JPH07218709A - スーパーゾーンホログラフミラー - Google Patents
スーパーゾーンホログラフミラーInfo
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- JPH07218709A JPH07218709A JP4112528A JP11252892A JPH07218709A JP H07218709 A JPH07218709 A JP H07218709A JP 4112528 A JP4112528 A JP 4112528A JP 11252892 A JP11252892 A JP 11252892A JP H07218709 A JPH07218709 A JP H07218709A
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- zone
- diffractive
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
- G02B5/189—Structurally combined with optical elements not having diffractive power
- G02B5/1895—Structurally combined with optical elements not having diffractive power such optical elements having dioptric power
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は複数のゾーンを有する回折ミラーを
提供する。 【構成】 回折ミラーは複数の回折ゾーンを有し、その
少なくとも１つがjλ／２に等しい高さの光学ステップ
を有し、別の少なくとも１つがkλ／２に等しい高さの
光学ステップを有し、λが鏡の設定波長であり、jおよ
びkが０でない異なる整数である。また、本発明はクレ
ーム６コピーを提供する。
提供する。 【構成】 回折ミラーは複数の回折ゾーンを有し、その
少なくとも１つがjλ／２に等しい高さの光学ステップ
を有し、別の少なくとも１つがkλ／２に等しい高さの
光学ステップを有し、λが鏡の設定波長であり、jおよ
びkが０でない異なる整数である。また、本発明はクレ
ーム６コピーを提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホログラフミラーに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】回折を用いる光学装置は当業者に公知で
ある。そのような装置はしばしばホログラフの要素とし
て知られている。最も通常のホログラフ要素は光透過性
である。そのような装置においては、光が透過する装置
の領域に基づいて光が位相のずれを起こす。装置の異な
る領域によって影響される位相のずれの相対的な量を注
意深く制御することにより、回折特性をコントロールで
きる。光透過性回折要素の例はキノホルム (kinoform）
である。
ある。そのような装置はしばしばホログラフの要素とし
て知られている。最も通常のホログラフ要素は光透過性
である。そのような装置においては、光が透過する装置
の領域に基づいて光が位相のずれを起こす。装置の異な
る領域によって影響される位相のずれの相対的な量を注
意深く制御することにより、回折特性をコントロールで
きる。光透過性回折要素の例はキノホルム (kinoform）
である。
【０００３】光透過性回折要素よりも一般的ではない
が、反射回折要素も知られている。例えば、そのような
装置は「セレット・ゾーン・プレートの遠赤外分光にお
ける使用」(Ａ．ウェルシュ(Ｗalsh)、ジャーナル・オブ
・ザ・オプティカル・ソアイアティー・オブ・アメリ
カ、１９５２年３月、１１３頁）に記載されている。こ
の反射体回折システムは狭くて一般的な球状またはパラ
ボラ状反射体の使用ができない場合に用いられる。その
ような状態において、回折光学要素の別の例としては、
一般的なフレスネル型反射体 (Fresnel-type reffecto
r）が挙げられる。しかしながら、正確な焦点を必要と
する場合には、フレスネル型反射体は正確な性能を示さ
ない。これはフレスネルプリズムを繰り返して使用する
ことにより回折効果を生じさせるのであるが、回折を引
きおこす要素の正確に調整された位相関係がなければな
らない。その結果、焦点が非常にぼける。また、回折を
引きおこす反射体は単色光を用いると比較的正確な焦点
を得ることができる。
が、反射回折要素も知られている。例えば、そのような
装置は「セレット・ゾーン・プレートの遠赤外分光にお
ける使用」(Ａ．ウェルシュ(Ｗalsh)、ジャーナル・オブ
・ザ・オプティカル・ソアイアティー・オブ・アメリ
カ、１９５２年３月、１１３頁）に記載されている。こ
の反射体回折システムは狭くて一般的な球状またはパラ
ボラ状反射体の使用ができない場合に用いられる。その
ような状態において、回折光学要素の別の例としては、
一般的なフレスネル型反射体 (Fresnel-type reffecto
r）が挙げられる。しかしながら、正確な焦点を必要と
する場合には、フレスネル型反射体は正確な性能を示さ
ない。これはフレスネルプリズムを繰り返して使用する
ことにより回折効果を生じさせるのであるが、回折を引
きおこす要素の正確に調整された位相関係がなければな
らない。その結果、焦点が非常にぼける。また、回折を
引きおこす反射体は単色光を用いると比較的正確な焦点
を得ることができる。
