(57)【要約】【課題】無機微粒子を分散させた構成でありながら、高い透過性を有する回折光学素子を提供する。【解決手段】回折光学素子１０は、第１回折格子２２を有する第１光学部材２０と、第２回折格子３４を有し、第２回折格子３４が第１回折格子２２と対向するように配設された第２光学部材３０とを備えている。第２光学部材３０は、内部に無機微粒子３１ｂが分散されている。第２光学部材３０のうち第２回折格子３４の部分は、第２光学部材３０のうち第２回折格子３４とは反対側の部分よりも無機微粒子３１ｂの体積比率が高い。【選択図】図１
2011253181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回折格子を有する第１光学部材と、第２回折格子を有し、該第２回折格子が前記第１回折格子と対向するように配設された第２光学部材とを備えた回折光学素子であって、
前記第２光学部材は、内部に無機微粒子が分散されており、
前記第２光学部材のうち前記第２回折格子の部分は、前記第２光学部材のうち該第２回折格子とは反対側の部分よりも前記無機微粒子の体積比率が高い回折光学素子。
【請求項２】
前記第２光学部材は、前記無機微粒子が分散され、前記第２回折格子が形成された第１層と、該第１層に積層された第２層とを有し、
前記第２層は、前記無機微粒子を含まないか又は前記第１層よりも前記無機微粒子の体積比率が低い、請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項３】
前記第２層は、樹脂で構成されている、請求項２に記載の回折光学素子。
【請求項４】
前記第２層は、ガラスで構成されている、請求項２に記載の回折光学素子。
【請求項５】
前記第２層には、前記第１層と反対側に、反射防止膜が積層されている、請求項１乃至４の何れか１つに記載の回折光学素子。
【請求項６】
光束を所定の面上に合焦させるための結像光学系を備えた光学機器であって、
前記結像光学系は、請求項１乃至５の何れか１つに記載の回折光学素子を有する光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対向する２つの光学部材を備えた回折光学素子及びそれを備えた光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、相対向する２つの光学部材を備え、両方の光学部材のそれぞれに回折格子を形成した回折光学素子が知られている。
【０００３】
特許文献１には、高屈折低分散材料で構成された光学部材と低屈折高分散材料で構成された光学部材とをそれらの間に空間を設けることなく積層させた回折光学素子が記載されている。両方の光学部材にはそれぞれ回折格子が形成されている。２つの光学部材は、互いの回折格子が密着する状態で積層されている。これらの光学部材は、樹脂に無機微粒子を分散させることによって、樹脂の屈折率及びアッベ数を所望の値に調整している。また、両方の光学部材に無機微粒子を分散させることによって、２つの光学部材間の熱応力の差を小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０３８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、無機微粒子を分散させた光学部材が様々な目的で使用されている。しかし、樹脂中に無機微粒子を分散させる場合、樹脂と無機微粒子の種類によっては、回折光学素子自体の透過率が低下しまう虞がある。これは、樹脂の屈折率と無機微粒子の屈折率との差が大きい場合、光の散乱が発生してしまうためである。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無機微粒子を分散させた構成でありながら、高い透過性を有する回折光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する回折光学素子は、第１回折格子を有する第１光学部材と、第２回折格子を有し、該第２回折格子が前記第１回折格子と対向するように配設された第２光学部材とを備え、前記第１光学部材には、無機微粒子が分散されており、前記第１光学部材のうち前記第１回折格子の部分は、前記第１光学部材のうち該第１回折格子とは反対側の部分よりも前記無機微粒子の体積比率が高くなっている。
【０００８】
