JPH10239508A - Relief type diffraction optical element, optical system using it, and die for manufacturing relief type diffraction optical element - Google Patents
Relief type diffraction optical element, optical system using it, and die for manufacturing relief type diffraction optical elementInfo
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、表面に所定の構
造を有するレリーフ型回折光学素子、それを用いた光学
系、およびレリーフ型回折光学素子製造用の型に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relief type diffractive optical element having a predetermined structure on its surface, an optical system using the same, and a mold for manufacturing a relief type diffractive optical element.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、光学系の小型軽量化の要求に伴
い、回折型レンズなどのレリーフ型回折光学素子が注目
されており、例えば、回折型レンズは、色収差補正能力
を有すると共に、簡単に非球面作用を持たせることがで
きるなどの点から、様々な分野での応用が期待されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a relief type diffractive optical element such as a diffractive lens in response to a demand for miniaturization and weight reduction of an optical system. The application in various fields is expected from the point that it can have an aspherical action.
【0003】ここで、回折型レンズとは、従来の屈折レ
ンズ、例えば球面レンズ、シリンドリカルレンズ、アナ
モルフィックレンズなどの作用を回折作用を用いて実現
したもので、例えば、同心円の輪帯形状の格子パターン
を有する球面レンズに相当する回折型レンズや、直線形
状の格子パターンを有するシリンドリカルレンズに相当
する回折型レンズが知られている。以後、本明細書で
は、回折型レンズの格子パターンの溝の一つ一つをゾー
ンと呼び、レンズの光軸を中心に、周辺に向かって順に
1番目のゾーン、2番目のゾーンと数えることにする。[0003] Here, the diffractive lens is a lens that realizes the function of a conventional refraction lens, for example, a spherical lens, a cylindrical lens, an anamorphic lens, and the like by using a diffraction action. A diffractive lens corresponding to a spherical lens having a lattice pattern and a diffractive lens corresponding to a cylindrical lens having a linear lattice pattern are known. Hereinafter, in this specification, each of the grooves of the grating pattern of the diffractive lens is referred to as a zone, and is counted as the first zone and the second zone in order from the optical axis of the lens toward the periphery. To
【0004】平行光束をレンズにより一点に集光する場
合、このレンズの位相シフト関数は、図9に示すよう
に、 φ(r)=−πr2 /(λf) ・・・(1) r:光軸からの距離 λ:波長 f:焦点距離 で表される。このφ(r)を2π位相構造に変形する
と、回折型レンズの位相シフト関数φd (r)が、下記
の(2)式として与えられる。 φd (r)=φ(r)+2π(i−1) ・・・(2) ri-1 <r<ri (i=1,2,3, ---) これは1次回折光に対して回折効率を最適化したことに
相当する。ここで、riは、i番目のゾーンの外半径で
ある。なお、隣り合うゾーンの外半径の差をピッチと呼
ぶ。When a parallel light beam is condensed at one point by a lens, the phase shift function of the lens is, as shown in FIG. 9, φ (r) = − πr 2 / (λf) (1) r: The distance from the optical axis is represented by λ: wavelength f: focal length. When this φ (r) is transformed into a 2π phase structure, the phase shift function φ d (r) of the diffractive lens is given by the following equation (2). φ d (r) = φ ( r) + 2π (i-1) ··· (2) r i-1 <r <r i (i = 1,2,3, ---) This is the first-order diffracted light This is equivalent to optimizing the diffraction efficiency. Here, r i is the outer radius of the i-th zone. The difference between the outer radii of adjacent zones is called a pitch.
【0005】図10に示すように、回折型レンズをレリ
ーフ構造で実現する場合、半径rにおけるレリーフ構造
の高さt(r)は、 t(r)=tg ・〔{φd (r)/2π}+1〕 ・・・(3) となる。ここで、tg はレリーフの最大溝深さであり、 tg =λ/(n−1) ・・・(4) である。As shown in FIG. 10, when a diffractive lens is realized by a relief structure, the height t (r) of the relief structure at a radius r is t (r) = t g · [{φ d (r) / 2π} +1] (3) Here, t g is the maximum groove depth of the relief, and t g = λ / (n−1) (4).
【0006】なお、上記の(2)式は、1つの回折型レ
ンズのみで平行光束を一点に集光する場合の回折型レン
ズの位相シフト関数を表すが、各種の光学系、例えばレ
ンズ系の中で回折型レンズを他の光学素子、例えば屈折
レンズ素子と組み合わせて用いる場合には、回折型レン
ズの位相シフト関数は、一般に高次の偶数次の多項式で
表される。The above equation (2) represents the phase shift function of a diffractive lens when a single diffractive lens focuses a parallel light beam on a single point. When a diffractive lens is used in combination with another optical element, for example, a refractive lens element, the phase shift function of the diffractive lens is generally represented by a high-order even-order polynomial.
【0007】従来のレリーフ型回折光学素子としては、
例えば、特開平1−250902号公報に示されている
ように、全てのゾーンの斜辺部を位相シフト関数に対応
した曲線形状で形成して、本来の光学性能を充分に発揮
できるようにしたものや、光枝術コンタクトVol.26、
No. 3、p208〜212に示されるように、全てのゾ
ーンの斜辺部を直線で近似して、製作性を向上せさたも
のがある。[0007] As a conventional relief type diffractive optical element,
For example, as shown in JP-A-1-250902, the oblique sides of all the zones are formed in a curved shape corresponding to the phase shift function so that the original optical performance can be sufficiently exhibited. And, Mitsushi surgery contact Vol.26,
As shown in No. 3, pp. 208 to 212, there is one in which the oblique sides of all the zones are approximated by straight lines to improve the manufacturability.
【0008】また、レリーフ型回折光学素子を製造する
方法の一つとして、型を用いた加工法がある。この方法
は、製造すべき回折光学素子の断面形状を反転した形状
を型に持たせ、この型をガラスやプラスチックなどの材
料に押し当てて、型の形状を反転して転写したり、ある
いは射出成形法や、フォトポリマー法などにより、型の
形状を反転して転写するようにしている。このようなレ
リーフ型回折光学素子製造用の型として、例えば、上記
の光技術コンタクトVol.26、No. 3、p211には、
全てのゾーンの斜辺部を直線で近似して、型の製作性を
向上させるようにしたものが示されている。As one of the methods for manufacturing a relief type diffractive optical element, there is a processing method using a mold. In this method, the mold has a shape in which the cross-sectional shape of the diffractive optical element to be manufactured is inverted, and this mold is pressed against a material such as glass or plastic to invert the shape of the mold and transfer or inject. The shape of the mold is inverted and transferred by a molding method or a photopolymer method. As such a mold for manufacturing a relief type diffractive optical element, for example, the above-mentioned optical technology contact Vol. 26, No. 3, p211 includes:
In the figure, the hypotenuses of all the zones are approximated by straight lines to improve the manufacturability of the mold.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】レリーフ型回折光学素
子の断面形状は、例えば図10に示すように、位相シフ
ト関数から導かれる形状にすることが望ましい。この場
合、各ゾーンの斜辺部は、一般には曲線になる。しか
し、断面形状を、図7に示すような曲線形状に形成する
ことは、加工技術、加工時間、製作したものを検査する
手間などの点で、様々な問題がある。例えば、切削加工
によって断面形状を理想的な曲線形状に形成しようとす
ると、バイトの切れ刃先端で加工を行うことになり、主
切れ刃で加工を行う場合に比べて、良好な表面荒さに加
工することが困難となる。The cross-sectional shape of the relief type diffractive optical element is desirably a shape derived from a phase shift function as shown in FIG. 10, for example. In this case, the oblique side of each zone is generally a curve. However, forming the cross-sectional shape into a curved shape as shown in FIG. 7 has various problems in processing technology, processing time, labor for inspecting the manufactured product, and the like. For example, if the cross section is to be formed into an ideal curved shape by cutting, the cutting will be performed at the tip of the cutting edge of the cutting tool. It will be difficult to do.
【0010】このため、従来は、図11に破線で示すよ
うに、位相シフト関数から導かれる断面形状4の斜辺部
を、実線で示すような直線で近似した断面形状3に加工
することがしばしば行われる。この構造は、製造上・検
査上大きな利点がある。例えば、切削により断面形状を
直線形状に形成する場合には、バイトの主切れ刃による
加工ができるので、加工データを簡素化できると共に、
被加工物の表面荒さも良好にできるという利点がある。
しかし、以下に説明するように、斜辺部を直線で近似す
ると光学性能が劣化してしまうという問題がある。特に
ゾーン本数が少ない場合には、その影響が著しくなる。For this reason, conventionally, as shown by a broken line in FIG. 11, the oblique side of the cross-sectional shape 4 derived from the phase shift function is often processed into a cross-sectional shape 3 approximated by a straight line as shown by a solid line. Done. This structure has great advantages in manufacturing and inspection. For example, when the cross-sectional shape is formed into a linear shape by cutting, machining can be performed with the main cutting edge of the cutting tool, so that machining data can be simplified,
There is an advantage that the surface roughness of the workpiece can be improved.
However, as described below, there is a problem that the optical performance is deteriorated when the oblique side portion is approximated by a straight line. In particular, when the number of zones is small, the effect is remarkable.
【0011】ここで、波長λの平行光束を焦点距離fで
集光する回折型レンズにおいて、全てのゾーンの断面形
状を直線で近似した場合の集光点での強度について考え
る。図12は、ゾーン数に対する同一の波長、焦点距離
のときの下記(5)式で計算した強度比を示す。Here, in a diffractive lens that converges a parallel light beam having a wavelength λ at a focal length f, the intensity at the converging point when the cross-sectional shapes of all the zones are approximated by straight lines will be considered. FIG. 12 shows the intensity ratio calculated by the following equation (5) at the same wavelength and the same focal length with respect to the number of zones.