【０００４】別の可能性としては、あまり一般的ではな
いが回折反射体の使用が有彩色分散をイメージ中に望む
ときに必要となる。常套の反射体は無彩色であるため
に、回折力はそのような分散を提供することを必要とす
る。
いが回折反射体の使用が有彩色分散をイメージ中に望む
ときに必要となる。常套の反射体は無彩色であるため
に、回折力はそのような分散を提供することを必要とす
る。
【０００５】常套の回折反射体は一連の直線状または環
状回折ゾーンを有している。これらのゾーンは中心ゾー
ンから外に向かって広がっている。簡単のためにそのよ
うな環状ゾーンを有する装置を記載する。そのような反
射体は球状ミラーのそれにほぼ匹敵する性能を有する。
筒状反射体と同一の性能を有する直線状ゾーンまたは任
意の形のゾーンは類似であると理解される。
状回折ゾーンを有している。これらのゾーンは中心ゾー
ンから外に向かって広がっている。簡単のためにそのよ
うな環状ゾーンを有する装置を記載する。そのような反
射体は球状ミラーのそれにほぼ匹敵する性能を有する。
筒状反射体と同一の性能を有する直線状ゾーンまたは任
意の形のゾーンは類似であると理解される。
【０００６】回折反射体を設計するために、物体距離
(Ｄ0)および像距離(Ｄi)を選択する。反射体は次のよう
に設計する。点光源(通常反射体の光軸上にあり、反射
体から物体までの距離に等しい距離にある)から発生す
る光が焦点(通常光軸上にあり、反射体から像のゾーン
に到達するまでの距離にある)に到達する。そうするた
めに、同心円状の回折ゾーンを反射体の表面に形成す
る。ゾーンの半径は次の式によって与えられる。
(Ｄ0)および像距離(Ｄi)を選択する。反射体は次のよう
に設計する。点光源(通常反射体の光軸上にあり、反射
体から物体までの距離に等しい距離にある)から発生す
る光が焦点(通常光軸上にあり、反射体から像のゾーン
に到達するまでの距離にある)に到達する。そうするた
めに、同心円状の回折ゾーンを反射体の表面に形成す
る。ゾーンの半径は次の式によって与えられる。
【０００７】
【数１】 (式中、nはゾーンの数を示し、中心から数えはじめ、中
心のゾーンは０である、r0は中心ゾーンの半径であり、
λは予め選択されたレンズの設定波長である。) パラメータfは物体の距離の逆数とゾーンの逆数、すな
わち、
心のゾーンは０である、r0は中心ゾーンの半径であり、
λは予め選択されたレンズの設定波長である。) パラメータfは物体の距離の逆数とゾーンの逆数、すな
わち、
【０００８】
【数２】 に等しい。
【０００９】回折ゾーンは光学ステップ (optical ste
p）によって各々分離されている。光学ステップは物点
から出た光に関しては、その光線が光学ステップの一方
のサイドで反射した光線が光学ステップの別の側で反射
した光との関連において像点において１波長位相がずれ
るような大きさにする。一般的に、光学ステップは設定
波長の１／２に等しくするとこれが達成される。しかし
ながら、広い口径のもに対しては三角効果がステップの
高さをより小さくすることを必要とする。
p）によって各々分離されている。光学ステップは物点
から出た光に関しては、その光線が光学ステップの一方
のサイドで反射した光線が光学ステップの別の側で反射
した光との関連において像点において１波長位相がずれ
るような大きさにする。一般的に、光学ステップは設定
波長の１／２に等しくするとこれが達成される。しかし
ながら、広い口径のもに対しては三角効果がステップの
高さをより小さくすることを必要とする。
【００１０】好ましくは各々のゾーンは物点から発生し
た光が反射体に反射し、像点に到達する光がそのゾーン
内では反射体により反射された光線のいずれもが同じ位
相を有するように(もちろん、多少の変動はあるが)す
る。
た光が反射体に反射し、像点に到達する光がそのゾーン
内では反射体により反射された光線のいずれもが同じ位
相を有するように(もちろん、多少の変動はあるが)す
る。
【００１１】パラメータf／対ミラーの口径の比が、大
きいときには、外側のゾーンのサイズのために問題が生
じる。まず、それらのゾーンが非常に小さくなるのでそ
のようなゾーンを作るのが難しい。さらに、ある程度の
光の散乱が不連続性のために生じる。ゾーンが外側の領
域で非常に狭いので、ある距離においてピークを光の散
乱を起こす。
きいときには、外側のゾーンのサイズのために問題が生
じる。まず、それらのゾーンが非常に小さくなるのでそ
のようなゾーンを作るのが難しい。さらに、ある程度の
光の散乱が不連続性のために生じる。ゾーンが外側の領
域で非常に狭いので、ある距離においてピークを光の散
乱を起こす。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明が上記問題のな
いミラーを提供することにある。
いミラーを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明において、ミラー
は回折ゾーンによって得られる回折力を有する。ゾーン
は光学ステップにより区分されている。ゾーンの最初の
グループはjλ／２に等しい高さの光学ステップを有
し、第２グループはkλ／２に等しい高さの光学ステッ
プを有する(ただし、λはレンズの光の設定波長を示
し、jおよびkは同一でない０以外の整数を示す)。ま
た、本発明は回折ゾーンにより得られる回折力を有する
ミラーであって、そのゾーンの第１のグループが、物点
にある点光源から発生し、光学ステップの両サイドでミ
ラーに反射するミラーの設定波長を有する２つの光線間
において像点において２jπに等しい位相差を生じるよ
うなステップ高さを有する。このミラーは、また物点に
