JP2003227913A - 回折光学素子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 角度特性を従来に比して向上させることがで
きるとともに、回折格子の生産性を向上させることが可
能な回折光学素子を提供する。 【解決手段】 互いに異なる材質からなる第１の回折素
子要素１０と第２の回折素子要素２０とが密着接合さ
れ、両回折素子要素１０，２０の接合面に所定形状の回
折格子溝３０が形成されている回折光学素子であり、両
回折素子要素１０，２０の一方の材質がガラスモールド
用のガラスであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹脂
であり、回折格子溝３０の高さをｈとしたとき、式７．
０μｍ≦ｈ≦１８．０μｍが満足されるようにする。ま
た、回折格子溝３０のピッチｐを７０μｍ以上とする。
きるとともに、回折格子の生産性を向上させることが可
能な回折光学素子を提供する。 【解決手段】 互いに異なる材質からなる第１の回折素
子要素１０と第２の回折素子要素２０とが密着接合さ
れ、両回折素子要素１０，２０の接合面に所定形状の回
折格子溝３０が形成されている回折光学素子であり、両
回折素子要素１０，２０の一方の材質がガラスモールド
用のガラスであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹脂
であり、回折格子溝３０の高さをｈとしたとき、式７．
０μｍ≦ｈ≦１８．０μｍが満足されるようにする。ま
た、回折格子溝３０のピッチｐを７０μｍ以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学素子に関
し、特に、複数の回折素子要素から構成された複層型の
回折光学素子に関する。
し、特に、複数の回折素子要素から構成された複層型の
回折光学素子に関する。
【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３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の高さｄ1を所定の値に決定し、第２の回折素子要
素１２０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。本明細書中で、回折効率と
は、透過型の回折光学素子において、入射する光の振幅
値Ｉ0と一次回折光の振幅値Ｉ1との割合η（＝Ｉ1／Ｉ0
×１００％）とする。
ば図３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の高さｄ1を所定の値に決定し、第２の回折素子要
素１２０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。本明細書中で、回折効率と
は、透過型の回折光学素子において、入射する光の振幅
値Ｉ0と一次回折光の振幅値Ｉ1との割合η（＝Ｉ1／Ｉ0
×１００％）とする。
【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、回折格子溝の高さ
によっては角度特性、すなわち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が悪くなる場合がある
という問題があった。また、回折格子溝のピッチの大き
さによっては回折格子溝の形成が困難であるという問題
があった。
うな構成の複層型回折光学素子では、回折格子溝の高さ
によっては角度特性、すなわち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が悪くなる場合がある
という問題があった。また、回折格子溝のピッチの大き
さによっては回折格子溝の形成が困難であるという問題
があった。
【０００６】また、図３に示す従来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１１
０，１２０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１１０，１２
０を精度良く位置合わせする必要があるため、非常に作
りづらいものとなる。
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１１
０，１２０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１１０，１２
０を精度良く位置合わせする必要があるため、非常に作
りづらいものとなる。
【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、角度特性を従来に比して向上させることが
できるとともに、回折格子の生産性を向上させることが
可能な回折光学素子を提供することを目的としている。
ものであり、角度特性を従来に比して向上させることが
できるとともに、回折格子の生産性を向上させることが
可能な回折光学素子を提供することを目的としている。
【０００８】
【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、互いに異な
る材質からなる第１の回折素子要素と第２の回折素子要
素とが密着接合され、両回折素子要素の接合面に所定形
状の回折格子溝が形成されている回折光学素子であり、
両回折素子要素の一方の材質がガラスモールド用のガラ
スであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹脂であり、
回折格子溝の高さをｈとしたとき、式７．０μｍ≦ｈ≦
１８．０μｍが満足され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、互いに異な
る材質からなる第１の回折素子要素と第２の回折素子要
素とが密着接合され、両回折素子要素の接合面に所定形
状の回折格子溝が形成されている回折光学素子であり、
両回折素子要素の一方の材質がガラスモールド用のガラ
スであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹脂であり、
回折格子溝の高さをｈとしたとき、式７．０μｍ≦ｈ≦
１８．０μｍが満足されることを特徴とする。
【０００９】また、請求項２に記載の回折光学素子は、
互いに異なる材質からなる第１の回折素子要素と第２の
回折素子要素とが密着接合され、両回折素子要素の接合
面に所定形状の回折格子溝が形成されている回折光学素
子であり、両回折素子要素の一方の材質がガラスモール
ド用のガラスであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹
脂であり、回折格子溝のピッチが７０μｍ以上であるこ
とを特徴とする。
互いに異なる材質からなる第１の回折素子要素と第２の
回折素子要素とが密着接合され、両回折素子要素の接合
面に所定形状の回折格子溝が形成されている回折光学素
子であり、両回折素子要素の一方の材質がガラスモール
ド用のガラスであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹
脂であり、回折格子溝のピッチが７０μｍ以上であるこ
とを特徴とする。
【００１０】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、ガラス
モールド用のガラスは、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≦
１．６５及び５５≦νｄＧ≦６５を満足し、かつ、前記
紫外線硬化樹脂は、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≦１．６
０及びνｄＲ≦４０を満足することを特徴とする。
請求項１又は２に記載の回折光学素子において、ガラス
モールド用のガラスは、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≦
１．６５及び５５≦νｄＧ≦６５を満足し、かつ、前記
紫外線硬化樹脂は、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≦１．６
０及びνｄＲ≦４０を満足することを特徴とする。
【００１１】更に、請求項４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、ガラス
モールド用のガラスは、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、
アッベ数をνｄＧとしたとき、式１．６３≦ｎｄＧ≦
１．７３及び５０≦νｄＧ≦６０を満足し、かつ、前記
紫外線硬化樹脂は、ｄ線での屈折率をｎｄＲとし、アッ
ベ数をνｄＲとしたとき、式１．５８≦ｎｄＲ≦１．６
８及びνｄＲ≦３５を満足することを特徴とする。
請求項１又は２に記載の回折光学素子において、ガラス
モールド用のガラスは、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、
アッベ数をνｄＧとしたとき、式１．６３≦ｎｄＧ≦
１．７３及び５０≦νｄＧ≦６０を満足し、かつ、前記
紫外線硬化樹脂は、ｄ線での屈折率をｎｄＲとし、アッ
ベ数をνｄＲとしたとき、式１．５８≦ｎｄＲ≦１．６
８及びνｄＲ≦３５を満足することを特徴とする。
【００１２】
【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２層で
構成される複層型回折光学素子、すなわち密着複層型回
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、互いに異なる材質からなる第１の回
折素子要素１０と第２の回折素子要素２０とが密着接合
されてなり、両回折素子要素１０，２０の境界には所定
形状の回折格子溝３０が形成されている。本実施形態で
は、この回折格子溝３０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２層で
構成される複層型回折光学素子、すなわち密着複層型回
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、互いに異なる材質からなる第１の回
折素子要素１０と第２の回折素子要素２０とが密着接合
されてなり、両回折素子要素１０，２０の境界には所定
形状の回折格子溝３０が形成されている。本実施形態で
は、この回折格子溝３０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。
【００１３】本発明の回折光学素子１では、第１及び第
２の回折素子要素１０，２０を構成する材質の一方はガ
ラスモールド用のガラスにより構成され、他方は紫外線
硬化樹脂により構成される。本実施形態では、第１の回
折素子要素１０がガラスモールド用のガラスにより構成
され、また第２の回折素子要素２０が紫外線硬化樹脂に
より構成されるものとして説明するが、これらは逆であ
ってもよい。本発明では、ガラスモールド用のガラスを
使用することで、射出成形が可能になり、量産性が向上
する。また、本発明では、熱可塑性樹脂ではなく、紫外
線硬化樹脂を用いている。熱可塑性樹脂は、成形時収縮
率が大きいため、ガラスとの密着性が悪く、なかなか貼
り合わせることができないという欠点がある。また、熱
可塑性樹脂の成形装置は、大がかりであり、量産性とい
う点からは、あまり良くない。これに対し、紫外線硬化
樹脂は、ガラスとの密着性が良く、小規模な装置により
成形を行うことができるという利点がある。また、本発
明では、図１に示すような密着複層型回折光学素子であ
るので、図３に示される従来よりの複層型回折光学素子
より回折格子の溝の高さを低くすることが可能である。
これにより、角度特性を良好にすることができる。
２の回折素子要素１０，２０を構成する材質の一方はガ
ラスモールド用のガラスにより構成され、他方は紫外線
硬化樹脂により構成される。本実施形態では、第１の回
折素子要素１０がガラスモールド用のガラスにより構成
され、また第２の回折素子要素２０が紫外線硬化樹脂に
より構成されるものとして説明するが、これらは逆であ
ってもよい。本発明では、ガラスモールド用のガラスを
使用することで、射出成形が可能になり、量産性が向上
する。また、本発明では、熱可塑性樹脂ではなく、紫外
線硬化樹脂を用いている。熱可塑性樹脂は、成形時収縮
率が大きいため、ガラスとの密着性が悪く、なかなか貼
り合わせることができないという欠点がある。また、熱
可塑性樹脂の成形装置は、大がかりであり、量産性とい
う点からは、あまり良くない。これに対し、紫外線硬化
樹脂は、ガラスとの密着性が良く、小規模な装置により