【数1】 (Equation 1)
【0012】図12から明らかなように、ゾーン数が多
い場合は、断面形状の斜辺部を直線で近似したことによ
る影響はほとんどないが、ゾーン数が少なくなるにつれ
て、集光点での強度の低下が著しくなる。この現象は、
例えば、マイクロレンズや、結像光学系に用いて絞りを
絞った状態のように、光束が通過するゾーン数が少ない
場合に無視できない問題となる。As is clear from FIG. 12, when the number of zones is large, there is almost no effect of approximating the oblique side of the cross-sectional shape with a straight line. However, as the number of zones decreases, the intensity at the converging point decreases. The drop is significant. This phenomenon is
For example, there is a problem that cannot be ignored when the number of zones through which a light beam passes is small, such as in a state where the aperture is stopped down by using a micro lens or an imaging optical system.
【0013】このため、このようなレリーフ型回折光学
素子を用いて光学系を構成すると、光束がレリーフ型回
折光学素子の少数のゾーンしか通過しない場合には、集
光点で強度が低下し、すなわち集光スポットが広がった
状態となって、MTFが低下して解像度が低下するとい
う問題がある。For this reason, when an optical system is configured using such a relief type diffractive optical element, when a light beam passes through only a small number of zones of the relief type diffractive optical element, the intensity decreases at the converging point, In other words, there is a problem that the condensed spot is spread, the MTF is reduced, and the resolution is reduced.
【0014】また、レリーフ型回折光学素子を製造する
のに用いる型を製作する場合、その型の断面形状は、製
造すべきレリーフ型回折光学素子の位相シフト関数に対
応した曲線形状を有することが望ましい。しかし、実際
には曲線形状を持たせることが難しいために、斜辺部を
直線で近似する場合がある。この場合には、その型を用
いて製造されるレリーフ型回折光学素子も、斜辺部が直
線で近似した形状となって、光学性能が劣化してしま
う。When a mold used for manufacturing a relief type diffractive optical element is manufactured, the sectional shape of the mold may have a curved shape corresponding to the phase shift function of the relief type diffractive optical element to be manufactured. desirable. However, since it is actually difficult to have a curved shape, the hypotenuse may be approximated by a straight line. In this case, the relief type diffractive optical element manufactured using the mold also has a shape in which the oblique side is approximated by a straight line, and the optical performance is deteriorated.
【0015】さらに、旋盤などで型を加工する場合に
は、バイトの切れ刃先端を用いた切削により、断面形状
を曲線にすることは可能であるが、一般に、型材料の加
工性は悪いため、バイトの切り刃先端を用いた切削で
は、被加工物の表面を鏡面に仕上げることは困難であ
る。このため、その型を用いてレリーフ型回折光学素子
を形成すると、断面形状が位相シフト関数から導かれる
ほぼ理想的な形状に形成されても、表面の面荒れが大き
いために、入射した光束の一部に散乱などが生じて光の
利用効率が低下するという問題が生じると共に、その散
乱された光束が迷光となって光学性能が低下するという
問題が生じることになる。Further, when processing a mold with a lathe or the like, it is possible to make the cross-sectional shape into a curve by cutting using the cutting edge of a cutting tool, but generally, the workability of the mold material is poor. In cutting using the cutting edge of a cutting tool, it is difficult to finish the surface of a workpiece to a mirror surface. For this reason, when a relief type diffractive optical element is formed using the mold, even if the cross-sectional shape is formed to an almost ideal shape derived from the phase shift function, the surface roughness is large, so that the incident light flux In addition to the problem that scattering occurs in some parts and the light use efficiency is reduced, the problem that the scattered light flux becomes stray light and the optical performance is reduced is generated.
【0016】この発明は、上述した点に鑑みてなされた
もので、その第1の目的は、集光点での強度が高く、か
つ容易に製造できるよう適切に構成したレリーフ型回折
光学素子を提供しようとするものである。A first object of the present invention is to provide a relief type diffractive optical element which has a high intensity at a light condensing point and which is appropriately constructed so as to be easily manufactured. It is something to offer.
【0017】さらに、この発明の第2の目的は、製造さ
れるレリーフ型回折光学素子の表面の面荒れを小さくで
き、したがって入射光の散乱を有効に防止して光の利用
効率を向上できると共に、散乱による光学性能の低下を
有効に防止でき、しかも集光点での強度を高くできるレ
リーフ型回折光学素子を製造するための型を容易に製作
できるよう適切に構成したレリーフ型回折光学素子製造
用の型を提供しようとするものである。A second object of the present invention is to reduce the surface roughness of the relief type diffractive optical element to be manufactured, thereby effectively preventing the scattering of incident light and improving the light use efficiency. Producing a relief-type diffractive optical element appropriately configured so that a mold for producing a relief-type diffractive optical element capable of effectively preventing a decrease in optical performance due to scattering and having a high intensity at a focal point can be easily manufactured. To provide a type for
【0018】さらに、この発明の第3の目的は、レリー
フ型回折光学素子の少数のゾーンしか光束が通過しない
場合の集光点での強度の低下を減少でき、したがって解
像度の低下を有効に防止できるよう適切に構成したレリ
ーフ型回折光学素子を用いる光学系を提供しようとする
ものである。Further, a third object of the present invention is to reduce a decrease in intensity at a converging point when a light beam passes through only a small number of zones of a relief type diffractive optical element, thereby effectively preventing a decrease in resolution. An object of the present invention is to provide an optical system using a relief type diffractive optical element appropriately configured as possible.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、この発明は、不等間隔格子パターンを有するレ
リーフ型回折光学素子において、1つのゾーン内のレリ
ーフ面の傾き角が異なる箇所を有する傾斜した断面を示
す第1のゾーン群と、1つのゾーン内のレリーフ面の傾
き角が一定に傾斜した直線の断面を示す第2のゾーン群
とを有し、ピッチが最も大きいゾーンが前記第1のゾー
ン群に含まれる断面形状を有することを特徴とするもの
である。In order to achieve the first object, the present invention relates to a relief type diffractive optical element having a non-uniformly spaced grating pattern, in which a relief angle of a relief surface in one zone is different. A first zone group showing an inclined cross section having a first zone group, and a second zone group showing a straight cross section having a constant inclination angle of a relief surface in one zone, and the zone having the largest pitch is It has a cross-sectional shape included in the first zone group.
【0020】さらに、上記第2の目的を達成するため、
この発明は、不等間隔格子パターンを有するレリーフ型
回折光学素子製造用の型において、1つのゾーン内のレ
リーフ面の傾き角が異なる箇所を有する傾斜した断面を
示す第1のゾーン群と、1つのゾーン内のレリーフ面の
傾き角が一定に傾斜した直線の断面を示す第2のゾーン
群とを有し、ピッチが最も大きいゾーンが前記第1のゾ
ーン群に含まれる断面形状を有することを特徴とするも
のである。Further, in order to achieve the second object,
The present invention relates to a mold for manufacturing a relief type diffractive optical element having a non-uniform lattice pattern, a first zone group showing an inclined cross section having a portion where a tilt angle of a relief surface in one zone is different, A second zone group showing a straight-line cross section in which the inclination angle of the relief surface in one of the zones is constant, and the zone having the largest pitch has a cross-sectional shape included in the first zone group. It is a feature.
【0021】さらに、上記第3の目的を達成するため、
この発明では、請求項1記載のレリーフ型回折光学素子
を含んで光学系を構成する。Further, in order to achieve the third object,
According to the present invention, an optical system includes the relief type diffractive optical element according to the first aspect.
【0022】ここで、レリーフ型回折光学素子のゾーン
の断面形状が、集光点での強度に与える影響について、
波長λの平行光束を焦点距離fで集光する回折型レンズ
を例にとって説明する。本発明者による検討によると、
以下に示すようにゾーン数が少ない場合には、全てのゾ
ーンの斜辺部を直線で近似した場合に比べて、中心の1
番目のゾーンだけを位相シフト関数から導かれる形状に
形成することで、集光点での強度が飛躍的に向上するこ
とが分かった。Here, the influence of the cross-sectional shape of the zone of the relief type diffractive optical element on the intensity at the focal point will be described.
A description will be given of an example of a diffractive lens that collects a parallel light beam having a wavelength λ at a focal length f. According to the study by the inventor,
As shown below, when the number of zones is small, compared to the case where the hypotenuses of all the zones are approximated by straight lines, the center of the
It was found that forming only the second zone in a shape derived from the phase shift function dramatically improved the intensity at the focal point.
【0023】図13は、1番目のゾーンだけを位相シフ
ト関数から導かれる形状に形成し、それ以外の全てのゾ
ーンの斜辺部を直線で近似した構造の回折型レンズにつ
いて、下記(6)式で計算される、ゾーン数に対する集
光点での強度比を示したものである。FIG. 13 shows a diffractive lens having a structure in which only the first zone is formed in a shape derived from the phase shift function and the hypotenuses of all other zones are approximated by straight lines. Shows the intensity ratio at the focal point with respect to the number of zones, calculated by
【数2】 (Equation 2)
【0024】図13から明らかなように、1番目以外の
ゾーンを直線で近似したことによる集光点での強度の低
下はほとんど見られない。例えば、ゾーン数が10本の
場合について、図12と図13とを比較すると、全ての
ゾーンの斜辺部を直線で近似した構造では、集光点での
強度比は約0.9に低下するのに対して、1番目のゾー
ンを位相シフト関数から導かれる形状に形成すると、集
光点での強度比はほぼ1.0が達成される。As is apparent from FIG. 13, there is almost no decrease in intensity at the light converging point due to approximation of a zone other than the first zone with a straight line. For example, when FIG. 12 and FIG. 13 are compared for the case where the number of zones is 10, when the oblique sides of all the zones are approximated by straight lines, the intensity ratio at the light condensing point is reduced to about 0.9. On the other hand, when the first zone is formed in a shape derived from the phase shift function, the intensity ratio at the focal point is approximately 1.0.
