JP2003262713A - 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法 - Google Patents
回折光学素子及び回折光学素子の製造方法Info
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易な複層型の回折光学素子及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 回折格子溝４０が形成された第１の光透
過部材１０と、平面若しくは曲面を有して構成された第
２の光透過部材２０と、第１の光透過部材１０の回折格
子溝４０と第２の光透過部材２０の平面若しくは曲面と
を接着する接着剤３０とから回折光学素子１を構成す
る。また、この回折光学素子１を製造する方法は、第１
の光透過部材１０に回折格子溝４０を形成する第１の工
程と、第１の光透過部材１０の回折格子溝４０に接着剤
３０を滴下する第２の工程と、接着剤３０に平面若しく
は曲面を有する第２の光透過部材２０を付ける第３の工
程と、接着剤３０を硬化させる第４の工程とを有する。
製造方法を提供する。 【解決手段】 回折格子溝４０が形成された第１の光透
過部材１０と、平面若しくは曲面を有して構成された第
２の光透過部材２０と、第１の光透過部材１０の回折格
子溝４０と第２の光透過部材２０の平面若しくは曲面と
を接着する接着剤３０とから回折光学素子１を構成す
る。また、この回折光学素子１を製造する方法は、第１
の光透過部材１０に回折格子溝４０を形成する第１の工
程と、第１の光透過部材１０の回折格子溝４０に接着剤
３０を滴下する第２の工程と、接着剤３０に平面若しく
は曲面を有する第２の光透過部材２０を付ける第３の工
程と、接着剤３０を硬化させる第４の工程とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射した光に対し
て回折光束を生じさせる回折光学素子、特に複数の回折
素子要素を積み重ねて構成した複層型の回折光学素子に
関し、更にはこのような回折光学素子の製造方法に関す
る。
て回折光束を生じさせる回折光学素子、特に複数の回折
素子要素を積み重ねて構成した複層型の回折光学素子に
関し、更にはこのような回折光学素子の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】回折光学素子は、微小間隔（約１ｍｍ）
当たり数百本程度の細かい等間隔のスリット状若しくは
溝状の格子構造を備えて作られた光学素子であり、光が
入射されると、スリットや溝のピッチ（間隔）と光の波
長とで定まる方向に回折光束を生じさせる性質を有して
いる。このような回折光学素子は種々の光学系に用いら
れており、例えば、特定次数の回折光を一点に集めてレ
ンズとして使用するものなどが知られている。
当たり数百本程度の細かい等間隔のスリット状若しくは
溝状の格子構造を備えて作られた光学素子であり、光が
入射されると、スリットや溝のピッチ（間隔）と光の波
長とで定まる方向に回折光束を生じさせる性質を有して
いる。このような回折光学素子は種々の光学系に用いら
れており、例えば、特定次数の回折光を一点に集めてレ
ンズとして使用するものなどが知られている。
【０００３】このような回折光学素子においては近年、
複層型と呼ばれる回折光学素子が提案されてきている。
このタイプの回折光学素子は、鋸歯状に形成された面を
持つ複数の回折素子要素を積み重ねてなるものであり、
所望の広波長領域（例えば可視光領域）のほぼ全域で高
い回折効率が保たれる、すなわち波長特性が良好である
という特徴を有している。
複層型と呼ばれる回折光学素子が提案されてきている。
このタイプの回折光学素子は、鋸歯状に形成された面を
持つ複数の回折素子要素を積み重ねてなるものであり、
所望の広波長領域（例えば可視光領域）のほぼ全域で高
い回折効率が保たれる、すなわち波長特性が良好である
という特徴を有している。
【０００４】一般に複層型回折光学素子の構造は、例え
ば図４に示すように、第１の材質からなる第１の回折素
子要素１１０と、第１の材質とは屈折率やアッベ数が異
なる第２の材質からなる第２の回折素子要素１２０とか
ら構成され、それぞれの回折素子要素の対向し合う鋸歯
状に形成された面同士は、空気１３０を挟んで分離した
状態に配置されている。ここで、特定の２波長に対して
色消し条件を満足させるように、第１の回折素子要素１
１０の回折格子溝１１１の高さｄ1を所定の値に決定
し、第２の回折素子要素１２０の回折格子溝１２１の高
さｄ2を別の所定の値に決定する。これにより、特定の
２波長に対しては回折効率が１．０となり、その他の波
長に対しても、かなり高い回折効率を得ることができる
ようになる。ここで、回折効率とは、透過型の回折光学
素子において、回折しないで透過する光（０次回折光）
の強度Ｉ0と一次回折光の強度Ｉ1との割合η（＝Ｉ1／
Ｉ0）である。
ば図４に示すように、第１の材質からなる第１の回折素
子要素１１０と、第１の材質とは屈折率やアッベ数が異
なる第２の材質からなる第２の回折素子要素１２０とか
ら構成され、それぞれの回折素子要素の対向し合う鋸歯
状に形成された面同士は、空気１３０を挟んで分離した
状態に配置されている。ここで、特定の２波長に対して
色消し条件を満足させるように、第１の回折素子要素１
１０の回折格子溝１１１の高さｄ1を所定の値に決定
し、第２の回折素子要素１２０の回折格子溝１２１の高
さｄ2を別の所定の値に決定する。これにより、特定の
２波長に対しては回折効率が１．０となり、その他の波
長に対しても、かなり高い回折効率を得ることができる
ようになる。ここで、回折効率とは、透過型の回折光学
