JP7473648B2 - ブレーズド回折光学素子、及びブレーズド回折光学素子の製造方法 - Google Patents

ブレーズド回折光学素子、及びブレーズド回折光学素子の製造方法 Download PDF

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Description

本開示の技術は、ブレーズド回折光学素子、及びブレーズド回折光学素子の製造方法に関する。
特開２０１１－１０７５８６号公報には、少なくとも３種類の材料からなる複数の回折格子を積層した回折光学素子が開示されている。特開２０１１－１０７５８６号公報に記載の回折光学素子において、複数の回折格子は、互いに異なった材料Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂより成り、格子部の格子側縁が、格子ピッチ方向に接触又は近接配置された２つの回折格子より成る第１の組合せ部と、少なくとも１つの材料が第１の組合せ部の２つの回折格子の材料と異なり、互いに異なった材料Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂより成る２つの回折格子より成る第２の組合せ部とを有する。そして、第１の組合せ部を成す材料Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂの、ある波長ｗ（ｎｍ）における屈折率Ｎ１Ａｗ、Ｎ１Ｂｗ、アッベ数ν１Ａ、ν１Ｂ、第２の組合せ部を成す材料Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂの、ｄ線のおける屈折率Ｎ２Ａｄ、Ｎ２Ｂｄ、アッベ数ν２Ａ、ν２Ｂの値が適切に設定される。
本開示の技術に係る一つの実施形態は、第１ブレーズド部材と第２ブレーズド部材とを直接積層させた場合に比べ、入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができるブレーズド回折光学素子、及びブレーズド回折光学素子の製造方法を提供する。
本開示の技術に係る第１の態様は、ブレーズド回折光学素子であって、第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材を有し、第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材によって回折格子として機能するブレーズド回折格子対と、第１ブレーズド部材と第２ブレーズド部材との間に位置する中間層と、を備え、第１ブレーズド部材の屈折率をＮａとし、中間層の屈折率をＮとし、第２ブレーズド部材の屈折率をＮｂとしたとき、Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂの大小関係が成立するブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第２の態様は、第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材の格子高さをｈとし、中間層の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する第１の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第３の態様は、第１ブレーズド部材が、第１鋸歯状面を有し、第２ブレーズド部材は、第２鋸歯状面を有し、第１鋸歯状面及び第２鋸歯状面が、中間層を介して相補的に係合されている第１の態様又は第２の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第４の態様は、第１ブレーズド部材が、第１鋸歯状面を有し、第２ブレーズド部材が、第２鋸歯状面を有し、第１鋸歯状面が、第１急斜面と第１急斜面よりも勾配が緩い第１緩斜面とで形成されており、第２鋸歯状面が、第２急斜面と第２急斜面よりも勾配が緩い第２緩斜面とで形成されており、中間層が、第１鋸歯状面と第２鋸歯状面との間において、第１急斜面と第２急斜面との間に配置されている第１の態様又は第２の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第５の態様は、第１鋸歯状面が、第１急斜面と第１急斜面よりも勾配が緩い第１緩斜面とで形成されており、第２鋸歯状面が、第２急斜面と第２急斜面よりも勾配が緩い第２緩斜面とで形成されており、中間層が、第１鋸歯状面と第２鋸歯状面との間において、第１急斜面と第２急斜面との間に配置されている第３の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第６の態様は、第１ブレーズド部材が、第１鋸歯状面を有し、第２ブレーズド部材が、第２鋸歯状面を有し、第１鋸歯状面が、第１急斜面と第１急斜面よりも勾配が緩い第１緩斜面とで形成されており、第２鋸歯状面が、第２急斜面と第２急斜面よりも勾配が緩い第２緩斜面とで形成されており、第１鋸歯状面と第２鋸歯状面との間において、第１急斜面と第２急斜面との間における中間層の厚さをｔとし、第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材の格子高さをｈとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する第１の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第７の態様は、第１ブレーズド部材が、第１基準面を有し、第２ブレーズド部材が、第２基準面を有し、第１急斜面及び第１緩斜面が、第１基準面から立ち上がった面であり、第２急斜面及び第２緩斜面が、第２基準面から立ち上がった面であり、第１急斜面が、第１基準面に対して垂直であり、第２急斜面が、第２基準面に対して垂直である第４の態様から第６の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第８の態様は、第１鋸歯状面及び第２鋸歯状面が、中間層の厚み分ずれて係合されている第３の態様から第７の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第９の態様は、中間層が、第１ブレーズド部材側から第２ブレーズド部材側にかけて小さくなる屈折率を有する複数の層からなる第１の態様から第８の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１０の態様は、中間層が、膜状に形成されている第１の態様から第９の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１１の態様は、第１ブレーズド部材のブレーズ角及び第２ブレーズド部材のブレーズ角が同一である第１の態様から第１０の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１２の態様は、第１ブレーズド部材の格子高さと第２ブレーズド部材の格子高さが同一である第１の態様から第１１の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１３の態様は、ブレーズド回折光学素子であって、ブレーズド部材と、ブレーズド部材上に設けられた層と、を備え、層の屈折率が、ブレーズド部材の屈折率と、ブレーズド部材の周囲の環境の屈折率との間である、ブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１４の態様は、周囲の環境が、眼内にある前房水であり、層の屈折率は、ブレーズド部材の屈折率と、前房水の屈折率との間にある、第１３の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１５の態様は、前房水の屈折率をＡとし、表層の屈折率をＢとし、ブレーズド部材の屈折率をＣとしたとき、Ａ＜Ｂ＜Ｃの大小関係が成立する第１４の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１６の態様は、ブレーズド部材の格子高さをｈとし、層の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ａ／Ｃ）の等式が成立する第１５の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１７の態様は、ブレーズド部材が、鋸歯状面を有し、層が、鋸歯状面上に、鋸歯状面に相当する形状に形成されている第１５の態様又は第１６の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１８の態様は、鋸歯状面が、急斜面と急斜面よりも勾配が緩い緩斜面とで形成されている第１７の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第１９の態様は、ブレーズド部材が、基準面を有し、急斜面及び緩斜面が、基準面から立ち上がった面であり、急斜面が、基準面に対して垂直である、第１８の態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第２０の態様は、鋸歯状面及び前房水が、層の厚み分ずれて接触している第１７の態様から第１９の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第２１の態様は、表層が、前房水側からブレーズド部材側にかけて大きくなる屈折率を有する複数の層からなる第１４の態様から第２０の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第２２の態様は、表層が、膜状に形成されている第１３の態様から第２１の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子である。
本開示の技術に係る第２３の態様は、ブレーズド回折光学素子の製造方法であって、第１ブレーズド部材を形成する工程と、第１ブレーズド部材のブレーズド部に中間層を形成する工程と、中間層の第１ブレーズド部材側と反対側に第１ブレーズド部材と対を成す第２ブレーズド部材を形成する工程と、を備え、第１ブレーズド部材の屈折率をＮａとし、中間層の屈折率をＮとし、第２ブレーズド部材の屈折率をＮｂとしたとき、Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂの大小関係が成立するブレーズド回折光学素子の製造方法である。
本開示の技術に係る第２４の態様は、中間層を形成する工程が、中間層をスピンコートを用いて形成する工程である第２３の態様に係るブレーズド回折光学素子の製造方法である。
本開示の技術に係る第２５の態様は、第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材の格子高さをｈとし、中間層の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する厚さの中間層を形成する第２３の態様又は第２４の態様に係るブレーズド回折光学素子の製造方法である。
本開示の技術に係る第２６の態様は、第１ブレーズド部材が、第１鋸歯状面を有し、第２ブレーズド部材が、第２鋸歯状面を有し、第２ブレーズド部材を形成する工程において、第１鋸歯状面と第２鋸歯状面とを中間層の厚み分ずらして係合させる第２３の態様から第２５の態様の何れか１つの態様に係るブレーズド回折光学素子の製造方法である。
接合光学素子の断面構造の一例を示す概略断面図である。 接合光学素子に用いられる平凸レンズの外観の一例を示す概略斜視図である。 接合光学素子に用いられる両凹レンズの外観の一例を示す概略斜視図である。 第１鋸歯状面及び第２鋸歯状面の外観の一例を示す概念図である。 積層型ブレーズド回折光学素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。 第１ブレーズド部材形成工程において、キャビティ内に紫外線硬化樹脂を流し込む態様の一例を示す概略斜視図である。 第１ブレーズド部材形成工程において、紫外線硬化樹脂が入っているキャビティ内に平凸レンズの凸面を入れ込む態様の一例を示す概略斜視図である。 第１ブレーズド部材形成工程において、平凸レンズの平面側から紫外線が照射される態様の一例を示す概略斜視図である。 中間層形成工程において、スピンコートが行われている態様の一例を示す概略斜視図である。 中間層形成工程において、第１ブレーズド部材の全面に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される態様の一例を示す概略斜視図である。 第２ブレーズド部材形成工程において、両凹レンズの一方の凹面に紫外線硬化樹脂を流し込む態様の一例を示す概略斜視図である。 第２ブレーズド部材形成工程において、紫外線硬化樹脂が入っている凹面に、第１ブレーズド部材上に中間層が形成された平凸レンズを中間層側から入れ込む態様の一例を示す概略斜視図である。 第２ブレーズド部材形成工程において、両凹レンズの他方の凹面側から紫外線が照射される態様の一例を示す概念図である。 従来の積層型ブレーズド回折光学素子の構成の一例を示す概念図である。 従来の積層型ブレーズド回折光学素子の構成の一例を示す概念図である。 積層型ブレーズド回折光学素子の構成の一例を示す概略部分断面図である。 積層型ブレーズド回折光学素子に被写体光が入射された場合の積層型ブレーズド回折光学素子内の態様の一例を示す概略部分断面図である。 積層型ブレーズド回折光学素子の構成の第１変形例を示す概略部分断面図である。 積層型ブレーズド回折光学素子の構成の第２変形例を示す概略部分断面図である。 ブレーズド回折光学素子の構成の一例を示す概略断面図である。
以下、添付図面に従って本開示の技術に係る積層型ブレーズド回折光学素子、及び積層型ブレーズド回折光学素子の製造方法の実施形態の一例について説明する。
なお、本明細書の説明において、「垂直」とは、完全な垂直の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの垂直を指す。また、本明細書の説明において、「直交」とは、完全な直交の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの直交を指す。また、本明細書の説明において、「平行」とは、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの平行を指す。また、本明細書の説明において、「同一」とは、完全な同一の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの同一を指す。