【0025】このように、中心のゾーンの断面形状を位
相シフト関数から導かれる形状に形成すれば、集光点で
の強度の低下を実質的に防止することが可能となる。す
なわち、図11からも分かるように、位相シフトの誤差
量に相当する、ゾーンの斜辺部を直線で近似したときの
理想的形状からの乖離が中心ゾーンで最大であり、これ
が全体の光学性能を低下させる大きな原因となってい
る。したがって、この中心ゾーンの形状を、位相シフト
関数から導かれる形状に形成すれば、全体の光学性能を
大きく向上させることが可能となる。As described above, if the cross-sectional shape of the center zone is formed to have a shape derived from the phase shift function, it is possible to substantially prevent the intensity from decreasing at the converging point. That is, as can be seen from FIG. 11, the deviation from the ideal shape when the hypotenuse portion of the zone is approximated by a straight line, which corresponds to the error amount of the phase shift, is the largest in the central zone, and this degrades the overall optical performance. It is a major cause of lowering. Therefore, if the shape of the central zone is formed to be a shape derived from the phase shift function, it is possible to greatly improve the overall optical performance.
【0026】そこで、請求項1記載のように、不等間隔
格子パターンを有するレリーフ型回折光学素子におい
て、ピッチが最も大きいゾーンを、ゾーン内でレリーフ
面の傾き角が異なる箇所を有する傾斜した断面形状にす
れば、理想的な形状に近づけることが可能となる。この
場合、既に図12および図13を用いて説明したよう
に、全てのゾーンの斜辺部を直線で近似した場合よりも
集光点での強度が向上し、特にゾーン数が少ない場合
に、その効果が大きくなる。当然のことながら、ピッチ
が最も大きいゾーン以外のいくつかのゾーンについて
も、それらの断面形状を、1つのゾーン内でレリーフ面
の傾き角が異なる箇所を有する傾斜した断面形状にすれ
ば、集光点での強度は更に向上することになる。Therefore, in a relief type diffractive optical element having a non-uniformly spaced grating pattern, a zone having the largest pitch is defined by an inclined cross section having a portion where the inclination angle of the relief surface is different in the zone. If the shape is formed, it becomes possible to approximate an ideal shape. In this case, as already described with reference to FIGS. 12 and 13, the intensity at the converging point is improved as compared with the case where the hypotenuses of all the zones are approximated by straight lines. The effect increases. As a matter of course, for some of the zones other than the zone having the largest pitch, if the cross-sectional shapes of the zones are formed into inclined cross-sectional shapes having portions where the inclination angle of the relief surface is different in one zone, the light condensing is performed. The strength at the point will be further improved.
【0027】このように構成することにより、製造上の
負担を大きく増やすことなく、光束が通過するゾーン数
にかかわらず集光点での強度が高いレリーフ型回折光学
素子を実現することが可能となる。With this configuration, it is possible to realize a relief type diffractive optical element having a high intensity at the light-converging point regardless of the number of zones through which the light beam passes without greatly increasing the manufacturing burden. Become.
【0028】この発明の一実施形態においては、請求項
1記載のレリーフ型回折光学素子において、第1のゾー
ン群は、位相シフト関数から導かれる断面形状を有し、
第2のゾーン群は、位相シフト関数から導かれる断面形
状の斜辺部を直線で近似した形状を有する。In one embodiment of the present invention, in the relief type diffractive optical element according to claim 1, the first zone group has a sectional shape derived from a phase shift function,
The second zone group has a shape obtained by approximating the oblique side of the cross-sectional shape derived from the phase shift function with a straight line.
【0029】このように、不等間隔格子パターンを有す
るレリーフ型回折光学素子において、ピッチが最も大き
いゾーンの断面形状を位相シフト関数から導かれる断面
形状とすれば、既に図12および図13を用いて説明し
たように、全てのゾーンの斜辺部を直線で近似した場合
よりも集光点での強度がより向上し、特にゾーン数が少
ない場合に、その効果が大きくなる。この場合において
も、当然の事ながら、ピッチが最も大きいゾーン以外の
いくつかのゾーンについて、それらの断面形状を位相シ
フト関数から導かれる断面形状にすれば集光点での強度
を更に向上させることが可能となる。As described above, in the relief-type diffractive optical element having the irregularly-spaced grating pattern, if the cross-sectional shape of the zone having the largest pitch is made to be the cross-sectional shape derived from the phase shift function, the configuration shown in FIGS. As described above, the intensity at the light condensing point is more improved than when the hypotenuses of all the zones are approximated by straight lines, and the effect is particularly large when the number of zones is small. In this case, too, it is a matter of course that, for some zones other than the zone having the largest pitch, if the cross-sectional shape is changed to a cross-sectional shape derived from the phase shift function, the intensity at the focal point can be further improved. Becomes possible.
【0030】かかる構成により、製造上の負担を大きく
増やすことなく、光束が通過するゾーン数にかかわらず
集光点での強度がより高いレリーフ型回折光学素子を実
現することが可能となる。With this configuration, it is possible to realize a relief type diffractive optical element having a higher intensity at the light condensing point regardless of the number of zones through which the light beam passes without greatly increasing the manufacturing burden.
【0031】さらに、この発明の一実施形態において
は、レリーフ型回折光学素子が回折型レンズで、上記の
第1のゾーン群に含まれるゾーンの数を全ゾーン数の半
分以下とする。Further, in one embodiment of the present invention, the relief type diffractive optical element is a diffractive lens, and the number of zones included in the first zone group is set to not more than half of the total number of zones.
【0032】上述したように、不等間隔格子パターンを
有するレリーフ型回折光学素子において、ピッチが最も
大きいゾーンの断面形状を位相シフト関数から導かれる
断面形状とすれば、全てのゾーンの斜辺部を直線で近似
した場合よりも集光点での強度を向上させることがで
き、さらに、ピッチが最も大きいゾーン以外のいくつか
のゾーンについても、それらの断面形状を位相シフト関
数から導かれる断面形状にすれば、集光点での強度を更
に向上させることが可能となる。しかし、位相シフト関
数から導かれる断面形状のゾーン数が増えると、それに
つれて製造上の負担も増加することになるので、第1の
ゾーン群に含まれるゾーン数は、最大でも全ゾーン数の
半分以下とするのが望ましい。As described above, in the relief type diffractive optical element having the irregularly-spaced grating pattern, if the cross-sectional shape of the zone having the largest pitch is made to be a cross-sectional shape derived from the phase shift function, the oblique sides of all the zones are formed. The intensity at the focal point can be improved as compared with the case of approximating with a straight line.Furthermore, for some zones other than the zone having the largest pitch, their cross-sectional shapes are changed to the cross-sectional shape derived from the phase shift function. Then, it is possible to further improve the intensity at the focal point. However, as the number of zones in the cross-sectional shape derived from the phase shift function increases, the burden on manufacturing also increases. Therefore, the number of zones included in the first zone group is at most half of the total number of zones. It is desirable to do the following.
【0033】このように構成すれば、製造上の負担を大
きく増やすことなく、光束が通過するゾーン数にかかわ
らず集光点での強度が高いレリーフ型回折光学素子を実
現することが可能となる。According to this structure, it is possible to realize a relief type diffractive optical element having a high intensity at the converging point regardless of the number of zones through which the light beam passes, without greatly increasing the manufacturing burden. .
【0034】さらに、この発明の一実施形態において
は、上記の第1のゾーン群は、中心のゾーンのみを含む
ようにする。Further, in one embodiment of the present invention, the first zone group includes only a central zone.
【0035】すなわち、回折型レンズでは、一般に、1
番目のゾーンである中心のゾーンのピッチが最も大きい
ので、このピッチが最も大きいゾーンのみを位相シフト
関数から導かれる形状とすれば、上述したように実用上
充分な効果を得ることが可能となる。That is, in a diffractive lens, generally, 1
Since the pitch of the center zone, which is the second zone, is the largest, if only the zone having the largest pitch has a shape derived from the phase shift function, it is possible to obtain a practically sufficient effect as described above. .
【0036】さらに、この発明の一実施形態において
は、上記のレリーフ面を、回折作用と屈折作用との両方
を同時に行うように、回折作用をなす面に屈折作用をな
す面を重畳した形状に形成する。Further, in one embodiment of the present invention, the above-mentioned relief surface has a shape in which a surface having a refracting action is superimposed on a surface having a refracting action so as to simultaneously perform both a diffracting action and a refracting action. Form.
【0037】すなわち、球面上に不等間隔格子パターン
を形成して、レリーフ型回折光学素子全体として必要な
パワーを、屈折面である球面と、回折面としての不等間
隔格子パターンとで分担する場合には、不等間隔格子パ
ターンが分担するパワーが小さくなり、各ゾーンのピッ
チは大きくなる傾向にある。このように、ピッチが大き
くなると、ゾーンの斜辺部を直線で近似したことによる
理想形状からのずれは大きくなるので、上述したように
ピッチが最も大きいゾーンの断面形状を理想的に形成す
れば、その効果は大きい。That is, irregularly spaced grating patterns are formed on a spherical surface, and the power required for the relief type diffractive optical element as a whole is shared between the spherical surface, which is a refraction surface, and the irregularly spaced grating pattern, which is a diffraction surface. In such a case, the power shared by the unequally-spaced lattice patterns tends to be small, and the pitch of each zone tends to be large. As described above, when the pitch is increased, the deviation from the ideal shape due to approximation of the hypotenuse portion of the zone with a straight line increases, so if the cross-sectional shape of the zone having the largest pitch is ideally formed as described above, The effect is great.