ある点光源から発生し、ステップの両サイドでミラーに
反射するミラーの設定波長を有する２つの光線の間で、
像点において位相差２kπを有するステップの高さを有
するゾーンが必要である。この場合において、jおよびk
は同一でない０以外の整数である。
は回折ゾーンによって得られる回折力を有する。ゾーン
は光学ステップにより区分されている。ゾーンの最初の
グループはjλ／２に等しい高さの光学ステップを有
し、第２グループはkλ／２に等しい高さの光学ステッ
プを有する(ただし、λはレンズの光の設定波長を示
し、jおよびkは同一でない０以外の整数を示す)。ま
た、本発明は回折ゾーンにより得られる回折力を有する
ミラーであって、そのゾーンの第１のグループが、物点
にある点光源から発生し、光学ステップの両サイドでミ
ラーに反射するミラーの設定波長を有する２つの光線間
において像点において２jπに等しい位相差を生じるよ
うなステップ高さを有する。このミラーは、また物点に
ある点光源から発生し、ステップの両サイドでミラーに
反射するミラーの設定波長を有する２つの光線の間で、
像点において位相差２kπを有するステップの高さを有
するゾーンが必要である。この場合において、jおよびk
は同一でない０以外の整数である。
【００１４】回折反射体は典型的には直線状または円状
の回折ゾーンを用いる。直線状または直方体ゾーンを有
するゾーンを用いる反射体は筒状；ミラーのそれらと同
様の焦点特性を有する。同心円ゾーンを有する回折反射
体は、球状ミラーのそれらと同様の焦点特性を有する。
本発明はそのような直線状または円状ゾーンを用いる反
射体を用いる場合について述べる。当業者はしかしなが
ら、これらのゾーンは楕円であってもまたは任意の形状
であってもよいと認識する。そのような他の形態の効果
は、焦点長を反射体の異なる半径に沿って変化させるこ
とのみである。
の回折ゾーンを用いる。直線状または直方体ゾーンを有
するゾーンを用いる反射体は筒状；ミラーのそれらと同
様の焦点特性を有する。同心円ゾーンを有する回折反射
体は、球状ミラーのそれらと同様の焦点特性を有する。
本発明はそのような直線状または円状ゾーンを用いる反
射体を用いる場合について述べる。当業者はしかしなが
ら、これらのゾーンは楕円であってもまたは任意の形状
であってもよいと認識する。そのような他の形態の効果
は、焦点長を反射体の異なる半径に沿って変化させるこ
とのみである。
【００１５】回折反射体をデザインする場合は、物点と
像点を予め選択しなければならない。反射体はそれらの
予め設定された点で最大効率で作用する。このことは物
点が動くと像点が単に動くような従来の鏡の作用と対照
的である。本発明においては、物体距離(物点への距離)
または像距離のいずれかを必要であれば無限大にセット
することができる。
像点を予め選択しなければならない。反射体はそれらの
予め設定された点で最大効率で作用する。このことは物
点が動くと像点が単に動くような従来の鏡の作用と対照
的である。本発明においては、物体距離(物点への距離)
または像距離のいずれかを必要であれば無限大にセット
することができる。
【００１６】図１は本発明に基づく回折反射体１０を示
す。反射体１０は光軸１１を有し、基材１２と反射層１
４を有する。基材１２はポリマー物質から射出成形によ
って得てもよい。また、金属物質であり、旋盤でカット
されることによって得られる回折パターンを有してもよ
い。反射層１４は典型的には金属であり、好ましくは
銀、金、アルミニウムまたは銅である。一般的に反射層
１４は鏡のように反射であると理解する。
す。反射体１０は光軸１１を有し、基材１２と反射層１
４を有する。基材１２はポリマー物質から射出成形によ
って得てもよい。また、金属物質であり、旋盤でカット
されることによって得られる回折パターンを有してもよ
い。反射層１４は典型的には金属であり、好ましくは
銀、金、アルミニウムまたは銅である。一般的に反射層
１４は鏡のように反射であると理解する。
【００１７】回折パターンは複数のゾーンからなり、中
心ゾーン１６および環状ゾーン１８,２０,２２,２４,２
６,２８,３０および３２を含む。各々のゾーンは光学ス
テップ３４,３６,３８,４０,４２,４４,４６および４８
によって分離されている。ステップ３４,３６,３８およ
び４０の位置は上記式によって与えられる。その計算式
において、nは０のときゾーン１６に対応し、１のとき
ゾーン１８、２のときゾーン２０および３のときゾーン
２２を表わす。ゾーン２４はしかしながら、従来の反射
体の２つのゾーン、すなわち、nが４と５であるゾーン
に対応する。その幅はもしそれらが実際に存在していた
ならば２つのゾーンが有したであろう幅の合計であり、
ステップ４２は従来の反射体のゾーン４および５に付随
する高さの合計に等しい高さを有する。それらの各々は
設定波長の半分に等しいステップを有していたのだか
ら、ステップ４２は設定波長と同じであるはずである。
従って、ゾーン２４はスーパーゾーンとして知られてお
り、スーパーゾーン番号２を有すると言われる。同様に
ゾーン２６はスーパーゾーン番号２を有する。ゾーン２
８,３０および３２は各々３つの従来のゾーンに対応す
る。従って、ステップ４６および４８は、３λ／２の高
さを有する。図１に示した構造は、単に模式的に示した
ものであり、典型的な実際の回折反射体においては、ゾ
ーンまたはスーパーゾーンの各々のグループはより独立
的なゾーンであり、最大スーパーゾーン番号は３以上で
ある。
心ゾーン１６および環状ゾーン１８,２０,２２,２４,２
６,２８,３０および３２を含む。各々のゾーンは光学ス
テップ３４,３６,３８,４０,４２,４４,４６および４８