＜接合光学素子の全体構成＞
一例として図１に示すように、接合光学素子１０は、一対のレンズ及び積層型ブレーズド回折光学素子１２を備えている。接合光学素子１０は、例えば、光学装置（例えば、デジタルカメラ、プロジェクタ、及び顕微鏡等）のレンズ、及び視力矯正具（例えば、眼鏡及びコンタクトレンズ）のレンズとして利用される。
接合光学素子１０に含まれる一対のレンズはガラス製のレンズであり、紫外線ＵＶ（図８、図１０及び図１３参照）を透過する。図１に示す例では、一対のレンズとして、平凸レンズ１４（図２も参照）及び両凹レンズ１６（図３も参照）が示されている。ここでは、一対のレンズとして、平凸レンズ１４と両凹レンズ１６との組み合わせを例示しているが、これはあくまでも一例に過ぎず、一対のレンズは、他種類のレンズの組み合わせ（例えば、両凸レンズと平凹レンズとの組み合わせ）であってもよい。また、一対のレンズはガラス製である必要はなく、樹脂製であってもよい。
なお、以下では、説明の便宜上、平凸レンズ１４及び両凹レンズ１６の厚み方向をＺ方向とし、平凸レンズ１４及び両凹レンズ１６の幅方向をＸ方向とし、平凸レンズ１４及び両凹レンズ１６の図中奥行方向、すなわち、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向として説明する。
積層型ブレーズド回折光学素子１２は、本開示の技術に係る「ブレーズド回折光学素子」の一例であり、ブレーズド回折格子対１８を備えている。ブレーズド回折格子対１８は、第１ブレーズド部材２０及び第２ブレーズド部材２２を有しており、第１ブレーズド部材２０及び第２ブレーズド部材２２によって回折格子として機能する。
一例として図１に示すように、第１ブレーズド部材２０は、Ｚ方向に表面と裏面を有しており、裏面が平凸レンズ１４の凸面１４Ａ（図２も参照）に接合されている。第１ブレーズド部材２０の表面は第１鋸歯状面２０Ａである。第１鋸歯状面２０Ａは、断面視鋸歯状に形成されている。一例として図４に示すように、第１ブレーズド部材２０をＺ方向下側から観察した場合、第１鋸歯状面２０Ａには同心円状に楔状溝２６が形成されている。
一例として図１に示すように、第２ブレーズド部材２２は、Ｚ方向に表面と裏面を有しており、裏面が両凹レンズ１６の一方の凹面１６Ａ（図３も参照）に接合されている。第２ブレーズド部材２２の表面は第２鋸歯状面２２Ａである。第２鋸歯状面２２Ａは、断面視鋸歯状に形成されている。一例として図４に示すように、第２ブレーズド部材２２をＺ方向上側から観察した場合、第２鋸歯状面２２Ａには同心円状に楔状溝２８が形成されている。
一例として図１に示すように、積層型ブレーズド回折光学素子１２は、中間層２４を備えている。中間層２４は、第１ブレーズド部材２０と第２ブレーズド部材２２との間に位置している。
ここで、第１ブレーズド部材２０の屈折率をＮａとし、中間層２４の屈折率をＮとし、第２ブレーズド部材２２の屈折率をＮｂとしたとき、“Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂ”の大小関係が成立する。図１に示す例では、屈折率Ｎａの一例として、“１．５８”が示されており、屈折率Ｎの一例として、“１．５７”が示されており、屈折率Ｎｂの一例として、“１．５６”が示されている。
＜積層型ブレーズド回折光学素子の製造方法＞
図５には、積層型ブレーズド回折光学素子１２の製造方法の一例が示されている。図５に示す製造方法は、ステップＳＴ１００の第１ブレーズド部材形成工程と、ステップＳＴ１０２の中間層形成工程と、ステップＳＴ１０４の第２ブレーズド部材形成工程と、を含む。
ステップＳＴ１００では、第１ブレーズド部材２０が形成される。ステップＳＴ１０２では、第１ブレーズド部材２０の第１鋸歯状面２０Ａに中間層２４が形成される。なお、第１鋸歯状面２０Ａは、本開示の技術に係る「ブレーズド部」の一例である。ステップＳＴ１０４では、中間層２４の第１ブレーズド部材２０側と反対側に第１ブレーズド部材２０と対をなす第２ブレーズド部材２２が形成される。以下、第１ブレーズド部材形成工程、中間層形成工程、及び第２ブレーズド部材形成工程について、より詳しく説明する。
＜第１ブレーズド部材形成工程＞
第１ブレーズド部材２０を作る場合、一例として図６に示すように、キャビティ３４を用いる。キャビティ３４は、第１鋸歯状面２０Ａの成型用の金型である。キャビティ３４の中央部には、窪み３６が形成されている。窪み３６は、ボウル状に形成されている。窪み３６の表面は、同心円状面３６Ａである。同心円状面３６Ａは、窪み３６の底の中央を中心として同心円状に楔状溝（例えば、図４に示す楔状溝に対応する溝）が形成された面である。同心円状面３６Ａの大きさ及び形状は、第２鋸歯状面２２Ａに対応している。すなわち、同心円状面３６Ａは、第２鋸歯状面２２Ａと同一の大きさ及び形状で形成されている。
窪み３６には、気泡が入り込まないように第１ブレーズド部材２０用の液状の紫外線硬化樹脂３８が流し込まれる。なお、同心円状面３６Ａの大きさ及び形状は、後の工程で窪み３６内の紫外線硬化樹脂３８に対して紫外線ＵＶ（図８参照）が照射された場合の紫外線硬化樹脂３８の収縮率を考慮して設計されている。
窪み３６に紫外線硬化樹脂３８が流し込まれると、次に、一例として図７に示すように、凸面１４Ａを窪み３６に被せるように平凸レンズ１４を窪み３６に入れ込む。すなわち、凸面１４Ａを同心円状面３６Ａに正対させた状態で凸面１４Ａから窪み３６内の紫外線硬化樹脂３８に平凸レンズ１４を沈める。窪み３６から溢れた紫外線硬化樹脂３８は拭き取られる。
次に、一例として図８に示すように、窪み３６に平凸レンズ１４が入れられた状態で、紫外線照射装置４０が、平凸レンズ１４の平面１４Ｂ（凸面１４Ａと反対側の面）側から紫外線ＵＶを照射する。紫外線ＵＶは、平凸レンズ１４を透過して窪み３６内の紫外線硬化樹脂３８に照射される。これにより、紫外線硬化樹脂３８が硬化して、凸面１４Ａに第１ブレーズド部材２０が形成される（図１、図４及び図９参照）。
＜中間層形成工程＞
中間層２４を作る場合、先ず、平凸レンズ１４がキャビティ３４から取り出される。そして、一例として図９に示すように、平凸レンズ１４は、第１鋸歯状面２０Ａを上方に向けた状態でスピンコータ４２の円盤台４２Ａの上面４２Ａ１に設置される。平凸レンズ１４の平面１４Ｂ（図８参照）の中心は、上面４２Ａ１の中心に位置合わせされ、平凸レンズ１４が上面４２Ａ１に取り付けられる。
上面４２Ａ１に対する平凸レンズ１４の取り付け方法としては、例えば、吸着による取り付け方法及び／又は押さえ付け部材による取り付け方法等が挙げられる。
次に、円盤台４２Ａの上面４２Ａ１に平凸レンズ１４が取り付けられた状態で、中間層２４用の液状の紫外線硬化樹脂４４が第１鋸歯状面２０Ａの中心に向けて落とされる。紫外線硬化樹脂４４は、アクリル系又はエポキシ系の紫外線硬化樹脂であることが好ましい。また、紫外線硬化樹脂に代えて熱硬化樹脂を適用してもよい。また、メタクリレート系高分子の置換基Ｒを変化させることにより中間層２４の屈折率を調整することも可能である。また、複数種類の材料の混合比を調整することで中間層２４の屈折率を調整するようにしてもよい。
次に、紫外線硬化樹脂４４が第１鋸歯状面２０Ａの中心に向けて落とされた状態、円盤台４２Ａを高速回転させる。円盤台４２Ａの回転により紫外線硬化樹脂４４に遠心力が加わり、紫外線硬化樹脂４４が第１鋸歯状面２０Ａの全体に拡散塗布される。
