由紫外线硬化树脂制成。

本发明的衍射光学元件的制造方法，该衍射光学元件由相互各异的材质构成的第1要素和第2要素紧密结合，并在上述第1要素和上述第2要素的边界面形成了衍射光栅槽，其特征在于，包括以下工序：把具有用于成型上述第1要素的衍射光栅槽的模具压在上述第1要素上，对上述第1要素进行压模成型；使上述经过了压模成型的上述第1要素硬化；把硬化后的上述第1要素从上述模具中取出；在上述取出的上述第1要素中形成了衍射光栅槽的面滴下光硬化树脂；以及对滴下的上述光硬化树脂，通过上述第1要素照射光，使上述光硬化树脂硬化，形成上述第2要素，在通过上述第1要素照射光而使上述光硬化树脂硬化，从而形成第2要素时，为了使基于因上述第1要素表面形成的上述衍射光栅槽的凹凸导致的上述光的强度差而产生的上述第2要素中的硬化收缩量的差在不降低衍射光学元件的要求性能的范围之内，上述衍射光学元件被设定为包括相对于上述光的上述第1要素的内部透过率和上述第2要素的内部透过率相等的值在内的预定范围的值。

在该制造方法中，优选的是，设上述衍射光栅槽的高度为H(单位：μm)，通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光的、上述第1要素的每10mm的内部透过率为T1，上述第2要素的每10mm的内部透过率为T2时，满足下式：

0.990≤(T2/T1)^(H/10000)≤1.010

的条件。

综上所述，根据本发明的衍射光学元件，能够降低由第1要素和第2要素的边界面上形成的衍射光栅槽导致的、在第2要素的表面(与形成衍射光栅槽的面相反的一面)产生的浮突，因此能够降低在第1要素和第2要素(紫外线硬化树脂)的边界面上形成的本来的衍射光栅槽以外的地方的光的衍射，从而良好地实现预期的光学性能。

附图说明

图1是本发明的结合多层型衍射光学元件的示意剖视图；

图2(A)是第1要素的内部透过率高于第2要素的内部透过率时的光强度分布等高线；图2(B)是表示第1要素的内部透过率高于第2要素的内部透过率时，在光照射下第2要素的树脂硬化的样子的概念图；

图3(A)是第1要素的内部透过率低于第2要素的内部透过率时的光强度分布等高线；图3(B)是表示第1要素的内部透过率低于第2要素的内部透过率时，在光照射下第2要素的树脂硬化的样子的概念图；

图4(A)～图4(H)是按照从(A)到(H)的顺序表示本发明的衍射光学元件的制造工序的图；

图5(A)、图5(B)和图5(C)是表示本发明的衍射光学元件的变形例的图，图5(A)是表示衍射光栅槽成同心圆状形成的情况；图5(B)、图5(C)是表示衍射光栅槽在有曲面的面形成的情况的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的优选的实施方式。图1是表示本发明的衍射光学元件的概念图，是结合多层型衍射光学元件的示意剖视图。如图1所示，本实施方式的衍射光学元件1具有由相互各异的材质构成的第1要素10和第2要素20紧密结合、该要素10、20由同一衍射光栅槽30结合在一起的形状。另外，至少第2要素20是利用例如以水银的i线(i-line)为代表的紫外线来硬化的光硬化树脂。

优选的是，构成本发明的衍射光学元件1的第1要素10和第2要素20分别为紫外线硬化树脂。通过这样的构成，本发明的衍射光学元件1，只需要重复两次在模具上滴下材料，照射紫外线使之凝固的作业就能够制造，所以能够高效率地大量生产。另外，通过把第1要素10和第2要素20贴合在一起，能增加防止衍射光栅槽30处的剥离的效果。

本发明的衍射光学元件1在制造时，是在第1要素10上形成的衍射光栅槽30上滴下第2要素20，然后如图1所示，紫外线UV通过第1要素10而照射第2要素20并使之硬化(详细的制造方法后述)。此时，由于第1要素10的内部透过率和第2要素20的内部透过率的不同以及衍射光栅槽30的凹凸，在第2要素20的层内部会产生光强度的倾斜(参照图2(A)、图3(A))。这种层内部的光强度的倾斜导致树脂硬化收缩量的差，进而使该第2要素20的表面产生微小的凹凸，即所谓的浮突D。

