JPH10300913A

JPH10300913A - 回折光学素子及びそれを用いた光学系

Info

Publication number: JPH10300913A
Application number: JP12633397A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Nakai; 中井　　武彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】使用波長域全域で設計次数の回折効率が高く
なり、且つそれにより、設計回折次数近傍の回折効率が
低減するような回折光学素子及びそれを用いた光学系を
得ること。【解決手段】広帯域の使用波長領域を有し、該使用波
長領域の全ての波長で使用されるレンズ作用を有する回
折光学素子であって、基盤上を複数の領域に分割し、各
領域毎に回折効率特性が異なる回折格子を設けて複数の
格子部を形成し、該使用波長領域の光が該複数の格子部
で回折されるとき該格子部はそれより生じる複数の回折
光のうち特定次数の回折光に大部分の光束が集光し、該
特定次数近傍の次数の回折光が使用波長領域内で色味が
低下する格子構造を有していること。

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及びそ
れを用いた光学系に関し、特に使用波長領域の光束が特
定次数（設計次数）に集中するような回折格子構造を有
し、所望の分光特性が高い回折効率で得られる写真用カ
メラ、ビデオカメラ、双眼鏡、プロジェクター、望遠
鏡、顕微鏡、複写機等の各種の光学系に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光学系には種々の諸収差が存在し、これ
らの収差を補正するように各光学要素が組み立てられて
いる。従来より光学系に於いて発生する諸収差のうち色
収差は、分散特性の異なる硝材を組み合わせることによ
り減じていた。例えば、望遠鏡等の対物レンズでは、分
散の小さい硝材を正レンズとし分散の大きい硝材を負レ
ンズとし、これらを組み合わせることで軸上に現れる色
収差を消していた。このためレンズの構成枚数が制限さ
れる場合や使用できる硝材が限られている場合などでは
色収差の補正を十分にすることが出来なかった。

【０００３】また、従来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（以下「回折格
子」とも言う）を設けることで、色収差を減じる方法が
ＳＰＩＥＶｏｌ．１３５４Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌＬｅｎｓＤｅｓｉｇｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
（１９９０）等の文献や特開平４−２１３４２１号公
報、特開平６−３２４２６２号公報、ＵＳＰ５，０４
４，７０６等により開示されている。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発現するという物理現象を利用
したものである。

【０００４】このことを図１２を用い簡単に説明する。
回折光学素子１は屈折率１の空気中におかれており、光
軸３に対し垂直に配置されているものとする。ここで回
折格子２の周期ピッチがＰの場合、光軸３に平行な光線
Ａの回折方向θは、Ｐｓｉｎ θ＝ｍλ ・・・・・・（１）となる方向に回折光が生じる。ここでｍは回折次数であ
りλは波長である。

【０００５】図では、周期的構造を一方向についてのみ
示したが、この様な周期的構造を光軸等ある軸を中心に
回転対称に構成し、回折格子の周期ピッチを徐々に変化
させることによりこの周期的構造を有する輪帯構造はレ
ンズとして作用する。このような回折作用を利用したレ
ンズは、式（１）よりある次数では波長が長いほど回折
される角度が大きくなることから、波長による結像点の
位置関係が屈折レンズの同じ方向のパワーをもつものと
逆になる。前述の文献等は主としてこの原理を利用して
収差（色収差）を補正している。

【０００６】屈折においては、１本の光線は屈折後も１
本の光線であるのに対し、回折においては、各次数に光
が複数に分かれてしまう。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」と言う）に集中するように回折
格子構造を決定する。特定の次数に光の強度が集中して
いる場合では、それ以外の回折光の方向は式（１）で表
されるものの、そ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。

【０００７】ｍ次の回折光の回折効率を高めようとする
場合、位相差を与えるための構造において２πｍの位相
差を回折方向の各光路光線に与えられれば、各光線は干
渉し、強められることになる。

【０００８】格子の高さがｄであり、その材質の屈折率
がｎであるような透過型の回折格子において、次数ｍの
光線に２πｍの位相差を与えるために、２πｍ＝２πｄ（ｎ−１）／λ ・・・・・・（２）となることが必要になる。式（２）の条件が各ピッチ間
で成立している場合、その回折効率はもっとも高くな
る。

【０００９】この回折作用を得るための回折光学素子の
具体的な構造は、キノフォームとよばれ、この位相差２
πを与える間が連続的になっているもの、連続的な位相
差分布を階段状に近似したバイナリー形状に構成したも
のやその微小な周期的構造を三角波形状に近似し構成し
たもの等が公知である。こうした構造は、光学系中に平
板の表面に形成されたり、レンズ表面に形成されたりす
ることでその回折効果を発生する。また、このような回
折光学素子は、リソグラフィー等の半導体プロセスや切
削等により製造される。

【００１０】さらに、このような回折光学素子は、硝子
の分散により屈折面で発生する色収差に対してとくにそ
の補正する効果がおおきいが、そ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。

【００１１】公知例に示されているものは、回折の効果
により諸収差とくに色収差が低減しており、回折光学素
子を光学系に組み込んだ効果が収差図上等で確認するこ
とが出来る。しかしながら、その収差低減に寄与した回
折光の回折効率が、高くなければ実際上その光線は存在
しないものとなるため、収差低減を果たす光線の回折効
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、フレアやゴーストとな
り、像のコントラストの低下を引き起こす。従って回折
効果を利用した光学系においては、回折効率の分布及び
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。

【００１２】図６に一般的な光学系の分光透過特性を示
す。図中横軸は、波長を表し、縦軸は分光透過率を表し
ている。この分光透過特性は、ガラスによる光の吸収や
屈折面における光の反射などによって決定される。この
光学系は、使用波長域で評価対象に合わせた分光透過特
性が要求される。