次に、一例として図１０に示すように、紫外線照射装置４０が、第１鋸歯状面２０Ａの全体に拡散塗布された紫外線硬化樹脂４４の全体に対して紫外線ＵＶを照射する。これにより、第１鋸歯状面２０Ａ上で紫外線硬化樹脂４４が硬化され、第１鋸歯状面２０Ａに中間層２４が膜状に形成される。なお、ここでは、中間層２４が単層であるため、１回の成膜工程で足りるが、中間層２４を複層化させる場合には、同様の成膜工程が層数分だけ繰り返し行われる。
＜第２ブレーズド部材形成工程＞
第２ブレーズド部材２２を作る場合、一例として図１１に示すように、両凹レンズ１６の凹面１６Ａには、気泡が入り込まないように第２ブレーズド部材２２用の液状の紫外線硬化樹脂４８が流し込まれる。
次に、一例として図１２に示すように、中間層２４を凹面１６Ａに被せるように平凸レンズ１４を両凹レンズ１６の凹面１６Ａ側に入れ込む。すなわち、中間層２４を凹面１６Ａに正対させた状態で中間層２４から両凹レンズ１６の凹面１６Ａ側の紫外線硬化樹脂４８に平凸レンズ１４を沈める。凹面１６Ａから溢れた紫外線硬化樹脂４８は拭き取られる。
次に、一例として図１３に示すように、両凹レンズ１６の凹面１６Ａ側に平凸レンズ１４が入れられた状態で、紫外線照射装置５０が、両凹レンズ１６の他方の凹面１６Ｂ（凹面１６Ａとは反対側の面）側から紫外線ＵＶを照射する。紫外線ＵＶは、両凹レンズ１６を透過して紫外線硬化樹脂４８に照射される。これにより、紫外線硬化樹脂４８が硬化して、凹面１６Ａ上に第２ブレーズド部材２２が形成される。
＜従来の積層型ブレーズド回折光学素子＞
図１４及び図１５には、従来の回折光学素子の一例として、中間層を含まない積層型ブレーズド回折光学素子、すなわち、一対のブレーズド部材が直接係合している積層型ブレーズド回折光学素子１００が示されている。
一例として図１４に示すように、積層型ブレーズド回折光学素子１００において、一対のブレーズド部材は、第１ブレーズド部材２０に相当する第１ブレーズド部材１０２と、第２ブレーズド部材２２に相当する第２ブレーズド部材１０４によって形成されている。
第１ブレーズド部材１０２は、第１鋸歯状面２０Ａに相当する第１鋸歯状面１０６を有する。第１ブレーズド部材１０２は、第１基準面１０２Ａを有する。第１基準面１０２Ａは、仮想的に設定された面であり、例えば、凸面１４Ａ（図１参照）に相当する面に対して平行な面である。
第１鋸歯状面１０６は、第１急斜面１０６Ａ及び第１緩斜面１０６Ｂによって形成されている。第１緩斜面１０６Ｂは、第１急斜面１０６Ａよりも第１基準面１０２Ａに対して勾配が緩い面である。第１急斜面１０６Ａは、第１基準面１０２Ａに対して垂直な面であり、第１基準面１０２Ａからの第１急斜面１０６Ａの高さが、第１ブレーズド部材１０２の格子高さである。なお、第１急斜面１０６Ａは、第１基準面１０２Ａに対して垂直でなくてもよい。なぜならば、使用される光学系において、主たる入射光線の方向に対し、最も回折効率が高くなるように第１急斜面１０６Ａの角度が適切に決定されるからである。
第２ブレーズド部材１０４は、第２鋸歯状面２２Ａに相当する第２鋸歯状面１０８を有する。第２ブレーズド部材１０４は、第２基準面１０４Ａを有する。第２基準面１０４Ａは、仮想的に設定された面であり、例えば、凹面１６Ａ（図１参照）に相当する面に対して平行な面である。
第２鋸歯状面２２Ａは、第２急斜面１０８Ａ及び第２緩斜面１０８Ｂによって形成されている。第２緩斜面１０８Ｂは、第２急斜面１０８Ａよりも第２基準面１０４Ａに対して勾配が緩い面である。第２急斜面１０８Ａは、第２基準面１０４Ａに対して垂直な面であり、第２基準面１０４Ａからの第２急斜面１０８Ａの高さが、第２ブレーズド部材１０４の格子高さである。
第１ブレーズド部材１０２の第１鋸歯状面１０６は、第２ブレーズド部材１０４の第２鋸歯状面１０８に直接係合している。この場合、第１急斜面１０６Ａは、第２急斜面１０８Ａに直接接触しており、第１緩斜面１０６Ｂは、第２緩斜面１０８Ｂに直接接触している。なお、図１４及び図１５に示すでは、説明の便宜上、第１急斜面１０６Ａと第２急斜面１０８Ａとを区別して説明する必要がない場合、符号を付さずに「急斜面」と称し、第１緩斜面１０６Ｂと第２緩斜面１０８Ｂとを区別して説明する必要がない場合、符号を付さずに「緩斜面」と称する。
第１ブレーズド部材１０２の屈折率は、第２ブレーズド部材１０４の屈折率よりも高く、図１４に示す例では、第１ブレーズド部材１０２の屈折率として“１．５８”が示されており、第２ブレーズド部材１０４の屈折率として“１．５６”が示されている。
この場合、被写体光が第１ブレーズド部材１０２（屈折率が“１．５８”の層）から緩斜面を介して第２ブレーズド部材１０４（屈折率が“１．５６”の層）に入射され、再び、急斜面を介して第１ブレーズド部材１０２に入射されてから、緩斜面を介して第２ブレーズド部材１０４に入射される。ここで、被写体光が急斜面に入射される角度θ１次第で、急斜面で被写体光が屈折する。図１４に示す例では、被写体光が急斜面に入射される角度θ１は５度であり、急斜面で被写体光が屈折する角度θ２は７度である。この結果、イメージセンサによって撮像されることで得られる撮像画像には、被写体光の屈折によるゴーストが写り込んでしまう。
図１４に示す例では、第１ブレーズド部材１０２から緩斜面を透過した被写体光が急斜面に入射されているが、図１５に示す例では、第１ブレーズド部材１０２に入射された被写体光が緩斜面を介さずに急斜面に直接照射されている。この場合、角度θ１次第で、急斜面で被写体光が全反射する。例えば、角度θ１が０度以上１１度以下の範囲の場合、被写体光は急斜面で全反射される。この結果、イメージセンサによって撮像されることで得られる撮像画像には、被写体光の全反射によるゴーストが写り込んでしまう。
＜積層型ブレーズド回折光学素子の詳細＞
このような事情に鑑み、一例として図１８に示すように、積層型ブレーズド回折光学素子１２は、ブレーズド回折格子対１８及び中間層２４を備えている。屈折率Ｎの中間層２４は、屈折率Ｎａの第１ブレーズド部材２０と屈折率Ｎｂの第２ブレーズド部材２２との間に位置している。また、屈折率Ｎａの第１ブレーズド部材２０、屈折率Ｎｂの第２ブレーズド部材２２、及び屈折率Ｎの中間層２４の間において、“Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂ”の大小関係が成立している。
また、第１鋸歯状面２０Ａは、第１急斜面２０Ａ１と第１急斜面２０Ａ１よりも勾配が緩い第１緩斜面２０Ａ２とで形成されている。第２鋸歯状面２２Ａは、第２急斜面２２Ａ１と第２急斜面２２Ａ１よりも勾配が緩い第２緩斜面２２Ａ２とで形成されている。そして、中間層２４は、第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａとの間において、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間に配置されている。
また、第１鋸歯状面２０Ａ及び第２鋸歯状面２２Ａは、中間層２４を介して相補的に係合されている。すなわち、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１とがＸ方向に沿って交互に配置されるように第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａとが中間層２４を介して係合している。