例如，若设第1要素10的内部透过率为T1，第2要素20的内部透过率为T2，当T1＞T2时，在第2要素20中，在层内部产生如图2(A)所示的光强度分布等高线那样的光强度的倾斜，在表面出现如图2(B)所示的那种与衍射光栅槽的凹凸同向的浮突D。另外，当T1＜T2时，在第2要素20中，在层内部产生如图3(A)所示的光强度分布等高线那样的光强度的倾斜，在表面出现如图3(B)所示的那种与衍射光栅槽的凹凸反向的浮突D。

由于浮突D起因于衍射光栅槽30的形状，所以具有微小的凹凸周期性重复的结构，具有某种程度的衍射作用。因此，对于产生浮突D的衍射光学元件1，除了本来的(在第1要素10和第2要素20的边界面上形成的)衍射光栅槽30以外，在第2要素20的表面也具有衍射结构，从而变成偏离预期的光学性能的产品。因此，为了得到良好的光学性能，需要尽量控制浮突D。

在此，对上述的浮突D进行量化说明。如图1所示，求得在第2要素20的表面上(在衍射光栅槽30的顶部分a1的延长线上)第2要素20的厚度最薄的A点，和(在衍射光栅槽30的底部分b1的延长线上的)第2要素20的厚度最厚的B点处的光强度IA和IB。

若设衍射光栅槽的高度为H(μm)，第2要素20的厚度为L(μm)，第1要素10的每10mm的紫外线(例如水银的i线：λ＝365.0nm)内部透过率为T1，第2要素的每10mm的紫外线(例如水银的i线)内部透过率为T2，从第1要素10的下面一侧入射的光强度为1.0，那么，第2要素20的表面上的A点和B点的光强度IA和IB可分别用下式(1)、(2)来表示。

IA＝T1^(H/10000)×T2^(L/10000) …(1)

IB＝T2^{((L+H)/10000)} …(2)

因此，A点和B点的光强度比IB/IA可用下式(3)来表示。

IB/IA＝(T2/T1)^(H/10000) …(3)

综上所述，浮突D是由于用条件式(1)表示的A点的光强度IA和用条件式(2)表示的B点的光强度IB的不同，导致在第2要素20的层内部，硬化收缩量产生差异而产生的。因此，要控制浮突D的产生，需要设定条件式(3)的范围，以尽量减少A点和B点的光强度IA和IB的不同。

对此，本发明人反复经过各种实验研讨，找到了能够不受浮突D的衍射作用的影响，得到良好的光学性能的条件。即，对于本发明的衍射光学元件1，在用通过第1要素10的i线使该第2要素20硬化时，优选的是，设衍射光栅槽30的高度为H，第1要素10在i线下的内部透过率为T1，第2要素20在i线下的内部透过率为T2时，满足下式(4)的构成。

0.990≤IB/IA≤1.010 …(4)

上述的条件式(4)参照式(3)，可写成下式(5)。

0.990≤(T2/T1)^(H/10000)≤1.010 …(5)

只要用具有满足上述条件式(5)的内部透过率T1和T2的材料构成本发明的衍射光学元件1，通过第1要素10的层内部后经过衍射光栅槽30到达第2要素20表面的光(紫外线)的强度之差在A点和B点就会变小，所以A点和B点的树脂的硬化收缩量的差也会变小，从而第2要素20表面产生的浮突D就会减小。其结果，本衍射光学元件1就能够防止产生因该浮突D而产生的衍射有害光，从而能够得到良好的光学性能。而一旦高于条件式(5)的上限值或低于下限值，第2要素20的表面产生的浮突D就会变大，随着浮突D的大小接近使用衍射光学元件时的光的波长，除了本来的衍射光栅槽30之外，浮突D的光的衍射的影响就变得不能忽略不计，所以就会产生光斑，从而偏离预期的衍射光学元件的性能。