によって分離されている。ステップ３４,３６,３８およ
び４０の位置は上記式によって与えられる。その計算式
において、nは０のときゾーン１６に対応し、１のとき
ゾーン１８、２のときゾーン２０および３のときゾーン
２２を表わす。ゾーン２４はしかしながら、従来の反射
体の２つのゾーン、すなわち、nが４と５であるゾーン
に対応する。その幅はもしそれらが実際に存在していた
ならば２つのゾーンが有したであろう幅の合計であり、
ステップ４２は従来の反射体のゾーン４および５に付随
する高さの合計に等しい高さを有する。それらの各々は
設定波長の半分に等しいステップを有していたのだか
ら、ステップ４２は設定波長と同じであるはずである。
従って、ゾーン２４はスーパーゾーンとして知られてお
り、スーパーゾーン番号２を有すると言われる。同様に
ゾーン２６はスーパーゾーン番号２を有する。ゾーン２
８,３０および３２は各々３つの従来のゾーンに対応す
る。従って、ステップ４６および４８は、３λ／２の高
さを有する。図１に示した構造は、単に模式的に示した
ものであり、典型的な実際の回折反射体においては、ゾ
ーンまたはスーパーゾーンの各々のグループはより独立
的なゾーンであり、最大スーパーゾーン番号は３以上で
ある。
【００１８】図１およびそれ以下の図で示したように、
本発明は少なくとも２つの従来技術に比べて少なくとも
２つの主たる利点を提供する。
本発明は少なくとも２つの従来技術に比べて少なくとも
２つの主たる利点を提供する。
【００１９】第１に、構造がより大きく、製造しやす
い。第２に、ゾーンの数が少なく、従来技術のものに比
べてより少ない不連続性を有し、光の散乱が大きく減少
する。上記例において、ステップの高さは設定波長の１
／２の整数倍であると予想される。このことは、整数倍
の位相のずれの値が望まれており、光が反射前に１度お
よび反射後に再びステップの距離を進むからである。こ
のことを説明するより正確な方法は、物点で光軸上の点
光源から発する光がそれらのステップの１つの両サイド
から反射体１０に当たる光の２つの光線が像点において
各々２πで位相のずれを起こすような高さをステップ３
４,３６,３８および４０が有する。同様に物点状の点光
源から入る光とステップ４２または４４の両側から反射
体１２に当たる光とが像点において各々４πの位相のず
れを起こす。ステップ４６および４８によって起こる同
様の位相のずれは６πである。
い。第２に、ゾーンの数が少なく、従来技術のものに比
べてより少ない不連続性を有し、光の散乱が大きく減少
する。上記例において、ステップの高さは設定波長の１
／２の整数倍であると予想される。このことは、整数倍
の位相のずれの値が望まれており、光が反射前に１度お
よび反射後に再びステップの距離を進むからである。こ
のことを説明するより正確な方法は、物点で光軸上の点
光源から発する光がそれらのステップの１つの両サイド
から反射体１０に当たる光の２つの光線が像点において
各々２πで位相のずれを起こすような高さをステップ３
４,３６,３８および４０が有する。同様に物点状の点光
源から入る光とステップ４２または４４の両側から反射
体１２に当たる光とが像点において各々４πの位相のず
れを起こす。ステップ４６および４８によって起こる同
様の位相のずれは６πである。
【００２０】図２は図１の反射体に機能的に等しい反射
体５０を示す。しかしながら、図１および図２の反射体
において２つの違いが存在する。図１の反射体は基材１
２上に反射皮膜１４を有するので、基材１２は反射物質
である必要はない。しかしながら、図２の反射体は反射
物質から得られており、反射皮膜は必要ない。レンズ５
０は直接反射用金属にダイヤモンド旋盤の如き、高精度
加工装置によってカットしてもよい。反射体５０として
好ましい物質は、銀、金、真鍮および銅である。
体５０を示す。しかしながら、図１および図２の反射体
において２つの違いが存在する。図１の反射体は基材１
２上に反射皮膜１４を有するので、基材１２は反射物質
である必要はない。しかしながら、図２の反射体は反射
物質から得られており、反射皮膜は必要ない。レンズ５
０は直接反射用金属にダイヤモンド旋盤の如き、高精度
加工装置によってカットしてもよい。反射体５０として
好ましい物質は、銀、金、真鍮および銅である。
【００２１】第２の違いはゾーンの形にある。中心ゾー
ン５２および最初の環状ゾーン５４は図１の反射体１０
の中心ゾーン１６および最初の環状ゾーンと等しい。し
かしながら、環状ゾーン５６およびその他の環状ゾーン
は好ましいカーブ輪郭に等しい弦の部分を用いている。
このことを理解するために、図１のゾーンは一般的に球
状または円筒状であり、曲面の半径に等しいまたはほぼ
等しい。ゾーンはより小さくなるので、２つの端部を結
ぶ弦は好ましい曲面とそんなに偏差を有さない。従っ
て、偏差が十分に小さいならば、弦の近似が反射体の効
率を大きく失うことがなく用いることができる。ある場
合には、すべてのゾーン、中心ゾーンを含む弦を用いる
ことさえも可能である。
ン５２および最初の環状ゾーン５４は図１の反射体１０
の中心ゾーン１６および最初の環状ゾーンと等しい。し
かしながら、環状ゾーン５６およびその他の環状ゾーン
は好ましいカーブ輪郭に等しい弦の部分を用いている。
このことを理解するために、図１のゾーンは一般的に球
状または円筒状であり、曲面の半径に等しいまたはほぼ
等しい。ゾーンはより小さくなるので、２つの端部を結
ぶ弦は好ましい曲面とそんなに偏差を有さない。従っ
て、偏差が十分に小さいならば、弦の近似が反射体の効
率を大きく失うことがなく用いることができる。ある場
合には、すべてのゾーン、中心ゾーンを含む弦を用いる
ことさえも可能である。
