(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられ、前記ベース基板とは反対側の表面に、光学有効面と段差壁面とを有する段差形状部が連続して複数個形成された樹脂層と、を備え、
前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面の表面には、接触して酸化アルミニウム層が形成されており、
前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面の表面には、接触してアルミニウム層が形成されており、
前記段差壁面に設けられた前記アルミニウム層の膜厚が５０（ｎｍ）以上１（μｍ）以下であることを特徴とする透過型の回折光学素子。
【請求項２】
前記アルミニウム層は、膜密度が２．０（ｇ／ｃｍ３）以上２．７（ｇ／ｃｍ３）以下であり、
前記酸化アルミニウム層は、膜密度が０．４（ｇ／ｃｍ３）以上１．０（ｇ／ｃｍ３）以下、膜厚が５（ｎｍ）以上３０（ｎｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記載の透過型の回折光学素子。
【請求項３】
第１のベース基板と、
前記第１のベース基板上に設けられ、前記第１のベース基板とは反対側の面に、光学有効面と段差壁面とを有する段差形状部が連続して複数個形成された第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層の前記第１のベース基板とは反対側の面上に設けられた第２の樹脂層と、
前記第２の樹脂層の前記第１の樹脂層とは反対側の面上に設けられた第２のベース基板と、を備え、
前記第１の樹脂層の前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面の表面には、接触して酸化アルミニウム層が形成されており、
前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面の表面には、接触してアルミニウム層が形成されており、
前記段差壁面に設けられた前記アルミニウム層の膜厚が５０（ｎｍ）以上１（μｍ）以下であることを特徴とする透過型の積層型回折光学素子。
【請求項４】
前記アルミニウム層は、膜密度が２．０（ｇ／ｃｍ３）以上２．７（ｇ／ｃｍ３）以下であり、
前記酸化アルミニウム層は、膜密度が０．４（ｇ／ｃｍ３）以上１．０（ｇ／ｃｍ３）以下、膜厚が５（ｎｍ）以上３０（ｎｍ）以下であることを特徴とする請求項３に記載の透過型の積層型回折光学素子。
【請求項５】
ベース基板に、光学有効面と段差壁面とを有する回折格子形状の段差形状部が連続して複数個形成された樹脂層を形成する工程と、
前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面に対しては６０°〜１２０°でアルミニウム粒子が入射するように、前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面に対しては０°〜３０°又は１５０°〜１８０°でアルミニウム粒子が入射するようにアルミニウム層を成膜する工程と、
前記光学有効面に６０°〜１２０°となる方向から酸素イオンを衝突させて前記アルミニウム層の酸化処理を行うことで、前記光学有効面のアルミニウム層を酸化アルミニウム層に変化させる工程と、を有することを特徴とする透過型の回折光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記アルミニウム層を成膜する工程では、前記段差壁面に前記光学有効面よりも厚くアルミニウム層を成膜することを特徴とする請求項５に記載の透過型の回折光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記アルミニウム層を成膜する工程では、前記段差壁面に前記光学有効面よりも高膜密度で厚いアルミニウム層を成膜することを特徴とする請求項５に記載の透過型の回折光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記光学有効面のアルミニウム層を酸化アルミニウム層に変化させる工程では、前記光学有効面のアルミニウム膜を前記段差壁面のアルミニウム膜よりも速い酸化速度で酸化させることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の透過型の回折光学素子の製造方法。
【請求項９】
第１のベース基板に、該第１のベース基板とは反対側の面に光学有効面と段差壁面とを有する回折格子形状の段差形状部が連続して複数個形成された第１の樹脂層を形成する工程と、