素子において、回折しないで透過する光（０次回折光）
の強度Ｉ0と一次回折光の強度Ｉ1との割合η（＝Ｉ1／
Ｉ0）である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の複層型回折光学素子では、第１の回折素子要
素１１０における回折格子溝の高さｄ１と第２の回折素
子要素１２０における回折格子溝の高さｄ２とは相異な
るため、回折素子要素１１０，１２０それぞれを同じ手
順で別々に製造しなければならない上、最終的には、両
回折素子要素１１０，１２０を精度良く位置合わせする
必要があるため、非常に作りづらいものとなっていた。
うな構成の複層型回折光学素子では、第１の回折素子要
素１１０における回折格子溝の高さｄ１と第２の回折素
子要素１２０における回折格子溝の高さｄ２とは相異な
るため、回折素子要素１１０，１２０それぞれを同じ手
順で別々に製造しなければならない上、最終的には、両
回折素子要素１１０，１２０を精度良く位置合わせする
必要があるため、非常に作りづらいものとなっていた。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、製造が容易な複層型の回折光学素子及びそ
の製造方法を提供することを目的としている。
ものであり、製造が容易な複層型の回折光学素子及びそ
の製造方法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】このような目的を達成す
るため、請求項１に記載の回折光学素子は、回折格子溝
が形成された第１の光透過部材と、平面若しくは曲面を
有して構成された第２の光透過部材と、第１の光透過部
材の回折格子溝と第２の光透過部材の平面若しくは曲面
とを接着する接着剤とから構成されたことを特徴とす
る。請求項２に記載の回折光学素子は、請求項１に記載
の回折光学素子において、第１の光透過部材が、ガラス
モールド用のガラスから構成されていることを特徴とす
る。また、請求項３に記載の回折光学素子は、請求項１
又は２に記載の回折光学素子において、接着剤が、紫外
線硬化樹脂から構成されていることを特徴とする。
るため、請求項１に記載の回折光学素子は、回折格子溝
が形成された第１の光透過部材と、平面若しくは曲面を
有して構成された第２の光透過部材と、第１の光透過部
材の回折格子溝と第２の光透過部材の平面若しくは曲面
とを接着する接着剤とから構成されたことを特徴とす
る。請求項２に記載の回折光学素子は、請求項１に記載
の回折光学素子において、第１の光透過部材が、ガラス
モールド用のガラスから構成されていることを特徴とす
る。また、請求項３に記載の回折光学素子は、請求項１
又は２に記載の回折光学素子において、接着剤が、紫外
線硬化樹脂から構成されていることを特徴とする。
【０００８】請求項４に記載に回折光学素子は、請求項
１〜３のいずれかに記載の回折光学素子において、第１
の光透過部材は、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、アッベ
数をνｄＧとしたとき、式１．５５≦ｎｄＧ≦１．７０
及び５０≦νｄＧ≦６５を満足し、かつ、接着剤は、ｄ
線での屈折率をｎｄＲとし、アッベ数をνｄＲとしたと
き、式１．５０≦ｎｄＲ≦１．６５及びνｄＲ≦４５を
満足することを特徴とする。また、請求項５に記載の回
折光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の回折光
学素子において、回折格子溝の高さｈが、式ｈ≦１６．
０μｍを満足することを特徴とする。また、請求項６に
記載の回折光学素子は、請求項１〜５のいずれかに記載
の回折光学素子において、回折格子溝のピッチが８０μ
ｍ以上であることを特徴とする。
１〜３のいずれかに記載の回折光学素子において、第１
の光透過部材は、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、アッベ
数をνｄＧとしたとき、式１．５５≦ｎｄＧ≦１．７０
及び５０≦νｄＧ≦６５を満足し、かつ、接着剤は、ｄ
線での屈折率をｎｄＲとし、アッベ数をνｄＲとしたと
き、式１．５０≦ｎｄＲ≦１．６５及びνｄＲ≦４５を
満足することを特徴とする。また、請求項５に記載の回
折光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の回折光
学素子において、回折格子溝の高さｈが、式ｈ≦１６．
０μｍを満足することを特徴とする。また、請求項６に
記載の回折光学素子は、請求項１〜５のいずれかに記載
の回折光学素子において、回折格子溝のピッチが８０μ
ｍ以上であることを特徴とする。
【０００９】本発明に係る回折光学素子の製造方法は、
第１の光透過部材に回折格子溝を形成する第１の工程
と、第１の光透過部材の回折格子溝に接着剤を滴下する
第２の工程と、接着剤に平面若しくは曲面を有する第２
の光透過部材を付ける第３の工程と、接着剤を硬化させ
る第４の工程とを有することを特徴とする。請求項８に
記載の回折光学素子の製造方法は、上記第１の工程が、
回折格子溝を形成した型を用い、第１の光透過部材を型
押し成型した後固める工程と、固められた第１の光透過
部材を前記型から取り外す工程とからなることを特徴と
する。また、請求項９に記載の回折光学素子の製造方法
は、上記第４の工程が、接着剤に紫外線を照射する工程
からなることを特徴とする。
第１の光透過部材に回折格子溝を形成する第１の工程
と、第１の光透過部材の回折格子溝に接着剤を滴下する
第２の工程と、接着剤に平面若しくは曲面を有する第２
の光透過部材を付ける第３の工程と、接着剤を硬化させ
る第４の工程とを有することを特徴とする。請求項８に
記載の回折光学素子の製造方法は、上記第１の工程が、
回折格子溝を形成した型を用い、第１の光透過部材を型
押し成型した後固める工程と、固められた第１の光透過
部材を前記型から取り外す工程とからなることを特徴と
する。また、請求項９に記載の回折光学素子の製造方法
は、上記第４の工程が、接着剤に紫外線を照射する工程
からなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係る
回折光学素子の概念を示すものであり、密着した３層で
構成される複層型回折光学素子の模式断面図である。本
実施形態における回折光学素子１では、回折格子溝４０
が形成された第１の光透過部材１０と、平面若しくは曲
面を有して構成された第２の光透過部材２０と、第１の
光透過部材１０の上記回折格子溝４０と第２の光透過部
材２０の上記平面若しくは曲面とを接着する接着剤３０
とから構成される。ここで、接着剤３０は第１の光透過
部材１０とは異なる材料からなっており、屈折率及びア
ッベ数は両者で異なるものとなっている。また、第２の
光透過部材２０における上記平面若しくは曲面には回折
格子溝は形成されない。なお、本実施形態では、第１の
光透過部材１０に形成される回折格子溝４０は図のよう
に鋸歯形状をしているが、本発明がこれに限定されるわ
けではない。
ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係る
回折光学素子の概念を示すものであり、密着した３層で
構成される複層型回折光学素子の模式断面図である。本
実施形態における回折光学素子１では、回折格子溝４０
が形成された第１の光透過部材１０と、平面若しくは曲
面を有して構成された第２の光透過部材２０と、第１の
光透過部材１０の上記回折格子溝４０と第２の光透過部
材２０の上記平面若しくは曲面とを接着する接着剤３０
とから構成される。ここで、接着剤３０は第１の光透過
部材１０とは異なる材料からなっており、屈折率及びア
ッベ数は両者で異なるものとなっている。また、第２の
光透過部材２０における上記平面若しくは曲面には回折
格子溝は形成されない。なお、本実施形態では、第１の
光透過部材１０に形成される回折格子溝４０は図のよう
に鋸歯形状をしているが、本発明がこれに限定されるわ
けではない。
【００１１】このような形状の回折光学素子１とするこ
とで、回折格子溝４０を形成するために、一つの金型を
用いるだけで製造することが可能になり、その結果、従
来行われていた二つの回折格子溝を別々に製造し、位置
合わせをする作業が不要になる。また、ここで、接着剤
３０を用いるため、第１の光透過部材１０と第２の光透
過部材２０との間に接着剤３０を注入し、硬化させるだ
けで、回折光学素子を製造することができるようにな
る。また、接着剤３０を用いているので、回折格子溝４
０及び面７０での剥離を防ぐ効果は大きい。
とで、回折格子溝４０を形成するために、一つの金型を
用いるだけで製造することが可能になり、その結果、従
来行われていた二つの回折格子溝を別々に製造し、位置
合わせをする作業が不要になる。また、ここで、接着剤
３０を用いるため、第１の光透過部材１０と第２の光透
過部材２０との間に接着剤３０を注入し、硬化させるだ
けで、回折光学素子を製造することができるようにな
る。また、接着剤３０を用いているので、回折格子溝４
０及び面７０での剥離を防ぐ効果は大きい。
【００１２】本発明の回折光学素子１では、第１の光透
過部材１０はガラスモールド用のガラスから構成される
ことが好ましい。ガラスモールド用のガラスはその種類
が多くて材質の選択範囲が広く、容易に製造可能だから
である。また、接着剤３０は紫外線硬化樹脂から構成さ
れることが好ましい。紫外線硬化樹脂は第１の光透過部
材１０と第２の光透過部材２０とを接着する機能を果た
しつつ、後述するように紫外線を照射することで容易に
硬化させることができるからである。
過部材１０はガラスモールド用のガラスから構成される
ことが好ましい。ガラスモールド用のガラスはその種類
が多くて材質の選択範囲が広く、容易に製造可能だから
である。また、接着剤３０は紫外線硬化樹脂から構成さ
れることが好ましい。紫外線硬化樹脂は第１の光透過部
材１０と第２の光透過部材２０とを接着する機能を果た
しつつ、後述するように紫外線を照射することで容易に
硬化させることができるからである。
【００１３】本発明の回折光学素子１において第１の光
透過部材１０の材質は、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、
アッベ数をνｄＧとしたとき、下の両式（１），（２）
を満足し、かつ、接着剤３０の材質は、ｄ線での屈折率
をｎｄＲとし、アッベ数をνｄＲとしたとき、下の両式
（３），（４）を満足することが好ましい。
透過部材１０の材質は、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、
アッベ数をνｄＧとしたとき、下の両式（１），（２）
を満足し、かつ、接着剤３０の材質は、ｄ線での屈折率
をｎｄＲとし、アッベ数をνｄＲとしたとき、下の両式
（３），（４）を満足することが好ましい。
【００１４】
【数１】１．５５≦ｎｄＧ≦１．７０ … （１）
５０≦νｄＧ≦６５ … （２）
１．５０≦ｎｄＲ≦１．６５ … （３）
νｄＲ≦４５ … （４）
【００１５】上記式（１），（２），（３），（４）
は、より良い性能で、図１に示すような、互いに異なる
物質（ここでは、第１の光透過部材１０と接着剤３０）
が共通の回折格子溝４０で接することができる（回折格
子溝４０を形成することができる）ため条件である。す
なわち、これらの式に規定された領域を外れると、本発