【００１３】回折光学素子をある面に形成した場合、特
定の回折次数に対する回折効率の特性を図１３に示す。
この図で、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。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
回折効率も併せ並記しておく。図に示されるように、設
計次数では回折効率はある波長で最も高くなり（以下
「設計波長」と言う）それ以外の波長では徐々に低くな
る。この原因を説明する。（２）式では位相差が２πと
なるための格子の厚みを示したが、設計波長でこの条件
を満たすように格子の厚みを設定した場合、その他の波
長ではその条件より若干はずれてしまうことになり、こ
のために回折効率の低下が発生する。

【００１４】例えば図１４に示すように、回折光学素子
１を構成する回折格子２の微小構造を８段の階段状のバ
イナリー構造により形成したとき、回折光学素子１の１
次光に対する設計波長を５３０ｎｍとすると、実際の格
子構造は（２）式より２πｍ＝２πｄ（ｎ−１）／λ
で、ｍ＝１，λ＝５３０ｎｍ，ｎ＝１．４６１としたと
きの厚みｄ＝１１５０ｎｍを８等分した厚み１４３．７
ｎｍに各段の厚みがなっている。このとき設計波長での
回折効率はおよそ９５％になり、波長４４０ｎｍでの１
次光の回折効率は約８０％、波長６５０ｎｍでの１次光
に対する回折効率は８５％になる。従って、回折効果を
利用した光学系においてはこの設計波長を、その光学系
が使用される波長領域の中心付近に設定するなどの考慮
が必要である。設計次数における回折効率だけを考えれ
ば、それは分光透過特性と同様に考えなければならな
い。

【００１５】回折光学素子を含む光学系の回折面を除く
分光透過特性を波長の関数で表した物を、ηＬＥＮＳ、
回折光学素子の回折効率をηＤＯＥとするとき、光学系
全体の設計次数での分光透過特性は、 η（λ）＝ηＬＥＮＳ（λ）×ηＤＯＥ（λ）のように表される。図６に示した分光特性を有する光学
系に、図１３のような回折効率を有する回折面を付加し
た場合、設計次数での分光透過特性は図７の様になる。
従って使用する波長領域においては設計次数における回
折効率を高くたもつことが望まれる。

【００１６】また、使用波長領域で、設計次数の分光透
過率の均一性を向上した提案が特開平６−１９４５０９
号公報でなされている。これは、複数の回折光学素子
間、１つの回折光学素子内で異なる回折効率の特性を組
み合わせることで設計次数での分光透過率の均一性を実
現している。しかし、設計次数の分光特性の均一性は改
善されるものの、設計波長での回折効率は大幅に低下し
ている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の回折光学素子の
主旨は設計次数の回折光の特性につてのみ言及されてお
り、設計次数以外の次数の回折光の影響については特に
説明されていない。

【００１８】次に設計次数以外の回折光の影響について
説明する。設計次数以外の次数の回折光は、評価面上に
デフォーカスした状態で設計次数の回折光にノイズ光と
してのることになる。

【００１９】図１５（Ａ），（Ｂ）にこのときの摸式図
を示す。図中、実線が設計次数の回折光である。ここで
設計次数を１次とし、回折効果を有するレンズのパワー
が正とすると、設計次数より高い次数（２次，３次‥
‥）の回折光は式（１）より回折角が大きくなり、図１
５（Ａ）に示すように１次回折光の結像位置より手前に
結像する。この回折光の結像位置は、回折次数が設計次
数より離れるに従い、大きくなる。同様に設計次数より
低い次数（０次，−１次‥‥）の回折光は図１５（Ｂ）
に示すように１次回折光の結像位置より後側に結像す
る。評価面は設計次数の回折光の結像位置に置かれるの
で、これら設計次数以外の回折光は、結像面上にデフォ
ーカスした状態でのることになる。

【００２０】この内、設計次数から離れた次数の回折光
は、評価面上ではかなりぼけているため、結像にはあま
り寄与せず、全面にフレアのような状態で付加される。

【００２１】一方、設計次数近傍の次数（１次±１次）
の回折光は、結像性能を評価するような空間周波数領域
では、解像していないが、完全にぼけた状態でもなく、
低い空間周波数領域では解像している。このため、この
回折次数の回折効率が大きいと、設計次数の回折光の回
りにかなり大きなサイドローブのある様なスポットとな
り、この結果光学性能は悪化する。

【００２２】ただし、図１３に示されている様に設計次
数近傍の次数の回折効率は、設計波長ではほぼ０とな
り、設計波長から離れた波長でのみ、数％の回折効率を
有している。従って、使用波長域で積分された光量にお
いては、２％程度、評価面に置かれた感光物の種類によ
っては、０．５％程度のわずかな光量である。さらにこ
の光量が評価面ではぼけているため、単位面積当たりの
光量は低下し、通常はサイドローブとしては、検出され
ない。

【００２３】しかしながら、この回折効果を利用した回
折光学素子をカメラの撮影レンズ等に応用した場合に
は、特殊な条件を考慮する必要がある。カメラの場合、
評価面にはフィルムが使用され、撮影条件（被写体、露
出条件）は様々な場合が発生する。この内、被写体の一
部に高輝度な光源が存在する場合等は、高輝度な光源部
はフィルムの適正露光より飽和させ、他の被写体部で適
正露光に調整し撮影されるケースがある。この場合、光
源部は適正露光の数倍になっているため、前述の設計次
数近傍の次数の回折光も数倍となる。そのため光源部の
回りに、迷光がさしたようにサイドローブが見られるこ
とがある。

【００２４】この現象は発生しないことが望ましいが、
設計次数近傍の次数の回折効率を、使用波長領域全域で
０にすることは難しく、設計波長から離れた波長では回
折光は残存する。図１３に示したように設計波長を可視
域の中心近傍に設定した場合、設計次数近傍の次数の回
折光（図中０次と２次）の合成されたものは、紫色に色
付いてみえるため、かなり不自然な光となり望ましくな
い。