前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面に対しては６０°〜１２０°でアルミニウム粒子が入射するように、前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面に対しては０°〜３０°又は１５０°〜１８０°でアルミニウム粒子が入射するようにアルミニウム層を成膜する工程と、
前記光学有効面に６０°〜１２０°となる方向から酸素イオンを衝突させて前記アルミニウム層の酸化処理を行うことで、前記光学有効面のアルミニウム層を酸化アルミニウム層に変化させる工程と、
前記第１の樹脂層の前記第１のベース基板とは反対側の面上に、第２の樹脂層を形成する工程と、
前記第２の樹脂層の前記第１の樹脂層とは反対側の面上に第２のベース基板を形成する工程と、を有することを特徴とする透過型の積層型回折光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム層を成膜する工程では、前記段差壁面に前記光学有効面よりも厚くアルミニウム層を成膜することを特徴とする請求項９に記載の透過型の積層型回折光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記アルミニウム層を成膜する工程では、前記段差壁面に前記光学有効面よりも高膜密度で厚いアルミニウム層を成膜することを特徴とする請求項９に記載の透過型の積層型回折光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記光学有効面のアルミニウム層を酸化アルミニウム層に変化させる工程では、前記光学有効面のアルミニウム膜を前記段差壁面のアルミニウム膜よりも速い酸化速度で酸化させることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の透過型の積層型回折光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラやビデオ等の光学機器に使用される透過型の回折光学素子、透過型の積層型回折光学素子およびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回折格子に代表される回折光学素子は、たとえば同心円状に配置された複数の段差形状部から成っており、各段差形状部は、入射した光を所望の位置に結像させる光学有効面と、光学素子としては作用していない段差壁面と、を有している。この段差壁面に光が入射すると、所望の結像位置からずれた位置に到達し、フレアとなる場合がある。フレアが多いと画質を大きく低下させてしまう。フレアを抑制するには、段差壁面に遮光層を形成する方法が有効であり、種々の方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、光学有効面にのみ補助膜を形成した後、格子全面に遮光材料を成膜し、リフトオフ法を用いることによって、補助膜の形成されていない段差壁面にのみ遮光層を残存させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、段差部にレジストを形成する方法の１工程として、段差壁面にのみ反射防止膜を形成する方法が提案されている。具体的には、基板全面に反射防止材料を均一に成膜した後、反応性イオンエッチングで基板全面をエッチバックすることにより、段差壁面のみに反射防止膜を残存させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１３６７０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５１２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術では、段差壁面に遮光層を形成することは可能であるが、以下のような問題点があった。特許文献１に開示されたものは、指向性の強い蒸着法で、しかも成膜角度を最適化することにより、光学有効面にのみ補助膜を成膜させるよう工夫しているが、実際は段差壁面への回り込みを抑えることはできない。段差壁面に成膜された補助膜は、光学有効面に成膜された補助膜と比較して低密度のものとなる。その状態で遮光材料を光学素子全体に成膜すると、段差壁面の遮光膜は下地に倣って低密度なものとなってしまう。段差壁面に形成される低密度膜の状態は、段差壁面と格子斜面の成す角によって大きく変化する。成す角が８０度程度の場合には、低密度膜の膜密度は高密度膜の１／４〜１／３程度になってしまう。さらに、リフトオフ処理を施すと、段差壁面では、本来残存させたい遮光層が部分的に剥離してしまうなどの課題が発生していた。遮光膜の密度が低いと、膜としての遮光能力が低下し、フレア抑制に対して十分な効果が得られない。