【００２２】図３は、回折構造がベース曲面と組み合わ
さった回折反射体を示す。図３の反射体における各々の
ゾーンの輪郭は、ベースカーブがないときに存在する輪
郭とベースカーブそれ自身の輪郭の算術和に等しい。図
３の反射体のパワーは回折力とベースカーブに付随する
常套の回折力の和に等しい。
さった回折反射体を示す。図３の反射体における各々の
ゾーンの輪郭は、ベースカーブがないときに存在する輪
郭とベースカーブそれ自身の輪郭の算術和に等しい。図
３の反射体のパワーは回折力とベースカーブに付随する
常套の回折力の和に等しい。
【００２３】図４は基材６２と反射皮膜６４とを有する
スーパーゾーン反射体６０を示す。基材６２は透明物
質、例えばガラスやポリマーから形成されており、反射
体６４は第２の表面反射体を形成する。反射体６０の設
計は光が侵入し、基材６２の表面６４を通って出てゆく
屈折を考慮に入れなければならない。反射体６０の如
き、反射体の利点は基材６２を回折反射体を過酷な条件
で用いた場合に基材６２を反射皮膜６４を保護するため
に用いてよいことである。反射体６０の回折ゾーンのす
べては弦構造を有する。第２の表面回折反射体、例えば
反射体６０を設計するのに最も重要な点は、ステップの
高さを基材６２における設定波長によって決定すること
である。
スーパーゾーン反射体６０を示す。基材６２は透明物
質、例えばガラスやポリマーから形成されており、反射
体６４は第２の表面反射体を形成する。反射体６０の設
計は光が侵入し、基材６２の表面６４を通って出てゆく
屈折を考慮に入れなければならない。反射体６０の如
き、反射体の利点は基材６２を回折反射体を過酷な条件
で用いた場合に基材６２を反射皮膜６４を保護するため
に用いてよいことである。反射体６０の回折ゾーンのす
べては弦構造を有する。第２の表面回折反射体、例えば
反射体６０を設計するのに最も重要な点は、ステップの
高さを基材６２における設定波長によって決定すること
である。
【００２４】図５は回折反射体７０を示す。回折反射体
７０は図４の回折反射体６０と同様の第２の表面反射体
と作用する。しかしながら、回折反射体６０と異なっ
て、回折反射体７０はその回折ゾーン上で曲面を持った
輪郭を用いる。また、回折反射体７０の基材７２は曲面
を有する第１表面７４を有する。７４の曲面は反射体の
回折力に付加する反射力を提供する。図５に示されるご
とき構造の使用の可能性は無彩色コンセントレーター(a
chromatic concentrator)を製造するのに用いられる。
進められた回折構造に付随する無彩色アベーレーション
(chromatic aberraton)は基材７２の反射力に付随する
それとは全く反対であることから可能である。従って、
トータルの無彩色アベーレーションは所定の値(０を含
む)に調整してもよい。
７０は図４の回折反射体６０と同様の第２の表面反射体
と作用する。しかしながら、回折反射体６０と異なっ
て、回折反射体７０はその回折ゾーン上で曲面を持った
輪郭を用いる。また、回折反射体７０の基材７２は曲面
を有する第１表面７４を有する。７４の曲面は反射体の
回折力に付加する反射力を提供する。図５に示されるご
とき構造の使用の可能性は無彩色コンセントレーター(a
chromatic concentrator)を製造するのに用いられる。
進められた回折構造に付随する無彩色アベーレーション
(chromatic aberraton)は基材７２の反射力に付随する
それとは全く反対であることから可能である。従って、
トータルの無彩色アベーレーションは所定の値(０を含
む)に調整してもよい。
【００２５】図１〜５に示されている反射体は＋１の回
折オーダーとして知られているものに付随する焦点を提
供することに注目しなければならない。もし、ゾーンが
逆転、すなわち、凹型の代わりに凸型を用いるならば、
反射体は−１の回折オーダーに付随する焦点を有する。
もし、回折力以外の力がないならば、虚像になる。
折オーダーとして知られているものに付随する焦点を提
供することに注目しなければならない。もし、ゾーンが
逆転、すなわち、凹型の代わりに凸型を用いるならば、
反射体は−１の回折オーダーに付随する焦点を有する。
もし、回折力以外の力がないならば、虚像になる。
【００２６】図６は環状ゾーンを有する回折反射体の正
面図である。図７は直線状または長方形のゾーンを有す
る回折反射体の正面図である。
面図である。図７は直線状または長方形のゾーンを有す
る回折反射体の正面図である。
【００２７】実施例 スーパーゾーンミラーをダイヤモンド旋盤上で硬化銅に
カットした。ミラーは２００mmの曲率半径を有する常套
の球状ミラーの特性とよく似たもののように設計され
た。このミラーは、無限大の物点と１００mmの像点距離
を持って作用するように設計されている。パターンはほ
ぼ半径５cmであり、４４９ゾーンを含む。１番外のゾー
ンはスーパーゾーンＮo．２０を有した。設定波長は６
３２.８mmであった。図８は像点でのレンズの測定点拡
散機能を示す。
カットした。ミラーは２００mmの曲率半径を有する常套
の球状ミラーの特性とよく似たもののように設計され
た。このミラーは、無限大の物点と１００mmの像点距離
を持って作用するように設計されている。パターンはほ
ぼ半径５cmであり、４４９ゾーンを含む。１番外のゾー
ンはスーパーゾーンＮo．２０を有した。設定波長は６
３２.８mmであった。図８は像点でのレンズの測定点拡
散機能を示す。
【００２８】比較のために同じ所定の物点距離および像
点距離、同じ隙間および同じゾーン数を有する常套のフ
レスネル型ミラーを設計し、作成した。常套のミラーは
光の層を考慮に入れないフレスネルゾーンを用いた。図