成形を行うことができるという利点がある。また、本発
明では、図１に示すような密着複層型回折光学素子であ
るので、図３に示される従来よりの複層型回折光学素子
より回折格子の溝の高さを低くすることが可能である。
これにより、角度特性を良好にすることができる。
【００１４】本発明の回折光学素子１では回折格子溝３
０の高さをｈとしたとき、下式（１）が満足される。
０の高さをｈとしたとき、下式（１）が満足される。
【００１５】
【数１】
７．０μｍ≦ｈ≦１８．０μｍ … （１）
【００１６】上記式（１）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３０の高さｈ
を式（１）の上限値（１８．０μｍ）以下にして回折格
子溝３０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（１）
においては高さｈに下限の値を設けている。ここで、上
記条件式（１）の下限の値を８．０μｍとするととも
に、上限の値を１６．５μｍ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３０の高さｈ
を式（１）の上限値（１８．０μｍ）以下にして回折格
子溝３０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（１）
においては高さｈに下限の値を設けている。ここで、上
記条件式（１）の下限の値を８．０μｍとするととも
に、上限の値を１６．５μｍ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３０のピッチ（最小ピッチ）ｐ（図１参照）を７
０μｍ以上と大きくすることで、回折格子溝３０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３０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の回
折素子要素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３０上に滴下した紫外線硬化樹脂が第１の
回折素子要素１０上に形成された（転写された）回折格
子溝３０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３０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３０のピ
ッチ（最小ピッチ）ｐを更に大きく１００μｍ以上程度
とすれば、回折格子溝３０の頂角θは更に緩やかになる
ので、回折格子溝３０の形成はより一層容易になる。ま
た、ピッチが大きくなれば、角度特性が向上する。シミ
ュレーションによれば、大体７０μｍ以上において、良
好な結果を得ることができた。
格子溝３０のピッチ（最小ピッチ）ｐ（図１参照）を７
０μｍ以上と大きくすることで、回折格子溝３０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３０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の回
折素子要素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３０上に滴下した紫外線硬化樹脂が第１の
回折素子要素１０上に形成された（転写された）回折格
子溝３０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３０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３０のピ
ッチ（最小ピッチ）ｐを更に大きく１００μｍ以上程度
とすれば、回折格子溝３０の頂角θは更に緩やかになる
ので、回折格子溝３０の形成はより一層容易になる。ま
た、ピッチが大きくなれば、角度特性が向上する。シミ
ュレーションによれば、大体７０μｍ以上において、良
好な結果を得ることができた。
【００１８】また、本発明の回折光学素子１において第
１の回折素子要素１０を構成するガラスモールド用のガ
ラスは、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、アッベ数をνｄ
Ｇとしたとき、下の両式（２），（３）を満足し、か
つ、第２の回折光学素子２０を構成する紫外線硬化樹脂
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（４），（５）を満足することが好
ましい。
１の回折素子要素１０を構成するガラスモールド用のガ
ラスは、ｄ線での屈折率をｎｄＧとし、アッベ数をνｄ
Ｇとしたとき、下の両式（２），（３）を満足し、か
つ、第２の回折光学素子２０を構成する紫外線硬化樹脂
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（４），（５）を満足することが好
ましい。
【００１９】
【数２】
１．５５≦ｎｄＧ≦１．６５ … （２）
５５≦νｄＧ≦６５ … （３）
１．５０≦ｎｄＲ≦１．６０ … （４）
νｄＲ≦４０ … （５）
【００２０】或いは、ガラスモールド用のガラスが下の
両式（６），（７）を満足し、かつ紫外線硬化樹脂が下
の両式（８），（９）を満足するのであってもよい。
両式（６），（７）を満足し、かつ紫外線硬化樹脂が下
の両式（８），（９）を満足するのであってもよい。
【００２１】
【数３】
１．６３≦ｎｄＧ≦１．７３ … （６）
５０≦νｄＧ≦６０ … （７）
１．５８≦ｎｄＲ≦１．６８ … （８）
νｄＲ≦３５ … （９）
【００２２】上記両式（２），（３）、或いは両式
（６），（７）は、多数あるガラスモールド用のガラス
の中でも、特に、紫外線硬化樹脂との相性の良い領域を
示している。これらの式に規定された領域を外れると、
第１の回折素子要素１０（ガラスモールド用のガラス）
と第２の回折素子要素２０（紫外線硬化樹脂）とが共通
の回折格子溝３０において接する形状を有する本複層型
回折光学素子を得ることが困難となる。ここで、式
（２）の下限を１．５７、上限を１．６３とするととも
に、式（３）の下限を５７、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（６）の下限を
１．６５、上限を１．７０とするとともに、式（７）の