【0038】また、請求項2記載の型によれば、それを
用いて製造されるレリーフ型回折光学素子は、ピッチの
最も大きいゾーンが、1つのゾーン内のレリーフ面の傾
き角が異なる箇所を有する傾斜した断面形状を有し、そ
の他のゾーンは1つのゾーン内のレリーフ面の傾き角が
一定に傾斜した直線の断面形状を有することになる。し
たがって、ピッチが最も大きいゾーンを理想的な断面形
状に近づけることができるので、既に説明したように、
光束が通過するゾーン数にかかわらず集光点での強度が
高いレリーフ型回折光学素子を製造することが可能とな
る。また、当然の事ながら、ピッチが最も大きいゾーン
以外のいくつかのゾーンについても、それらの断面形状
を位相シフト関数から導かれる断面形状にすれば、集光
点での強度を更に向上させることが可能となる。According to the mold of the second aspect, the relief type diffractive optical element manufactured by using the mold has a zone having the largest pitch in a portion where the inclination angle of the relief surface in one zone is different. The other zones have straight cross-sectional shapes in which the inclination angle of the relief surface in one zone is constant. Therefore, since the zone having the largest pitch can be made closer to the ideal cross-sectional shape, as described above,
It is possible to manufacture a relief type diffractive optical element having a high intensity at the focal point regardless of the number of zones through which the light beam passes. Also, needless to say, in some zones other than the zone having the largest pitch, if their cross-sectional shapes are formed to have a cross-sectional shape derived from the phase shift function, the intensity at the converging point can be further improved. It becomes possible.
【0039】この発明に係る型の一実施形態において
は、上記の第1のゾーン群は、位相シフト関数から導か
れる断面形状を有し、第2のゾーン群は、位相シフト関
数から導かれる断面形状の斜辺部を直線で近似した形状
を有するよう構成する。In one embodiment of the mold according to the present invention, the first zone group has a sectional shape derived from the phase shift function, and the second zone group has a sectional shape derived from the phase shift function. The oblique side of the shape is configured to have a shape approximated by a straight line.
【0040】かかる構成の型を用いれば、ピッチの最も
大きいゾーンが位相シフト関数から導かれる断面形状
で、その他のゾーンは断面形状の斜辺部を直線で近似し
た形状を有するレリーフ型回折光学素子が得られる。こ
のようなレリーフ型回折光学素子は、上述したように、
光束が通過するゾーン数にかかわらず集光点での強度が
高くなる。また、当然の事ながら、ピッチが最も大きい
ゾーン以外のいくつかのゾーンについて、それらの断面
形状を位相シフト関数から導かれる断面形状にすれば、
製造されるレリーフ型回折光学素子として、その集光点
での強度を更に向上させることが可能となる。With such a configuration, a relief type diffractive optical element having a zone having the largest pitch having a cross-sectional shape derived from the phase shift function and other zones having a shape in which the oblique side of the cross-sectional shape is approximated by a straight line is obtained. can get. Such a relief type diffractive optical element, as described above,
The intensity at the focal point increases regardless of the number of zones through which the light beam passes. Also, needless to say, for some zones other than the zone with the largest pitch, if their cross-sectional shapes are made to be cross-sectional shapes derived from the phase shift function,
As a manufactured relief type diffractive optical element, it is possible to further improve the intensity at the focal point.
【0041】さらに、この発明に係る型の一実施形態に
おいては、回折型レンズ製造用の型とし、上記の第1の
ゾーン群に含まれるゾーンの数を、全ゾーン数の半分以
下とする。Further, in one embodiment of the mold according to the present invention, the mold is used for producing a diffractive lens, and the number of zones included in the first zone group is set to be equal to or less than half of the total number of zones.
【0042】かかる型を用いれば、中心のゾーンのみが
位相シフト関数から導かれる断面形状で、他のゾーンは
斜辺部を直線で近似した断面形状の回折型レンズが得ら
れることになる。ここで、回折型レンズは、一般に中心
のゾーンのピッチが最も大きいので、この型を用いて製
造される回折型レンズは、上述したように、光束が通過
するゾーン数にかかわらず集光点での強度が高いものと
なる。また、当然の事ながら、ピッチが最も大きいゾー
ン以外のいつくかのゾーンについても、それらの断面形
状を位相シフト関数から導かれる断面形状にすれば、集
光点での強度を更に向上させることが可能となるが、こ
のようにすると型の製造上の負担も増加することにな
る。このようなことから、第1のゾーン群に含まれるゾ
ーン数は、最大でも全ゾーン数の半分以下とするのが望
ましい。By using such a mold, it is possible to obtain a diffractive lens having a cross-sectional shape in which only the center zone is derived from the phase shift function and a cross-sectional shape in which the other side is approximated by a straight line. Here, since the diffractive lens generally has the largest pitch of the center zone, the diffractive lens manufactured using this mold has a condensing point regardless of the number of zones through which the light beam passes, as described above. Is high in strength. Also, needless to say, in some zones other than the zone having the largest pitch, if their cross-sectional shapes are made to be cross-sectional shapes derived from the phase shift function, the intensity at the focal point can be further improved. This is possible, but this also increases the manufacturing burden of the mold. For this reason, it is desirable that the number of zones included in the first zone group is not more than half of the total number of zones at the maximum.
【0043】さらに、この発明に係る型の一実施形態に
おいては、上記の第1のゾーン群は、中心のゾーンのみ
を含むようにする。Further, in one embodiment of the mold according to the present invention, the first zone group includes only a central zone.
【0044】かかる型を用いれば、中心のゾーンのみが
位相シフト関数から導かれる断面形状で、他のゾーンは
斜辺部を直線で近似した断面形状の回折型レンズが得ら
れることになる。ここで、回折型レンズは、上述したよ
うに、一般に中心のゾーンのピッチが最も大きいので、
このようにピッチが最も大きい中心のゾーンのみが位相
シフト関数から導かれる断面形状となれば、実用上充分
な効果を得ることが可能となる。By using such a mold, it is possible to obtain a diffractive lens having a cross-sectional shape in which only the central zone is derived from the phase shift function and the other zones have cross-sectional shapes in which the oblique sides are approximated by straight lines. Here, the diffractive lens generally has the largest pitch of the center zone as described above,
If only the center zone having the largest pitch has a cross-sectional shape derived from the phase shift function, a practically sufficient effect can be obtained.
【0045】さらに、この発明に係る型の一実施形態に
おいては、上記のレリーフ面を、回折作用と屈折作用と
の両方を同時に行い得るように、回折作用をなす面に屈
折作用をなす面を重畳した形状に形成する。Further, in one embodiment of the mold according to the present invention, the above-mentioned relief surface is provided with a surface having a diffractive action so as to be able to perform both a diffractive action and a refracting action at the same time. It is formed in an overlapping shape.
【0046】すなわち、球面上に不等間隔格子パターン
を形成して、全体として必要なパワーを、屈折面である
球面と、回折面としての不等間隔格子パターンとで分担
するレリーフ型回折光学素子を製造する場合には、不等
間隔格子パターンが分担するパワーが小さくなり、各ゾ
ーンのピッチは大きくなる傾向にある。このように、ピ
ッチが大きくなると、ゾーンの斜辺部を直線で近似した
ことによる理想形状からのずれは大きくなるので、上述
したレリーフ型回折光学素子の場合と同様に、ピッチが
最も大きいゾーンの断面形状を理想的に形成すれば、そ
の効果は大きくなる。That is, a relief type diffractive optical element in which unequally spaced grating patterns are formed on a spherical surface, and the required power as a whole is shared between the spherical surface as a refraction surface and the unevenly spaced grating pattern as a diffraction surface. In the case of manufacturing, there is a tendency that the power shared by the unequally-spaced grid pattern becomes small and the pitch of each zone becomes large. As described above, when the pitch increases, the deviation from the ideal shape due to approximation of the hypotenuse portion of the zone with a straight line increases. Therefore, similarly to the above-described relief type diffractive optical element, the cross section of the zone having the largest pitch If the shape is ideally formed, the effect is increased.
【0047】請求項3記載の光学系によれば、該光学系
に含まれるレリーフ型回折光学素子は、そのピッチが最
も大きいゾーンの断面形状が、位相シフト関数から導か
れる形状となっており、光束が通過するゾーン数にかか
わらず集光点で高い強度が得られるので、光学系全体と
してのフレアの発生や解像度の低下を有効に防止するこ
とが可能となる。According to the optical system of the third aspect, in the relief type diffractive optical element included in the optical system, the sectional shape of the zone having the largest pitch is a shape derived from the phase shift function. Since a high intensity is obtained at the focal point regardless of the number of zones through which the light beam passes, it is possible to effectively prevent the occurrence of flare and a reduction in resolution of the entire optical system.
【0048】この発明に係る光学系の一実施形態では、
さらに、開口面積の可変な開口絞りを有する。In one embodiment of the optical system according to the present invention,
Further, it has an aperture stop having a variable aperture area.
【0049】このように開口絞りを設ければ、それによ
って光学系の明るさおよび焦点深度を制御することが可
能になると共に、この開口絞りの開口面積を小さくした
ことによって、レリーフ型回折光学素子の光束が通過す
るゾーン数が少なくなっても、上述したように集光点で
高い強度が得られるので、光学系全体としてのフレアの
発生や解像度の低下を有効に防止することが可能とな
る。By providing the aperture stop in this manner, it is possible to control the brightness and the depth of focus of the optical system, and to reduce the aperture area of the aperture stop, thereby providing a relief type diffractive optical element. Even if the number of zones through which the luminous flux passes decreases, high intensity can be obtained at the converging point as described above, so that it is possible to effectively prevent the occurrence of flare and a decrease in resolution of the entire optical system. .