９は像点での常套のレンズの測定点拡散機能を示す。図
８および９を比較すると明らかなように、スーパーゾー
ン回折反射体は常套のミラーが持つものよりもより正確
な焦点を有する。
点距離、同じ隙間および同じゾーン数を有する常套のフ
レスネル型ミラーを設計し、作成した。常套のミラーは
光の層を考慮に入れないフレスネルゾーンを用いた。図
９は像点での常套のレンズの測定点拡散機能を示す。図
８および９を比較すると明らかなように、スーパーゾー
ン回折反射体は常套のミラーが持つものよりもより正確
な焦点を有する。
【図１】 本発明による最初の表面反射体を示す。
【図２】 ゾーンのいくつかが弦近似を用いた本発明に
よる最初の表面反射体である。
よる最初の表面反射体である。
【図３】 ベースカーブが常套の倍率に反射体の回折力
を付け加えた本発明による最初の表面反射体である。
を付け加えた本発明による最初の表面反射体である。
【図４】 ゾーンのすべてが弦近似を用いる本発明の最
初の表面反射体である。
初の表面反射体である。
【図５】 反射体が反射力を反射体の回折力に付け加え
た本発明の第２の表面反射体である。
た本発明の第２の表面反射体である。
【図６】 環状ゾーンを有する本発明による反射体の正
面図である。
面図である。
【図７】 長方形のゾーンを有する本発明による反射体
の正面図である。
の正面図である。
【図８】 像点においての本発明による反射体の点拡散
機能を示す。
機能を示す。
【図９】 像点での図８の反射体と同様の常套のフレス
メル反射体(同じ焦点レンズおよび口径を有する)の点拡
散機能を有する。
メル反射体(同じ焦点レンズおよび口径を有する)の点拡
散機能を有する。
Claims (10)
- 【請求項１】 回折力が複数の回折ゾーンによって得ら
れ、該回折ゾーンが光学ステップにより分離されてお
り、該回折ゾーンの第１のグループがjλ／２に等しい
高さを有する光学ステップを有し、該回折ゾーンの第２
のグループがkλ／２に等しい高さの光学ステップを有
する(ただし、λはミラーの設定波長であり、kおよびj
は０以外の同一でない等しくない整数を示す)回折力を
有するミラー。 - 【請求項２】 該ミラーが第１の回折ゾーンを通過する
光軸を有し、回折ゾーンの第１のグループが前記第１回
折ゾーンに隣接し、回折ゾーンの第２のグループが第１
ゾーンから第１のグループのゾーンによって分離されて
おり、第１のグループのゾーンがλ／２に等しい高さの
光学ステップを有し、第２のグループのゾーンがλに等
しい高さの光学ステップを有する請求項１記載のミラ
ー。 - 【請求項３】 ミラーがさらに第１ゾーンと前記第１お
よび第２のグループのゾーンによって分離されている第
３のグループの回折ゾーンを有し、その第３のグループ
の回折ゾーンが３λ／２に等しい高さの光学ステップを
有する請求項２記載のミラー。 - 【請求項４】 前記ゾーンが円周輪郭を有する請求項１
記載のミラー。 - 【請求項５】 該ミラーがポリマー物質の透明体とその
上に被覆された反射金属からなる請求項１記載のミラ
ー。 - 【請求項６】 回折力、物点、像点、物体よりの距離お
よび像への距離を有するミラーであって、該回折力が複
数の回折ゾーンにより得られ、該回折ゾーンの第１のグ
ループが像点において２jπの相対位相差を物点上の点
光源から発する設定波長の光が第１のゾーンの光学ステ
ップの１つの両サイドで反射する２つの光の間で生じる
ように設定された高さを有する光学ステップを有し、回
折ゾーンの第２のグループが像点において２kπの位相
差が物点上の点光源から発した光が第２のゾーンの光学
ステップの両サイドで反射した２つの光の間で生じるよ
うに選択された高さの光学ステップを有する(ただし、j
およびkは０でない異なる整数)を有するミラー。 - 【請求項７】 該ミラーが第１ゾーンと該第１ゾーンを
通る光軸を有し、ゾーンの第１のグループが第１ゾーン
に隣接し、ゾーンの第２のグループが第１のグループの
ゾーンによって第１ゾーンから分離されており、jが１
であり、kが２である請求項６記載のミラー。 - 【請求項８】 ゾーンが同心円状である請求項７記載の
ミラー。 - 【請求項９】 ゾーンが長方形を有する請求項８記載の
ミラー。 - 【請求項１０】 回折力、物点、および像点を有するミ
ラーであって、該回折力が複数の回折ゾーンにより得ら
れ、該回折ゾーンの第１のグループが像点において２j
πの相対位相差を物点上の点光源から発する設定波長の
光と第１のゾーンの光学ステップの１つの両サイドで反
射する光の間で生じるように設定された高さを有する光
学ステップを有し、回折ゾーンの第２のグループが像点
において２kπの位相差が物点への点光源から発した光
が第２のゾーンの光学ステップの両サイドで反射した２
つの光の間で生じるように選択された高さの光学ステッ
プを有する(ただし、jおよびkは０でない異なる整数)を
有するミラー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US69526991A | 1991-05-03 | 1991-05-03 | |
| US695269 | 1991-05-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218709A true JPH07218709A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=24792333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4112528A Pending JPH07218709A (ja) | 1991-05-03 | 1992-05-01 | スーパーゾーンホログラフミラー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5285314A (ja) |
