JP3472092B2 - 回折光学素子及びそれを用いた光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回折光学素子のうち
特に複数の波長、あるいは所定の帯域の光が特定次数
（設計次数）に集中するような格子構造を有した回折光
学素子及びそれを用いた光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学系の色収差を補正する方
法の１つとして、分数の異なる２つの材質の硝材（レン
ズ）を組み合わせる方法がある。

【０００３】この硝材の組み合わせにより色収差を減じ
る方法に対して、レンズ面やあるいは光学系の１部に回
折作用を有する回折光学素子を用いて、色収差を減じる
方法がＳＰＩＥ Vol.1354 International Lens Design
Conference（１９９０）等の文献や特開平４−２１３４
２１号公報、特開平６−３２４２６２号公報、ＵＳＰ第
５０４４７０６号等により開示されている。

【０００４】これは、光学系中の屈折面と回折面とで
は、ある基準波長の光線に対する色収差の出方が逆方向
になるという物理現象を利用したものである。

【０００５】さらに、このような回折光学素子は、その
回折格子の周期的構造の周期を変化させることで非球面
レンズ的な効果をも持たせることができ収差の低減に大
きな効果がある。

【０００６】ここで、光線の屈折作用において比較する
と、レンズ面では、１本の光線は屈折後も１本の光線で
あるのに対し、回折格子では１本の光線が回折される
と、各次数に光が分かれてしまう。

【０００７】そこで、レンズ系として回折光学素子を用
いる場合には、使用波長領域の光束が特定次数（以後設
計次数とも言う）に集中するように格子構造を決定する
必要がある。特定の次数に光が集中している場合では、
それ以外の回折光の光線の強度は低いものとなり、強度
が０の場合にはその回折光は存在しないものとなる。

【０００８】そのため前記特長を、有するためには設計
次数の光線の回折効率が十分高いことが必要になる。ま
た、設計次数以外の回折次数をもった光線が存在する場
合は、設計次数の光線とは別な所に結像するため、フレ
ア光となる。

【０００９】従って回折光学素子を利用した光学系にお
いては、設計次数での回折効率の分光分布及び設計次数
以外の光線の振る舞いについても十分考慮する事が重要
である。

【００１０】図１１に示すような基板２に１つの層より
成る回折格子３を設けた回折光学素子１を光学系中のあ
る面に形成した場合の特定の回折次数に対する回折効率
の特性を図１２に示す。この図１２で、横軸は波長をあ
らわし、縦軸は回折効率を表している。この回折光学素
子は、１次の回折次数（図中実線）において、使用波長
領域でもっとも回折効率が高くなるように設計されてい
る。

【００１１】即ち設計次数は１次となる。さらに、設計
次数近傍の回折次数（１次±１次の０次光と２次光）の
回折効率も併せ並記しておく。

【００１２】図１２に示されるように、設計次数では回
折効率はある波長（５４０ｎｍ）で最も高くなり（以下
「設計波長」と言う。）それ以外の波長では序々に低く
なる。この設計次数での回折効率の低下分は、他の次数
の回折光となり、フレアとなる。また、回折光学格子を
複数枚使用した場合には特に、設計波長以外の波長での
回折効率の低下は透過率の低下にもつながる。

【００１３】この回折効率の低下を減少できる構成が特
開平９−１２７３２１号公報、特開平９−１２７３２２
号公報等に提示されている。特開平９−１２７３２１号
公報に提示された構成は図１３に示したように２つの層
４，１７を重ね合わされた断面形状をもつ。

【００１４】一方特開平９−１２７３２２号公報に提示
された構成は図１４に示したように３つの層４，１７，
６を３層に重ね合わされた格子構造をもち、２つの境界
に設けられた回折格子面７，８で挟まれた層１７の厚さ
が異なる構成である。この回折光学素子は各材料の境界
面に回折格子面７，８を形成し、境界の前後の層の材質
の屈折率差と格子溝の深さを最適化することにより、高
い回折効率を実現している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】基盤上に複数の層を積
層した格子構造をもつ回折光学素子では、回折格子面の
前後の材質の層の屈折率差の波長特性を所望の値にする
必要がある。例えば、特開平９−１２７３２１号公報の
例だと、回折格子面７の前後の層の材質は高屈折率低分
散材と低屈折率高分散材の組み合わせに限定されてい
る。