【０００７】
さらに、別の課題としては、段差壁面で遮光層の未塗布領域を作ってしまうというものがある。これは、補助膜が光学有効面の全域に成膜された状態で遮光材料を積層させているために、段差壁面下端部で遮光材料が成膜されないことに起因している。段差壁面で遮光層の未塗布領域が発生すると、その領域ではフレアの抑制が行えず、全体としてフレア抑制に対して十分な効果が得られない。
【０００８】
特許文献２では、酸素ＲＩＥによる異方性エッチングを行って、平坦部分の膜のみを除去しようとしているが、全面で密度、厚みの均一な膜を成膜しているので、平坦部分と段差壁面とでエッチングレートのコントラストが十分に得られない。結果的に平坦部をエッチングする際に、段差壁面もエッチングが進行し、段差壁面の膜は低密度膜になってしまい、膜に所望している機能が十分に得られない。回折格子の場合での具体的な問題としては、遮光性能が不足し、フレア抑制に対して十分な効果が得られない。逆に、段差壁面の膜に十分な遮光性能が得られる状態でエッチングを停止すると、光学有効面にも膜が残り、透過率低下などの問題を引き起こす。
【０００９】
さらに、被エッチング材料が有機膜であれば、異方性エッチングに重要な壁面保護膜の形成が容易になされるが、無機材料の場合は、エッチングレートが遅いために壁面保護膜の形成が少ない。このため、無機材料をエッチングする際は、有機材料の時よりもエッチングレートコントラストが取れないという問題もある。
【００１０】
本発明は、回折光学素子の光学有効面の光学特性を低下させることなく、段差壁面に遮光能力の高い遮光層を形成することのできる透過型の回折光学素子、透過型の積層型回折光学素子およびそれらの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の透過型の回折光学素子は、ベース基板と、前記ベース基板上に設けられ、前記ベース基板とは反対側の表面に、光学有効面と段差壁面とを有する段差形状部が連続して複数個形成された樹脂層と、を備え、前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面の表面には、接触して酸化アルミニウム層が形成されており、前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面の表面には、接触してアルミニウム層が形成されており、前記段差壁面に設けられた前記アルミニウム層の膜厚が５０（ｎｍ）以上１（μｍ）以下であることを特徴とする。
本発明の透過型の積層型回折光学素子は、第１のベース基板と、前記第１のベース基板上に設けられ、前記第１のベース基板とは反対側の面に、光学有効面と段差壁面とを有する段差形状部が連続して複数個形成された第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層の前記第１のベース基板とは反対側の面上に設けられた第２の樹脂層と、前記第２の樹脂層の前記第１の樹脂層とは反対側の面上に設けられた第２のベース基板と、を備え、前記第１の樹脂層の前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面の表面には、接触して酸化アルミニウム層が形成されており、前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面の表面には、接触してアルミニウム層が形成されており、前記段差壁面に設けられた前記アルミニウム層の膜厚が５０（ｎｍ）以上１（μｍ）以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の透過型の回折光学素子の製造方法は、ベース基板に、光学有効面と段差壁面とを有する回折格子形状の段差形状部が連続して複数個形成された樹脂層を形成する工程と、前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面に対しては６０°〜１２０°でアルミニウム粒子が入射するように、前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面に対しては０°〜３０°又は１５０°〜１８０°でアルミニウム粒子が入射するようにアルミニウム層を成膜する工程と、前記光学有効面に６０°〜１２０°となる方向から酸素イオンを衝突させて前記アルミニウム層の酸化処理を行うことで、前記光学有効面のアルミニウム層を酸化アルミニウム層に変化させる工程と、を有することを特徴とする。