また、第１ブレーズド部材２０は、第１基準面５２を有し、第２ブレーズド部材２２は、第２基準面５４を有する。第１基準面５２及び第２基準面５４は仮想的に設定された面である。第１基準面５２は、凸面１４Ａ（図１参照）に対して平行な面であり、第２基準面５４は、凹面１６Ａ（図１参照）に対して平行な面である。
第１急斜面２０Ａ１及び第１緩斜面２０Ａ２は、第１基準面５２から立ち上がった面であり、第２急斜面２２Ａ１及び第２緩斜面２２Ａ２は、第２基準面５４から立ち上がった面である。第１急斜面２０Ａ１は、第１基準面５２に対して垂直であり、第２急斜面２２Ａ１は、第２基準面５４に対して垂直である。
また、第１鋸歯状面２０Ａ及び第２鋸歯状面２２Ａは、中間層２４の厚み分ずれて係合されている。すなわち、第１鋸歯状面２０Ａ及び第２鋸歯状面２２Ａは、中間層２４を介して係合している。
また、第１ブレーズド部材２０のブレーズ角及び第２ブレーズド部材２２のブレーズ角は同一である。また、第１ブレーズド部材２０の格子高さと第２ブレーズド部材の格子高さは同一である。
一例として図１７に示すように、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、被写体光を第１ブレーズド部材２０から中間層２４を介して第２ブレーズド部材２２を透過させるために、第１ブレーズド部材２０と第２ブレーズド部材２２の格子高さをｈとし、中間層２４の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立するように、格子高さｈ及び中間層２４の厚さｔが定められている。
なお、中間層２４の厚さｔは、第１緩斜面２０Ａ２と第２緩斜面２２Ａ２との間の厚さ、及び第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間の厚さを表している。
また、ここで、臨界角とは、積層型ブレーズド回折光学素子１２の第１ブレーズド部材２０側から被写体光を照射した場合に被写体光を第２ブレーズド部材２２から透過させることができない入射角の最小値を指す。ここで、被写体光を透過させることができないとは、例えば、屈折率が異なる層（媒体）間で、被写体光が全反射してしまって被写体光が層間を透過しないことを意味する。入射角とは、隣接する層の接合面（例えば、第１ブレーズド部材２０と中間層２４との接合面、及び中間層２４と第２ブレーズド部材２２との接合面）に対して入射される被写体光の光路の角度を指す。図１７に示す例において、隣接する層の接合面に対して入射される被写体光の光路の角度は、接合面の法線に対する角度である。
＜積層型ブレーズド回折光学素子の作用及び効果＞
次に、積層型ブレーズド回折光学素子１２の作用について説明する。
“第１の媒体の屈折率＜第２の媒体の屈折率”という大小関係が成立している第１の媒体及び第２の媒体間において、被写体光が第２の媒体側から第１の媒体側に向けて照射された場合、臨界角θｃ＝ａｓｉｎ｛（第１の媒体の屈折率）／（第２の媒体の屈折率）｝以上の角度で被写体光は全反射する。
図１７に示す例において、第１ブレーズド部材２０及び中間層２４間の臨界角θｃは、第１ブレーズド部材２０及び第２ブレーズド部材２２間の臨界角θｃよりも大きい。そのため、第１ブレーズド部材２０から中間層２４に対して入射される被写体光の光路の角度が、第１ブレーズド部材２０及び第２ブレーズド部材２２間での臨界角θｃ以上であっても、第１ブレーズド部材２０から中間層２４に対して入射される被写体光は中間層２４で全反射せずに屈折する。屈折した被写体光は、第２ブレーズド部材２２に到達する前に、中間層２４のうちの図１７中の下面５６（中間層２４と第２ブレーズド部材２２との接合面（境界面））に到達し、下面５６に隣接する第２ブレーズド部材２２に入射する。
なぜならば、ｈ＜ｔ・ｔａｎθの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立するように、格子高さｈ及び中間層２４の厚さｔが定められているので、被写体光が、全反射する前に中間層２４の図中下面５６に到達するからである。
ここで、図１７に示す例では第１ブレーズド部材２０と中間層２４との臨界角θｃ１は８３．６度となる。このため、中間層２４が存在しない場合の臨界角θｃである７９度を超える入射角を有する被写体光であっても、入射角が８３．６度よりも小さい場合は第１ブレーズド部材２０と中間層２４との間で全反射しない。すなわち、第１ブレーズド部材２０と中間層２４との接合面に対して入射される被写体光は、７９度＜角度θ＜８３．６度の範囲では、第１ブレーズド部材２０と中間層２４との接合面で全反射することなく中間層２４に入射する。そして、中間層２４に入射された被写体光は、中間層２４の図中下面５６から第２ブレーズド部材２２に入射する。
以上説明したように、積層型ブレーズド回折光学素子１２は、第１ブレーズド部材２０及び第２ブレーズド部材２２によって回折格子として機能するブレーズド回折格子対１８と、第１ブレーズド部材２０と第２ブレーズド部材２２との間に位置する中間層２４と、を備えている。そして、屈折率Ｎａの第１ブレーズド部材２０、屈折率Ｎｂの第２ブレーズド部材２２、及び屈折率Ｎの中間層２４の間において、“Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂ”の大小関係が成立している。従って、本構成によれば、第１ブレーズド部材２０と第２ブレーズド部材２２とを直接積層させた場合に比べ、入射された光の全反射に起因して生じるゴーストを抑制することができる。また、本構成によれば、中間層２４が存在することに起因して、光が完全に屈折するまでに要する距離が長くなるため、完全に屈折する前に下面５６（図１７参照）に到達するため、入射された光の屈折に起因して生じるゴーストも抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１ブレーズド部材２０と第２ブレーズド部材２２の格子高さをｈとし、中間層２４の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する。従って、本構成によれば、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立しない条件を用いて格子高さ及び中間層２４の厚さを定める場合に比べ、ゴーストが発生し難い格子高さ及び中間層２４の厚さとして、最適な格子高さ及び最適な中間層２４の厚さを容易に定めることができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１鋸歯状面２０Ａ及び第２鋸歯状面２２Ａが、中間層２４を介して相補的に係合されている。従って、本構成によれば、第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａとが中間層２４を介して相補的に係合していない場合に比べ、入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、中間層２４が、第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａとの間において、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間に配置されている。