【００１６】また、特開平９−１２７３２２号公報にお
いても材質は３種類に増え、且つ２つの回折格子面７，
８の格子溝の深さを変えることにより、選択できる材料
の種類は大幅に増えているが、各層での材質の屈折率差
の波長特性を利用する限り、各材料はおのずと制約を受
けてしまう。

【００１７】一方、製造の点から考えると、境界の前後
の層の材質は互いの密着性の良い材質、熱膨張率の近い
材質など、使用できる材料は限定される。また、各材質
ともに回折格子を形成するため加工性に優れていること
も必要となる。

【００１８】このように光学特性の点から使用できる材
料が決定される上に、製造上の観点からさらに制限され
る。そのため、すべての条件を満足する光学材料を探す
のは、かなり容易なことではない。

【００１９】本発明は、基盤上に２層又はそれ以上の多
層を積層した回折光学素子の各層を適切に構成すること
により高い回折効率を有するとともに、容易に材料の選
択ができ、且つ容易に製造でき、しかも高い回折効率が
維持でき、フレア等を有効に抑制できる回折光学素子及
びそれを用いた光学系の提供を目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の回折光学素子
は、 （１−１）少なくとも２種類の分散の異なる材質からな
る層を複数基盤上に積層し、使用波長領域全域で特定次
数の回折効率を高くするようにした回折光学素子に於い
て、該複数の層を基盤側から順番に第ｉ層とし、第１層
と第２層の境界を第１の回折格子面、第２層と第３層の
境界を第２の回折格子面、第Ｌ層と第Ｌ＋１層の境界を
第Ｌの回折格子面としたとき、偶数層は全域で均等な厚
みを有する均等厚層より成ると共に、それを挟む奇数層
の中間の熱膨張特性を有し、該均等厚層を介して各回折
格子が接合されていることを特徴としている。

【００２１】特に、 (1-1-1) 前記均等厚層の厚みは、それと接する回折格子
の格子溝の深さより厚いこと。

【００２２】(1-1-2) 前記均等厚層は反射防止特性を有
する均等厚より成っていること。

【００２３】(1-1-3) 前記均等厚層を構成する材料は、
プラスチック光学材料または、紫外線硬化樹脂であるこ
と。

【００２４】(1-1-4) 前記使用波長域が、可視光域であ
ること。

【００２５】(1-1-5) 前記第１層と前記基盤が同材質で
あること。等を特徴としている。

【００２６】本発明の回折光学素子を用いた光学系は、 (2-1) 構成(1-1) の回折光学素子を一部に用いているこ
とを特徴としている。

【００２７】特に、 (2-1-1) 回折光学素子を結像光学系や、観察光学系に用
いていることを特徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の回折光学素子の実
施形態１の正面図である。同図において回折光学素子１
は基盤２の表面に複数の層より成る多層部３が作成され
た構成となっている。図２は図１の回折光学素子１を図
中Ａ−Ａ’断面で切断した断面形状の一部である。図２
は格子面（回折格子面）７，８の深さ方向にかなりデフ
ォルメされた図となっている。

【００２９】本実施形態の回折光学素子１の断面格子形
状は、基盤２上に設けられた第１層４、第２層５、第３
層６の３つの層からなり、第１層４と第２層５の境界部
に第１の回折格子面７、第２層５と第３層６の境界部に
第２の回折格子面８を有し、前記２つの回折格子面７，
８に接する第２層５は、回折光学素子１全域において光
の進行方向の厚みが均等な均等厚層となっている。

【００３０】また均等厚層５を介して第１の回折格子面
７と、第２の回折格子面８が形成されているので、第１
の回折格子面７と第２の回折格子面８の格子形状は全く
同じ形状を有している。そして全層を通して一つの回折
光学素子１として作用することを特徴としている。