また、前記課題を解決する光学機器は、光束を所定の面上に合焦させるための結像光学系を備え、前記結像光学系は、前記回折光学素子を有している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無機微粒子を分散させた構成でありながら、高い透過性を有する回折光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る交換レンズが取り付けられたカメラの概略図である。
【図２】回折光学素子を示す概略断面図である。
【図３】回折光学素子の部分拡大断面図である。
【図４】（Ａ）複合層を示す概略図、（Ｂ）樹脂層を示す概略図である。
【図５】回折光学素子の製造方法を説明するための概略図であって、（Ａ）は、複合層となる材料と第１光学部材とを金型にセットした状態を示し、（Ｂ）は、第１光学部材と金型とで複合層を成形した状態を示し、（Ｃ）は、第１光学部材及び複合層を金型から離型した状態を示し、（Ｄ）は、樹脂層となる材料と第１光学部材及び複合層とを金型にセットした状態を示し、（Ｅ）は、第１光学部材及び複合層と金型とで樹脂層を成形した状態を示し、（Ｆ）は、第１光学部材及び第２光学部材を金型から離型した状態を示す。
【図６】その他の実施形態に係る製造方法を示す概略図である。
【図７】その他の実施形態に係る製造方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る回折光学素子１を備えた交換レンズ２００及びそれが取り付けられたカメラ１００の概略図である。図２は、本実施形態に係る回折光学素子１０を示す概略断面図である。図３は、本実施形態に係る回折光学素子１０の部分拡大図である。図４（ａ）は、複合層３１を示す概略図であり、図４（ｂ）は、樹脂層３２を示す概略図である。
【００１３】
交換レンズ２００は、カメラ１００に着脱可能に構成されている。交換レンズ２００は、例えば、望遠ズームレンズである。交換レンズ２００は、屈折型レンズ２１０、２２０に加えて、回折光学素子１０をレンズ素子として機能させている。これら屈折型レンズ２１０、２２０及び回折光学素子１０によって、光束をカメラ１００の撮像素子１１０上に合焦させるための結像光学系２３０を構成している。この交換レンズ２００又は、交換レンズ２００を備えたカメラ１００が光学機器を構成する。
【００１４】
図２に示すように、回折光学素子１０は、それぞれ光透過性を有する第１光学部材２０及び第２光学部材３０を積層させて構成された密着積層型回折光学素子である。
【００１５】
第１光学部材２０は、第１回折格子２２を有している。第２光学部材３０は、第２回折格子３４を有している。第１及び第２光学部材２０，３０は、第１回折格子２２と第２回折格子３４を対向させた状態で配設されている。ここで、「対向」とは、２つの部材が向かい合っていればよく、２つの部材を密着させた状態、２つの部材の間に隙間が存在する状態、２つの部材の間に他の部材が介在する状態を含む。本実施形態では、第１及び第２回折格子２２，３４は、互いに密着した状態で接合されている。こうして、第１光学部材２０と第２光学部材との境界面には、第１及び第２回折格子２２，３４で構成された回折面４０が形成されている。回折面４０の光学的パワーは波長依存性を有するため、回折面４０は、波長の異なる光に対してほぼ同じ位相差を付与し、波長の異なる光を相互に異なる回折角で回折させる。例えば、図３に示すように、第２光学部材３０側から回折光学素子１０に入射した光は、回折面４０において回折されて第１光学部材２０側から射出されるようになっている。
【００１６】
第１光学部材２０は、円盤状の部材であって、相対向する面の一方の面に第１回折格子２２が形成されている。詳しくは、第１光学部材２０は、平板状の第１ベース部２１と、第１ベース部２１と一体に形成された第１回折格子２２とを有している。本実施形態では、第１光学部材２０は、ガラス材料で構成されている。第１回折格子２２は、回折光学素子１０の光軸Ｘを中心として周方向に延び且つ、光軸Ｘを中心として同心円状に配列された複数の山形状の凸部２２ｃ，２２ｃ，…で構成されている。各凸部２２ｃは、光軸Ｘと略平行な（即ち、光軸Ｘに沿って延びる）縦面２２ｄと光軸Ｘに対して傾斜した（即ち、縦面２２ｄに対して傾斜した）傾斜面２２ｅとを有し、その横断面が略三角形状をしている。傾斜面２２ｅは、非球面状又は球面状に湾曲していてもよい。第１ベース部２１のうち、第１回折格子２２と反対側の面２１ｂは、平面に形成されている。ただし、第１ベース部２１の該面２１ｂは、球面又は非球面に形成されていてもよい。