另外，本发明优选的是，第1要素10的内部透过率T1和第2要素20的内部透过率T2差不多相等(如上述，构成本发明的衍射光学元件1的第1要素10和第2要素20是相互各异的材质。因此，第1要素10和第2要素20的材质选定的是内部透过率T1和T2差不多相等，而例如折射率n1和n2不同的材质)。满足该条件，则通过第1要素10的层内部后经过衍射光栅槽30到达第2要素20表面的光的强度在A点和B点就会差不多一样，所以A点和B点的树脂的硬化收缩量也会差不多一样，从而能够控制第2要素20的表面形成的浮突D的产生。因此，就能够得到具有预期的光学性能的衍射光学元件1。

下面，说明本发明的衍射光学元件1(本实施方式中为圆盘状)的制造程序。在此，把第1要素10称为第1紫外线硬化树脂10’，把第2要素20称为第2紫外线硬化树脂20’。

首先，准备预先形成了预定形状的衍射光栅槽30的第1模具50，和预先形成了预定面的基板玻璃60(条件是能透过后述紫外线UV的材料)。另外，准备经过充分的加热而具有了可塑性的第1紫外线硬化树脂10’。第1紫外线硬化树脂10’优选的是使用具有后述的实施例1～实施例8中所示的内部透过率T1的材料。

然后，在基板玻璃60上滴下经过充分加热而具有了可塑性的上述第1紫外线硬化树脂10’(参照图4(A))。然后，在滴下的第1紫外线硬化树脂10’上压上形成了所希望的衍射光栅槽30的相反形状的第1模具50(参照图4(B))。再从基板玻璃60一侧照射紫外线UV，从而使第1紫外线硬化树脂10’硬化(参照图4(C))。然后把硬化后的第1紫外线硬化树脂10’从第1模具50和基板玻璃60上取下来(参照图4(D))。由此，在第1模具50上形成的衍射光栅槽30的形状被转印在第1紫外线硬化树脂10’上，第1紫外线硬化树脂10就形成了。

接着，在上述作成的第1紫外线硬化树脂10的形成了衍射光栅槽30的面上，滴下适量液状的第2紫外线硬化树脂20’(参照图4(E))。该第2紫外线硬化树脂20’优选的是使用具有后述的实施例1～实施例8中所示内部透过率T2的材料。在滴下的第2紫外线硬化树脂20’上，在与形成衍射光栅槽30的面相对的面上，压上用于形成面的第2模具70(参照图4(F))。然后照射紫外线UV，从而使第2紫外线硬化树脂20’硬化(参照图4(G))。由此，与第1紫外线硬化树脂10紧密结合在一起的第2紫外线硬化树脂20就形成了。最后，只要取下用于形成面的第2模具70，由第1衍射光学元件(第1紫外线硬化树脂)10和第2衍射光学元件(第2紫外线硬化树脂)20构成的、本发明的结合多层型的衍射光学元件1就完成了(参照图4(H))。

另外，本发明的衍射光学元件1并不仅限于上述实施方式。例如，在上述中，第1要素(衍射光学元件)10是紫外线硬化树脂，是照射紫外线使之硬化的工序，但是也可以是作为热硬化树脂，利用热使之硬化的工序等，另外的成型方法的工序。另外，衍射光栅槽30的形状，如图1所示是锯齿状的，不过，例如也可以形成图5(A)所示的同心圆状(在图5(A)中，第2要素20未图示)。

另外，本发明的衍射光学元件1中，衍射光栅槽30也可以形成曲面，而不是图1所示的平面状。也就是说，衍射光栅槽30既可以在具有凸形状的曲面上形成，也可以在具有凹形状的曲面上形成。

而且，本发明的衍射光学元件1还能够如透镜那样使用，把特定次数的衍射光集中于一点，这种情况下，本衍射光学元件整体做成圆盘状。另外本衍射光学元件的截面形状既可以如图1所示是平行平板状，也可以如图5(B)、(C)所示为透镜状。