【００２５】本発明は回折効果を利用して、色収差補正
等の所定の光学性能を得る際に基板上にレンズ作用を有
する所定形状の回折格子を形成した複数の格子部を設定
することによって設計次数の回折効率を使用波長領域全
域で高く、かつ設計回折次数近傍の次数の回折光が残存
するときにはこれらの回折光の分光特性が波長依存性の
ない（パンクロ）回折光になるようにし、即ち色味のな
いようにし、良好なる光学性能が容易に得られる回折光
学素子及びそれを用いた光学系の提供を目的とする。

【００２６】

【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）広帯域の使用波長領域を有し、該使用波長領
域の全ての波長で使用されるレンズ作用を有する回折光
学素子に回折効率特性が異なる回折格子を設けて該使用
波長領域の光が該複数の格子部で回折されるとき該格子
部はそれより生じる複数の回折光のうち特定次数の回折
光に大部分の光束が集光し、該特定次数近傍の次数の回
折光が使用波長領域内で色味が低下する格子構造を有し
ていることを特徴としている。

【００２７】特に、（１−１−１）前記複数の格子部の回折格子は互いに異
なる格子厚から構成され、各格子厚はもっとも回折効率
の高くなる波長が互いに異なっており、該各格子部はそ
こからの光束が合成される際に、該特定次数近傍の次数
の回折光の色味が低下するような格子構造を有している
こと。

【００２８】（１−１−２）前記特定次数近傍の次数の
回折光は、特定次数±１次の回折光であること。

【００２９】（１−１−３）前記回折効率の高くなる波
長のうち、最長波長と最短波長の差が１００ｎｍ以上２
５０ｎｍ以下であること。

【００３０】（１−１−４）前記複数の格子部の回折格
子は異なる格子厚から構成され、各格子厚はもっとも回
折効率の高くなる次数が互いに異なっており、該各格子
部はそこからの光束が合成される際に、該特定次数近傍
の次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有し
ていること。

【００３１】（１−１−５）前記回折効率の高くなる次
数は、該特定次数及び該特定次数近傍の次数であるこ
と。

【００３２】（１−１−６）前記回折格子はキノフォー
ム形状であること。

【００３３】（１−１−７）前記回折格子は階段状の形
状であること。

【００３４】（１−１−８）前記回折格子は三角波形状
であること。等を特徴としている。

【００３５】（１−２）同一波長で異なる回折次数で回
折効率が高くなるようにした格子部を複数個、基板上に
設けていることを特徴としている。

【００３６】特に、（１−２−１）所定波長の光が前記複数の格子部で回折
されるとき、該格子部は、それより生じる複数の回折光
のうち特定次数の回折光に大部分の光束が集光し、該特
定次数近傍の次数の回折光が使用波長領域内で色味が低
下する格子構造を有していること。

【００３７】（１−２−２）前記複数の格子部はそこか
ら生じる特定次数の各光束が合成される際に該特定次数
近傍の次数の回折光の色味が低下するような格子構造を
有していること。

【００３８】（１−２−３）所定波長の光が前記複数の
格子部で回折されるとき、該複数の格子部は特定次数の
回折光に光束が集光する格子部と、特定次数近傍の次数
の回折光に光束が集光する格子部とを有し、該各格子部
からの光束が合成される際に、該特定次数近傍の次数の
回折光が使用波長領域内で色味が低下するような格子構
造を有していること。

【００３９】（１−２−４）前記特定次数近傍の次数の
回折光は、特定次数±１次の回折光であること。

【００４０】（１−２−５）前記もっとも回折効率の高
くなる波長の内、最大波長と最小波長の差は１００ｎｍ
以上２５０ｎｍ以下であること。

【００４１】（１−２−６）前記回折格子はキノフォー
ム形状であること。

【００４２】（１−２−７）前記回折格子は階段状の形
状であること。

【００４３】（１−２−８）前記回折格子は三角波形状
であること。等を特徴としている。

【００４４】（１−３）広帯域の使用波長領域を有し、
該使用波長領域の全ての波長で使用されるレンズ作用を
有する複数の回折光学素子であって、該複数の回折光学
素子は回折効率特性が互いに異なる回折格子を設けた格
子部を有しており、該使用波長領域の光が該格子部で回
折されるとき該格子部はそれより生じる複数の回折光の
うち特定次数の回折光に大部分の光束が集光し、該特定
次数近傍の次数の回折光が使用波長領域内で色味が低下
する格子構造を有していることを特徴としている。

【００４５】特に、（１−３−１）前記複数の回折光学素子の回折格子は互
いに異なる格子厚から構成され、各格子厚はもっとも回
折効率の高くなる波長が互いに異なっており、該回折光
学素子からの光束が合成される際に、該特定次数近傍の
次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有して
いること。

【００４６】（１−３−２）前記特定次数近傍の次数の
回折光は、特定次数±１次の回折光であること。

【００４７】（１−３−３）前記回折効率の高くなる波
長のうち、最長波長と最短波長の差が１００ｎｍ以上２
５０ｎｍ以下であること。

【００４８】（１−３−４）前記複数の回折光学素子の
回折格子は異なる格子厚から構成され、各格子厚はもっ
とも回折効率の高くなる次数が互いに異なっており、該
各回折格子はそこからの光束が合成される際に、該特定
次数近傍の次数の回折光の色味が低下するような格子構
造を有していること。

【００４９】（１−３−５）前記回折効率の高くなる次
数は、該特定次数及び該特定次数近傍の次数であるこ
と。

【００５０】（１−３−６）前記回折格子はキノフォー
ム形状であること。

【００５１】（１−３−７）前記回折格子は階段状の形
状であること。

【００５２】（１−３−８）前記回折格子は三角波形状
であること。等を特徴としている。

【００５３】（１−４）同一波長で異なる回折次数で回
折効率が高くなるようにした格子部を設けた、基板を複
数を有していることを特徴としている。

【００５４】特に、（１−４−１）所定波長の光が前記複数の基板で回折さ
れるとき、該複数の基板上の格子部は、それより生じる
複数の回折光のうち特定次数の回折光に大部分の光束が
集光し、該特定次数近傍の次数の回折光が使用波長領域
内で色味が低下する格子構造を有していること。