【００３１】ここで、一面に回折格子面を持ち、材質の
厚さが周期的に変わる層（４，６）を回折格子と言う。

【００３２】このように本実施形態の回折光学素子は少
なくとも２種類の分散の異なる材質からなる複数の層が
基盤上に重ね合わされた格子構造をもち、基盤２側から
順番に第１層と第２層の境界を第１の回折格子面、第２
層と第３層の境界を第２の回折格子面、第Ｌ層と第Ｌ＋
１層の境界を第Ｌの回折格子面としたとき、各回折格子
は偶数層が全域で均等な厚みを有する均等厚層を介して
接合されることを特徴としている。

【００３３】ここで本発明の回折光学素子の形状に類似
した構成が、特開平９−１２７３２１号公報に開示され
ている。しかし同公報の回折光学素子の目的は回折格子
を複数用いることにより、個々の回折パワーを分担する
ことである。そのため個々の回折格子が独立で回折特性
を有することが前提となり、本発明のように２つの回折
格子４，６が一体となり、一つの回折格子の作用をする
ものとは、回折格子のサイズ、層の材質が全く異なる構
成になっている。

【００３４】また同公報においては、目的を達成するた
めの構成が本発明と同じ回折格子の向きでは実現するこ
とはできず、実際には図１４に示す形状と回折格子の向
きを異ならせる必要がある。この点からも本発明と同公
報の回折光学素子とは構成が全く異なっている。

【００３５】次に本発明の回折光学素子の回折効率につ
いて説明する。

【００３６】図１１に示すような空気中で使用される通
常の１層の透過型の回折格子３で、設計波長λ０で回折
効率が最大となる条件は、光束が回折格子に対して垂直
入射した場合は、回折格子面７の山と谷の光学光路長差
ｄ０が波長の整数倍になればよく、 ｄ０＝（ｎ０−１）ｄ＝ｍλ０ ‥‥‥（１） となる。ここでｎ０は波長λ０での回折格子３の材質の
屈折率、ｄは格子厚、ｍは回折次数である。

【００３７】２つ以上の回折格子、即ち２層以上の構造
からなる回折光学素子でも、基本的な考え方は同様で、
全層を通して一つの回折格子として作用させるために
は、各層の境界に形成された回折格子面の山と谷の光学
光路長差を求め、それを全層にわたって加えあわせたも
のが波長の整数倍になるように決定する。

【００３８】従って図２に示した本実施例の場合の条件
式は （ｎ０１−ｎ０２）ｄ−（ｎ０３−ｎ０２）ｄ＝ｍλ０ ‥‥‥（２） となる。

【００３９】ここでｎ０１は第１層４の材質の波長λ０
での屈折率、ｎ０２は第２層５の材質の波長λ０での屈
折率、ｎ０３は第３層６の材質の波長λ０での屈折率で
ある。（２）式で各回折格子４，６の格子厚が異なる場
合が、特開平９−１２７３２２号公報に開示された式で
ある。

【００４０】本実施形態としては、対向する格子形状が
等しくなるように形成したことを特徴としている。この
ように構成すれば、（２）式は、 （ｎ０１−ｎ０３）ｄ＝ｍλ０ ‥‥‥（３） となり、このときの回折効率をη、位相誤差をφ０と
し、φ０＝（ｎ０１−ｎ０３）ｄ−ｍλ０とおいたとき η＝sinc² 〔（ｎ０１−ｎ０３）ｄ/ ｍλ０−1 〕 ＝sinc² （φ０ /ｍλ０） ‥‥‥（４） ここでsinc（ｘ）＝sin(πx)/ πx なる関数で表され
る。

【００４１】従って使用波長域全域で（３）式がみたさ
れれば、回折効率は（４）式において位相誤差φ０が０
となり、η＝sinc²

〔０〕＝１より全ての使用波長で最
大となる。

【００４２】ここで上記（４）式には第２層５の材質の
屈折率は含まれていない。これは、第２層５の材質は回
折効率に影響を与えないことを意味し、屈折率、分散と
もに任意の値を持つ材料を使用できることになる。

【００４３】この本発明の特徴により、第１層４の材質
と、第３層６の材質は、光学特性を満足するような材質
を選択し、第２層５の材質としては、第１層の材質と、
第３層の材質を接合する上での不備を補うような材料を
選択している。