【００１７】
第２光学部材３０は、円盤状の部材であって、相対向する面の一方の面に第２回折格子３４が形成されている。第２光学部材３０は、樹脂等の媒体中に無機微粒子を分散させて構成されている。詳しくは、第２光学部材３０は、複合層３１と樹脂層３２とを有している。複合層３１が第１層を、樹脂層３２が第２層を構成する。
【００１８】
複合層３１は、樹脂中に無機微粒子が分散された複合材料で構成されている。複合層３１は、第２ベース部３３と、第２ベース部３３と一体に形成された第２回折格子３４とを有している。第２回折格子３４は、回折光学素子１０の光軸Ｘを中心として周方向に延び且つ、光軸Ｘを中心として同心円状に配列された複数の谷形状の凹部３４ｃ，３４ｃ，…で構成されている。各凹部３４ｃは、光軸Ｘと略平行な縦面３４ｄと光軸Ｘに対して傾斜した傾斜面３４ｅとを有し、その横断面が略三角形状をしている。傾斜面３４ｅは、非球面状又は球面状に湾曲していてもよい。
【００１９】
樹脂層３２は、主として樹脂で構成されている。ここで、「主として」とは、樹脂層３２の屈折率に影響を与えない程度であれば、無機微粒子等の、樹脂以外の物質を樹脂中に含んでいてもよいことを意味する。樹脂層３２は、複合層３１の第２ベース部３３に積層されている。樹脂層３２は、板状の部材である。ただし、樹脂層３２は、板状の部材に限られるものではなく、膜状の部材であってもよい。樹脂層３２のうち、第２ベース部３３と反対側の面３２ｂは、平面であって、第１回折格子２２の面２１ｂと平行に形成されている。ただし、樹脂層３２の該面３２ｂは、第１回折格子２２の面２１ｂと平行でなくてもよい。また、樹脂層３２の該面３２ｂは、球面又は非球面に形成されていてもよい。この樹脂層３２が、第２光学部材３０のうち第２回折格子３４と反対側の部分に相当する。
【００２０】
これら第１回折格子２２と第２回折格子３４とはそれぞれ、格子高ｄが同じで且つ格子ピッチも同じとなるように構成されている。すなわち、第１回折格子２２の各凸部２２ｃが第２回折格子３４の各凹部３４ｃにぴったりと嵌り込むように構成されている。その結果、第１光学部材２０の第１回折面２２ａと第２光学部材３０の第２回折面３４ａとは、隙間を空けることなく重なり合って、１つの回折面４０を形成する。ただし、第１回折面２２ａと第２回折面３４ａとの間に、空気、反射防止膜、接着剤等の、第１回折格子２２や第２回折格子３４とは屈折率が異なる中間層があっても構わない。
【００２１】
第１光学部材２０の第１ベース部２１の面２１ｂは、反射防止膜６１で被覆されている。また、第２光学部材３０の樹脂層３２の面３２ｂは、反射防止膜６２で被覆されている。反射防止膜６１，６２は、シリコン系酸化物、チタン系酸化物、アルミニウム系酸化物、ジルコニア系酸化物、タンタル系酸化物、マグネシウム系酸化物、又はシリコン、チタン、アルミニウム等の合金酸化物で構成されている。例えば、反射防止膜６１，６２は、ＳｉＯ２やＴｉＯ２で構成されている。反射防止膜６１，６２は、これらの材料を単層に積層させたものでもよいし、多層に積層させたものでもよい。反射防止膜６１，６２の厚みは、例えば、２００〜４００ｎｍである。尚、反射防止膜６１，６２は、同じ材料で構成されていてもよいし、別々の材料で構成されていてもよい。
【００２２】
ここで、複合層３１および樹脂層３２について、さらに詳しく説明する。
【００２３】
複合層３１は、図４（Ａ）に示すように、第１の樹脂３１ａを母材とし、第１の樹脂３１ａ中に無機微粒子３１ｂを分散させている。以下、第１の樹脂３１ａ中に無機微粒子３１ｂを分散させたものを、単に複合材料と称することもある。
【００２４】
また、樹脂層３２は、図４（Ｂ）に示すように、主として第２の樹脂３２ａで構成されている。本実施形態では、樹脂層３２は、第２の樹脂３２ａのみで構成されている。樹脂層３２の中には無機微粒子が含まれていないので、樹脂層３２の透過率は、複合層３１の透過率よりも高い。尚、樹脂層３２は、樹脂層３２の屈折率に影響を与えない範囲で無機微粒子を含んでいてもよい。ただし、透過率を向上させるためには、無機微粒子を含まないことが好ましい。
【００２５】