【0050】さらに、この発明の一実施形態において
は、上述したレリーフ型回折光学素子を用いて内視鏡用
結像光学系を構成する。Further, in one embodiment of the present invention, an imaging optical system for an endoscope is constituted by using the above-mentioned relief type diffractive optical element.
【0051】例えば、医療用内視鏡においては、挿入部
の細径化に伴って、その先端部に設けられる結像光学系
の外径も小さくなっている。したがって、このような内
視鏡用結像光学系を、上述したレリーフ型回折光学素子
を用いて構成すれば、光束が通過するレリーフ型回折光
学素子のゾーン数が少ない場合でも、集光点で高い強度
が得られるので、フレアの発生や解像度の低下を有効に
防止することが可能となる。For example, in a medical endoscope, as the diameter of the insertion section is reduced, the outer diameter of the imaging optical system provided at the distal end is also reduced. Therefore, if such an endoscope imaging optical system is configured by using the above-described relief type diffractive optical element, even if the number of zones of the relief type diffractive optical element through which the light beam passes is small, the light is focused at the converging point. Since high strength is obtained, it is possible to effectively prevent the occurrence of flare and the reduction in resolution.
【0052】[0052]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。図1および図2は、この
発明の第1実施形態を説明するための図である。このレ
リーフ型回折光学素子1は、波長λの平行光束を焦点距
離fで集光する回折型レンズで、両面を平行に研磨した
平行平板形状の例えば光学ガラスの片面に、光軸に対し
て回転対称な同心円状の構造を有する不等間隔格子パタ
ーン2よりなるレリーフパターンを形成したレリーフ面
を有する。なお、図1も含め、レリーフ型回折光学素子
の図は概念図であって、実際の形状を正確に示している
訳ではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention. The relief type diffractive optical element 1 is a diffractive lens that converges a parallel light beam having a wavelength λ at a focal length f. It has a relief surface on which a relief pattern composed of unequally spaced lattice patterns 2 having a symmetrical concentric structure is formed. It should be noted that the drawings of the relief type diffractive optical element including FIG. 1 are conceptual diagrams, and do not accurately show the actual shape.
【0053】図2は、図1に示したレリーフ型回折光学
素子1の光軸付近の拡大図である。不等間隔格子パター
ン2は、1次回折光に対して回折効率が最適化されてお
り、そのときの各ゾーンの最大溝深さtg は、tg =λ
/(n−1)である。但し、nはレリーフ型回折光学素
子1の基板材料の波長λに対する屈折率である。図2に
おいて、実線はこの実施形態における断面形状5であ
り、破線は位相シフト関数から導かれる断面形状6であ
る。中心の1番目のゾーン7は、位相シフト関数から導
かれる断面形状6に形成されている。なお、図2では、
見やすくするために、位相シフト関数から導かれる断面
形状6を少しずらして図示しているが、中心ゾーン7に
おいては、断面形状5と位相シフト関数から導かれる断
面形状6とが一致している。その他のゾーンについて
は、斜辺部を1本の直線で近似した形状となっている。FIG. 2 is an enlarged view near the optical axis of the relief type diffractive optical element 1 shown in FIG. In the irregularly-spaced grating pattern 2, the diffraction efficiency is optimized for the first-order diffracted light, and the maximum groove depth t g of each zone at that time is t g = λ.
/ (N-1). Here, n is the refractive index for the wavelength λ of the substrate material of the relief type diffractive optical element 1. In FIG. 2, a solid line is a cross-sectional shape 5 in this embodiment, and a broken line is a cross-sectional shape 6 derived from a phase shift function. The first central zone 7 is formed in a cross-sectional shape 6 derived from the phase shift function. In FIG. 2,
Although the cross-sectional shape 6 derived from the phase shift function is slightly shifted for the sake of clarity, the cross-sectional shape 5 and the cross-sectional shape 6 derived from the phase shift function coincide in the central zone 7. The other zones have a shape in which the oblique side is approximated by one straight line.
【0054】回折型レンズは、一般に、中心のゾーンの
ピッチが最も大きくなる。したがって、この実施形態に
おけるように、ピッチが最も大きいゾーンのみを位相シ
フト関数から導かれる断面形状とすれば、上述したよう
に、簡単に製造できると共に、全てのゾーンの斜辺部を
直線で近似する場合よりも集光点での強度を高めること
ができる。特に、このような構造をとることにより、ゾ
ーン数が少ない場合、あるいは回折光学素子全体として
のゾーン数は多いが、光束が実際に通過するゾーン数が
少ない場合などにも、集光点での強度の大幅な低下を有
効に防止することができる。In a diffractive lens, the center zone generally has the largest pitch. Therefore, if only the zone having the largest pitch has a cross-sectional shape derived from the phase shift function as in this embodiment, as described above, it is easy to manufacture, and the hypotenuses of all the zones are approximated by straight lines. The intensity at the focal point can be increased as compared with the case. In particular, by adopting such a structure, even when the number of zones is small, or when the number of zones as a whole of the diffractive optical element is large, but the number of zones through which the light beam actually passes is small, the light beam at the light-converging point A significant decrease in strength can be effectively prevented.
【0055】なお、図1に示す実施形態では、レリーフ
型回折光学素子1の基板形状が平行平板の場合について
説明したが、例えば図3に示すように、平凸形状の基板
上の凸面側に不等間隔格子パターンを形成しても、同様
の効果を得ることができる。すなわち、球面上に不等間
隔格子パターンを有する回折型レンズの場合、回折型レ
ンズ全体として必要なパワーを、屈折面である球面と回
折面としての不等間隔格子パターンとで分担するように
設計すると、不等間隔格子パターンが分担するパワーが
小さくなって、各ゾーンのピッチが大きくなる傾向にあ
る。したがって、このような場合に、中心の1番目のゾ
ーンを理想的な形状に形成すれば、集光点での強度を高
めることができ、その効果は大きい。また、図1に示す
構成の不等間隔格子パターン2は、基板の片面だけでな
く、両面に形成する場合にも有効に適用することができ
る。In the embodiment shown in FIG. 1, the case where the substrate type of the relief type diffractive optical element 1 is a parallel plate has been described. For example, as shown in FIG. The same effect can be obtained even if a non-uniform grid pattern is formed. That is, in the case of a diffractive lens having a non-uniform lattice pattern on a spherical surface, the power required for the entire diffractive lens is designed to be shared between the spherical surface as the refracting surface and the non-uniform lattice pattern as the diffractive surface. Then, the power shared by the unequally-spaced lattice patterns tends to decrease, and the pitch of each zone tends to increase. Therefore, in such a case, if the first zone at the center is formed in an ideal shape, the intensity at the converging point can be increased, and the effect is large. In addition, the unequally-spaced lattice pattern 2 having the configuration shown in FIG. 1 can be effectively applied to a case where the lattice pattern 2 is formed not only on one side of the substrate but also on both sides.
【0056】さらに、位相シフト関数から導かれる断面
形状とするゾーンは、中心の1番目のゾーン7のみをで
なく、例えば中心から1番目と2番目ゾーンとすること
もできる。このように構成すれば、中心の1番目のゾー
ン7のみを理想的な形状に形成する場合に比べて、光学
的により性能を向上することができる。但し、実用的に
は、中心の1番目のゾーンのみを位相シフト関数から導
かれる形状に形成すれば、充分な効果が得られる。Further, the zones having the cross-sectional shape derived from the phase shift function can be not only the first zone 7 at the center but also, for example, the first and second zones from the center. With such a configuration, the performance can be optically improved as compared with the case where only the first central zone 7 is formed in an ideal shape. However, practically, if only the first zone at the center is formed into a shape derived from the phase shift function, a sufficient effect can be obtained.
【0057】また、図1では、不等間隔格子パターン2
を、1次回折光に対して最適化したが、その他の次数光
に対して最適化することもできる。この場合、最適化す
る回折次数をmとすると、 tg =mλ/(n−1) となる。In FIG. 1, the unequally-spaced grid pattern 2
Has been optimized for the first-order diffracted light, but may be optimized for other-order light. In this case, assuming that the diffraction order to be optimized is m, t g = mλ / (n−1).
【0058】さらに、上記の不等間隔格子パターン2の
構成は、透過型に限らず、反射型の場合にも同様に適用
することができる。但し、反射型の場合には、最大溝深
さt g は、 tg =mλ/2(m:反射回折次数) となる。Further, the above irregularly-spaced grid pattern 2
The configuration is not limited to the transmission type, but applies to the reflection type as well.
can do. However, in the case of the reflection type, the maximum groove depth
T gIs tg= Mλ / 2 (m: reflection diffraction order).
【0059】また、不等間隔格子パターン2は、同心円
状に限らず、シリンドリカルレンズに相当する直線パタ
ーンや、楕円パターンに形成することもできる。さら
に、レリーフ型回折光学素子1を構成する基板材料は、
光学ガラスに限らず、プラスチック、光学結晶、金属な
どを用いることもできる。The irregularly-spaced lattice pattern 2 is not limited to a concentric circle, but may be formed into a linear pattern corresponding to a cylindrical lens or an elliptical pattern. Further, the substrate material constituting the relief type diffractive optical element 1 is:
Not limited to optical glass, plastics, optical crystals, metals and the like can also be used.