在此，举出本发明的衍射光学元件所涉及的实施例1～16和参考例1～8，说明限定条件式(5)的上限值和下限值的理由。在实施例1～16和参考例1～8中，对本发明的衍射光学元件1，用通过第1要素10的i线(λ＝365.0nm)或h线(λ＝404.7nm)使第2要素20硬化，改变第1要素10的i线或h线的内部透过率T1和d线(λ＝587.6nm)的折射率n1、与第2要素20的i线或h线的内部透过率T2和d线(λ＝587.6nm)的折射率n2的组合，导出了与条件式(5)对应的值以及产生的浮突D的大小(参照图2(B)、图3(B))。在表1中表示实施例1～8和参考例1、2中使用的、构成衍射光学元件1的第1要素10的i线的内部透过率T1和d线的折射率n1，与第2要素20的i线的内部透过率T2和d线的折射率n2。另外，在表2中表示实施例1～8和参考例1、2中，与条件式(5)对应的值、产生的浮突D的大小、和判定光学性能的结果。在此，衍射光栅槽的高度H使用的是H＝50μm。

在表3中表示实施例9～14和参考例3～6中使用的、构成衍射光学元件1的第1要素10的i线的内部透过率T1和d线的折射率n1，与第2要素20的i线的内部透过率T2和d线的折射率n2。另外，在表4中表示实施例9～14和参考例3～6中，与条件式(5)对应的值、产生的浮突D的大小、和判定光学性能的结果。在此，衍射光栅槽的高度H使用的是H＝75μm。

在表5中表示实施例15、16和参考例7、8中使用的、构成衍射光学元件1的第1要素10的h线的内部透过率T1和d线的折射率n1，与第2要素20的h线的内部透过率T2和d线的折射率n2。另外，在表6中表示实施例15、16和参考例7、8中，与条件式(5)对应的值、产生的浮突D的大小、和判定光学性能的结果。在此，衍射光栅槽的高度H使用的是H＝150μm。

另外，表2、表4和表6中的光学性能，是根据有无产生的光斑来判定的，对于很好地控制了光斑产生的，标以◎，对于较好控制的，标以○，对于没有控制的，标以×。

(表1)(i线：λ＝365.0nm)

第1要素第2要素

内部透过率 (折射率

内部透过率T2 (折射率n2)

T1 n1)

参考例1： 0.1468 1.553 0.0053 1.530

实施例1： 0.0280 1.553 0.0053 1.530

实施例2： 0.0155 1.553 0.0053 1.530

实施例3： 0.1468 1.553 0.0533 1.530

实施例4： 0.0053 1.553 0.0053 1.530

实施例5： 0.0053 1.530 0.0053 1.553

实施例6： 0.0533 1.530 0.1468 1.553

实施例7： 0.0053 1.530 0.0155 1.553

实施例8： 0.0053 1.530 0.0280 1.553

参考例2： 0.0053 1.530 0.1468 1.553

(表2)(i线：λ＝365.0nm)(H＝50μm)

(T2/T1)^(H/10000) 浮突D(μm) 光学性能

参考例1： 0.9835 0.030 ×(光斑大)

实施例1： 0.9917 0.015 ○(光斑微小)

实施例2： 0.9946 0.010 ○(光斑微小)

实施例3： 0.9949 0.010 ○(光斑微小)

实施例4： 1.0000 0.000 ◎(无光斑)

实施例5： 1.0000 0.000 ◎(无光斑)

实施例6： 1.0051 0.010 ○(光斑微小)

实施例7： 1.0054 0.010 ○(光斑微小)

实施例8： 1.0084 0.015 ○(光斑微小)

参考例2： 1.0167 0.030 ×(光斑大)

(表3)(i线：λ＝365.0nm)

第1要素第2要素

内部透过率 (折射率 (折射率

内部透过率T2

T1 n1) n2)