図２，３に示すように、複合材料が第１回折格子２２の凸部２２ｃ，２２ｃ間の凹部を満たすように構成されているため、複合層３１の厚さｔは、第２回折格子３４の格子高ｄと第２ベース部３３の厚さ（光軸方向の寸法）とで決まる。複合層３１は無機微粒子を含んでいるので、複合層３１の厚さを厚くしすぎると、第２光学部材３０の透過率が低下してしまう。このような観点から、複合層３１の厚さｔは、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２６】
第１の樹脂３１ａ及び第２の樹脂３２ａは、例えば、アクリル系、エポキシ系、ビニル系などの樹脂である。また、第１の樹脂３１ａ及び第２の樹脂３２ａは、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂などのエネルギー硬化型樹脂である。第１の樹脂３１ａ及び第２の樹脂３２ａは、同一の材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
【００２７】
無機微粒子３１ｂは、平均粒子径が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましい。平均粒子径を１ｎｍ以上とすることによって、無機微粒子３１ｂが第１の樹脂３１ａ中において安定した分散状態を保つことができる。また、平均粒子径を５０ｎｍ以下とすることによって、複合層３１における光の散乱を抑制することができる。
【００２８】
無機微粒子３１ｂの形状は、球形状であっても、非球形状であってもよい。また、無機微粒子３１ｂは、不定形であってもよい。また、無機微粒子３１ｂの表面は、分散性を高めるためのコーティングや分散剤処理などの表面処理が施されていてもよい。
【００２９】
無機微粒子３１ｂの材料は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などである。無機微粒子３１ｂは、第２光学部材３０に求められる光学機能を実現することができる材料であればよい。
【００３０】
−製造方法−
次に、回折光学素子１０の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、第１回折格子２２の反転形状が形成された成形型（図示なし）を用意する。この成形型に軟化したガラス材料を充填する。こうして、第１光学部材２０を成形する。
【００３２】
次に、複合材料５０を作製する。本実施形態では、第１の樹脂３１ａとしてアクリル系紫外線硬化樹脂を用い、無機微粒子３１ｂとして酸化亜鉛を用いる。例えば、まず、分散媒ケトンが７７質量％、平均粒子径８ｎｍの酸化亜鉛が２０質量％、アミン系分散剤が３質量％から構成される分散液を作製する。アクリル系紫外線硬化樹脂とこの分散液とを、アクリル系紫外線硬化樹脂が４４質量％、分散液が５６質量％の分量で混合する。この混合は、ホットスターラーを用いて、温度５０℃、回転数２００ｒｐｍ、混合時間３０分という条件で行う。その後、この混合材料をエバポレータによって脱溶媒を行う。脱溶媒は、混合材量を投入したフラスコ及びこのフラスコを浸すウォーターバスの温度を４５℃とし、脱溶媒時間３０分という条件で行う。このようにして、複合材料５０を作製する。
【００３３】
また、無機材料で構成された第１光学部材２０と有機材料を主成分とした複合材料５０との密着性を上げるためのプライマ処理を施す。プライマ処理の準備としてまず、市販のシランカップリング剤をエタノールと純水とで０．２％まで希釈した溶液を作製する。この溶液を第１回折格子２２上にディッピング法により均一に塗布する。その後、例えば１１０℃の温度で２０分間乾燥させることで、プライマ処理を完了させる。
【００３４】
次に、図５（Ａ）に示すように、第１光学部材２０を、成形型７０に対して間隔を空けて対向する位置にセットする。このとき、第１回折格子２２が成形型７０の方を向いている。そして、ディスペンサを用いて成形型７０の成形面上に複合材料５０を塗布する。続いて、第１光学部材２０を成形型７０へ向けて所定の位置まで移動させる。本実施形態では、複合材料５０の厚さが３０μｍになるよう、第１光学部材２０の位置を調整している。こうして、複合材料５０が第１光学部材２０の第１回折格子２２上に積層される。このとき、第１回折格子２２の凸部２２ｃ，２２ｃの間の凹部に複合材料５０が流れ込み、第１回折格子２２と重なり合う第２回折格子３４が形成される。そして、図５（Ｂ）に示すように、複合材料５０に対して紫外線８０を照射することで、複合層３１が形成される。複合層３１の厚さは３０μｍである。その後、図５（Ｃ）に示すように、成形型７０から第１光学部材２０と複合層３１とを離型する。