本発明の透過型の積層型回折光学素子の製造方法は、第１のベース基板に、該第１のベース基板とは反対側の面に光学有効面と段差壁面とを有する回折格子形状の段差形状部が連続して複数個形成された第１の樹脂層を形成する工程と、前記複数の段差形状部のそれぞれの段差壁面に対しては６０°〜１２０°でアルミニウム粒子が入射するように、前記複数の段差形状部のそれぞれの光学有効面に対しては０°〜３０°又は１５０°〜１８０°でアルミニウム粒子が入射するようにアルミニウム層を成膜する工程と、前記光学有効面に６０°〜１２０°となる方向から酸素イオンを衝突させて前記アルミニウム層の酸化処理を行うことで、前記光学有効面のアルミニウム層を酸化アルミニウム層に変化させる工程と、前記第１の樹脂層の前記第１のベース基板とは反対側の面上に、第２の樹脂層を形成する工程と、前記第２の樹脂層の前記第１の樹脂層とは反対側の面上に第２のベース基板を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
光学有効面にはＡｌ層の酸化によるＡｌ２Ｏ３層を形成し、段差壁面にはＡｌ層を残すことで、光学有効面での光学特性を低下させることなく、段差壁面の遮光性を確保し、フレアを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による回折光学素子を示すもので、（ａ）はその構成を示す模式図、（ｂ）は（ａ）の一部分を拡大して示す図である。
【図２】図１の回折光学素子の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の第２実施形態による積層型回折光学素子に係るもので、（ａ）はその構成を示す模式図、（ｂ）はＡｌの成膜工程を説明する図である。
【図４】図３の積層型回折光学素子の製造方法を示す工程図である。
【図５】図３の積層型回折光学素子の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態による回折光学素子２００を示すもので、ベース基板１上に、光硬化型樹脂で成形された樹脂層としての回折格子（ブレーズド回折格子）２が形成されている。回折格子２には、ベース基板１とは反対側の表面に段差形状部２０１が連続して複数個形成されている。各段差形状部２０１は段差壁面２０３と光学有効面２０４を有している。ベース基板１およびその上に成形された回折格子２の材質は、光学特性、耐久性、信頼性を満足するものであれば、ガラス、樹脂の何れでも構わない。また、複数の段差形状部を有する回折格子２の形状は、代表例としてブレーズド型を挙げたが、それ以外でも光学特性を満足するものであればよい。
【００１６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部分を拡大したものであり、ベース基板上の回折格子２の複数の段差形状部２０１のそれぞれの段差壁面２０３に形成されたＡｌ層３は、高密度膜で、不要光を吸収するに十分な膜厚に形成されている。通常、膜密度は２．０（ｇ／ｃｍ３）以上２．７（ｇ／ｃｍ３）以下、膜厚５０（ｎｍ）以上１（μｍ）以下であれば、好適に使用される条件となる。Ａｌ層３の膜密度が２．０（ｇ／ｃｍ３）よりも小さいと、不要光に対して十分な遮光性が得られない。一方、高密度側では特に問題が無いので、大気圧下でのＡｌの最大密度である２．７（ｇ／ｃｍ３）までは好適に使用される。またＡｌ層３の膜厚は５０（ｎｍ）よりも小さいと、不要光に対して十分な遮光性が得られず、１（μｍ）よりも大きいと光透過面に対する遮光層の影響が大きくなり、回折効率が低下してしまう。
【００１７】
なお、Ａｌ層３は、段差壁面２０３と光学有効面２０４の成す角度によっては、反射材料として機能させる場合もある。この場合は、不要光を有効画素外（境筒など）で結像させることによって、フレアを抑制するものである。
【００１８】
一方、光学有効面２０４に形成されたＡｌ２Ｏ３層４は低密度の薄膜であるが、可視光領域で散乱を起こすことはなく、光学的に透明である。通常、Ａｌ２Ｏ３層４の膜密度は０．４（ｇ／ｃｍ３）以上１．０（ｇ／ｃｍ３）以下、膜厚は５（ｎｍ）以上３０（ｎｍ）以下であれば、好適に使用される条件となる。Ａｌ２Ｏ３層４の膜密度が０．４（ｇ／ｃｍ３）よりも小さい場合は酸化処理前のＡｌ密度も小さい為、酸化処理の際に下地の樹脂がダメージを受けてしまい光学性能が低下する。１．０（ｇ／ｃｍ３）より大きいと、Ａｌの酸化が表面数ｎｍで終了してしまい酸化されなかったＡｌが光学性能を低下させる。膜厚も同様で５（ｎｍ）よりも小さい場合は下地の樹脂にダメージを与え、３０（ｎｍ）よりも大きいと酸化されないＡｌが残ってしまう。
【００１９】