明の複層型回折光学素子１を得ることが困難となる。特
に、式（１），（３）は、良好な角度特性を得るための
ものである。条件式（１）の下限を外れるか、或いは条
件式（３）の上限を外れると、回折格子溝４０の高さｈ
（図１参照）が非常に高くなってしまい、角度特性を良
好に保ちつつ所定の格子形状を得ることはできなくなっ
てしまう。また、条件式（２），（４）は、特に、全波
長域で良好な回折効率を得るためのものであり、それぞ
れの条件範囲を外れると、全波長領域で良好な回折効率
を得ることができなくなる。
は、より良い性能で、図１に示すような、互いに異なる
物質（ここでは、第１の光透過部材１０と接着剤３０）
が共通の回折格子溝４０で接することができる（回折格
子溝４０を形成することができる）ため条件である。す
なわち、これらの式に規定された領域を外れると、本発
明の複層型回折光学素子１を得ることが困難となる。特
に、式（１），（３）は、良好な角度特性を得るための
ものである。条件式（１）の下限を外れるか、或いは条
件式（３）の上限を外れると、回折格子溝４０の高さｈ
（図１参照）が非常に高くなってしまい、角度特性を良
好に保ちつつ所定の格子形状を得ることはできなくなっ
てしまう。また、条件式（２），（４）は、特に、全波
長域で良好な回折効率を得るためのものであり、それぞ
れの条件範囲を外れると、全波長領域で良好な回折効率
を得ることができなくなる。
【００１６】ここで、式（１）の下限を１．５７、上限
を１．６８とするとともに、式（２）の下限を５２、上
限を６３とすると、更に良い結果が得られる。また同様
に、式（３）の下限を１．５２、上限を１．６３とする
とともに、式（４）の下限を２０とし、上限を４３とす
ると、更に良い結果が得られる。
を１．６８とするとともに、式（２）の下限を５２、上
限を６３とすると、更に良い結果が得られる。また同様
に、式（３）の下限を１．５２、上限を１．６３とする
とともに、式（４）の下限を２０とし、上限を４３とす
ると、更に良い結果が得られる。
【００１７】また、本発明の回折光学素子１では、回折
格子溝４０の高さｈは、下式（５）を満足していること
が好ましい。
格子溝４０の高さｈは、下式（５）を満足していること
が好ましい。
【００１８】
【数２】ｈ≦１６．０μｍ … （５）
【００１９】上記式（５）は角度特性（入射光線の入射
角の変化に対する回折効率の低下の度合い）に関する条
件であり、この条件を満たすようにすることにより、従
来の密着複層型回折光学素子に比して角度特性を向上さ
せることができる。すなわち、回折格子溝４０の高さｈ
を式（５）の上限値（１６．０μｍ）以下にして回折格
子溝４０の高さを低くすることにより、光透過時の損失
を小さくして角度特性を向上させることができる。但
し、高さｈの値を無制限に小さくすることは、厳しい製
造精度を満足し得なくなる可能性があるため、式（５）
においては高さｈに下限の値を設けることが好ましい。
ここでは、上記条件式（５）の下限の値を６．５μｍと
するとともに、上限の値を１５．０μｍとすると、更に
良い結果が得られる。
角の変化に対する回折効率の低下の度合い）に関する条
件であり、この条件を満たすようにすることにより、従
来の密着複層型回折光学素子に比して角度特性を向上さ
せることができる。すなわち、回折格子溝４０の高さｈ
を式（５）の上限値（１６．０μｍ）以下にして回折格
子溝４０の高さを低くすることにより、光透過時の損失
を小さくして角度特性を向上させることができる。但
し、高さｈの値を無制限に小さくすることは、厳しい製
造精度を満足し得なくなる可能性があるため、式（５）
においては高さｈに下限の値を設けることが好ましい。
ここでは、上記条件式（５）の下限の値を６．５μｍと
するとともに、上限の値を１５．０μｍとすると、更に
良い結果が得られる。
【００２０】また、本発明の回折光学素子１では、回折
格子溝４０のピッチ（最小ピッチ）ｐ（図１参照）を８
０μｍ以上と大きくすることで、回折格子溝４０の頂角
θ（図１参照）を緩やかにすることができる。このよう
に回折格子溝４０の頂角θを緩やかにしておけば、後述
するように、金型（第１の金型５０）を用いて第１の光
透過部材１０を成形するときに、その形状を正確に転写
することができるとともに、このように転写成形された
回折格子溝４０上に滴下した接着剤３０が第１の光透過
部材１０上に形成された（転写された）回折格子溝４０
の窪み部分に充分に行き渡るようになるため、所定形状
の回折格子溝４０を容易に形成することが可能となり、
ひいては本回折光学素子１の生産性を向上させることが
できるようになる。なお、回折格子溝４０のピッチ（最
小ピッチ）ｐを更に大きく１００μｍ程度とすれば、回
折格子溝４０の頂角θは更に緩やかになるので、回折格
子溝４０の形成はより一層容易になる。
格子溝４０のピッチ（最小ピッチ）ｐ（図１参照）を８
０μｍ以上と大きくすることで、回折格子溝４０の頂角
θ（図１参照）を緩やかにすることができる。このよう
に回折格子溝４０の頂角θを緩やかにしておけば、後述
するように、金型（第１の金型５０）を用いて第１の光
透過部材１０を成形するときに、その形状を正確に転写
することができるとともに、このように転写成形された
回折格子溝４０上に滴下した接着剤３０が第１の光透過
部材１０上に形成された（転写された）回折格子溝４０
の窪み部分に充分に行き渡るようになるため、所定形状
の回折格子溝４０を容易に形成することが可能となり、
ひいては本回折光学素子１の生産性を向上させることが
できるようになる。なお、回折格子溝４０のピッチ（最
小ピッチ）ｐを更に大きく１００μｍ程度とすれば、回
折格子溝４０の頂角θは更に緩やかになるので、回折格