【００３５】
続いて、図５（Ｄ）に示すように、ディスペンサを用いて、成形型７０の成形面上に第２の樹脂３２ａを塗布する。本実施形態では、第２の樹脂３２ａとしてアクリル系紫外線硬化樹脂を用いている。そして、第１光学部材２０を成形型７０へ向けて所定の位置まで移動させる。本実施形態では、第２の樹脂３２ａの厚さが１７０μｍになるよう、第１光学部材２０の位置を調整している。こうして、第２の樹脂３２ａが複合層３１の上に積層される。そして、図５（Ｅ）に示すように、第２の樹脂３２ａに対して紫外線８０を照射することで、樹脂層３２が形成される。その結果、複合層３１と樹脂層３２とを有する第２光学部材３０が形成される。樹脂層３２の厚さは１７０μｍである。その後、図５（Ｆ）に示すように、成形型７０から第１光学部材２０および第２光学部材３０を離型する。
【００３６】
続いて、樹脂層３２の面３２ｂ上に、真空蒸着法や、ウエットプロセス法によって反射防止膜６１，６２を積層させる。
【００３７】
こうして、回折光学素子１０が作製される。尚、この製造方法は一例であって、回折光学素子１０を製造できる限りにおいては、任意の製造方法を適用することができる。
【００３８】
−まとめ−
本実施形態によれば、第２光学部材３０の複合層３１は、第１の樹脂３１ａ中に無機微粒子３１ｂが分散された複合材料で形成されている。そのため、複合層３１が第１の樹脂３１ａだけで構成される場合に比べて、温度変化に対する複合層３１の屈折率の変化を小さくすることができる。複合層３１には第２回折格子３４が形成されており、第２回折格子３４の屈折率は回折面４０での回折効率に影響を与える。つまり、樹脂に無機微粒子３１ｂを分散させた複合材料で第２回折格子３４を構成することによって、温度変化に対する屈折率の変化を抑制し、ひいては、温度変化に対する、回折光学素子１０の回折効率の変化を抑制することができる。一方、第２回折格子３４に比べて、回折効率への影響が小さい樹脂層３２は、無機微粒子３１ｂを分散させないことによって、透過性を向上させることができる。つまり、第２光学部材３０の全体に無機微粒子３１ｂを分散させる構成と比べて、第２光学部材３０の透過性を向上させることができる。こうして、複合層３１と樹脂層３２とによって、第２光学部材３０に求められる光学特性を実現することができる。具体的には、複合層３１では屈折率の安定性を向上させ、樹脂層３２では透過性を向上させることによって、回折光学素子１０全体として、回折効率を安定させつつ、透過性を向上させることができる。
【００３９】
尚、第１の樹脂３１ａ中に無機微粒子３１ｂを分散させる目的は、温度変化に対する複合層３１の屈折率の変化を抑制することに限られない。複合層３１の屈折率を調節するために、第１の樹脂３１ａ中に無機微粒子３１ｂを分散させる構成であってもよい。その場合であっても、複合層３１の屈折率、特に、第２回折格子３４の部分の屈折率を所望の値に調整しつつ、第２光学部材３０の透過性を、複合材料のみで構成されたものより高くすることができる。こうして、複合層３１と樹脂層３２とによって、第２光学部材３０に求められる光学性能を実現することができる。具体的には、回折光学素子１０全体として、回折効率を調整しつつ（通常は、向上させつつ）、透過性を向上させることができる。
【００４０】
また、樹脂層３２を設けることによって、第２光学部材３０の厚さを確保することができる。すなわち、第２光学部材３０の透過性を向上させるためには、無機微粒子３１ｂが必要な部分、即ち、複合層３１だけで第２光学部材３０を構成することも考えられる。さらには、無機微粒子３１ｂが分散された第２回折格子３４だけで第２光学部材３０を構成することも考えられる。無機微粒子３１ｂを分散させた部分を可及的に少なくすることによって、透過性を向上させることができるからである。しかしながら、第２光学部材３０が第２回折格子３４だけ、又は複合層３１だけで構成されていると、第２回折面３４ａと反対側の面を球面や非球面に形成することが困難となる。つまり、当該面を球面や非球面に形成するためには、第２光学部材３０は、球面や非球面の形状に応じて、部分的に厚い部分が必要になる。しかし、第２光学部材３０が薄すぎると、球面や非球面を形成できるだけの厚みを確保することができない。そこで、複合層３１に樹脂層３２を積層させることによって、第２光学部材３０の厚みを確保することができる。これにより、第２光学部材３０のうち、第２回折格子３４と反対側の面３２ｂを球面や非球面に形成することができる。