【００５５】（１−４−２）前記複数の基板上の格子部
はそこから生じる特定次数の各光束が合成される際に該
特定次数近傍の次数の回折光の色味が低下するような格
子構造を有していること。

【００５６】（１−４−３）所定波長の光が前記複数の
基板上の格子部で回折されるとき、該複数の基板上の格
子部の１つは特定次数の回折光に光束が集光する格子部
であり、他の１つは特定次数近傍の次数の回折光に光束
が集光する格子部であり、該各格子部からの光束が合成
される際に、該特定次数近傍の次数の回折光が使用波長
領域内で色味が低下するような格子構造を有しているこ
と。

【００５７】（１−４−４）前記特定次数近傍の次数の
回折光は、特定次数の前後の次数の回折光であること。

【００５８】（１−４−５）前記もっとも回折効率の高
くなる波長の内、最大波長と最小波長の差は１００ｎｍ
以上２５０ｎｍ以下であること。

【００５９】（１−４−６）前記回折格子はキノフォー
ム形状であること。

【００６０】（１−４−７）前記回折格子は階段状の形
状であること。

【００６１】（１−４−８）前記回折格子は三角波形状
であること。等を特徴としている。

【００６２】本発明の光学系は、構成（１−１）又は
（１−２）又は（１−３）又は（１−４）の回折光学素
子を用いていることを特徴としている。

【００６３】本発明の光学装置は、構成（１−１）〜
（１−４）の回折光学素子を用いた光学系を有している
ことを特徴としている。

【００６４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の回折光学素子の要
部正面図である。図中１は回折光学素子であり、基板上
を複数の領域に分割し、各領域毎に回折効率特性が異な
る回折格子を設けて複数の格子部を形成し、該使用波長
領域の光が該複数の格子部で回折されるとき該格子部は
それより生じる複数の回折光のうち特定次数の回折光に
大部分の光束が集光し、該特定次数近傍の次数の回折光
が使用波長領域内で色味が低下する格子構造より構成し
ている。

【００６５】この他、後述するように各領域毎に同一波
長で異なる回折次数で回折効率が高くなるようにした格
子部を設けている。具体的には回折光学素子は該複数の
領域に各領域毎に格子厚が異なるレンズ作用を有する回
折格子を設けた格子部２ａ，２ｂを有している。

【００６６】同図では２つの領域について示しているが
２つ以上あっても良い。格子部２ａ，２ｂの厚さは図
２，図３に示すようにｄ₁ ，ｄ₂ である。格子部２ａ，
２ｂの格子断面形状は、例えば図２に示す階段形状（バ
イナリー形状）の格子や図３に示すキノフォーム形状の
格子より成っているが、本実施形態ではこれらの形状に
限定されるものではない。

【００６７】本実施形態の回折光学素子１の基板は石英
ガラス（屈折率１．４５８４６）である。格子部２ａの
格子厚ｄ₁ は０．８７μｍ、ｄ₂ は１．１１５μｍであ
る。設計波長λは４５５ｎｍ、５８５ｎｍである。格子
部の格子断面形状は８段のバイナリー型の格子であり、
設計次数は＋１次である。

【００６８】本実施形態の回折光学素子は前述の如く構
成し、使用波長領域が、可視光領域でもっとも回折効率
の高くなる波長が使用波長領域内の波長であるようにし
ている。そして設計次数（１次）近傍の回折次数の回折
光（１次±１次＝０次，２次）が残存する場合には、該
回折光の分光特性が波長依存性のない（パンクロ）回折
光となるようにしている。

【００６９】即ち、設計次数近傍の次数の回折光が、使
用波長領域内で色味を低減するような格子構造とし、特
殊な条件で使用された場合でも、自然光のようなサイド
ローブとなり、違和感がなく使用することができるよう
にしている。

【００７０】又本実施形態の回折光学素子はもっとも回
折効率の高くなる波長の内、最大波長と最小波長の差は
１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であるようにしている。

【００７１】図４は本実施形態の回折光学素子１の回折
効率を表わしている。図中、横軸は波長（ｎｍ）を表わ
し、本実施形態の回折光学素子が使用される波長域が示
されている。

【００７２】本実施形態においては、設計次数は１次で
あり、回折光学素子が使用される波長域中で１次光の回
折効率が最も高くなっている（図中実線）。また、この
回折光学素子が使用される波長は主として最低波長４０
０ｎｍから最高波長７００ｎｍの可視光領域である。ま
た設計次数近傍の次数の回折光として、０次，２次の回
折効率も各々点線、一点鎖線で示している。

【００７３】従来の回折光学素子に比べて、本実施形態
の回折光学素子によれば設計次数で最大の回折効率を示
す波長で０次，２次ともに回折効率は低下し、合成され
た場合には、かなり波長依存性のない回折効率が得られ
ることになる。

【００７４】上記所望の回折効率を得るため、本実施形
態では回折光学素子１を複数の領域２ａ，２ｂに分割
し、各領域内で厚さの異なるレンズ作用を有する回折格
子を形成するようにしている。

【００７５】図５に異なる格子厚の格子によって生じる
回折効率を示す。本実施形態においては２種類の格子厚
の組み合わせにより、合成された場合に所望の回折効率
が得られる構成になっている。ここで複数の格子厚は、
格子の周期方向に交互に発現してもよいし、図１のよう
に適当なエリアで分割し、各々異なる格子厚を有する構
成としてもよい。