従って、本構成によれば、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間に中間層２４が配置されていない場合に比べ、第１急斜面２０Ａ１及び第２急斜面２２Ａ１に入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａとの間において、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間に中間層２４の厚さをｔとし、第１ブレーズド部材２０と第２ブレーズド部材２２の格子高さをｈとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する。従って、本構成によれば、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立しない条件を用いて、格子高さと、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間の中間層２４の厚さを定める場合に比べ、ゴーストが発生し難い格子高さ、及びゴーストが発生し難い第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間の中間層２４の厚さとして、最適な格子高さ及び最適な中間層２４の厚さを容易に定めることができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１急斜面２０Ａ１が第１基準面５２に対して垂直であり、第２急斜面２２Ａ１が第２基準面５４に対して垂直である。従って、本構成によれば、第１急斜面２０Ａ１が第１基準面５２に対して垂直ではなく、かつ、第２急斜面２２Ａ１が第２基準面５４に対して垂直でない場合に比べ、第１急斜面２０Ａ１及び第２急斜面２２Ａ１に入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａは、中間層２４の厚み分ずれて係合されている。従って、本構成によれば、第１鋸歯状面２０Ａと第２鋸歯状面２２Ａとが中間層２４の厚み分ずれて係合されていない場合に比べ、入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、中間層２４が膜状に形成されている。従って、本構成によれば、積層型ブレーズド回折光学素子１２の薄型化に寄与することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１ブレーズド部材２０のブレーズ角及び第２ブレーズド部材２２のブレーズ角が同一である。従って、本構成によれば、第１ブレーズド部材２０のブレーズ角と第２ブレーズド部材２２のブレーズ角とが不揃いの場合に比べ、入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２では、第１ブレーズド部材２０の格子高さと第２ブレーズド部材の格子高さが同一である。従って、本構成によれば、第１ブレーズド部材２０の格子高さと第２ブレーズド部材の格子高さとが不揃いの場合に比べ、入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、積層型ブレーズド回折光学素子１２の製造方法に含まれる中間層形成工程には、中間層２４をスピンコートを用いて形成する工程が含まれる。従って、本構成によれば、中間層２４を蒸着する場合に比べ、中間層２４を厚さが均一な膜状に容易に形成することができる。
なお、上記実施形態では、第１緩斜面２０Ａ２の全面と第２緩斜面２２Ａ２の全面との間に中間層２４を介在させる形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、図１８に示すように、第１鋸歯状面２０Ａのうちの少なくとも第１急斜面２０Ａ１と第２鋸歯状面２２Ａのうちの少なくとも第２急斜面２２Ａ１との間に中間層２４を介在させるようにしてもよい。これにより、第１急斜面２０Ａ１と第２急斜面２２Ａ１との間に中間層２４が配置されていない場合に比べ、第１急斜面２０Ａ１及び第２急斜面２２Ａ１に入射された光に起因して生じるゴーストを抑制することができる。
また、上記実施形態では、中間層２４が単層である形態例について説明したが、本開示の技術はこれに限定されず、中間層２４が複層化構造であってもよい。図１９に示す例では、中間層２４は、第１層３０及び第２層３２によって形成されている。第１層３０及び第２層３２は積層している。第１層３０は第１鋸歯状面２０Ａに接合されており、第２層３２は第２鋸歯状面２２Ａに接合されている。すなわち、凸面１４Ａ（図１参照）から凹面１６Ａ（図１参照）にかけて、第１ブレーズド部材２０、第１層３０、第２層３２、及び第２ブレーズド部材２２が順に積層されている。
ここで、第１層３０の屈折率をＮ１とし、第２層３２の屈折率をＮ２としたとき、第１ブレーズド部材２０の屈折率Ｎａ、第１層３０の屈折率Ｎ１、第２層３２の屈折率Ｎ２、及び第２ブレーズド部材の屈折率Ｎｂ間において、“Ｎａ＞Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎｂ”の大小関係が成立している。このように、中間層２４において、細かく屈折率を変化させると、各界面での全反射角度が大きくなるので、全反射しない角度範囲が広がり好適である。従って、本構成によれば、中間層２４が１層からなる場合に比べ、中間層２４に入射される光の屈折を段階的に細かく制御することができる。なお、第１層３０及び第２層３２は、あくまでも一例に過ぎず、第１ブレーズド部材２０側から第２ブレーズド部材２２側にかけて小さくなる屈折率を有する複数の層であれば、３層以上であってもよい。また、中間層２４は、複数の層に区切られる必要はなく、屈折率が連続的に変化してもよい。
また、上記実施形態では、両凹レンズ１６に中間層２４を浸して紫外線ＵＶを照射することで中間層２４に対して第２ブレーズド部材２２及び両凹レンズ１６が一体的に接合される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、第２ブレーズド部材２２の成型用のキャビティを用いて、先ず、中間層２４に対して第２ブレーズド部材２２を接合させ、その次に、第２ブレーズド部材２２に両凹レンズ１６の凹面１６Ａが接合させてもよい。
また、上記実施形態では、凹面１６Ｂ側から紫外線ＵＶが照射される形態例（図１３参照）を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、平凸レンズ１４の平面１４Ｂ側から紫外線ＵＶが照射されるようにしてもよい。この場合、第１ブレーズド部材２０及び中間層２４を透過可能な波長の紫外線ＵＶが照射されるようにすればよい。
また、上記実施形態では、紫外線硬化樹脂３８、４４、４６及び４８を例示したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、紫外線とは異なる波長光に反応して硬化する光硬化樹脂であってもよいし、熱硬化樹脂であってもよい。
また、上記実施形態では、接合光学素子１０に対して一対のレンズを適用したが、本開示の技術はこれに限定されず、光を透過する光学素子であれば、レンズ以外の光学素子であってもよい。