下限を５２、上限を５８とすると、更に良い結果が得ら
れる。
（６），（７）は、多数あるガラスモールド用のガラス
の中でも、特に、紫外線硬化樹脂との相性の良い領域を
示している。これらの式に規定された領域を外れると、
第１の回折素子要素１０（ガラスモールド用のガラス）
と第２の回折素子要素２０（紫外線硬化樹脂）とが共通
の回折格子溝３０において接する形状を有する本複層型
回折光学素子を得ることが困難となる。ここで、式
（２）の下限を１．５７、上限を１．６３とするととも
に、式（３）の下限を５７、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（６）の下限を
１．６５、上限を１．７０とするとともに、式（７）の
下限を５２、上限を５８とすると、更に良い結果が得ら
れる。
【００２３】また、上記両式（４），（５）或いは両式
（８），（９）は、得られる回折光学素子１の諸性能を
良好に保つための条件である。これらの条件を外れる
と、第１の回折素子要素１０（ガラスモールド用のガラ
ス）と第２の回折素子要素２０（紫外線硬化樹脂）とが
共通の回折格子溝３０において接する形状となっていて
も、回折格子溝３０の高さｈが高くなってしまって角度
特性が悪くなったり、或いは諸波長に対する回折効率が
低下してしまったりする。ここで、式（４）の下限を
１．５２、上限を１．５８とするとともに、式（５）の
上限を２５とすると、更に良い結果が得られる。また同
様に、式（８）の上限を１．６５とするとともに、式
（９）の下限を２０、上限を３０とすると、更に良い結
果が得られる。
（８），（９）は、得られる回折光学素子１の諸性能を
良好に保つための条件である。これらの条件を外れる
と、第１の回折素子要素１０（ガラスモールド用のガラ
ス）と第２の回折素子要素２０（紫外線硬化樹脂）とが
共通の回折格子溝３０において接する形状となっていて
も、回折格子溝３０の高さｈが高くなってしまって角度
特性が悪くなったり、或いは諸波長に対する回折効率が
低下してしまったりする。ここで、式（４）の下限を
１．５２、上限を１．５８とするとともに、式（５）の
上限を２５とすると、更に良い結果が得られる。また同
様に、式（８）の上限を１．６５とするとともに、式
（９）の下限を２０、上限を３０とすると、更に良い結
果が得られる。
【００２４】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。
【００２５】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（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の形状
がガラスモールド用のガラス１０’に転写されて第１の
回折光学素子１０が形成される。
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（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の形状
がガラスモールド用のガラス１０’に転写されて第１の
回折光学素子１０が形成される。
【００２６】続いて、このようにして作製された第１の
回折光学素子１０の回折格子溝３０が形成された面上
に、液状の紫外線硬化樹脂２０’を適量滴下する（図２
（Ｄ）参照）。紫外線硬化樹脂２０’としては、後述の
実施例に示すものが用いられるとよい。液状の紫外線硬
化樹脂２０’において回折格子溝３０が形成される面と
は反対側の面に、面形成用の第３の金型７０を押し当て
る（図２（Ｅ）参照）。更に、紫外線８０を液状の紫外
線硬化樹脂２０’に照射することで、液状の紫外線硬化
樹脂２０’を硬化させる（図２（Ｆ）参照）。これによ
り第１の回折素子要素１０に密着接合された第２の回折
素子要素２０が形成される。最後に、面形成用の上記第
３の金型７０を取り外せば、第１の回折素子要素１０
（ガラスモールド用のガラス）と第２の回折素子要素２
０（紫外線硬化樹脂）とから構成される、本発明に係る
密着複層型の回折光学素子１が完成する。
回折光学素子１０の回折格子溝３０が形成された面上
に、液状の紫外線硬化樹脂２０’を適量滴下する（図２
（Ｄ）参照）。紫外線硬化樹脂２０’としては、後述の
実施例に示すものが用いられるとよい。液状の紫外線硬
化樹脂２０’において回折格子溝３０が形成される面と
は反対側の面に、面形成用の第３の金型７０を押し当て
る（図２（Ｅ）参照）。更に、紫外線８０を液状の紫外
線硬化樹脂２０’に照射することで、液状の紫外線硬化
樹脂２０’を硬化させる（図２（Ｆ）参照）。これによ
り第１の回折素子要素１０に密着接合された第２の回折
素子要素２０が形成される。最後に、面形成用の上記第
３の金型７０を取り外せば、第１の回折素子要素１０
（ガラスモールド用のガラス）と第２の回折素子要素２
０（紫外線硬化樹脂）とから構成される、本発明に係る
密着複層型の回折光学素子１が完成する。
【００２７】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３０を予め形成しておか
なければならない金型は一つ（ここでは第１の金型５
０）のみでよく、製造コストを低減することができる。
また、第１及び第２の回折素子要素１０，２０に形成さ
れた両回折格子溝３０同士を位置合わせする作業も不要
となる。
順で製造した場合、回折格子溝３０を予め形成しておか
なければならない金型は一つ（ここでは第１の金型５
０）のみでよく、製造コストを低減することができる。
また、第１及び第２の回折素子要素１０，２０に形成さ
れた両回折格子溝３０同士を位置合わせする作業も不要
となる。
【００２８】
【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)、紫外線硬化樹脂２０’を
アデール社製ＨＶ１６(ｎｄR＝1.5980、νｄR＝28.0)と
し、回折格子溝３０の高さｈを8.1μｍ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、
０．９７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)、紫外線硬化樹脂２０’を
アデール社製ＨＶ１６(ｎｄR＝1.5980、νｄR＝28.0)と