【００７６】次に本実施形態の回折光学素子の光学特性
について説明する。評価面で複数の格子面からの光束が
合成された際には、図４に示すように、設計次数におけ
る最大の回折効率を示す波長は５３０ｎｍとなり回折効
率は９０％程度になる。設計次数近傍の次数（０次、＋
２次）の回折光の回折効率の合計は波長４４０ｎｍで１
０．２％、５３０ｎｍで３．２％、６５０ｎｍで９．４
％となる。

【００７７】さらに本実施形態の回折光学素子を例えば
カメラの撮影レンズとして使用した場合について効果を
述べる。カメラに用いられるレンズの分光透過率は、図
６に示す通常の屈折レンズの分光透過率に、前述の図４
の回折光学素子の回折効率を掛け合わせた図７に示すも
のになる。フィルムの特性としては、図８に示す標準カ
ラーフィルムの分光特性を使用するものとする。また、
被写体は、昼光下で撮影されるものとする。この条件の
下で、フィルムの各感光層に、設計次数近傍の次数（０
次、＋２次）の回折光の和がどのように感光されるかを
図９に示す。図９の数値は、設計次数の光束が照射され
た際の設計次数の青感光層の積分光量を１００％とした
ときの、各感光層に感光される設計次数近傍の回折次数
（０次、＋２次）の回折光の積分光量の和を表わしてい
る。

【００７８】図９において、実施形態１の列が、本実施
形態の回折光学素子を使用した場合の数値である。従来
例として、並記された数値と比べてかなり、設計次数近
傍の次数（０次、＋２次）の回折光の和として、色味は
改善されていることが分かる。表記実施形態Ａ，実施形
態Ｂと記載されたものは、上記実施形態よりさらに改善
した例であり、各々異なる２つの格子厚を用いて設計し
ている。実施形態Ａでは設計波長が４４０ｎｍと６００
ｎｍとなる格子厚、実施形態Ｂでは設計波長４２５ｎｍ
と６１５ｎｍとなる格子厚を用いている。

【００７９】本実施形態では、可視光領域において使用
される回折光学素子について示したが、この波長領域に
限定するものでなく、使用する波長領域がある程度広帯
域な系であれば、その波長領域が赤外光の領域であって
も可視光から赤外光にわたる場合であっても同様の効果
が得られる。

【００８０】また、本実施形態の説明では平板上に格子
部を設けた回折光学素子であるが、レンズ表面に設けて
も同様の効果が得られる。

【００８１】また、本実施形態では、２種類の格子厚を
持つ回折光学素子についての例を示したが、２種類に限
定するものではなく、３種類以上でも同様の効果が得ら
れる。

【００８２】また、光学系中に複数の回折光学素子１を
設けても良い。又格子部２ａ，２ｂのうち基板の表面に
格子部２ａを、裏面に格子部２ｂを設けても良い。又格
子部２ａを第１の基板に、格子部２ｂを第２の基板に設
けても良い。

【００８３】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光であっても、設計波長を回折作
用を生じる構造の間で変化させることで同様の効果が得
られる。

【００８４】また、回折光学素子の形状や分光特性は、
評価物の感度特性によって決定されることが必要であ
り、本実施形態のカメラのフィルムに合わせた例を示し
たが、これに限定するものではなく、他の光学機器にも
適用することができる。

【００８５】図１０は本発明の回折光学素子を双眼鏡等
の観察光学系に適用したときの実施形態２の要部概略図
である。同図は光路を展開した状態を示している。

【００８６】図中、３は観察光学系の光軸、７は対物レ
ンズ、１は回折光学素子であり、図１に示す構成より成
っている。８は像反転プリズムであり、光路を展開した
ガラスブロックで示している。対物レンズ７により被写
体（不図示）を回折光学素子１と像反転プリズム８を介
して１次結像面５に結像している。そして接眼レンズ９
を介し１次結像面５に形成した正立像をアイポイント６
より観察している。回折光学素子１は対物レンズ７によ
り発生する１次結像面５における色収差等を補正してい
る。

【００８７】本実施形態の光学系では、設計次数近傍の
次数の回折光が、光学系の使用波長領域内で色味を低減
するような格子構造になる回折光学素子を使用し、これ
によって設計次数近傍の次数の回折光が残存しても、該
回折光の分光特性が波長依存性のない（パンクロ）回折
光となるようにし、特殊な条件で使用された場合でも、
自然光のようなサイドローブとなり、違和感がなく使用
することができるようにしている。

【００８８】次に本実施形態の観察光学系の特徴につい
て説明する。本実施形態の観察光学系は肉眼での観察を
目的とするので評価物の感度特性は視感度になる。実施
形態１に示したような２種類の格子厚を有する回折光学
素子１を使用した場合、本実施形態での１例を示すと、
格子厚が０．９８μｍと１．１４５μｍで、設計波長
は、各々５１０ｎｍ，６００ｎｍとなる。

【００８９】設計次数近傍の次数（０次、＋２次）の回
折光を従来例と比較したときを図１１に表わす。表にお
ける数値は評価物が肉眼であるので、視感度域の代表し
た３波長について表わしている。この場合も実施形態１
と同様に、設計次数近傍の次数（０次，＋２次）の回折
光は、色味は大幅に改善されていることがわかる。

【００９０】本実施形態では、対物レンズ１の近傍に回
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、像反転プリズム８の表面や接眼レンズ
９内の位置であっても同様の効果が得られる。

【００９１】回折光学素子１を１次結像面５より物体側
に設けることで対物レンズ７のみでの色収差の低減効果
があるため、肉眼の観察系の場合すくなくとも対物レン
ズ側に設けることが望ましい。

【００９２】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の光学機器であってもよく、またレ
ンズシャッターカメラやビデオカメラなどでの光学式の
ファインダーであっても同様の効果が得られる。

【００９３】また実施形態１と同様に回折面の構造につ
いては階段形状やキノフォーム等いずれであっても同様
の効果が得られる。

【００９４】次に本発明の実施形態３の構成について説
明する。前述した回折光学素子は全ての格子領域で設計
次数を同じとし、例えば１次回折光としていた。これに
対して本実施形態においては、一部の格子領域において
使用波長領域内で、もっとも回折効率が高くなる回折次
数を前述の特定次数近傍の次数に設定している。