子溝４０の形成はより一層容易になる。
【００２１】このように、本発明に係る回折光学素子１
によれば、回折格子溝４０が形成された第１の光透過部
材１０と、平面若しくは曲面を有して構成された第２の
光透過部材２０とを接着剤３０により、第１の光透過部
材１０の回折格子溝４０が形成された面と、第２の光透
過部材２０の平面若しくは曲面とを接着するだけでよい
ので、その製造は大変容易なものとなる。
によれば、回折格子溝４０が形成された第１の光透過部
材１０と、平面若しくは曲面を有して構成された第２の
光透過部材２０とを接着剤３０により、第１の光透過部
材１０の回折格子溝４０が形成された面と、第２の光透
過部材２０の平面若しくは曲面とを接着するだけでよい
ので、その製造は大変容易なものとなる。
【００２２】次に、本発明に係る回折光学素子１の製造
手順について説明する。これには先ず、所定形状の回折
格子溝を予め形成してある第１の金型５０と、所定の面
を予め形成してある第２の金型６０とを用意する。ま
た、所定の形状（本実施形態では円盤状とする）に形成
され、ガラス転移点以上に加熱されたガラスモールド用
のガラス１０’を用意する（図２（Ａ）参照）。ガラス
モールド用のガラス１０’には、後述の実施例に示すも
のが用いられるとよい。
手順について説明する。これには先ず、所定形状の回折
格子溝を予め形成してある第１の金型５０と、所定の面
を予め形成してある第２の金型６０とを用意する。ま
た、所定の形状（本実施形態では円盤状とする）に形成
され、ガラス転移点以上に加熱されたガラスモールド用
のガラス１０’を用意する（図２（Ａ）参照）。ガラス
モールド用のガラス１０’には、後述の実施例に示すも
のが用いられるとよい。
【００２３】次に、ガラス転移点以上に加熱した上記ガ
ラスモールド用のガラス１０’を第１の金型５０及び第
２の金型６０により型押し成形した後、徐々に冷却し、
固化させる（第１の工程。図２（Ｂ）参照）。そして、
固化した上記ガラスモールド用のガラス１０’を第１及
び第２の金型５０，６０より取り出す（図２（Ｃ）参
照）。これにより、第１の金型５０に形成されていた回
折格子溝４０の形状がガラスモールド用のガラス１０’
に転写された第１の光透過部材１０が得られる。
ラスモールド用のガラス１０’を第１の金型５０及び第
２の金型６０により型押し成形した後、徐々に冷却し、
固化させる（第１の工程。図２（Ｂ）参照）。そして、
固化した上記ガラスモールド用のガラス１０’を第１及
び第２の金型５０，６０より取り出す（図２（Ｃ）参
照）。これにより、第１の金型５０に形成されていた回
折格子溝４０の形状がガラスモールド用のガラス１０’
に転写された第１の光透過部材１０が得られる。
【００２４】また、これと同時に、第２の光透過部材２
０を製作する。第２の光透過部材２０は、図２（Ｅ）に
示すように、接着剤３０と接触する面２１が平面或いは
曲面から構成されている。第２の光透過部材２０がガラ
スモールド用のガラスであれば、上述のように、ガラス
を熱し、金型を用いて型押し成型を行う。第２の光透過
部材２０が通常のガラスであれば、通常のガラスレンズ
の製造方法通り、研磨を行ってその両面を成型する。ま
た、第２の光透過部材２０が樹脂である場合には、型押
し成型を行ってその両面を成型する。
０を製作する。第２の光透過部材２０は、図２（Ｅ）に
示すように、接着剤３０と接触する面２１が平面或いは
曲面から構成されている。第２の光透過部材２０がガラ
スモールド用のガラスであれば、上述のように、ガラス
を熱し、金型を用いて型押し成型を行う。第２の光透過
部材２０が通常のガラスであれば、通常のガラスレンズ
の製造方法通り、研磨を行ってその両面を成型する。ま
た、第２の光透過部材２０が樹脂である場合には、型押
し成型を行ってその両面を成型する。
【００２５】次に、このようにして作製された第１の光
透過部材１０の回折格子溝４０に、液状の接着剤３０を
適量滴下する（第２の工程。図２（Ｄ）参照）。接着剤
３０としては紫外線硬化樹脂が最も好ましく、後述の実
施例に示すものが用いられるとよい。続いて、液状の接
着剤２０において回折格子溝４０が形成される面２１と
は反対側の面２２に、第２の光透過部材２０を押し当て
る（第３の工程。図２（Ｅ）参照）。更に、紫外線８０
を液状の接着剤３０に照射することで、この接着剤３０
を硬化させる（第４の工程。図２（Ｆ）参照）。これに
より第１の光透過部材１０に接着剤３０が密着接合さ
れ、更に、この接着剤３０に第２の光透過部材２０が密
着接合されて本発明の回折光学素子１が完成する（図２
（Ｇ）参照）。
透過部材１０の回折格子溝４０に、液状の接着剤３０を
適量滴下する（第２の工程。図２（Ｄ）参照）。接着剤
３０としては紫外線硬化樹脂が最も好ましく、後述の実
施例に示すものが用いられるとよい。続いて、液状の接
着剤２０において回折格子溝４０が形成される面２１と
は反対側の面２２に、第２の光透過部材２０を押し当て
る（第３の工程。図２（Ｅ）参照）。更に、紫外線８０
を液状の接着剤３０に照射することで、この接着剤３０
を硬化させる（第４の工程。図２（Ｆ）参照）。これに
より第１の光透過部材１０に接着剤３０が密着接合さ
れ、更に、この接着剤３０に第２の光透過部材２０が密
着接合されて本発明の回折光学素子１が完成する（図２
（Ｇ）参照）。
【００２６】上記回折光学素子１の製造方法では、複層
型の回折光学素子の製造でありながら、全工程の中で回
折格子溝を形成する工程は第１の光透過部材１０に回折
格子溝４０を形成する工程のみであり、図４において示
した従来における複層型の回折光学素子が、第１の光学
素子１１０に回折格子溝１１１を設けるのとは別に第２
の光学素子１２０に回折格子溝１２１を設けなければな