し、回折格子溝３０の高さｈを8.1μｍ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、
０．９７以上の高い回折効率を得ることができた。
【００２９】（第２実施例）本実施例では、ガラスモー
ルド用のガラス１０’を低転移点ガラスA(ｎｄG＝1.677
90、νｄG＝55.3)、紫外線硬化樹脂２０’を紫外線硬化
樹脂ａ(ｎｄR＝1.6350、νｄR＝23.0)とし、回折格子溝
３０の高さｈを15.0μｍ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、０．９７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’を低転移点ガラスA(ｎｄG＝1.677
90、νｄG＝55.3)、紫外線硬化樹脂２０’を紫外線硬化
樹脂ａ(ｎｄR＝1.6350、νｄR＝23.0)とし、回折格子溝
３０の高さｈを15.0μｍ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、０．９７以上の高
い回折効率を得ることができた。
【００３０】（第３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ＨＶ７９
(ｎｄG＝1.60970、νｄG＝57.8)、紫外線硬化樹脂２
０’を紫外線硬化樹脂ｂ(ｎｄR＝1.5440、νｄR＝29.3)
とし、回折格子溝３０の高さｈを8.8μｍ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、
０．９８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ＨＶ７９
(ｎｄG＝1.60970、νｄG＝57.8)、紫外線硬化樹脂２
０’を紫外線硬化樹脂ｂ(ｎｄR＝1.5440、νｄR＝29.3)
とし、回折格子溝３０の高さｈを8.8μｍ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、
０．９８以上の高い回折効率を得ることができた。
【００３１】（第４実施例）本実施例では、ガラスモー
ルド用のガラス１０’を低転移点ガラスC(ｎｄG＝1.598
13、νｄG＝61.1)、紫外線硬化樹脂２０’を紫外線硬化
樹脂ｃ(ｎｄR＝1.5539、νｄR＝38.1)とし、回折格子溝
３０の高さｈを16.4μｍ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、０．９８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’を低転移点ガラスC(ｎｄG＝1.598
13、νｄG＝61.1)、紫外線硬化樹脂２０’を紫外線硬化
樹脂ｃ(ｎｄR＝1.5539、νｄR＝38.1)とし、回折格子溝
３０の高さｈを16.4μｍ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、０．９８以上の高
い回折効率を得ることができた。
【００３２】上記実施例より、回折格子溝３０の高さｈ
を上記式（１）を満たす値とすれば、ｇ線からＣ線まで
の間の波長領域において、０．９７以上の高い回折効率
を得ることができ、角度特性が良好となることが確認で
きた。
を上記式（１）を満たす値とすれば、ｇ線からＣ線まで
の間の波長領域において、０．９７以上の高い回折効率
を得ることができ、角度特性が良好となることが確認で
きた。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る回折
光学素子によれば、角度特性を従来に比して向上させる
ことができ、生産性を向上させることができるようにな
った。
光学素子によれば、角度特性を従来に比して向上させる
ことができ、生産性を向上させることができるようにな
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、密着した２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。
す、密着した２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。
【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】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の回折素子要素
１０’ ガラスモールド用のガラス
２０ 第２の回折素子要素
２０’ 紫外線硬化樹脂
３０ 回折格子溝
５０ 第１の金型
６０ 第２の金型
７０ 第３の金型
８０ 紫外線
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに異なる材質からなる第１の回折素
子要素と第２の回折素子要素とが密着接合され、前記両
回折素子要素の接合面に所定形状の回折格子溝が形成さ
れている回折光学素子であり、 前記両回折素子要素の一方の材質がガラスモールド用の
ガラスであるとともに他方の材質が紫外線硬化樹脂であ
り、 前記回折格子溝の高さをｈとしたとき、式 ７．０μｍ≦ｈ≦１８．０μｍ が満足されることを特徴とする回折光学素子。 - 【請求項２】 互いに異なる材質からなる第１の回折素
子要素と第２の回折素子要素とが密着接合され、前記両
回折素子要素の接合面に所定形状の回折格子溝が形成さ
れている回折光学素子であり、前記両回折素子要素の一
方の材質がガラスモールド用のガラスであるとともに他
方の材質が紫外線硬化樹脂であり、前記回折格子溝のピ
ッチが７０μｍ以上であることを特徴とする回折光学素
子。 - 【請求項３】 前記ガラスモールド用のガラスは、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≦１．６５ ５５≦νｄＧ≦６５ を満足し、かつ、前記紫外線硬化樹脂は、ｄ線での屈折
率をｎｄＲとし、アッベ数をνｄＲとしたとき、両式 １．５０≦ｎｄＲ≦１．６０ νｄＲ≦４０ を満足す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】 前記ガラスモールド用のガラスは、ｄ線
での屈折率をｎｄＧとし、アッベ数をνｄＧとしたと
き、両式 １．６３≦ｎｄＧ≦１．７３ ５０≦νｄＧ≦６０ を満足し、かつ、前記紫外線硬化樹脂は、ｄ線での屈折