【００９５】図１６に本実施形態における各回折格子領
域の回折効率を示す。同図は、最も回折効率が高くなる
回折次数を１次と、２次とした場合の回折効率を表して
いる。図においては、最も回折効率が高くなる波長はど
ちらの場合も５３０ｎｍの同一に設定されている。この
とき、回折効率が高くなる回折次数を前述の特定次数近
傍の次数に設定した格子領域の格子ピッチは、特定次数
の光束で最適な性能を満足するように設定している。

【００９６】このように設定して各次数の光束の到達位
置が実施形態１と同じ状態のまま、各次数へ回折する回
折光の回折効率のみを変化させている。従って、各格子
領域からの回折光が合成された場合の回折効率の分光特
性は、各次数毎に加え合わせた分光特性となる。そのた
め、前述のように同じ領域の面積で合成すると２次回折
光が極端に増えてしまうので、実施する際は、領域の面
積を変える必要がある。例えば、最も回折効率が高くな
る回折次数が１次となる領域に対して２次の領域を１／
５〜１／４０の範囲内、例えば１／２０として合成し
て、これによって１７に示すように特定次数近傍の次数
の色味を改善している。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、回折効果
を利用して、色収差補正等の所定の光学性能を得る際に
基板上を複数の領域に分割し、各領域毎に互いに異なる
レンズ作用を有する所定形状の回折格子を形成した格子
部を設定することによって設計次数の回折効率を使用波
長領域全域で高く、かつ設計回折次数近傍の次数の回折
光が残存するときにはこれらの回折光の分光特性が波長
依存性のない（パンクロ）回折光になるようにし、良好
なる光学性能が容易に得られ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。

【００９８】特に本発明によれば、設計次数近傍の次数
の回折光が残存しても、該回折光の分光特性が波長依存
性のない（パンクロ）回折光となり、特殊な条件で使用
された場合でも、自然光のようなサイドローブとなり、
違和感がなく使用することができるという効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部平面図

【図２】図１の一部分の拡大断面図

【図３】図１の一部分の他の実施形態の拡大断面図

【図４】本発明の実施形態１の回折光学素子の回折効率
の説明図

【図５】本発明の実施形態１の回折光学素子の回折効率
の説明図

【図６】一般的なレンズの分光透過率の説明図

【図７】回折光学素子を用いた投影レンズの分光透過率
の説明図

【図８】標準カラーフィルムの分光特性の説明図

【図９】本発明の実施形態１における設計次数以外の次
数の回折光の光量比較の説明図

【図１０】本発明の回折光学素子を用いた光学系の実施
形態２の要部概略図

【図１１】本発明の回折光学素子を用いた光学系の実施
形態２の設計次数近傍の回折光の光量比較の説明図

【図１２】回折作用の説明図

【図１３】回折効率の説明図

【図１４】階段形状の格子の説明図

【図１５】設計次数以外の次数の回折光の光学作用の説
明図

【図１６】本発明の実施形態３の回折光学素子の回折効
率の説明図

【図１７】本発明の実施形態３の回折光学素子の回折効
率の説明図

【符号の説明】

１回折光学素子２ａ，２ｂ格子部３光軸４屈折レンズ５１次結像面６評価面（アイポイント）７対物レンズ８プリズム９接眼レンズ

【手続補正書】

【提出日】平成９年９月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】また、従来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設けることで、
色収差を減じる方法がＳＰＩＥＶｏｌ．１３５４Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＬｅｎｓＤｅｓｉｇｎＣ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（１９９０）等の文献や特開平４−
２１３４２１号公報、特開平６−３２４２６２号公報、
ＵＳＰ５，０４４，７０６等により開示されている。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発現するという
物理現象を利用したものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】回折光学素子を含む光学系の回折面を除く
分光透過特性を波長の関数で表したものを、ηＬＥＮ
Ｓ、回折光学素子の回折効率をηＤＯＥとするとき、光
学系全体の設計次数での分光透過特性は、 η（λ）＝ηＬＥＮＳ（λ）×ηＤＯＥ（λ）のように表される。図６に示した分光特性を有する光学
系に、図１３のような回折効率を有する回折面を付加し
た場合、設計次数での分光透過特性は図７の様になる。
従って使用する波長領域においては設計次数における回
折効率を高くたもつことが望まれる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】この現象は発生しないことが望ましいが、
設計次数近傍の次数の回折効率を、使用波長領域全域で
０にすることは難しく、設計波長から離れた波長では回
折光は残存する。図１３に示したように設計波長を可視
域の中心近傍に設定した場合、設計次数近傍の次数の回
折光（図中０次と２次）の合成されたものは、紫色に色
付いてみえるため、かなり不自然な迷光となり望ましく
ない。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】

【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）広帯域の使用波長領域を有し、該使用波長領
域の全ての波長で使用されるレンズ作用を有する回折光
学素子において、該回折光学素子は回折効率特性が異な
る回折格子を設けた複数の格子部を有し、該使用波長領
域の光が該複数の格子部で回折されるとき該格子部はそ
れより生じる複数の回折光のうち特定次数の回折光に大
部分の光束が集光し、該特定次数近傍の次数の回折光が
使用波長領域内で色味が低下する格子構造を有している
ことを特徴としている。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】（１−１−４）前記複数の格子部の回折格
子は異なる格子厚から構成され、各格子部はもっとも回
折効率の高くなる次数が互いに異なっており、該各格子
部はそこからの光束が合成される際に、該特定次数近傍
の次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有し
ていること。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】（１−２−５）前記特定次数は１次である
こと。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４５】特に、（１−３−１）前記複数の回折光学素子の回折格子は互
いに異なる格子厚から構成され、各格子部はもっとも回
折効率の高くなる波長が互いに異なっており、該回折光
学素子からの光束が合成される際に、該特定次数近傍の
次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有して
いること。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】（１−３−４）前記複数の回折光学素子の
回折格子は異なる格子厚から構成され、各格子部はもっ
とも回折効率の高くなる次数が互いに異なっており、該
各回折格子はそこからの光束が合成される際に、該特定
次数近傍の次数の回折光の色味が低下するような格子構
造を有していること。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の回折光学素子の要
部正面図である。図中１は回折光学素子であり、基板上
を複数の領域に分割し、各領域毎に回折効率特性が異な
る回折格子を設けて複数の格子部（以下「格子領域」と
もいう。）を形成し、該使用波長領域の光が該複数の格
子部で回折されるとき該格子部はそれより生じる複数の
回折光のうち特定次数の回折光に大部分の光束が集光
し、該特定次数近傍の次数の回折光が使用波長領域内で
色味が低下する格子構造より構成している。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】削除