らなかったのと比較し、製造工程が簡単になる。このた
め本回折光学素子の製造方法によれば、複層型の回折光
学素子を低コストで製造することができ、その生産性を
向上させることができる。
型の回折光学素子の製造でありながら、全工程の中で回
折格子溝を形成する工程は第１の光透過部材１０に回折
格子溝４０を形成する工程のみであり、図４において示
した従来における複層型の回折光学素子が、第１の光学
素子１１０に回折格子溝１１１を設けるのとは別に第２
の光学素子１２０に回折格子溝１２１を設けなければな
らなかったのと比較し、製造工程が簡単になる。このた
め本回折光学素子の製造方法によれば、複層型の回折光
学素子を低コストで製造することができ、その生産性を
向上させることができる。
【００２７】また、本発明の回折光学素子１を上記のよ
うな手順で製造した場合、回折格子溝（ここでは回折格
子溝４０）を形成させるための金型は一つ（ここでは第
１の金型５０）で済むので、低コストで密着複層型の回
折光学素子を製造することができる。また、第１の光透
過部材１０と接着剤３０に形成された両回折格子溝同士
を位置合わせする作業も不要となる。なお、本発明で
は、第１の光透過部材１０と接着剤３０との屈折率及び
アッベ数が異なっていればよく、第１の光透過部材１０
と第２の光透過部材２０とは同じ材質であってもよい。
うな手順で製造した場合、回折格子溝（ここでは回折格
子溝４０）を形成させるための金型は一つ（ここでは第
１の金型５０）で済むので、低コストで密着複層型の回
折光学素子を製造することができる。また、第１の光透
過部材１０と接着剤３０に形成された両回折格子溝同士
を位置合わせする作業も不要となる。なお、本発明で
は、第１の光透過部材１０と接着剤３０との屈折率及び
アッベ数が異なっていればよく、第１の光透過部材１０
と第２の光透過部材２０とは同じ材質であってもよい。
【００２８】図３は本発明の回折光学素子１の変形例を
示しており、図３（Ａ）は第２の光透過部材２０におけ
る接着剤３０と接触する面２１が、回折格子溝４０側に
凸の形状を有する曲面である場合の例、図３（Ｂ）は第
２の光透過部材２０における接着剤３０と接触する面２
１が、回折格子溝４０側に凹の形状を有する曲面である
場合の例である。
示しており、図３（Ａ）は第２の光透過部材２０におけ
る接着剤３０と接触する面２１が、回折格子溝４０側に
凸の形状を有する曲面である場合の例、図３（Ｂ）は第
２の光透過部材２０における接着剤３０と接触する面２
１が、回折格子溝４０側に凹の形状を有する曲面である
場合の例である。
【００２９】なお、本発明の回折光学素子１は特定次数
の回折光が一点に集まるようにしてレンズのように用い
ることができ、この場合、本回折光学素子は全体が円盤
状に作られる。また、本回折光学素子の断面形状は図１
に示すような平行平板状であってもよいが、その他の
形、例えば図３（Ａ），（Ｂ）に示すようなレンズ状に
なっていてもよい。
の回折光が一点に集まるようにしてレンズのように用い
ることができ、この場合、本回折光学素子は全体が円盤
状に作られる。また、本回折光学素子の断面形状は図１
に示すような平行平板状であってもよいが、その他の
形、例えば図３（Ａ），（Ｂ）に示すようなレンズ状に
なっていてもよい。
【００３０】
【実施例】（第１実施例）本実施例では、ガラスモール
ド用のガラス１０’を住田光学ガラス社製ＶＣ７８(ｎ
ｄG＝1.66910、νｄG＝55.4)、接着剤３０（紫外線硬化
樹脂）をアデール社製ＨＶ１６(ｎｄR＝1.5980、νｄR
＝28.0)とし、回折格子溝４０の高さｈを8.0μｍとし
た。この様に構成することで、ｇ線からＣ線までの波長
領域で、０．９５以上の高い回折効率を得ることができ
た。
ド用のガラス１０’を住田光学ガラス社製ＶＣ７８(ｎ
ｄG＝1.66910、νｄG＝55.4)、接着剤３０（紫外線硬化
樹脂）をアデール社製ＨＶ１６(ｎｄR＝1.5980、νｄR
＝28.0)とし、回折格子溝４０の高さｈを8.0μｍとし
た。この様に構成することで、ｇ線からＣ線までの波長
領域で、０．９５以上の高い回折効率を得ることができ
た。
【００３１】（第２実施例）本実施例では、ガラスモー
ルド用のガラス１０’を住田光学ガラス社製Ｐ−ＳＫ５
０(ｎｄG＝1.59380、νｄG＝61.4)、接着剤３０を紫外
線硬化樹脂ａ(ｎｄR＝1.5499、νｄR＝41.6)とし、回折
格子溝４０の高さｈを12.7μｍとした。この様に構成す
ることで、ｇ線からＣ線までの波長領域で、0.９５以上
の高い回折効率を得ることができた。
ルド用のガラス１０’を住田光学ガラス社製Ｐ−ＳＫ５
０(ｎｄG＝1.59380、νｄG＝61.4)、接着剤３０を紫外
線硬化樹脂ａ(ｎｄR＝1.5499、νｄR＝41.6)とし、回折
格子溝４０の高さｈを12.7μｍとした。この様に構成す
ることで、ｇ線からＣ線までの波長領域で、0.９５以上
の高い回折効率を得ることができた。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、製
造が容易な複層型の回折光学素子及びその製造方法を提
供することが可能になった。
造が容易な複層型の回折光学素子及びその製造方法を提
供することが可能になった。
【図１】本発明に係る回折光学素子の一実施形態を示す
複層型回折光学素子の模式断面図である。
複層型回折光学素子の模式断面図である。
【図２】本発明の回折光学素子の製造工程を（Ａ）から
（Ｇ）の順で示す図である。
（Ｇ）の順で示す図である。
【図３】本発明に係る回折光学素子の変形例を示す図で
あり、（Ａ）は第２の光透過部材における接着剤と接触
する面が回折格子溝側に凸の形状を有する曲面である場