率をｎｄＲとし、アッベ数をνｄＲとしたとき、両式 １．５８≦ｎｄＲ≦１．６８ νｄＲ≦３５ を満足す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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002026310A JP2003227913A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 回折光学素子 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP2002026310A JP2003227913A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 回折光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003227913A true JP2003227913A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27748181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002026310A Pending JP2003227913A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 回折光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003227913A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005031404A1 (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-07 | Nikon Corporation | 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法 |
| JP2005173057A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Nikon Corp | 光学素子の製造方法 |
| JP2009025654A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Toshiba Corp | 回折光学素子、回折光学素子成形用金型、および回折光学素子成形用金型の製造方法 |
| US7710651B2 (en) | 2007-03-23 | 2010-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Contacting two-layer diffractive optical element |
| US8120852B2 (en) | 2008-03-12 | 2012-02-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Diffractive optical element, optical system, and optical apparatus |
| US8792168B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system including diffractive grating and optical apparatus |
-
2002
- 2002-02-04 JP JP2002026310A patent/JP2003227913A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005031404A1 (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-07 | Nikon Corporation | 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法 |
| CN100447590C (zh) * | 2003-09-30 | 2008-12-31 | 株式会社尼康 | 衍射光学元件及衍射光学元件的制造方法 |
| US7612940B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-11-03 | Nikon Corporation | Diffractive optical element and method of fabricating diffractive optical element |
| JP2005173057A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Nikon Corp | 光学素子の製造方法 |
| US7710651B2 (en) | 2007-03-23 | 2010-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Contacting two-layer diffractive optical element |
| JP2009025654A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Toshiba Corp | 回折光学素子、回折光学素子成形用金型、および回折光学素子成形用金型の製造方法 |
| US8120852B2 (en) | 2008-03-12 | 2012-02-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Diffractive optical element, optical system, and optical apparatus |
| US8792168B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system including diffractive grating and optical apparatus |
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