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７５】図５に異なる格子厚の回折格子によって生
じる回折効率を示す。本実施形態においては２種類の格
子厚の組み合わせにより、合成された場合に所望の回折
効率が得られる構成になっている。ここで複数の格子厚
は、回折格子の周期方向に交互に発現してもよいし、図
１のように適当なエリアで分割し、各々異なる格子厚を
有する構成としてもよい。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７７】さらに本実施形態の回折光学素子を例えば
カメラの撮影レンズとして使用した場合について効果を
述べる。カメラに用いられるレンズの分光透過率は、図
６に示す通常の屈折レンズの分光透過率に、前述の図４
の回折光学素子の回折効率を掛け合わせたものになる。
フィルムの特性としては、図８に示す標準カラーフィル
ムの分光特性を使用するものとする。また、被写体は、
昼光下で撮影されるものとする。この条件の下で、フィ
ルムの各感光層に、設計次数近傍の次数（０次、＋２
次）の回折光の和がどのように感光されるかを図９に示
す。図９の数値は、設計次数の光束が照射された際の設
計次数の青感光層の積分光量を１００％としたときの、
各感光層に感光される設計次数近傍の回折次数（０次、
＋２次）の回折光の積分光量の和を表わしている。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９４】次に本発明の実施形態３の構成について説
明する。前述した回折光学素子は全ての格子領域で設計
次数を同じとし、例えば１次回折光としていた。これに
対して本実施形態においては、一部の格子領域において
使用波長領域内で、もっとも回折効率が高くなる回折次
数を前述の特定次数近傍の次数に設定している。この
他、後述するように各領域毎に同一波長で異なる回折次
数で回折効率が高くなるようにした格子部を設けてい
る。具体的には回折光学素子は該複数の領域に各領域毎
に格子厚が異なるレンズ作用を有する回折格子を設けた
格子部２ａ，２ｂを有している。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９５】図１６に本実施形態における各格子領域の
回折効率を示す。同図は、最も回折効率が高くなる回折
次数を１次と、２次とした場合の回折効率を表してい
る。図においては、最も回折効率が高くなる波長はどち
らの場合も５３０ｎｍの同一に設定されている。このと
き、回折効率が高くなる回折次数を前述の特定次数近傍
の次数に設定した格子領域の格子ピッチは、特定次数の
光束で最適な性能を満足するように設定している。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