合の例、（Ｂ）は第２の光透過部材における接着剤と接
触する面が回折格子溝側に凹の形状を有する曲面である
場合の例である。
あり、（Ａ）は第２の光透過部材における接着剤と接触
する面が回折格子溝側に凸の形状を有する曲面である場
合の例、（Ｂ）は第２の光透過部材における接着剤と接
触する面が回折格子溝側に凹の形状を有する曲面である
場合の例である。
【図４】従来の回折光学素子の構成を示す模式断面図で
ある。
ある。
１ 回折光学素子
１０ 第１の光透過部材
１０’ ガラスモールド用のガラス
２０ 第２の光透過部材
３０ 接着剤
４０ 回折格子溝
５０ 第１の金型
６０ 第２の金型
８０ 紫外線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA04 AA17 AA18 AA40
AA43 AA45 AA65 AA68
4F100 AG00A AK01G AR00B BA02
BA07 DD06A GB90 JB14G
JL02 JN01A JN01B JN08A
JN08B JN18A JN18G YY00A
YY00G
4F209 AC03 AD04 AD08 AG01 AG05
AH73 AH75 PA02 PB01 PC01
PC05 PN06 PQ11 PQ14
Claims (9)
- 【請求項１】 回折格子溝が形成された第１の光透過部
材と、 平面若しくは曲面を有して構成された第２の光透過部材
と、 前記第１の光透過部材の前記回折格子溝と前記第２の光
透過部材の前記平面若しくは曲面とを接着する接着剤と
から構成されたことを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項２】 前記第１の光透過部材が、ガラスモール
ド用のガラスから構成されていることを特徴とする請求
項１記載の回折光学素子。 - 【請求項３】 前記接着剤が、紫外線硬化樹脂から構成
されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回折
光学素子。 - 【請求項４】 前記第１の光透過部材は、ｄ線での屈折
率をｎｄＧとし、アッベ数をνｄＧとしたとき、両式 １．５５≦ｎｄＧ≦１．７０ ５０≦νｄＧ≦６５ を満足し、かつ、前記接着剤は、ｄ線での屈折率をｎｄ
Ｒとし、アッベ数をνｄＲとしたとき、両式 １．５０≦ｎｄＲ≦１．６５ νｄＲ≦４５ を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の回折光学素子。 - 【請求項５】 前記回折格子溝の高さｈが、式 ｈ≦１６．０μｍ を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載の回折光学素子。 - 【請求項６】 前記回折格子溝のピッチが８０μｍ以上
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の回折光学素子。 - 【請求項７】 第１の光透過部材に回折格子溝を形成す
る第１の工程と、 前記第１の光透過部材の前記回折格子溝に接着剤を滴下
する第２の工程と、 前記接着剤に平面若しくは曲面を有する第２の光透過部
材を付ける第３の工程と、 前記接着剤を硬化させる第４の工程とを有することを特
徴とする回折光学素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記第１の工程は、 前記回折格子溝を形成した型を用い、前記第１の光透過
部材を型押し成型した後固める工程と、 前記固められた前記第１の光透過部材を前記型から取り
外す工程とからなることを特徴とする請求項７記載の回
折光学素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記第４の工程は、前記接着剤に紫外線
を照射する工程からなることを特徴とする請求項７又は
８記載の回折光学素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002065744A JP2003262713A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法 |
| US10/355,166 US20030161044A1 (en) | 2002-02-04 | 2003-01-31 | Diffractive optical element and method for manufacturing same |
| US11/501,720 US7554733B2 (en) | 2002-02-04 | 2006-08-10 | Diffractive optical element and method for manufacturing same |
| US12/495,131 US20090273841A1 (en) | 2002-02-04 | 2009-06-30 | Diffractive optical element and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002065744A JP2003262713A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003262713A true JP2003262713A (ja) | 2003-09-19 |
Family