参考例3： 0.1468 1.553 0.0053 1.530

参考例4： 0.0280 1.553 0.0053 1.530

实施例9： 0.0155 1.553 0.0053 1.530

实施例10： 0.1468 1.553 0.0533 1.530

实施例11： 0.0053 1.553 0.0053 1.530

实施例12： 0.0053 1.530 0.0053 1.553

实施例13： 0.0533 1.530 0.1468 1.553

实施例14： 0.0053 1.530 0.0155 1.553

参考例5： 0.0053 1.530 0.0280 1.553

参考例6： 0.0053 1.530 0.1468 1.553

(表4)(i线：λ＝365.0nm)(H＝75μm)

(T2/T1)^(H/10000) 浮突D(μm) 光学性能

参考例3： 0.9754 0.042 ×(光斑大)

参考例4： 0.9876 0.021 ×(光斑大)

实施例9： 0.9920 0.014 ○(光斑微小)

实施例10： 0.9924 0.014 ○(光斑微小)

实施例11： 1.0000 0.000 ◎(无光斑)

实施例12： 1.0000 0.000 ◎(无光斑)

实施例13： 1.0076 0.014 ○(光斑微小)

实施例14： 1.0081 0.014 ○(光斑微小)

参考例5： 1.0126 0.021 ×(光斑大)

参考例6： 1.0252 0.042 ×(光斑大)

(表5)(h线：λ＝404.7nm)

第1要素第2要素

(折射率 (折射率

内部透过率T1 内部透过率T2

n1) n2)

参考例7： 0.9970 1.591 0.4049 1.554

实施例15： 0.6058 1.530 0.4049 1.554

实施例16： 0.4049 1.554 0.6058 1.530

参考例8： 0.4049 1.554 0.9970 1.591

(表6)(h线：λ＝404.7nm)(H＝150μm)

(T2/T1)^(H/10000) 浮突D(μm) 光学性能

参考例7： 0.9865 0.022 ×(光斑大)

实施例15： 0.9940 0.010 ○(光斑微小)

实施例16： 1.0061 0.010 ○(光斑微小)

参考例8： 1.0136 0.022 ×(光斑大)

如上述表1～表6所示，对于参考例1～8的衍射光学元件，浮突D的大小分别都在0.021以上，产生的光斑大，光学性能显著下降。但是，浮突D的大小较小的实施例1～16的衍射光学元件(具体的说，产生的浮突D的大小在0.000μm～0.015μm的范围内)，光斑的产生得到了良好的控制，得到了预期的光学性能。浮突D的大小越接近使用衍射光学元件时的光的波长，光斑的产生越大。

根据这样的结果，根据表2(i线、H＝50μm)中参考例1的条件式(5)的对应值0.9835(浮突D的大小为0.030)和实施例1的条件式(5)的对应值0.9917(浮突D的大小为0.015)、表4(i线、H＝75μm)中参考例4的条件式(5)的对应值0.9876(浮突D的大小为0.021)和实施例9的条件式(5)的对应值0.9920(浮突D的大小为0.014)、表6(h线、H＝150μm)中参考例7的条件式(5)的对应值0.9865(浮突D的大小为0.022)和实施例15的条件式(5)的对应值0.9940(浮突D的大小为0.010)的结果，限定了条件式(5)的下限值。即设定条件式(5)的下限值为0.990。

另外，根据表2(i线、H＝50μm)中实施例8的条件式(5)的对应值1.0084(浮突D的大小为0.015)和参考例2的条件式(5)的值1.0167(浮突D的大小为0.030)、表4(i线、H＝75μm)中实施例14的条件式(5)的对应值1.0081(浮突D的大小为0.014)和参考例5的条件式(5)的值1.0126(浮突D的大小为0.021)、表6(h线、H＝150μm)中实施例16的条件式(5)的对应值1.0061(浮突D的大小为0.010)和参考例8的条件式(5)的值1.0136(浮突D的大小为0.022)的结果，限定了条件式(5)的上限值。即设定条件式(5)的上限值为1.010。

另外，实施例中，作为使第2要素硬化的光的例子，列举了紫外线的i线(λ＝365.0nm)和可见光以外的h线(λ＝404.7nm)，不过，用上述以外的不同波长的光使之硬化时，只要在该波长下的内部透过率满足条件式(5)，也能够得到同等的效果。