【手続補正２１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】広帯域の使用波長領域を有し、該使用波
長領域の全ての波長で使用されるレンズ作用を有する回
折光学素子に回折効率特性が異なる回折格子を設けて該
使用波長領域の光が該複数の格子部で回折されるとき該
格子部はそれより生じる複数の回折光のうち特定次数の
回折光に大部分の光束が集光し、該特定次数近傍の次数
の回折光が使用波長領域内で色味が低下する格子構造を
有していることを特徴とする回折光学素子。
【請求項２】前記複数の格子部の回折格子は互いに異
なる格子厚から構成され、各格子厚はもっとも回折効率
の高くなる波長が互いに異なっており、該各格子部はそ
こからの光束が合成される際に、該特定次数近傍の次数
の回折光の色味が低下するような格子構造を有している
ことを特徴とする請求項１の回折光学素子。
【請求項３】前記特定次数近傍の次数の回折光は、特
定次数±１次の回折光であることを特徴とする請求項１
又は２の回折光学素子。
【請求項４】前記回折効率の高くなる波長のうち、最
長波長と最短波長の差が１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下
であることを特徴とする請求項２の回折光学素子。
【請求項５】前記複数の格子部の回折格子は異なる格
子厚から構成され、各格子厚はもっとも回折効率の高く
なる次数が互いに異なっており、該各格子部はそこから
の光束が合成される際に、該特定次数近傍の次数の回折
光の色味が低下するような格子構造を有していることを
特徴とする請求項１の回折光学素子。
【請求項６】前記回折効率の高くなる次数は、該特定
次数及び該特定次数近傍の次数であることを特徴とする
請求項５の回折光学素子。
【請求項７】前記回折格子はキノフォーム形状である
ことを特徴とする請求項１又は２の回折光学素子。
【請求項８】前記回折格子は階段状の形状であること
を特徴とする請求項１又は２の回折光学素子。
【請求項９】前記回折格子は三角波形状であることを
特徴とする請求項１又は２の回折光学素子。
【請求項１０】請求項１〜９の何れか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。
【請求項１１】同一波長で異なる回折次数で回折効率
が高くなるようにした格子部を複数個、基板上に設けて
いることを特徴とする回折光学素子。
【請求項１２】所定波長の光が前記複数の格子部で回
折されるとき、該格子部は、それより生じる複数の回折
光のうち特定次数の回折光に大部分の光束が集光し、該
特定次数近傍の次数の回折光が使用波長領域内で色味が
低下する格子構造を有していることを特徴とする請求項
１１の回折光学素子。
【請求項１３】前記複数の格子部はそこから生じる特
定次数の各光束が合成される際に該特定次数近傍の次数
の回折光の色味が低下するような格子構造を有している
ことを特徴とする請求項１１の回折光学素子。
【請求項１４】所定波長の光が前記複数の格子部で回
折されるとき、該複数の格子部は特定次数の回折光に光
束が集光する格子部と、特定次数近傍の次数の回折光に
光束が集光する格子部とを有し、該各格子部からの光束
が合成される際に、該特定次数近傍の次数の回折光が使
用波長領域内で色味が低下するような格子構造を有して
いることを特徴とする請求項１１の回折光学素子。
【請求項１５】前記特定次数近傍の次数の回折光は、
特定次数±１次の回折光であることを特徴とする請求項
１１〜１４のいずれか１項の回折光学素子。
【請求項１６】前記もっとも回折効率の高くなる波長
の内、最大波長と最小波長の差は１００ｎｍ以上２５０
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１３の回折光学
素子。
【請求項１７】前記回折格子はキノフォーム形状であ
ることを特徴とする請求項１１，１２，１３又は１４の
回折光学素子。
【請求項１８】前記回折格子は階段状の形状であるこ
とを特徴とする請求項１１，１２，１３又は１４の回折
光学素子。
【請求項１９】前記回折格子は三角波形状であること
を特徴とする請求項１１，１２，１３又は１４の回折光
学素子。
【請求項２０】請求項１１〜１９の何れか１項の回折
光学素子を用いたことを特徴とする光学系。
【請求項２１】広帯域の使用波長領域を有し、該使用
波長領域の全ての波長で使用されるレンズ作用を有する
複数の回折光学素子であって、該複数の回折光学素子は
回折効率特性が互いに異なる回折格子を設けた格子部を
有しており、該使用波長領域の光が該格子部で回折され
るとき該格子部はそれより生じる複数の回折光のうち特
定次数の回折光に大部分の光束が集光し、該特定次数近
傍の次数の回折光が使用波長領域内で色味が低下する格
子構造を有していることを特徴とする複数の回折光学素
子。
【請求項２２】前記複数の回折光学素子の回折格子は
互いに異なる格子厚から構成され、各格子厚はもっとも
回折効率の高くなる波長が互いに異なっており、該回折
光学素子からの光束が合成される際に、該特定次数近傍
の次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有し
ていることを特徴とする請求項２１の複数の回折光学素
子。
【請求項２３】前記特定次数近傍の次数の回折光は、
特定次数±１次の回折光であることを特徴とする請求項
２１又は２２の複数の回折光学素子。
【請求項２４】前記回折効率の高くなる波長のうち、
最長波長と最短波長の差が１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以
下であることを特徴とする請求項２２の複数の回折光学
素子。
【請求項２５】前記複数の回折光学素子の回折格子は
異なる格子厚から構成され、各格子厚はもっとも回折効
率の高くなる次数が互いに異なっており、該各回折格子
はそこからの光束が合成される際に、該特定次数近傍の
次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有して
いることを特徴とする請求項２１の複数の回折光学素
子。
【請求項２６】前記回折効率の高くなる次数は、該特
定次数及び該特定次数近傍の次数であることを特徴とす
る請求項２５の複数の回折光学素子。
【請求項２７】前記回折格子はキノフォーム形状であ
ることを特徴とする請求項２１又は２２の複数の回折光
学素子。
【請求項２８】前記回折格子は階段状の形状であるこ
とを特徴とする請求項２１又は２２の複数の回折光学素
子。
【請求項２９】前記回折格子は三角波形状であること
を特徴とする請求項２１又は２２の複数の回折光学素
子。
【請求項３０】請求項２１〜２９の何れか１項の複数
の回折光学素子を用いたことを特徴とする光学系。
【請求項３１】同一波長で異なる回折次数で回折効率
が高くなるようにした格子部を設けた、基板を複数を有
していることを特徴とする回折光学素子。
【請求項３２】所定波長の光が前記複数の基板で回折
されるとき、該複数の基板上の格子部は、それより生じ
る複数の回折光のうち特定次数の回折光に大部分の光束
が集光し、該特定次数近傍の次数の回折光が使用波長領
域内で色味が低下する格子構造を有していることを特徴
とする請求項３１の回折光学素子。
【請求項３３】前記複数の基板上の格子部はそこから
生じる特定次数の各光束が合成される際に該特定次数近
傍の次数の回折光の色味が低下するような格子構造を有
していることを特徴とする請求項３１の回折光学素子。
【請求項３４】所定波長の光が前記複数の基板上の格
子部で回折されるとき、該複数の基板上の格子部の１つ
は特定次数の回折光に光束が集光する格子部であり、他
の１つは特定次数近傍の次数の回折光に光束が集光する
格子部であり、該各格子部からの光束が合成される際
に、該特定次数近傍の次数の回折光が使用波長領域内で
色味が低下するような格子構造を有していることを特徴
とする請求項３１の回折光学素子。
【請求項３５】前記特定次数近傍の次数の回折光は、
特定次数±１次の回折光であることを特徴とする請求項
３１〜３４のいずれか１項の回折光学素子。
【請求項３６】前記もっとも回折効率の高くなる波長
の内、最大波長と最小波長の差は１００ｎｍ以上２５０
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３３の回折光学
素子。
【請求項３７】前記回折格子はキノフォーム形状であ
ることを特徴とする請求項３１，３２，３３又は３４の
回折光学素子。
【請求項３８】前記回折格子は階段状の形状であるこ
とを特徴とする請求項３１，３２，３３又は３４の回折
光学素子。
【請求項３９】前記回折格子は三角波形状であること
を特徴とする請求項３１，３２，３３又は３４の回折光
学素子。
【請求項４０】請求項３１〜３９の何れか１項の回折
光学素子を用いたことを特徴とする光学系。
【請求項４１】請求項１０又は２０又は３０又は４０
の光学系を有していることを特徴とする光学装置。