【００４４】以下、具体的な材料の選択について説明す
る。

【００４５】まず第１、第３層にガラスを使用した場合
について説明する。この場合、回折効率を満足するガラ
スの組み合わせは、特開平９−１２７３２１号公報に示
された、２層の回折光学素子の材質の組み合わせと同等
の組み合わせが使用できる。

【００４６】一方製造を考えると、図３に示したような
方式が考えられる。まず図３（Ａ）のように第１層４め
のガラス表面に回折格子面７を成形等で形成し、回折格
子４を作成する。この例では基盤２と第１層４を同じ材
質とし成形している。

【００４７】同様な手法により、第３層６めのガラスに
も回折格子を形成する（図３（Ｂ））。

【００４８】次に均等厚層の第２層５を介して貼り合わ
せる（図３（Ｃ））ことにより最終形状（図３（Ｄ））
を得ている。従来ガラス同士を接合する場合は、図１５
に示したように第１層４めの回折格子４を型による成形
などで成形した後（図１５（Ａ））第２層めのガラス材
料１７を、第１の回折格子４に流し込み、冷却すること
で２層の回折光学素子を製造していた（図１５
（Ｂ））。

【００４９】この場合第１層４めには融点の高い光学ガ
ラス、第２層１７めには低融点ガラスを用いる必要があ
った。このため光学特性の点で回折効率を高く維持でき
る光学ガラスの組み合わせが存在しても、製造上の問題
から使用できないなどの問題があった。

【００５０】そこで、本発明の実施形態における均等厚
層の材料として、紫外線により硬化する樹脂を用いた
り、ガラスとの融点の差が大きい材質を用いることで２
つのガラス材料を貼り合わせることができる。この手段
は、特開平９−１２７３２２号公報にも示されている。

【００５１】本実施形態では、均等厚層を設けること
で、回折効率を満足するための光学材料の探索を第１、
第３層で、製造上必要な特性を有する材料の探索を第２
層で独立に行え、これによって、従来、ガラス同士の接
合が難しく製造が容易ではなかった、2 種類の光学ガラ
スの組み合わせで高い回折効率を有する回折光学素子も
容易に製造できることを特徴としている。

【００５２】次に第１層にガラス、第３層にプラスチッ
ク材を使用した場合について説明する。この場合には、
第２層の材質として、ガラスとプラスチック材の熱膨張
特性の中間の特性を持つような材質を介して接合すれば
よい。このような材質を用いれば、従来のガラスとプラ
スチックを直接接合していた場合に、熱による材質の膨
張、収縮でガラスとプラスチックの境界面が剥離した
り、微細なひび割れが発生する問題は解決することがで
きる。

【００５３】さらに上記製造法では、第１の回折格子４
と第２の回折格子６の格子面形状が全く凸凹が逆になっ
た形状をしているので、一つの型をもとに、スタンプ複
製することで、容易に凸凹の型を得ることができる。ま
た、上記製法で作成した場合、第１層側の回折格子４の
格子形状と、第２の回折格子６の格子面形状は、製造の
誤差が生じた場合にも、凸凹の逆になった同じ形状にな
る。

【００５４】以下この点について、回折格子を製造する
上での特長を特開平９−１２７３２２号公報の第２層が
異なる厚みをもつ構成と比較して説明する。

【００５５】各構成において、格子厚が設計値に対して
ばらついた場合を考える。本発明の構成では、第１層を
株式会社ＯＨＡＲＡ社製の光学ガラスＢＳＭ８１（nd=
1.6400 、νd=60.1）、第２層を株式会社大日本インキ
社製の紫外線硬化樹脂Ｃ００１（nd=1.5250 、νd=50.
8）、第３層をプラスチック材ＰＣ（nd=1.5831 、νd=3
0.2）なる材質を使用した。

【００５６】この構成での各境界の回折格子４，６の格
子厚は10.3μｍである。この場合、格子厚の製造ばらつ
きとして３％の誤差が生じたとする。図４に両方の回折
効率を示す。図中に設計値の回折効率を、に格子厚
が３％薄く製造された場合，具体的には格子厚10μｍの
回折効率を示す。