【0060】図4は、この発明の第2実施形態を説明す
るための図である。この実施形態は、凸作用を有する回
折型レンズを製造するのに用いるレリーフ型回折光学素
子製造用の型10を示すものである。この型10は、例
えばWC(タングステンカーバイト)からなる平行平板
状の型材料の一方の面に、製造すべき回折型レンズの不
等間隔格子パターンを反転した形状の不等間隔格子パタ
ーン11を形成し、他方の面は平滑に研磨して構成す
る。不等間隔格子パターン11は同心円状で、その断面
は、製造すべき回折型レンズが1次回折光に対して最適
化された溝深さ、形状となるように形成する。FIG. 4 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. This embodiment shows a mold 10 for manufacturing a relief type diffractive optical element used for manufacturing a diffractive lens having a convex action. The mold 10 is provided with an unequally-spaced lattice pattern 11 having a shape obtained by inverting the unequally-spaced lattice pattern of a diffraction lens to be manufactured, on one surface of a parallel plate-shaped mold material made of, for example, WC (tungsten carbide). And the other surface is polished smoothly. The unequally-spaced lattice pattern 11 is concentric, and its cross section is formed so that the diffractive lens to be manufactured has a groove depth and shape optimized for primary diffracted light.
【0061】また、不等間隔格子パターン11の中心の
ゾーンは、製造すべき回折型レンズの位相シフト関数か
ら導かれる形状を反転した形状とし、他のゾーンは斜辺
部を直線で近似した形状を反転した形状とする。なお、
型10により加工される材料が、その加工工程で収縮す
る場合には、その収縮分を補正するように型10を形成
する。The zone at the center of the unequally spaced grating pattern 11 has a shape obtained by inverting the shape derived from the phase shift function of the diffractive lens to be manufactured, and the other zones have shapes obtained by approximating the oblique sides with straight lines. The shape is inverted. In addition,
When the material processed by the mold 10 contracts in the processing step, the mold 10 is formed so as to correct the contraction.
【0062】このレリーフ型回折光学素子製造用の型1
0によれば、ピッチが最も大きい中心のゾーンのみを位
相シフト関数から導かれる断面形状を反転した形状とし
ているので、簡単に製造することができる。また、この
レリーフ型回折光学素子製造用の型10を用いて回折型
レンズを製造すれば、中心のゾーンが位相シフト関数か
ら導かれる理想的な断面形状を有し、他のゾーンは斜辺
部が直線で近似された形状の回折型レンズを得ることが
できるので、第1実施形態で説明したと同様の良好な光
学特性を有する回折型レンズを製造することができる。The mold 1 for producing this relief type diffractive optical element
According to 0, only the center zone having the largest pitch has a shape obtained by inverting the cross-sectional shape derived from the phase shift function, so that it can be easily manufactured. When a diffractive lens is manufactured using the mold 10 for manufacturing a relief type diffractive optical element, the center zone has an ideal cross-sectional shape derived from the phase shift function, and the other zones have oblique sides. Since a diffractive lens having a shape approximated by a straight line can be obtained, a diffractive lens having good optical characteristics similar to that described in the first embodiment can be manufactured.
【0063】なお、レリーフ型回折光学素子製造用の型
10の材料は、上述したWCに限らず、他の型材料、例
えばSiC(シリコンカーバイド)やNiPなどを用い
ることもできる。特に、レリーフ型回折光学素子の材料
としてガラスを用いる場合には、型10の材料としてW
C、SiCを用いるのが好ましく、また、レリーフ型回
折光学素子の材料としてプラスチックを用いる場合に
は、型10の材料としてNiPを用いるのが好ましい。
また、上述したレリーフ型回折光学素子製造用の型は、
凸作用を有するレリーフ型回折光学素子の製造用に限ら
ず、凹作用を有するレリーフ型回折光学素子の製造用と
して構成することもできる。さらに、不等間隔格子パタ
ーン11は、同心円状に限らず、製造すべきレリーフ型
回折光学素子に応じて直線パターンや楕円パターンとす
ることができる。The material of the mold 10 for manufacturing the relief type diffractive optical element is not limited to the above-described WC, and other mold materials, for example, SiC (silicon carbide), NiP, and the like can be used. In particular, when glass is used as the material of the relief type diffractive optical element, W is used as the material of the mold 10.
It is preferable to use C and SiC, and when plastic is used as the material of the relief type diffractive optical element, it is preferable to use NiP as the material of the mold 10.
Also, the mold for manufacturing the relief type diffractive optical element described above is:
The present invention is not limited to the manufacture of a relief type diffractive optical element having a convex action, but may be configured for the manufacture of a relief type diffractive optical element having a concave action. Further, the irregularly-spaced lattice pattern 11 is not limited to a concentric shape, and may be a linear pattern or an elliptical pattern according to a relief type diffractive optical element to be manufactured.
【0064】また、図4では、平行平板状の基板上に不
等間隔格子パターン11を形成するようにしたが、例え
ば図5に示すように、球面上に不等間隔格子パターンを
形成しても、同様の効果を得ることができる。すなわ
ち、上述したように、球面上に不等間隔格子パターンを
有する回折型レンズの場合、回折型レンズ全体として必
要なパワーを、屈折面である球面と回折面としての不等
間隔格子パターンとて分担するように設計すると、不等
間隔格子パターンが分担するパワーが小さくなって、各
ゾーンのピッチは大きくなる傾向にある。したがって、
このような回折型レンズを製造する場合に、その型の中
心の1番目のゾーンを理想的な形状に形成すれば、得ら
れる回折型レンズの集光点での強度を高めることがで
き、その効果は大きい。In FIG. 4, the irregularly-spaced lattice pattern 11 is formed on a parallel plate-shaped substrate. However, as shown in FIG. 5, for example, as shown in FIG. Can obtain the same effect. That is, as described above, in the case of a diffractive lens having a non-uniform lattice pattern on a spherical surface, the power required for the entire diffractive lens is defined as a spherical surface which is a refraction surface and a non-uniform lattice pattern as a diffraction surface. If they are designed to share the power, the power shared by the unequally-spaced lattice patterns tends to be small, and the pitch of each zone tends to be large. Therefore,
When such a diffractive lens is manufactured, if the first zone at the center of the mold is formed in an ideal shape, the intensity of the obtained diffractive lens at the focal point can be increased. The effect is great.
【0065】図6は、この発明の第3実施形態を説明す
るための図で、レリーフ型回折光学素子を含むカメラの
ような撮像光学系を模式的に示したものである。この撮
像光学系は、絞り12、屈折レンズ13、レリーフ型回
折光学素子としての回折型レンズ14および像面15を
含む。回折型レンズ14は、絞り12側の面に不等間隔
格子パターンが形成されており、その断面形状は第1実
施形態で説明したように、中心の1番目のゾーンが位相
シフト関数から導かれる曲線形状となっており、他のゾ
ーンはその斜辺部を直線で近似した断面形状となってい
る。FIG. 6 is a view for explaining a third embodiment of the present invention, and schematically shows an imaging optical system such as a camera including a relief type diffractive optical element. The imaging optical system includes a stop 12, a refractive lens 13, a diffraction lens 14 as a relief type diffraction optical element, and an image plane 15. The diffractive lens 14 has a non-equidistant lattice pattern formed on the surface on the stop 12 side, and its cross-sectional shape is such that the first zone at the center is derived from the phase shift function as described in the first embodiment. The other zones have a curved shape, and the other zones have a cross-sectional shape in which the hypotenuse is approximated by a straight line.
【0066】かかる光学系において、図示しない物体か
ら入射する光量が増大し、それに応じて絞り12の径を
小さくすると、回折型レンズ14の光束が通過するゾー
ン数が減少する。この場合、回折型レンズとして、従来
例で説明したような全てのゾーンの斜辺部を直線で近似
した形状のものを用いると、ゾーン数の減少によって集
光点での強度が大幅に低下することになる。しかし、こ
の実施形態では、回折型レンズ14として、第1実施形
態で説明した構造のもの、すなわちピッチが最も大きい
ゾーンを位相シフト関数から導かれる形状としたものを
用いているので、光束が通過する回折格子のゾーン数が
減少しても、集光点での強度の大幅な低下を有効に防止
することができ、したがって撮像光学系における解像度
の低下を有効に防止することができる。In this optical system, when the amount of light incident from an object (not shown) increases and the diameter of the aperture 12 is reduced accordingly, the number of zones through which the light flux of the diffractive lens 14 passes decreases. In this case, if a diffractive lens having a shape in which the oblique sides of all the zones are approximated by a straight line as described in the conventional example is used, the intensity at the focal point is greatly reduced due to the decrease in the number of zones. become. However, in this embodiment, the diffractive lens 14 having the structure described in the first embodiment, that is, the one having the zone having the largest pitch formed into a shape derived from the phase shift function is used, Even if the number of zones of the diffraction grating decreases, it is possible to effectively prevent a significant decrease in intensity at the focal point, and thus to effectively prevent a decrease in resolution in the imaging optical system.
【0067】なお、図6では、屈折レンズ13と回折型
レンズ14とを組み合わせた光学系としたが、屈折レン
ズ13を用いないで光学系を構成することもできる。ま
た、絞り12を用いない光学系を構成することもでき
る。なお、絞り12を用いない場合には、回折型レンズ
14として、ゾーン数が少ない、例えば30本程度以下
とするのが、製造上および光学特性等の点で好ましい。
さらに、レリーフ型回折光学素子を含む光学系は、上述
した透過型に限らず、反射型に構成することもできる。Although FIG. 6 shows an optical system in which the refracting lens 13 and the diffractive lens 14 are combined, the optical system can be constructed without using the refracting lens 13. Further, an optical system that does not use the stop 12 can be configured. When the diaphragm 12 is not used, it is preferable that the number of zones is small, for example, about 30 or less, as the diffractive lens 14 in terms of manufacturing, optical characteristics, and the like.