次に、図１に示した回折光学素子の、Ａｌ層３およびＡｌ２Ｏ３層４の製造方法について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、回折格子２の全面にＡｌ層を成膜する工程を示す。成膜は、段差壁面に対しては正対入射し、光学有効面では斜方入射となるように行う。本発明では、最終的な回折光学素子の段階では、段差部に遮光能を備えたＡｌ層、光学有効面に光学的に透明なＡｌ２Ｏ３層が形成されていることが必要である。その為には、段差壁面には高密度で厚い膜を形成し、光学有効面には低密度で薄い膜を形成する必要がある。これは、段差壁面の膜は遮光目的なので高密度膜が要求され、一方、光学有効面は後工程で酸化処理を行った際に、この面を優先的に酸化させる必要があるので、低密度膜にして酸化反応速度を向上させておく為である。これを実現する方法として、成膜角度による密度調整を行っており、正対入射では、高密度膜の成膜、斜方入射では低密度膜の成膜を目的としている。高膜密度膜は遮光性の観点から膜密度が２．０（ｇ／ｃｍ３）以上で膜厚５０（ｎｍ）以上、低密度膜は十分な酸化反応速度コントラスを得る為に膜密度が１．０（ｇ／ｃｍ３）以下であれば、本案の最適な構成となる。本案における正対入射と斜方入射は、上記を満足するものであり、概ね正対入射は成膜面に対して６０〜１２０°、斜入射は成膜面に対して０〜３０°（１５０〜１８０°）の範囲で定義している。なお、本案では低密度のＡｌ膜は酸化させてしまうことが有効であるため、酸化方法にもよるが３０（ｎｍ）以下であることが望ましい。Ａｌは一旦表面に酸化膜を形成すると、それが保護膜となるので、成膜と酸化は真空一貫プロセスで行うのが望ましい。
【００２０】
上記を満足させるには、成膜粒子５の直進性が高い成膜方法で回り込みを少なくするような成膜が必要となる。具体的には、蒸着法が挙げられるが、コリメーターによって粒子飛散方向を調整するコリメーションスパッタでも目的は達成される。図２（ａ）では、マスク６とコリメーター７を用いた蒸着法で成膜している。蒸着源８から放射状に飛散したＡｌの成膜粒子５をコリメーター７で角度制限を行うことによって、成膜されるＡｌ粒子の入射角度（α）を規定している。この角度は、回折格子２の形状に合わせて調整することができる。コリメーター７で制限された角度で飛散してきたＡｌ粒子は、成膜位置制御用のマスク６を通って素子に到達する。マスク６は、素子の半面にのみ成膜がなされるようにパターニングされている。一般に回折光学素子は、同心円状に配置された複数の段差形状部で構成されている場合が多い。その場合に、半面をマスクして成膜を行わないと、中心線を境にして片側ではＡｌ粒子の入射方向が段差壁面に対して正対方向となる一方、反対側は光学有効面に対して正対方向となってしまうためである。なお、素子全体に対して、同一条件で成膜を行うためには、図２（ａ）で示したように、素子を中心軸で回転させながら、成膜すればよい。
【００２１】
上述のようにして成膜したＡｌは、図２（ｂ）に示すように、段差壁面では未成膜領域が無く高密度Ａｌ膜１０を形成し、光学有効面では低密度Ａｌ膜９となる。次いで、素子全体の酸化処理を行う。図２（ｃ）に示すように、光学有効面に対して正対入射となる方向から異方性を有する酸素ＲＩＥによる酸化処理を行う。なお、均一酸化の方法を選択することも可能である。上述の成膜プロセスで、段差壁面と光学有効面では膜の密度と膜厚にコントラストが生じているので、酸化速度は光学有効面の低密度Ａｌ膜９の方が早い。このために、酸化方法で異方性を付けないプロセスを選択することも可能となる。また、異方性を有する方法で酸化を行い、さらにはＡｌ成膜の時と同様にコリメーターと成膜位置制御のマスクを併用することで、より一層のコントラストをつけることは可能である。
【００２２】
酸化処理を行うことにより、光学有効面に成膜された低密度Ａｌ膜９は、即座にＡｌ２Ｏ３へと変化して、可視光領域で透明化する。一方、段差壁面の高密度Ａｌ膜１０は、密度が高いために酸化反応が表層で停止する。その結果、図２（ｄ）に示すように、段差壁面に遮光性の高いＡｌ層３を形成し、光学有効面には光学特性を低下させることのないＡｌ２Ｏ３層４を形成することができる。
【００２３】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る回折光学素子について説明する。上記第１実施形態では、ベース基板に樹脂からなる単層の回折格子が形成された回折光学素子について説明したが、本第２実施形態では、２つのベース基板の間に複数層の回折格子が形成された積層型回折光学素子について説明する。
【００２４】