【００５７】この場合は上記製法で製造すると第１の回
折格子４、第２の回折格子６ともに格子厚は10μｍに薄
くなる。従って本発明の特徴である均等厚層の均等厚で
ある状態は維持される。図４からわかるように上記製法
で製造した回折光学素子は３％程度の精度誤差が生じて
も回折効率の変化はわずか２％程度であり、形状の製造
上かなり容易に作成できる。

【００５８】次に格子厚が異なる構成として第１層をプ
ラスチック材ＰＭＭＡ（nd=1.4917、νd=57.4）、第２
層をプラスチック材ＰＣ（nd=1. 5831、νd=30.2）、第
３層を空気とし、第１の回折格子４の、格子厚を15.16
μｍ、第２の回折格子６の格子厚を3.34μｍなる構成を
用いる。この場合も格子厚に３％の製造誤差が生じた場
合を考える。

【００５９】図５にこの構成での回折効率を示す。図中
曲線に設計値の回折効率を、曲線に第１の回折格子
４の格子厚が３％薄く製造された場合、曲線に第２の
回折格子６の格子厚が３％薄く製造された場合を示す。

【００６０】曲線，ともに10〜15％程度回折効率が
低下している。曲線においては格子厚自体が薄いので
実際はわずか0.1 μｍの誤差であるにもかかわらず、回
折効率は大きく変動しており、製造上はかなり精度が必
要な構成であることがわかる。

【００６１】このように等しい格子厚に回折格子を構成
することは、異なる格子厚に回折格子を構成した回折光
学素子に比べて製造が容易になるという特長がある。

【００６２】さらに上記特長を有する製法として図６に
示した方式も考えられる。図６（Ａ）のように第１層４
のガラス材より成る回折格子を型による成形等で形成
し、その上に、第１層４の成形に使用した型９を使い
（図６（Ｂ））、第２層５めの均等厚層を成形する（図
６（Ｃ））。

【００６３】次に均等厚層５の上に第３層６を成形する
（図６（Ｄ））ことにより最終形状（図６（Ｅ））を得
ることができる。このようにすれば、回折格子面７，８
は同じ型により成形されるのでさらに好ましい。

【００６４】以上説明した構成では、第2 層の光学特性
は回折効率に寄与しないため、特に光学特性に限定はし
ていないが、使用波長域で透過性の高い材料を使用すれ
ば、さらに回折効率は高められる。

【００６５】また第２層の均等厚層の厚みは、回折効率
に寄与しないので、任意に設定できる。ただし、あまり
厚いと積層された複数の回折格子を１つの回折光学素子
と見做せなくなるので、複数の層の合成格子厚が薄型の
回折格子の条件を満たすようにするのが望ましい。

【００６６】以上述べた説明は、１周期の回折格子形状
に限定して説明を行った。しかし、回折格子の回折効率
については、回折格子のピッチは基本的には影響しない
ことが、公知である。

【００６７】つまり本実施形態は図１に示した１次元の
回折格子の他に、図７に示すような回折光学レンズなど
あらゆる格子ピッチ形状を有する回折光学素子に応用す
ることができる。

【００６８】また、実施形態の説明では平板２上に複数
の回折格子を設けた回折光学素子について説明したが、
回折格子をレンズ曲面表面に設けても同様の効果が得ら
れる。

【００６９】また本実施形態では、回折次数が１次光の
場合を示したが、１次光に限定するものではなく、２次
光などの異なった回折次数光であっても、合成光学光路
長差を所望の回折次数で所望の設計波長となるように設
定すれば同様の効果が得られる。

【００７０】次に本発明の回折光学素子の実施形態２に
ついて説明する。前述の実施形態において第２層の材料
の厚みは特に規定されていなかった。均等厚層がない場
合、境界面での材質の屈折率差が大きいと、光束の一部
が反射し、境界面が反射型の回折格子のように作用し、
不要な次数光が発生しフレアとなってくる。