Further, the optical system including the relief type diffractive optical element is not limited to the transmission type described above, but may be configured to be a reflection type.
【0068】図7は、この発明の第4実施形態を説明す
るための図で、内視鏡として直視型のいわゆる硬性鏡を
含む内視鏡装置の全体の構成を示すものである。この内
視鏡装置20は、挿入部22を有する内視鏡28、カメ
ラ24、モニタ25、ライトガイドケーブル26、およ
び光源装置27を有している。挿入部22の先端部21
には、結像光学系、照明光学系、リレー光学系などが配
置されている。また、内視鏡28の基部23には、図示
しない接眼光学系が配置され、その接眼光学系の後に、
撮像手段としてのカメラ24が取り付けられるようにな
っている。ここで、内視鏡28の基部23およびカメラ
24は、一体式または着脱式で構成されている。また、
カメラ24で撮像された被写体は、最終的にモニタ25
で内視鏡画像として観察者に観察可能に表示されるよう
になっている。FIG. 7 is a view for explaining a fourth embodiment of the present invention, and shows the entire configuration of an endoscope apparatus including a so-called rigid endoscope of a direct-view type as an endoscope. The endoscope device 20 includes an endoscope 28 having an insertion section 22, a camera 24, a monitor 25, a light guide cable 26, and a light source device 27. Tip 21 of insertion section 22
, An imaging optical system, an illumination optical system, a relay optical system, and the like are arranged. An eyepiece optical system (not shown) is arranged on the base 23 of the endoscope 28, and after the eyepiece optical system,
A camera 24 as an imaging unit is attached. Here, the base 23 and the camera 24 of the endoscope 28 are configured as an integral type or a detachable type. Also,
The subject imaged by the camera 24 is finally
Is displayed so as to be observable to an observer as an endoscope image.
【0069】この実施形態では、挿入部22の先端部2
1に配置される結像光学系をレリーフ型回折光学素子を
用いて構成する。すなわち、図8に断面図を示すよう
に、外筒31の端面に前方負レンズ32を設け、この前
方負レンズ32を経て入射した光線を、レリーフ型回折
光学素子33を経て像面34に結像させるようにする。
レリーフ型回折光学素子33は、前方負レンズ32側を
非球面とし、像面34側には、平面上に不等間隔格子パ
ターン35を、その中心のゾーンが位相シフト関数から
導かれる理想的な断面形状を有し、他のゾーンは斜辺部
を直線で近似した断面形状を有するように形成して構成
する。なお、照明光学系やリレー光学系は、公知の技術
により実現できるので、ここではその図示および説明を
省略してある。In this embodiment, the tip 2 of the insertion section 22
The imaging optical system arranged in 1 is configured using a relief type diffractive optical element. That is, as shown in the sectional view of FIG. 8, a front negative lens 32 is provided on the end surface of the outer cylinder 31, and a light beam incident through the front negative lens 32 is connected to an image plane 34 via a relief type diffractive optical element 33. Make it image.
The relief type diffractive optical element 33 has an aspheric surface on the front negative lens 32 side, an unequally-spaced lattice pattern 35 on a plane on the image plane 34 side, and an ideal center zone whose center zone is derived from a phase shift function. The other zones have a cross-sectional shape, and the other zones are formed so as to have a cross-sectional shape in which the hypotenuse portion is approximated by a straight line. Since the illumination optical system and the relay optical system can be realized by known techniques, their illustration and description are omitted here.
【0070】上記構成において、先端部21の外径は、
観察対象により異なるが、細い場合には数ミリ程度の場
合がある。このような場合、レリーフ型回折光学素子3
3の外径も必然的に小さなものとなり、全ゾーン数は数
十本以下となる場合もある。しかし、この実施形態にお
けるように、中心のゾーンが位相シフト関数から導かれ
る理想的な断面形状で、他のゾーンが斜辺部を直線で近
似した断面形状の不等間隔格子パターン35を有するレ
リーフ型回折光学素子33を用いて結像光学系を構成す
れば、レリーフ型回折光学素子33の全ゾーン数が少な
い場合でも、上述したように集光点での強度の低下を有
効に防止することができるので、良好な像を得ることが
できる。In the above configuration, the outer diameter of the tip portion 21 is
Although it depends on the observation target, it may be about several millimeters when it is thin. In such a case, the relief type diffractive optical element 3
The outer diameter of 3 is inevitably small, and the total number of zones may be several tens or less. However, as in this embodiment, a relief zone having a non-equidistant lattice pattern 35 in which the center zone has an ideal cross-sectional shape derived from the phase shift function and the other zones have a cross-sectional shape in which the hypotenuse portion is approximated by a straight line. If the imaging optical system is configured by using the diffractive optical element 33, even when the number of all zones of the relief type diffractive optical element 33 is small, it is possible to effectively prevent the decrease in intensity at the converging point as described above. As a result, a good image can be obtained.
【0071】なお、この実施形態において、レリーフ型
回折光学素子33は、不等間隔格子パターン35を平面
上に形成したものに限らず、球面上や他の曲面上に形成
したものを用いることもできる。また、この実施形態
は、直視型の硬性鏡に限らず、軟性鏡や斜視型の内視鏡
の結像光学系にも有効に適用することができる。In this embodiment, the relief type diffractive optical element 33 is not limited to the one in which the unequally spaced grating pattern 35 is formed on a plane, but may be the one formed on a spherical surface or another curved surface. it can. This embodiment can be effectively applied not only to a direct-view type rigid endoscope but also to an imaging optical system of a flexible endoscope or a perspective type endoscope.
【0072】付記項 1.請求項1記載のレリーフ型回折光学素子において、
前記第1のゾーン群は、位相シフト関数から導かれる断
面形状を有し、第2のゾーン群は、位相シフト関数から
導かれる断面形状の斜辺部を直線で近似した形状を有す
ることを特徴とするレリーフ型回折光学素子。 2.請求項1または付記項1記載のレリーフ型回折光学
素子において、該レリーフ型回折光学素子が回折型レン
ズで、前記第1のゾーン群に含まれるゾーンの数が全ゾ
ーン数の半分以下であることを特徴とするレリーフ型回
折光学素子。 3.請求項1、付記項1,2のいずれか一つに記載のレ
リーフ型回折光学素子において、前記第1のゾーン群
は、中心のゾーンのみを含むことを特徴とするレリーフ
型回折光学素子。 4.請求項1、付記項1〜3のいずれか一つに記載のレ
リーフ型回折光学素子において、前記レリーフ面を、回
折作用と屈折作用との両方を同時に行うように、回折作
用をなす面に屈折作用をなす面を重畳した形状としたこ
とを特徴とするレリーフ型回折光学素子。 5.請求項2記載のレリーフ型回折光学素子製造用の型
において、前記第1のゾーン群は、位相シフト関数から
導かれる断面形状を有し、第2のゾーン群は、位相シフ
ト関数から導かれる断面形状の斜辺部を直線で近似した
形状を有することを特徴とするレリーフ型回折光学素子
製造用の型。 6.請求項2または付記項5記載のレリーフ型回折光学
素子製造用の型において、該型が回折型レンズ製造用
で、前記第1のゾーン群に含まれるゾーンの数が全ゾー
ン数の半分以下であることを特徴とするレリーフ型回折
光学素子製造用の型。 7.請求項2、付記項5,6のいずれか一つに記載のレ
リーフ型回折光学素子製造用の型において、前記第1の
ゾーン群は、中心のゾーンのみを含むことを特徴とする
レリーフ型回折光学素子製造用の型。 8.請求項2、付記項5〜6のいずれか一つに記載のレ
リーフ型回折光学素子製造用の型において、前記レリー
フ面を、回折作用と屈折作用との両方を同時に行うよう
に、回折作用をなす面に屈折作用をなす面を重畳した形
状としたことを特徴とするレリーフ型回折光学素子製造
用の型。 9.付記項1〜4のいずれか一つに記載のレリーフ型回
折光学素子を含むことを特徴とする光学系。 10.請求項3または付記項9記載の光学系において、
さらに、開口面積が可変の開口絞りを有することを特徴
とする光学系。 11.請求項1、付記項1〜4のいずれか一つに記載の
レリーフ型回折光学素子を含むことを特徴とする内視鏡
用結像光学系。Additional Items 1. The relief type diffractive optical element according to claim 1,
The first zone group has a cross-sectional shape derived from a phase shift function, and the second zone group has a shape in which a hypotenuse portion of the cross-sectional shape derived from the phase shift function is approximated by a straight line. Relief type diffractive optical element. 2. 2. The relief type diffractive optical element according to claim 1, wherein the relief type diffractive optical element is a diffractive lens, and the number of zones included in the first zone group is equal to or less than half of the total number of zones. A relief type diffractive optical element characterized by the following. 3. The relief type diffractive optical element according to claim 1, wherein the first zone group includes only a central zone. 4. The relief type diffractive optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the relief surface is refracted to a surface having a diffractive action so as to perform both a diffractive action and a refraction action at the same time. A relief type diffractive optical element characterized in that surfaces having functions are superposed. 5. 3. A mold for manufacturing a relief type diffractive optical element according to claim 2, wherein said first zone group has a sectional shape derived from a phase shift function, and said second zone group has a sectional shape derived from a phase shift function. A mold for manufacturing a relief-type diffractive optical element, wherein the mold has a shape in which a hypotenuse portion of the shape is approximated by a straight line. 6. The mold for manufacturing a relief type diffractive optical element according to claim 2 or 5, wherein the number of zones included in the first zone group is equal to or less than half of the total number of zones. A mold for manufacturing a relief type diffractive optical element, characterized in that it is provided. 7. The relief type diffractive optical element according to any one of claims 2 and 5, wherein the first zone group includes only a central zone. Mold for manufacturing optical elements. 8. The mold for manufacturing a relief-type diffractive optical element according to any one of claims 2 and 5 to 6, wherein the relief surface has a diffractive action so as to simultaneously perform both a diffractive action and a refraction action. A mold for manufacturing a relief-type diffractive optical element, characterized in that a surface having a refracting action is superimposed on a surface to be formed. 9. An optical system comprising the relief type diffractive optical element according to any one of additional items 1 to 4. 10. In the optical system according to claim 3 or claim 9,
An optical system having an aperture stop with a variable aperture area. 11. An imaging optical system for an endoscope, comprising the relief type diffractive optical element according to claim 1.