図３（ａ）は、本発明の第２実施形態による積層型回折光学素子を示す断面図である。図１の場合とはベース基板の形状が異なっているが、回折光学素子はその設計によって、ベース基板、格子の向きがそれぞれ多様な形状を有する。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、積層型回折光光学素子３００は、凸形状の第１のベース基板１１と、凹形状の第２のベース基板１４と、を備えている。ベース基板１１、１４は何れも、ホウ素とシリコンを含有した光学ガラス（（株）オハラ製Ｓ−ＢＳＬ７）レンズである。また、ベース基板１１、１４の大きさはそれぞれφ５８（ｍｍ）、φ６１（ｍｍ）であり、厚さはともに１０．９（ｍｍ）である。第１、第２のベース基板１１、１４の間には、第１のベース基板１１側から、第１の樹脂層１２と第２の樹脂層１３とが形成されている。具体的に説明すると、第１のベース基板上には、第１の樹脂層１２が設けられている。この第１の樹脂層１２における第１のベース基板１１とは反対側の面には、光学有効面３０４及び段差壁面３０３とを有する段差形状部３０１が連続して複数個形成されている。第２の樹脂層１３は、第１樹脂層１２におけるこれら段差形状部３０１が形成されている面上、つまり、第１の樹脂層１２の第１のベース基板１１とは反対側の面上に設けられている。第２のベース基板１４は、第２の樹脂層１３の第１の樹脂層１２とは反対側の面上に設けられている。
【００２６】
第１の樹脂層１２、第２の樹脂層１３を構成する樹脂材料１２ａ、１３ａは、以下の通りである。第１の樹脂材料１２ａは、不飽和官能基を有する、ウレタン変性ポリエステルアクリレートとジシクロペンテニルオキシエチルメタアクリレートを主成分とする紫外線硬化型アクリル樹脂にＩＴＯ微粒子を分散させたものである。第２の樹脂材料１３ａは、不飽和官能基を有するウレタン変性ポリエステルアクリレートとジシクロペンテニルオキシエチルメタアクリレートを主成分とする紫外線硬化型アクリル樹脂にＺｒＯ３微粒子を分散させたものである。第１の樹脂層１２と第２の樹脂層１３の境界面は鋸歯状断面の回折格子形状をなしており、この回折格子形状により積層型回折光学素子は回折作用を発現する。回折格子２の格子高さは１０（μｍ）であり、隣接する格子の間隔は０．１（ｍｍ）から３．８（ｍｍ）である。格子の間隔はベース基板の内側から外側に向けて狭くなっていく。回折格子形状の境界面は、光学有効面である光学有効面と、格子の高さを形成する段差壁面から形成されている。光学有効面にはＡｌ２Ｏ３層４が形成され、段差壁面にはフレア光防止の目的でＡｌ層３が形成されている。
【００２７】
次に、積層型回折光学素子の製造方法を説明する。まず、図４（ａ）に示すように、ＮｉＰなどのめっき層を切削加工した金型１５の上に、第１の樹脂層１２となる樹脂材料１２ａを適量滴下した。次に、図４（ｂ）に示すように、樹脂材料１２ａの上に第１のベース基板１１を配置した後、図４（ｃ）に示すように、ベース基板１１を徐々に下降させることにより、滴下した樹脂材料１２ａとベース基板１１を接触させた。空気（泡）を巻き込まないようにベース基板１１と金型１５間の全面に樹脂材料１２ａを膜厚ムラ無く均一に充填させた。なお、ベース基板１１には、あらかじめ樹脂材料１２ａとの密着性を高めるため、表面にシランカップリング剤（信越化学工業（株）製  ＫＢＭ−５１０３）をスピンナーで塗布の後、オーブンで乾燥しておいた。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すように、ベース基板１１を介して紫外線を照射して樹脂材料１２ａを硬化させ、ベース基板１１と一体化させた。紫外線の照射条件は以下の通りである。
ＵＶ照射機：ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製ＵＶ光源  ＵＬ７５０
照射量：１０．５Ｊ／ｃｍ２
【００２９】
その後、図４（ｅ）に示すように、ベース基板１１の周囲を引き上げることにより、金型１５から一体化したベース基板１１と樹脂層１２を離型させた。この時点で、ベース基板１１と樹脂層１２からなる回折光学素子が形成された。
【００３０】
次いで、フレア抑制材料となるＡｌの成膜を行う。今回は、凸形状のベース基板１１上に凹形状の格子を形成したので、Ａｌの成膜は中心側からパターン成膜するのではなく、図３（ｂ）に示すように外側から行った。
【００３１】
成膜前洗浄として、大気圧での酸素プラズマアッシングを実施した後、下記の条件で真空蒸着装置を用いてＡｌ層を成膜した。
蒸着装置：ＥＳ−３００（商品名：キヤノンアネルバ（株）製）
初期真空度：３．０×１０−４Ｐａ
段差壁面膜厚：６０ｎｍ
成膜レート：２Å／ｓｅｃ
成膜角度：段差壁面に対して、８５〜９５°（段差壁面の角度に応じて異なる）