【００７１】そこで、実施形態２においては、均等厚層
の厚みを境界での反射を防止する厚みに設定して、さら
に不要回折次数の発生のない設計次数で高い回折効率が
得られる回折光学素子を達成している。

【００７２】具体的には２層材質の波長λ０での屈折率
をｎ０２、厚さをｄ２としたとき ｎ０２×ｄ２＝ｍ×（λ０／４） （ｍは整数） となるようにしている。

【００７３】前述の実施形態では２つの回折格子を均等
厚層を介して形成したが、２つの回折格子に限定するも
のではなく、３つ以上の回折格子部を有する場合にも本
発明の均等厚層による構成を適用できる。

【００７４】図８に３つの回折格子を有する構成を示
す。ここで、基盤に近いほうから第１層、第２層と順に
第５層まで積層し、各境界に基盤に近いほうから第１の
回折格子面から第５の回折格子面までを形成する。この
場合、回折格子を第１，第３，第５層に形成し、本発明
の特長である均等厚層は第２層と第４層に設けるように
する。このようにすれば第１層と第２層、第２層と第３
層間の回折格子面は同じ形状になる。

【００７５】一般的にＬ層からなる積層構造の回折光学
素子では、第２ｈ層を均等厚層とし、第２ｈ−１番めの
回折格子面と第２ｈ番めの回折格子面を同形状とすれば
よい。ここで２ｈ≦Ｌ、ｈは正数である。このような構
成にすれば多層構造の回折光学素子の場合でも本発明の
特長を得ることができる。

【００７６】図９は本発明の回折光学素子を用いた光学
系の実施形態４の概略図であり、カメラ等の撮影光学系
の断面を示している。同図中、１０は撮影レンズで、内
部に絞り１１と回折光学素子１を持っている。１２は結
像面であるフィルムまたはＣＣＤである。

【００７７】積層構造の回折光学素子を用いることで、
回折効率の波長依存性は大幅に改善されているので、フ
レアが少なく低周波数での解像力も高い高性能な撮影レ
ンズを達成している。又、本発明の回折光学素子は、簡
単な製法で作成することができるので、撮影レンズとし
ては量産性に優れた安価なレンズを提供することができ
る。

【００７８】図９では絞り１１近傍の平板ガラス面に回
折光学素子１を設けたが、これに限定するものではな
く、レンズ曲面表面に回折光学素子を設けても良いし、
撮影レンズ内に複数、回折光学素子を使用しても良い。

【００７９】また、本実施形態では、カメラの撮影レン
ズの場合を示したが、これに限定するものではなく、ビ
デオカメラの撮影レンズ、事務機のイメージスキャナー
や、デジタル複写機のリーダーレンズなどに使用しても
同様の効果が得られる。

【００８０】図１０は本発明の回折光学素子を用いた光
学系の実施形態５の概略図であり、双眼鏡等観察光学系
の断面を示したものである。同図中、１３は対物レン
ズ、１４は像を成立させるための像反転プリズム、１５
は接眼レンズ、１６は評価面（瞳面）である。

【００８１】図中１は回折光学素子である。回折光学素
子１は対物レンズ１３の結像面１２での色収差等を補正
する目的で形成されている。

【００８２】積層構造の回折光学素子を用いることで、
回折効率の波長依存性は大幅に改善されているので、フ
レアが少なく低周波数での解像力も高い高性能な対物レ
ンズを達成している。又、本発明の回折光学素子は、簡
単な製法で作成できるので、観察光学系としては量産性
に優れた安価な光学系を提供できる。

【００８３】本実施形態では、対物レンズ部１３に回折
光学素子１を形成した場合を示したが、これに限定する
ものではなく、プリズム表面や接眼レンズ１５内の位置
であっても同様の効果が得られる。結像面１２より物体
側に設けると対物レンズ１３のみでの色収差低減効果が
あるため、肉眼の観察系の場合、少なくとも対物レンズ
１３側に設けることが望ましい。