【0073】[0073]
【発明の効果】請求項1記載のレリーフ型回折光学素子
によれば、不等間隔格子パターンを、ピッチが最も大き
いゾーンを含み、1つのゾーン内のレリーフ面の傾き角
が異なる箇所を有する傾斜した断面形状を示す第1のゾ
ーン群と、1つのゾーン内のレリーフ面の傾き角が一定
に傾斜した直線の断面形状を示す第2のゾーン群とを有
して構成したので、集光点での強度が高く、かつ容易に
製造できる。According to the relief type diffractive optical element of the first aspect, the unequally-spaced grating pattern includes a zone having the largest pitch and a slope having a portion where the tilt angle of the relief surface in one zone is different. And the second zone group having a straight cross-sectional shape in which the inclination angle of the relief surface in one zone is inclined at a constant angle. High strength and can be easily manufactured.
【0074】請求項2記載のレリーフ型回折光学素子製
造用の型によれば、不等間隔格子パターンを、ピッチが
最も大きいゾーンを含み、1つのゾーン内のレリーフ面
の傾き角が異なる箇所を有する傾斜した断面形状を示す
第1のゾーン群と、1つのゾーン内のレリーフ面の傾き
角が一定に傾斜した直線の断面形状を示す第2のゾーン
群とを有して構成したので、型自体を容易に製作できる
と共に、これを用いて製造されるレリーフ型回折光学素
子として、その表面の面荒れを小さくでき、したがって
入射光の散乱を有効に防止して光の利用効率を向上でき
ると共に、散乱による光学性能の低下を有効に防止で
き、しかも集光点での強度を高くすることができる。According to the mold for manufacturing a relief type diffractive optical element according to the second aspect, the unevenly-spaced grating pattern includes a zone having the largest pitch and a portion having a different inclination angle of a relief surface in one zone. Since the first zone group having the inclined cross-sectional shape and the second zone group having the straight cross-sectional shape in which the inclination angle of the relief surface in one zone is inclined at a constant level, the mold is formed. In addition to being able to easily manufacture itself, as a relief type diffractive optical element manufactured using the same, it is possible to reduce the surface roughness of the surface, thereby effectively preventing scattering of incident light and improving light use efficiency. In addition, it is possible to effectively prevent the optical performance from deteriorating due to scattering, and to increase the intensity at the focal point.
【0075】請求項3記載の光学系によれば、請求項1
記載のレリーフ型回折光学素子を用いているので、レリ
ーフ型回折光学素子の少数のゾーンしか光束が通過しな
い場合の集光点での強度の低下を減少でき、したがって
解像度の低下を有効に防止できる。According to the optical system of the third aspect, the first aspect.
Since the relief type diffractive optical element described is used, a decrease in intensity at a focal point when a light beam passes through only a small number of zones of the relief type diffractive optical element can be reduced, and thus a decrease in resolution can be effectively prevented. .
【図1】この発明の第1実施形態を説明するための図で
ある。FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
【図3】第1実施形態の変形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the first embodiment.
【図4】この発明の第2実施形態を説明するための図で
ある。FIG. 4 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
【図5】第2実施形態の変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the second embodiment.
【図6】この発明の第3実施形態を説明するための図で
ある。FIG. 6 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
【図7】同じく、第4実施形態を説明するための図であ
る。FIG. 7 is a diagram for explaining a fourth embodiment.
【図8】図7に示す挿入部の先端部の要部の構成を示す
図である。8 is a diagram showing a configuration of a main part of a distal end portion of the insertion section shown in FIG.
【図9】平行光束を回折型レンズにより一点に集光する
場合の回折面の位相シフト関数を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a phase shift function of a diffraction surface when a parallel light beam is condensed at one point by a diffraction lens.
【図10】位相シフト関数から導かれるレリーフ構造の
回折型レンズにおける半径とレリーフ構造の高さとの関
係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the radius of the relief type diffractive lens derived from the phase shift function and the height of the relief structure.
【図11】従来のレリーフ型回折光学素子を説明するた
めの図である。FIG. 11 is a view for explaining a conventional relief type diffractive optical element.
【図12】従来のレリーフ型回折光学素子におけるゾー
ン数に対する集光点での強度比を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an intensity ratio at a light-converging point with respect to the number of zones in a conventional relief-type diffractive optical element.
【図13】この発明に係るレリーフ型回折光学素子にお
けるゾーン数に対する集光点での強度比を示す図であ
る。FIG. 13 is a diagram showing an intensity ratio at a light converging point with respect to the number of zones in the relief type diffractive optical element according to the present invention.
1 レリーフ型回折光学素子 2 不等間隔格子パターン 3,5 回折格子の断面形状 4,6 位相シフト関数から導かれる断面形状 7 中心の1番目のゾーン 10 レリーフ型回折光学素子製造用の型 11 不等間隔格子パターン 12 絞り 13 屈折レンズ 14 回折型レンズ 15 像面 20 内視鏡装置 21 先端部 22 挿入部 23 基部 24 カメラ 25 モニタ 26 ライトガイドケーブル 27 光源装置 28 内視鏡 31 外筒 32 前方負レンズ 33 レリーフ型回折光学素子 34 像面 35 不等間隔格子パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Relief type diffractive optical element 2 Irregularly-spaced grating pattern 3,5 Cross-sectional shape of diffraction grating 4,6 Cross-sectional shape derived from phase shift function 7 First zone at center 10 Mold for manufacturing relief-type diffractive optical element 11 Equally spaced grating pattern 12 Aperture 13 Refractive lens 14 Diffractive lens 15 Image plane 20 Endoscope device 21 Tip 22 Insertion unit 23 Base 24 Camera 25 Monitor 26 Light guide cable 27 Light source device 28 Endoscope 31 Outer cylinder 32 Forward negative Lens 33 Relief type diffractive optical element 34 Image plane 35 Irregularly spaced grating pattern
Claims (3)
型回折光学素子において、 1つのゾーン内のレリーフ面の傾き角が異なる箇所を有
する傾斜した断面を示す第1のゾーン群と、1つのゾー
ン内のレリーフ面の傾き角が一定に傾斜した直線の断面
を示す第2のゾーン群とを有し、ピッチが最も大きいゾ
ーンが前記第1のゾーン群に含まれる断面形状を有する
ことを特徴とするレリーフ型回折光学素子。1. A relief type diffractive optical element having unequally spaced grating patterns, wherein: a first zone group showing an inclined cross section having a portion where a tilt angle of a relief surface in one zone is different; And a second zone group showing a linear cross section in which the inclination angle of the relief surface is constant. The zone having the largest pitch has a cross-sectional shape included in the first zone group. Relief type diffractive optical element.
型回折光学素子製造用の型において、 1つのゾーン内のレリーフ面の傾き角が異なる箇所を有
する傾斜した断面を示す第1のゾーン群と、1つのゾー
ン内のレリーフ面の傾き角が一定に傾斜した直線の断面
を示す第2のゾーン群とを有し、ピッチが最も大きいゾ
ーンが前記第1のゾーン群に含まれる断面形状を有する
ことを特徴とするレリーフ型回折光学素子製造用の型。2. A mold for manufacturing a relief type diffractive optical element having a non-uniform lattice pattern, comprising: a first zone group showing an inclined cross section having a portion where a tilt angle of a relief surface in one zone is different; A second zone group showing a linear cross section in which the inclination angle of the relief surface in one zone is inclined at a constant angle, and a zone having the largest pitch has a cross-sectional shape included in the first zone group. A mold for manufacturing a relief type diffractive optical element, characterized by comprising:
を含むことを特徴とする光学系。3. An optical system comprising the relief type diffractive optical element according to claim 1.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4778297A JPH10239508A (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Relief type diffraction optical element, optical system using it, and die for manufacturing relief type diffraction optical element |
US09/032,954 US6839174B1 (en) | 1997-03-03 | 1998-03-02 | Relief type diffraction optical element, optical system comprising the same and mold for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4778297A JPH10239508A (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Relief type diffraction optical element, optical system using it, and die for manufacturing relief type diffraction optical element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10239508A true JPH10239508A (en) | 1998-09-11 |
Family
ID=12784952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4778297A Withdrawn JPH10239508A (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Relief type diffraction optical element, optical system using it, and die for manufacturing relief type diffraction optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10239508A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6522464B2 (en) | 2000-03-15 | 2003-02-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Diffraction optical element, optical system and optical device |
US7715105B2 (en) * | 2003-09-10 | 2010-05-11 | Precision Optics Corporation | Acylindrical optical device |
JP2012194553A (en) * | 2011-03-01 | 2012-10-11 | Panasonic Corp | Condenser lens and multi-division lens |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP4778297A patent/JPH10239508A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6522464B2 (en) | 2000-03-15 | 2003-02-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Diffraction optical element, optical system and optical device |
US7715105B2 (en) * | 2003-09-10 | 2010-05-11 | Precision Optics Corporation | Acylindrical optical device |
JP2012194553A (en) * | 2011-03-01 | 2012-10-11 | Panasonic Corp | Condenser lens and multi-division lens |
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