また、上記実施形態では、スピンコートによる成膜方法を例示したが、本開示の技術はこれに限定されず、スプレーコート又はインクジェット等による成膜方法であってもよい。また、ＳｉＯ ２ 、ＴｉＯ ２ 、又はＭｇＦ ２ 等の無機材料を用いて中間層２４を作ってもよい。無機材料をコートする場合は蒸着等を利用することが好ましい。
また、上記実施形態では、被写体光が入射される側の第１ブレーズド部材２０から第２ブレーズド部材２２にかけて形成されている複数の層（媒体）の屈折率が第１ブレーズド部材２０側から第２ブレーズド部材２２側にかけて小さくなる形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されず、被写体光の入射方向に関わらず、第２ブレーズド部材２２側から第１ブレーズド部材２０側にかけて複数の層の屈折率が小さくなるようにしても上記実施形態と同様の効果が得られる。
また、上記実施形態では、接合光学素子１０について説明したが、本開示の技術はこれに限定されず、本開示の技術を、回折型多焦点眼内レンズに適用することも可能である。一例として図２０に示すように、本開示の技術に係る「ブレーズド回折光学素子」の一例である回折型多焦点眼内レンズ５８は、眼球６０内（以下、「「眼内」とも称する）に組み込まれて用いられる。例えば、白内障によって濁った水晶体に代えて、眼内に埋め込まれる。図２０に示す例では、水晶体に代えて回折型多焦点眼内レンズ５８が配置されている。このように、回折型多焦点眼内レンズ５８は、水晶体に代えて用いられるので、回折型多焦点眼内レンズ５８の表面（前房水に接触する側の面）には、ブレーズドの回折格子が刻まれており、回折型多焦点眼内レンズ５８の表面は、前房６２内に満たされている房水（以下、「前房水」とも称する）６４に直接接触する。
回折型多焦点眼内レンズ５８は、ブレーズド部材６６及び表層６８を備えている。ブレーズド部材６６は、上記実施形態で説明した第２ブレーズド部材２２に相当する部材であり、表層６８は、上記実施形態で説明した中間層２４に相当する部材である。なお、表層６８は、本開示の技術に係る「層」の一例である。
ブレーズド部材６６には、上記実施形態で説明した第２鋸歯状面２２Ａに相当する鋸歯状面６６Ａが形成されている。鋸歯状面６６Ａは、急斜面６６Ａ１及び緩斜面６６Ａ２によって形成されている。急斜面６６Ａ１は、上記実施形態で説明した第２急斜面２２Ａ１に相当する斜面であり、緩斜面６６Ａ２は、上記実施形態で説明した第２緩斜面２２Ａ２に相当する斜面である。
図２０に示す例では、鋸歯状面６６Ａに表層６８の裏面６８Ａが接合されており、表層６８の表面６８Ｂが前房水６４に接触している。表層６８は、鋸歯状面６６Ａに相当する形状に形成さされている。すなわち、表面６８Ｂは、鋸歯状面６６Ａから前房水６４側に上記実施形態で説明した厚さｔだけオフセットされた位置に存在しており、鋸歯状面６６Ａと同様の形状（鋸歯状）に形成されている。従って、前房水６４のうち、表面６８Ｂに接触する部分は、上記実施形態で説明した第１鋸歯状面２０Ａと同様の形状になる。
前房水６４の屈折率をＡ（例えば、１．３４程度）とし、表層６８の屈折率をＢとし、ブレーズド部材６６の屈折率をＣとすると、前房水６４の屈折率Ａ、表層６８の屈折率Ｂ、及びブレーズド部材６６の屈折率Ｃ間で“Ａ＜Ｂ＜Ｃ”の大小関係が成立するように屈折率Ｂ及び屈折率Ｃが定められている。つまり、前房水６４が上記実施形態で説明した第２ブレーズド部材２２に対応し、ブレーズド部材６６が上記実施形態で説明した第１ブレーズド部材２０に対応し、表層６８が上記実施形態で説明した中間層２４に対応している。従って、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、この表層６８も中間層２４と同様に複層化構造であってもよい。また、表層６８は、複数の層に区切られる必要はなく、屈折率が連続的に変化してもよい。例えば、表層６８は、前房水６４からブレーズド部材６６までの屈折率が連続的に変化するように、前房水側ほど屈折率が前房水６４の屈折率Ａに近く、ブレーズド部材６６側ほど屈折率が表層６８の屈折率Ｃに近く、連続的に変化する屈折率分布を有していてもよい。
なお、ここでは、回折型多焦点眼内レンズ５８が眼内に埋め込まれて使用される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、眼球模型７０に対して回折型多焦点眼内レンズ５８が適用されてもよい。この場合、眼球模型７０の疑似前房７２に前房水６４と同一の屈折率を有する液体７４を封入するようにすればよい。
眼球模型７０は、例えば、糖尿病網膜症又は網膜剥離等の診察又は治療に用いられる装置（例えば、眼科用観察装置又は眼科用レーザ治療器）を製造する場合の実験段階で用いられる眼球模型であってもよいし、医学生又は医師等が眼科の各種手術又は各種診察を行うための技能訓練に用いられる眼球模型であってもよい。
なお、本開示の技術は、上述の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。
以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「及び／又は」で結び付けて表現する場合も、「Ａ及び／又はＢ」と同様の考え方が適用される。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (20)

  1. ブレーズド回折光学素子であって、
    第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材を有し、前記第１ブレーズド部材及び前記第２ブレーズド部材によって回折格子として機能するブレーズド回折格子対と、
    前記第１ブレーズド部材と前記第２ブレーズド部材との間に位置する中間層と、を備え、
    前記第１ブレーズド部材の屈折率をＮａとし、前記中間層の屈折率をＮとし、前記第２ブレーズド部材の屈折率をＮｂとしたとき、Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂの大小関係が成立し、
    前記第１ブレーズド部材及び前記第２ブレーズド部材の格子高さをｈとし、前記中間層の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する
    ブレーズド回折光学素子。
  2. 前記第１ブレーズド部材は、第１鋸歯状面を有し、
    前記第２ブレーズド部材は、第２鋸歯状面を有し、
    前記第１鋸歯状面及び前記第２鋸歯状面は、前記中間層を介して相補的に係合されている請求項１に記載のブレーズド回折光学素子。
  3. 前記第１ブレーズド部材は、第１鋸歯状面を有し、
    前記第２ブレーズド部材は、第２鋸歯状面を有し、
    前記第１鋸歯状面は、第１急斜面と前記第１急斜面よりも勾配が緩い第１緩斜面とで形成されており、
    前記第２鋸歯状面は、第２急斜面と前記第２急斜面よりも勾配が緩い第２緩斜面とで形成されており、
    前記中間層は、前記第１鋸歯状面と前記第２鋸歯状面との間において、前記第１急斜面と前記第２急斜面との間に配置されている請求項１に記載のブレーズド回折光学素子。
  4. 前記第１鋸歯状面は、第１急斜面と前記第１急斜面よりも勾配が緩い第１緩斜面とで形成されており、
    前記第２鋸歯状面は、第２急斜面と前記第２急斜面よりも勾配が緩い第２緩斜面とで形成されており、