【００８４】また本実施形態では、双眼鏡の場合を示し
たが、これに限定するものではなく地上望遠鏡や天体観
測用望遠鏡などであってもよく、またレンズシャッター
カメラやビデオカメラなどの光学式のファインダーであ
っても同様の効果が得られる。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、基盤上に
２層又はそれ以上の多層を積層した回折光学素子の各層
を適切に構成することにより高い回折効率を有するとと
もに、容易に材料の選択ができ、且つ容易に製造でき、
しかも高い回折効率が維持でき、フレア等を有効に抑制
できる回折光学素子及びそれを用いた光学系を達成する
ことができる。

【００８６】特に基盤上に複数の層を積層するとき、均
等厚層を介して接合することで、回折効率に寄与する光
学特性は隣接する一方の光学材料に、製造の容易さに寄
与する特性はもう一方の均等厚層に分担することで、材
料の選択のはばが広がり、且つ容易に製造でき、しかも
高い回折効率が維持でき、フレア等を有効に抑制できる
回折光学素子を提供することができる。

【００８７】また本発明の回折光学素子を撮影レンズに
使用すれば、安価で高精度な撮影レンズを提供すること
ができる。

【００８８】また本発明の回折光学素子を観察光学系に
使用すれば、安価で高精度な観察光学系を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回折光学素子の実施形態１の要部正面
図

【図２】本発明の回折光学素子の実施形態１の要部断面
図

【図３】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の説明図

【図４】本発明の回折光学素子の実施形態１の回折効率
の説明図

【図５】従来の回折光学素子の回折効率の説明図

【図６】本発明の回折光学素子の実施形態１の製造方法
の説明図

【図７】本発明の回折光学素子の実施形態１の他の形状
の説明図

【図８】本発明の回折光学素子の実施形態３の要部断面
図

【図９】本発明の回折光学素子を用いた光学系の実施形
態４の概略図

【図１０】本発明の回折光学素子を用いた光学系の実施
形態５の概略図

【図１１】従来の回折光学素子の要部断面図

【図１２】従来の回折光学素子の回折効率の説明図

【図１３】従来の回折光学素子の格子形状の説明図

【図１４】従来の回折光学素子の格子形状の説明図

【図１５】従来の回折光学素子の製造方法の説明図

【符号の説明】

１ 回折光学素子 ２ 基盤 ３ 多層部 ４，６，１７ 層（回折格子） ５ 層（均等厚層） ９ 成形型 ７，８ 回折格子面 １０ 撮影レンズ １１ 絞り １２ 結像面 １３ 対物レンズ １４ 像反転プリズム １５ 接眼レンズ １６ 瞳面

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２種類の分散の異なる材質か
   らなる層を複数基盤上に積層し、使用波長領域全域で特
   定次数の回折効率を高くするようにした回折光学素子に
   於いて、該複数の層を基盤側から順番に第ｉ層とし、第
   １層と第２層の境界を第１の回折格子面、第２層と第３
   層の境界を第２の回折格子面、第Ｌ層と第Ｌ＋１層の境
   界を第Ｌの回折格子面としたとき、偶数層は全域で均等
   な厚みを有する均等厚層より成ると共に、それを挟む奇
   数層の中間の熱膨張特性を有し、該均等厚層を介して各
   回折格子が接合されていることを特徴とする回折光学素
   子。
2. 【請求項２】 前記均等厚層の厚みは、それと接する回
   折格子の格子溝の深さより厚いことを特徴とする請求項
   １の回折光学素子。
3. 【請求項３】 前記均等厚層は反射防止特性を有する均
   等厚より成っていることを特徴とする請求項１の回折光
   学素子。
4. 【請求項４】 前記均等厚層を構成する材料は、プラス
   チック光学材料または、紫外線硬化樹脂であることを特
   徴とする請求項１の回折光学素子。
5. 【請求項５】 前記使用波長域が、可視光域であること
   を特徴とする請求項１の回折光学素子。
6. 【請求項６】 前記第１層と前記基盤が同材質であるこ
   とを特徴とする請求項１の回折光学素子。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の回折
   光学素子を用いたことを特徴とする光学系。
8. 【請求項８】 前記光学系は、結像光学系であることを
   特徴とする請求項７の光学系。
9. 【請求項９】 前記光学系は、観察光学系であることを
   特徴とする請求項７の光学系。