JP2009139897A5 - - Google Patents

Claims (5)

1. 原画を形成する画像形成素子と、
   前記画像形成素子からの光を射出瞳に導く光学系と、
   前記画像形成素子と前記光学系との間又は前記光学系と前記射出瞳との間に配置された回折光学素子とを有し、
   前記回折光学素子は、互いに異なる材料により形成され、互いに間隔をあけて配置された複数の回折格子部を有し、
   前記各回折格子部には、それぞれ格子面と格子側面を有する複数の格子輪帯が形成され、
   前記各格子輪帯において、前記格子側面は、前記複数の格子輪帯の頂部を通る包絡面の法線に対して前記格子面とは反対側に傾いており、
   前記回折光学素子は、前記複数の回折格子部のうちｊ番目の回折格子部における前記複数の格子輪帯のうちｋ番目の格子輪帯に関し、少なくともｋ＝ｋ_Ｅにおいて、以下の条件を満足することを特徴とする画像観察装置。
   θ_ｄ(ｊ，ｋ)
   ＝ｓｉｎ^−１［｛ｎ_ｉ・ｓｉｎθ_ｉ(ｊ，ｋ)−ｍ(ｊ，ｋ)・λ／Ｐ(ｊ，ｋ)｝／ｎ_ｄ］
   ≦θ_ｉ(ｊ，ｋ)
   _ｓ
   Ｍ(ｋ)＝Σ｛ｍ(ｊ，ｋ)｝＝ｃｏｎｓｔ．
   ^ｊ＝１
   θ_ｄ(ｊ，ｋ)≦θ≦θ_ｉ(ｊ，ｋ)
   ただし、λは、前記回折光学素子の設計波長、
   θ_ｉ(ｊ，ｋ)は、前記ｊ番目の回折格子部において前記ｋ番目の格子輪帯と前記射出瞳を通る光線の前記包絡面の法線に対してなす角度であり、｜θ_ｉ(ｊ，ｋ)｜は前記光学系の最大画角よりも小さい、
   θ_ｄ(ｊ，ｋ)は、前記ｊ番目の回折格子部における前記ｋ番目の格子輪帯での設計回折次数光の回折角、
   ｍ(ｊ，ｋ)は、前記ｊ番目の回折格子部における前記ｋ番目の格子輪帯の設計回折次数、
   Ｐ(ｊ，ｋ)は、前記ｋ番目とｋ−１番目の格子輪帯間のピッチ、
   ｋ_Ｅは、前記格子輪帯のピッチが最小となる又はθ_ｉ(ｊ，ｋ)が最大となる前記格子輪帯の番号、
   Ｍ(ｋ)は、前記回折光学素子の回折次数、
   ｎ_ｉ及びｎ_ｄはそれぞれ、前記ｊ番目の回折格子部における入射側媒質と回折側媒質の屈折率、
   ｓは、前記ｊ番目の回折格子部における前記複数の格子輪帯の総数、
   θは、前記格子側面が前記包絡面の法線に対してなす角度、
   である。
2. 前記回折光学素子は、さらに以下の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像観察装置。
   ｄ(ｊ，ｋ)
   ≦ｍ(ｊ，ｋ)・λ／｛ｎ_ｉ・ｃｏｓθ_ｉ(ｊ，ｋ)−ｎ_ｄ・ｃｏｓθ_ｄ(ｊ，ｋ)｝
   ただし、ｄ（ｊ，ｋ）は、前記ｊ番目の回折格子部における前記ｋ番目の格子輪帯の前記法線に沿った方向での高さである。
3. 原画を形成する画像形成素子と、
   前記画像形成素子からの光を射出瞳に導く光学系と、
   前記画像形成素子と前記光学系との間又は前記光学系と前記射出瞳との間に配置された回折光学素子とを有し、
   前記回折光学素子は、互いに異なる材料により形成され、互いに間隔をあけて配置された複数の回折格子部を有し、
   前記各回折格子部には、それぞれ格子面と格子側面を有する複数の格子輪帯が形成され、
   前記各格子輪帯において、前記格子側面は、前記複数の格子輪帯の頂部を通る包絡面の法線に対して前記格子面と同じ側に傾いており、
   前記回折光学素子は、前記複数の回折格子部のうちｊ番目の回折格子部における前記複数の格子輪帯のうちｋ番目の格子輪帯に関し、少なくともｋ＝ｋ_Ｅにおいて、以下の条件を満足することを特徴とする画像観察装置。
   θ_ｄ(ｊ，ｋ)
   ＝ｓｉｎ^−１［｛ｎ_ｉ・ｓｉｎθ_ｉ(ｊ，ｋ)−ｍ(ｊ，ｋ)・λ／Ｐ(ｊ，ｋ)｝／ｎ_ｄ］
   ≧θ_ｉ(ｊ，ｋ)
   _ｓ
   Ｍ(ｋ)＝Σ｛ｍ(ｊ，ｋ)｝＝ｃｏｎｓｔ．
   ^ｊ＝１
   θ_ｉ (ｊ，ｋ)≦θ≦θ_ｄ(ｊ，ｋ)
   ただし、λは、前記回折光学素子の設計波長、
   θ_ｉ(ｊ，ｋ)は、前記ｊ番目の回折格子部において前記ｋ番目の格子輪帯と前記射出瞳を通る光線の前記包絡面の法線に対してなす角度であり、｜θ_ｉ(ｊ，ｋ)｜は前記光学系の最大画角よりも小さい、
   θ_ｄ(ｊ，ｋ)は、前記ｊ番目の回折格子部における前記ｋ番目の格子輪帯での設計回折次数光の回折角、
   ｍ(ｊ，ｋ)は、前記ｊ番目の回折格子部における前記ｋ番目の格子輪帯の設計回折次数、
   Ｐ(ｊ，ｋ)は、前記ｋ番目とｋ−１番目の格子輪帯間のピッチ、
   ｋ_Ｅは、前記格子輪帯のピッチが最小となる又はθ_ｉ(ｊ，ｋ)が最大となる前記格子輪帯の番号、
   Ｍ(ｋ)は、前記回折光学素子の回折次数、
   ｎ_ｉ及びｎ_ｄはそれぞれ、前記ｊ番目の回折格子部における入射側媒質と回折側媒質の屈折率、
   ｓは、前記ｊ番目の回折格子部における前記複数の格子輪帯の総数、
   θは、前記格子側面が前記包絡面の法線に対してなす角度、
   である。
4. 前記回折光学素子は、さらに以下の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像観察装置。
   ｄ(ｊ，ｋ)
   ≧ｍ(ｊ，ｋ)・λ／｛ｎ_ｉ・ｃｏｓθ_ｉ(ｊ，ｋ)−ｎ_ｄ・ｃｏｓθ_ｄ(ｊ，ｋ)｝
   ただし、ｄ（ｊ，ｋ）は、前記ｊ番目の回折格子部における前記ｋ番目の格子輪帯の前記法線に沿った方向での高さである。
5. θ_ｉ (ｊ，ｋ)は、該回折光学素子及び前記光学系を含む観察光学系の射出瞳の位置よりも該回折光学素子から遠い位置にある光軸上の特定点を通る光線の前記回折光学素子へ の入射角であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像観察装置。