    前記中間層は、前記第１鋸歯状面と前記第２鋸歯状面との間において、前記第１急斜面と前記第２急斜面との間に配置されている請求項２に記載のブレーズド回折光学素子。
  5. ブレーズド回折光学素子であって、
    第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材を有し、前記第１ブレーズド部材及び前記第２ブレーズド部材によって回折格子として機能するブレーズド回折格子対と、
    前記第１ブレーズド部材と前記第２ブレーズド部材との間に位置する中間層と、を備え、
    前記第１ブレーズド部材の屈折率をＮａとし、前記中間層の屈折率をＮとし、前記第２ブレーズド部材の屈折率をＮｂとしたとき、Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂの大小関係が成立し、
    前記第１ブレーズド部材は、第１鋸歯状面を有し、
    前記第２ブレーズド部材は、第２鋸歯状面を有し、
    前記第１鋸歯状面は、第１急斜面と前記第１急斜面よりも勾配が緩い第１緩斜面とで形成されており、
    前記第２鋸歯状面は、第２急斜面と前記第２急斜面よりも勾配が緩い第２緩斜面とで形成されており、
    前記第１鋸歯状面と前記第２鋸歯状面との間において、前記第１急斜面と前記第２急斜面との間における前記中間層の厚さをｔとし、前記第１ブレーズド部材及び前記第２ブレーズド部材の格子高さをｈとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する
    ブレーズド回折光学素子。
  6. 前記第１ブレーズド部材は、第１基準面を有し、
    前記第２ブレーズド部材は、第２基準面を有し、
    前記第１急斜面及び前記第１緩斜面は、前記第１基準面から立ち上がった面であり、
    前記第２急斜面及び前記第２緩斜面は、前記第２基準面から立ち上がった面であり、
    前記第１急斜面は、前記第１基準面に対して垂直であり、
    前記第２急斜面は、前記第２基準面に対して垂直である請求項３から請求項５の何れか一項に記載のブレーズド回折光学素子。
  7. 前記第１鋸歯状面及び前記第２鋸歯状面は、前記中間層の厚み分ずれて係合されている請求項２から請求項６の何れか一項に記載のブレーズド回折光学素子。
  8. ブレーズド回折光学素子であって、
    第１ブレーズド部材及び第２ブレーズド部材を有し、前記第１ブレーズド部材及び前記第２ブレーズド部材によって回折格子として機能するブレーズド回折格子対と、
    前記第１ブレーズド部材と前記第２ブレーズド部材との間に位置する中間層と、を備え、
    前記第１ブレーズド部材の屈折率をＮａとし、前記中間層の屈折率をＮとし、前記第２ブレーズド部材の屈折率をＮｂとしたとき、Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂの大小関係が成立し、
    前記中間層は、前記第１ブレーズド部材側から前記第２ブレーズド部材側にかけて小さくなる屈折率を有する複数の層からなる
    ブレーズド回折光学素子。
  9. 前記中間層は、膜状に形成されている請求項１から請求項８の何れか一項に記載のブレーズド回折光学素子。
  10. 前記第１ブレーズド部材のブレーズ角及び前記第２ブレーズド部材のブレーズ角は同一である請求項１から請求項９の何れか一項に記載のブレーズド回折光学素子。
  11. 前記第１ブレーズド部材の格子高さと前記第２ブレーズド部材の格子高さは同一である請求項１から請求項１０の何れか一項に記載のブレーズド回折光学素子。
  12. ブレーズド回折光学素子であって、
    ブレーズド部材と、
    前記ブレーズド部材上に設けられた層と、を備え、
    前記層の屈折率は、前記ブレーズド部材の屈折率と、前記ブレーズド部材の周囲の環境の屈折率との間であり、
    前記周囲の環境は、眼内にある前房水であり、
    前記層の屈折率は、前記ブレーズド部材の屈折率と、前記前房水の屈折率との間にあり、
    前記前房水の屈折率をＡとし、前記層の屈折率をＢとし、前記ブレーズド部材の屈折率をＣとしたとき、Ａ＜Ｂ＜Ｃの大小関係が成立し、
    前記ブレーズド部材の格子高さをｈとし、前記層の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＜ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ａ／Ｃ）の等式が成立する
    ブレーズド回折光学素子。
  13. 前記ブレーズド部材は、鋸歯状面を有し、
    前記層は、前記鋸歯状面上に、前記鋸歯状面に相当する形状に形成されている請求項１２に記載のブレーズド回折光学素子。
  14. 前記鋸歯状面は、急斜面と前記急斜面よりも勾配が緩い緩斜面とで形成されている請求項１３に記載のブレーズド回折光学素子。
  15. 前記ブレーズド部材は、基準面を有し、
    前記急斜面及び前記緩斜面は、前記基準面から立ち上がった面であり、
    前記急斜面は、前記基準面に対して垂直である請求項１４に記載のブレーズド回折光学素子。
  16. 前記鋸歯状面及び前記前房水は、前記層の厚み分ずれて接触している請求項１３から請求項１５の何れか一項に記載のブレーズド回折光学素子。
  17. ブレーズド回折光学素子であって、
    ブレーズド部材と、
    前記ブレーズド部材上に設けられた層と、を備え、
    前記層の屈折率は、前記ブレーズド部材の屈折率と、前記ブレーズド部材の周囲の環境の屈折率との間であり、
    前記周囲の環境は、眼内にある前房水であり、
    前記層の屈折率は、前記ブレーズド部材の屈折率と、前記前房水の屈折率との間にあり、
    前記層は、前記前房水側から前記ブレーズド部材側にかけて大きくなる屈折率を有する複数の層からなる
    ブレーズド回折光学素子。
  18. ブレーズド回折光学素子の製造方法であって、
    第１ブレーズド部材を形成する工程と、
    前記第１ブレーズド部材のブレーズド部に中間層を形成する工程と、
    前記中間層の前記第１ブレーズド部材側と反対側に前記第１ブレーズド部材と対を成す第２ブレーズド部材を形成する工程と、を備え、
    前記第１ブレーズド部材の屈折率をＮａとし、前記中間層の屈折率をＮとし、前記第２ブレーズド部材の屈折率をＮｂとしたとき、Ｎａ＞Ｎ＞Ｎｂの大小関係が成立し、
    前記第１ブレーズド部材及び前記第２ブレーズド部材の格子高さをｈとし、前記中間層の厚さをｔとし、臨界角をθｃとしたとき、ｈ＞ｔ・ｔａｎθｃの不等式、及びθｃ＝ａｓｉｎ（Ｎｂ／Ｎａ）の等式が成立する厚さの前記中間層を形成する
    ブレーズド回折光学素子の製造方法。
  19. 前記中間層を形成する工程は、前記中間層をスピンコートを用いて形成する工程である請求項１８に記載のブレーズド回折光学素子の製造方法。
  20. 前記第１ブレーズド部材は、第１鋸歯状面を有し、
    前記第２ブレーズド部材は、第２鋸歯状面を有し、
    前記第２ブレーズド部材を形成する工程において、前記第１鋸歯状面と前記第２鋸歯状面とを前記中間層の厚み分ずらして係合させる請求項１８又は請求項１９に記載のブレーズド回折光学素子の製造方法。
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