ID=29197896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002065744A Pending JP2003262713A (ja) | 2002-02-04 | 2002-03-11 | 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003262713A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090614A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Nikon Corporation | 回折光学素子 |
| JP2007212547A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Nikon Corp | 光学素子の製造方法および光学素子 |
| JP2008046469A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Nikon Corp | 回折光学素子の製造方法および樹脂吐出装置 |
| JP2008509555A (ja) * | 2004-08-05 | 2008-03-27 | インテル・コーポレーション | 基板をインプリントするための方法及び装置 |
| JP2010102353A (ja) * | 2003-06-19 | 2010-05-06 | Nikon Corp | 光学素子 |
| JP2012078397A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Canon Inc | 回折格子を含む光学系および光学機器 |
| JP5413714B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2014-02-12 | 株式会社ニコン | 接眼レンズ |
| JP2015511893A (ja) * | 2012-01-17 | 2015-04-23 | 三井化学株式会社 | 表面起伏を有する可撓性膜および電気活性光学系におけるその使用 |
| WO2016031249A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 株式会社ニコン | 光学材料用樹脂前駆体組成物、この組成物から得られる光学要素およびこの光学要素を用いて構成される回折光学素子 |
-
2002
- 2002-03-11 JP JP2002065744A patent/JP2003262713A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010102353A (ja) * | 2003-06-19 | 2010-05-06 | Nikon Corp | 光学素子 |
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| JP4817076B2 (ja) * | 2005-02-22 | 2011-11-16 | 株式会社ニコン | 回折光学素子 |
| US7821715B2 (en) | 2005-02-22 | 2010-10-26 | Nikon Corporation | Diffractive optical element |
| WO2006090614A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Nikon Corporation | 回折光学素子 |
| KR101174180B1 (ko) * | 2005-02-22 | 2012-08-14 | 가부시키가이샤 니콘 | 회절 광학 소자 |
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| JP2012078397A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Canon Inc | 回折格子を含む光学系および光学機器 |
| US8792168B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system including diffractive grating and optical apparatus |
| JP2015511893A (ja) * | 2012-01-17 | 2015-04-23 | 三井化学株式会社 | 表面起伏を有する可撓性膜および電気活性光学系におけるその使用 |
| WO2016031249A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 株式会社ニコン | 光学材料用樹脂前駆体組成物、この組成物から得られる光学要素およびこの光学要素を用いて構成される回折光学素子 |
| JPWO2016031249A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2017-06-08 | 株式会社ニコン | 光学材料用樹脂前駆体組成物、この組成物から得られる光学要素およびこの光学要素を用いて構成される回折光学素子 |
| US10577446B2 (en) | 2014-08-26 | 2020-03-03 | Nikon Corporation | Resin precursor composition for optical materials, optical element obtained from the composition, and diffractive optical element configured using the optical element |
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