| JP (1) | JPH07218709A (ja) |
| DE (1) | DE4213910A1 (ja) |
| GB (1) | GB2256500A (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69318487T2 (de) * | 1992-08-07 | 1998-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Halbleiterlaservorrichtung, optische Vorrichtung und Herstellungsverfahren |
| US5406415A (en) * | 1992-09-22 | 1995-04-11 | Kelly; Shawn L. | Imaging system for a head-mounted display |
| US5814803A (en) * | 1994-12-23 | 1998-09-29 | Spectra-Physics Scanning Systems, Inc. | Image reader with multi-focus lens |
| US5770847A (en) * | 1994-12-23 | 1998-06-23 | Spectra-Physics Scanning Systems, Inc. | Bar code reader with multi-focus lens |
| US5742431A (en) * | 1995-03-30 | 1998-04-21 | Eastman Kodak Company | Catadioptric lens system incorporating diffractive achromatization |
| US5715271A (en) * | 1996-08-01 | 1998-02-03 | Northern Telecom Limited | Polarization independent grating resonator filter |
| JP3248526B2 (ja) * | 1998-09-11 | 2002-01-21 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子及びそれを有した光学系 |
| GB2352829A (en) * | 1999-05-10 | 2001-02-07 | Desmond Gibson | Infrared diffractive focusing mirror |
| US6473232B2 (en) | 2000-03-08 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a diffractive optical element, and optical apparatus |
| CA2313438C (en) * | 2000-07-06 | 2003-03-11 | B-Con Engineering Inc. | High quality optical surface and method of producing same |
| JP3584908B2 (ja) * | 2000-10-18 | 2004-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | 装飾板、および、その製造方法、ならびに、この装飾板を利用する装飾品および時計 |
| DE10123230A1 (de) * | 2001-05-12 | 2002-11-28 | Zeiss Carl | Diffraktives optisches Element sowie optische Anordnung mit einem diffraktiven optischen Element |
| JP2003322712A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Omron Corp | 反射板および反射板の製造方法、並びに反射型液晶表示装置 |
| EP1627294A2 (en) * | 2003-05-01 | 2006-02-22 | Delta Dansk Elektronik, Lys & Akustik | A man-machine interface based on 3-d positions of the human body |
| US6951391B2 (en) * | 2003-06-16 | 2005-10-04 | Apollo Optical Systems Llc | Bifocal multiorder diffractive lenses for vision correction |
| US7156516B2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-01-02 | Apollo Optical Systems Llc | Diffractive lenses for vision correction |
| US7025456B2 (en) * | 2004-08-20 | 2006-04-11 | Apollo Optical Systems, Llc | Diffractive lenses for vision correction |