综上所述，本发明人发现，在选择构成衍射光学元件的相互各异的材料时，优选的是，在光学设计阶段，采用不仅如现有技术那样对折射率和色散进行过调整，同时对内部透过率之差也进行过调整的树脂。

Claims

1.一种衍射光学元件，由相互各异的材质构成的第1要素和第2要素紧密结合，并在上述第1要素和上述第2要素的边界面形成衍射光栅槽，其特征在于，

至少上述第2要素是光硬化树脂，该第2要素是利用通过了上述第1要素的光使之硬化而形成的，

为了使基于因上述第1要素表面形成的上述衍射光栅槽的凹凸导致的上述光的强度差而产生的上述第2要素的硬化收缩量的差在不降低衍射光学元件的要求性能的范围之内，上述衍射光学元件被设定为包括相对于上述光的上述第1要素的内部透过率和上述第2要素的内部透过率相等的值在内的预定范围的值。

2.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，

设上述衍射光栅槽的高度为H(单位：μm)，通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光的、上述第1要素的每10mm的内部透过率为T1，上述第2要素的每10mm的内部透过率为T2时，满足下式：

0.990≤(T2/T1)^(H/10000)1.010

的条件。

3.根据权利要求2所述的衍射光学元件，其特征在于，

通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光为紫外线。

4.根据权利要求3所述的衍射光学元件，其特征在于，

上述紫外线为i线。

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1要素由紫外线硬化树脂制成。

6.根据权利要求3所述的衍射光学元件，其特征在于，

上述第1要素由紫外线硬化树脂制成。

7.根据权利要求2所述的衍射光学元件，其特征在于，

上述第1要素由紫外线硬化树脂制成。

8.根据权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，

通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光为紫外线。

9.根据权利要求8所述的衍射光学元件，其特征在于，

上述紫外线为i线。

10.根据权利要求9所述的衍射光学元件，其特征在于，

上述第1要素由紫外线硬化树脂制成。

11.根据权利要求8所述的衍射光学元件，其特征在于，

上述第1要素由紫外线硬化树脂制成。

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1要素由紫外线硬化树脂制成。

13.一种制造衍射光学元件的方法，该衍射光学元件由相互各异的材质构成的第1要素和第2要素紧密结合，并在上述第1要素和上述第2要素的边界面形成了衍射光栅槽，其特征在于，

包括以下工序：

把具有用于成型上述第1要素的衍射光栅槽的模具压在上述第1要素上，对上述第1要素进行压模成型；

使上述经过了压模成型的上述第1要素硬化；

把硬化后的上述第1要素从上述模具中取出；

在上述取出的上述第1要素中形成了衍射光栅槽的面滴下光硬化树脂；以及

对滴下的上述光硬化树脂，通过上述第1要素照射光，使上述光硬化树脂硬化，形成上述第2要素，

在通过上述第1要素照射光而使上述光硬化树脂硬化，从而形成第2要素时，为了使基于因上述第1要素表面形成的上述衍射光栅槽的凹凸导致的上述光的强度差而产生的上述第2要素中的硬化收缩量的差在不降低衍射光学元件的要求性能的范围之内，上述衍射光学元件被设定为包括相对于上述光的上述第1要素的内部透过率和上述第2要素的内部透过率相等的值在内的预定范围的值。

14.根据权利要求13所述的衍射光学元件的制造方法，其特征在于，

0.990≤(T2/T1)^(H/10000)≤1.010

的条件。

15.根据权利要求14所述的衍射光学元件的制造方法，其特征在于，

通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光为紫外线。

16.根据权利要求15所述的衍射光学元件的制造方法，其特征在于，

上述紫外线为i线。

17.根据权利要求13所述的衍射光学元件的制造方法，其特征在于，

通过上述第1要素使上述第2要素硬化的上述光为紫外线。

18.根据权利要求17所述的衍射光学元件的制造方法，其特征在于，

上述紫外线为i线。