回転速度：１０ｒｐｍ
【００３２】
次いで、以下の条件で酸素プラズマ処理を施して、光学有効面のＡｌ層を酸化させた。
反応ガス：Ｏ２
流量：３００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー：２０００Ｗ
圧力：８０ｍＴｏｒｒ
時間：１０ｍｉｎ
基板温度：５０℃
【００３３】
なお、光学素子の配置は、格子斜面とＲＩＥ装置の２枚の電極が平行となる向き（イオンの加速方向と格子斜面が垂直になる向き）にした。つまり、酸素イオンの衝突は格子斜面が最大となるように素子を配置した。
【００３４】
上記のようにして作成した段差壁面が遮光済みの回折光学素子の、Ａｌ２Ｏ３層４が形成された格子斜面と、Ａｌ層３が形成された格子壁面の膜厚と膜密度を計測した。膜厚は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、膜密度は高分解能ラザフォード後方散乱分析（ＲＢＳ）により計測した。Ａｌ２Ｏ３層４の膜厚は１０（ｎｍ）、膜密度は０．５（ｇ／ｃｍ３）であった。Ａｌ層３の膜厚は６０（ｎｍ）、膜密度は２．４（ｇ／ｃｍ３）であった。
【００３５】
次に、図４で形成したベース基板１１と樹脂層１２からなる回折光学素子に、図５（ａ）に示すように、樹脂層１２の上に樹脂材料１３ａを滴下する。次に、図５（ｂ）に示すように、樹脂材料１３ａの上部に第２のベース基板１４を配置し、図５（ｃ）に示すように、ベース基板１４を降下させることで樹脂材料１３ａとベース基板１４を接触させた。空気（泡）を巻き込まないように充填させた。
【００３６】
次に、図５（ｄ）に示すように、ベース基板１４を介して紫外線を照射して樹脂材料１３ａを硬化させ、ベース基板１４と一体化させた。
【００３７】
このようにして、第１のベース基板１１、第１の樹脂層１２、第２の樹脂層１３、第２のベース基板１４からなる積層型回折光学素子を形成した。
【００３８】
前記のようにして作成した壁面遮光済みの積層型回折光学素子を撮像光学系に組み込んで、逆光フレアの測定を行った。逆光フレアの測定は、特定の格子にのみ赤、緑、青色のレーザー光線を入射させ、得られる回折光をＣＣＤで捉えて、回折効率（入射した光に対する割合）を算出することにより求めている。今回の素子では、±１次回折光を使用する設計なので、それ以外の回折光は設計想定以外の不要光である。今回は、有効画素内で結像してしまう０次光、±２次光の回折効率を測定した。なお、測定の精度を保証するため、測定は２３±０．５℃、５０±１０％の環境下で実施した。測定の結果、本第２実施形態における逆光フレアは０．００２％となった。
【００３９】
また、回折光学素子の回折効率を測定した。具体的には、格子間隔が１００（μｍ）となる領域に光軸方向から回折光学素子に光を入射させて、回折光の出射側に設計次数の回折光のみを通過させるスリットを配して、分光光度計で回折効率を測定した。測定の結果、実施例１における回折効率は９９．９％以上となった。
【００４０】
（比較例）
比較のため第２実施形態と同様の方法で図１に示す回折光学素子を成形した。比較例では、図２に示したような段差壁面のＡｌ層や光学有効面のＡｌ２Ｏ３層は形成されていない。
【００４１】
第２実施形態と同様に方法で回折光学素子を撮像光学系に組み込んで、逆光フレア測定を行った。測定の結果、比較例における逆光フレアは０．０１６％となった。また第２実施形態と同様の回折効率を測定した。測定の結果、比較例における回折効率は９９．９％以上となった。
【００４２】
すなわち、段差壁面にＡｌ層の形成された第２実施形態では、段差壁面にＡｌ層のない比較例と比較して、フレア光が１／８に低減していることが確認された。また、回折効率は可視光領域で、段差壁面にＡｌ層のない素子と同様の結果が得られた。
【符号の説明】
【００４３】
１、１１、１４    ベース基板
２    回折格子（樹脂層）
３    Ａｌ層
４    Ａｌ２Ｏ３層
６    マスク
７    コリメーター
８    蒸着源
９    低密度Ａｌ膜
１０    高密度Ａｌ膜
１２    第１の樹脂層
１３    第２の樹脂層
１５    金型
２０１  段差形状部
２０３  段差壁面
２０４  光学有効面
【図１】
0005963469.tif 000002
【図２】
0005963469.tif 000003
【図３】
0005963469.tif 000004
【図４】
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【図５】
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