| NO20051851A (no) * | 2005-04-15 | 2006-10-02 | Sinvent As | Justerbart interferensfilter |
| DE102005027380B4 (de) * | 2005-06-14 | 2009-04-30 | Ovd Kinegram Ag | Sicherheitsdokument |
| JP2009058677A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置・画像形成装置 |
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| WO2016090153A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | President And Fellows Of Harvard College | Direct laser writing of 3-d gratings and diffraction optics |
| CN112424668A (zh) | 2018-06-04 | 2021-02-26 | 业纳光学系统有限公司 | 用于捕捉显微图像的显微镜和方法以及平面反射器的用途 |
| DE102018113182A1 (de) * | 2018-06-04 | 2019-12-05 | Jenoptik Optical Systems Gmbh | Mikroskop und Verfahren zum Aufnehmen eines mikroskopischen Bildes und Verwendung eines plattenförmigen Reflektors |
| RU2757072C1 (ru) | 2020-08-19 | 2021-10-11 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Многозонная перестраиваемая линза |
| WO2022170287A2 (en) | 2021-06-07 | 2022-08-11 | Panamorph, Inc. | Near-eye display system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4340283A (en) * | 1978-12-18 | 1982-07-20 | Cohen Allen L | Phase shift multifocal zone plate |
| US4338005A (en) * | 1978-12-18 | 1982-07-06 | Cohen Allen L | Multifocal phase place |
| US4846552A (en) * | 1986-04-16 | 1989-07-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of fabricating high efficiency binary planar optical elements |
| US5017000A (en) * | 1986-05-14 | 1991-05-21 | Cohen Allen L | Multifocals using phase shifting |
| JPS6311822A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-19 | Hitachi Ltd | 回折格子 |
| US4936665A (en) * | 1987-10-25 | 1990-06-26 | Whitney Theodore R | High resolution imagery systems and methods |
| US4881805A (en) * | 1987-11-12 | 1989-11-21 | Cohen Allen L | Progressive intensity phase bifocal |
| JPH02153328A (ja) * | 1988-12-05 | 1990-06-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光源装置 |
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-
1992
- 1992-04-28 DE DE4213910A patent/DE4213910A1/de not_active Withdrawn
- 1992-04-28 GB GB9209143A patent/GB2256500A/en not_active Withdrawn
- 1992-05-01 JP JP4112528A patent/JPH07218709A/ja active Pending
- 1992-12-22 US US07/995,339 patent/US5285314A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5285314A (en) | 1994-02-08 |
| GB2256500A (en) | 1992-12-09 |
| DE4213910A1 (de) | 1992-11-05 |
| GB9209143D0 (en) | 1992-06-10 |
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