【００４１】
それに加えて、複合層３１は、第２回折格子３４の存在により厚い部分と薄い部分とが混在している。そのため、成形時の硬化収縮による複合層３１の厚み方向への収縮量が場所によってばらつき、複合層３１のうち、第２回折格子３４と反対側の面には、凹部３４ｃ，３４ｃ，…に倣った凹凸形状が発現する場合がある。それに対して、複合層３１に樹脂層３２を積層することによって、第２回折格子３４と反対側の面の変形を抑制することができる。
【００４２】
さらに、第２光学部材３０を複合層３１と樹脂層３２との積層構造にすることによって、複合層３１と樹脂層３２とでそれぞれに求められる性能に応じた材料を選択することができる。つまり、複合層３１の材料としては、第１光学部材２０との関係及び分散させる無機微粒子３１ｂとの関係で、所望の回折効率を実現可能な樹脂を選択することが好ましい。そのような観点で複合層３１の材料を選択した結果、強度や耐候性が高くない樹脂が選択される場合がある。そのような場合には、樹脂層３２の材料として、強度や耐候性が高い樹脂を選択することが好ましい。このように、複合層３１は回折効率を求めて、樹脂層３２は信頼性を求めて、材料を選択することができる。また、上記の観点で複合層３１の材料を選択した結果、反射防止膜６２との接着性が低い樹脂が選択される場合がある。そのような場合には、樹脂層３２の材料として、反射防止膜６２との接着性が高い樹脂を選択することが好ましい。このように、複合層３１とは別の層を設けることによって、強度又は耐候性を向上させたり、反射防止膜６２との接着性を向上させたりすることができる。
【００４３】
また、無機微粒子の平均粒子径は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。こうすることによって、成形性を維持しつつ、光の散乱を抑制することができる。
【００４４】
《その他の実施形態》
前記実施形態は、以下のような構成としてもよい。
【００４５】
前記第２光学部材３０は、複合層３１と樹脂層３２とが明確に認識できるような層構造となっているが、これに限られるものではない。すなわち、樹脂中に無機微粒子３１ｂを、その体積比率が場所によって異なるように分散させて、第２光学部材３０を構成してもよい。詳しくは、第２回折格子３４の部分の方が、それとは反対側の部分（面３２ｂの近傍部分）に比べて、無機微粒子３１ｂの体積比率が高くなっていればよい。あるいは、第２回折格子３４の部分が、第２光学部材３０の他の部分に比べて、無機微粒子３１ｂの体積比率が高くなっていればよい。こうすることで、回折光学素子１０全体として、回折効率を安定させつつ、又は、所望の回折効率に調整しつつ、透過性を向上させることができる。
【００４６】
尚、第２回折格子３４における無機微粒子の体積比率を部分的に高くした回折光学素子１０は、以下のように製造することができる。例えば、成形した第１光学部材２０の第１回折面２２ａ上に、粘性を高めた複合材料５０を塗布する。そして、その複合材料５０が固まる前に、複合材料５０の母材となっている樹脂だけで構成された樹脂材料を複合材料５０に積層させる。その後、複合材料５０及び樹脂材料を成形して、紫外線８０を照射して硬化させることによって、第２光学部材３０が形成される。こうすることで、複合材料５０の母材と、後から塗布された樹脂材料とが同じ材料であるため、第２光学部材３０は層構造とはならない。しかし、先に塗布された複合材料５０に相当する部分にだけ無機微粒子が分散された状態となっている。
【００４７】
あるいは、第１回折格子２２が上を向く状態で第１光学部材２０を配置し、第１回折面２２ａ上に、無機微粒子３１ｂを分散させた粘性の低い複合材料５０を塗布する。そして、比較的時間をかけて、複合材料５０を成形する。その間に、複合材料５０中の無機微粒子が第１回折面２２ａの方へ沈んでいく。その結果、第２回折格子３４の部分の方が、それとは反対側の部分に比べて、無機微粒子の体積比率が高くなる。複合材料５０の粘性が高い場合は、上述の方法では粒子が沈み込み難いので、遠心分離器等で遠心力を加えて、第２回折格子３４の無機微粒子の体積比率を高くしてもよい。
【００４８】
無機微粒子の体積比率は、第２光学部材３０の切断面における、無機微粒子の面積比率によって求めることができる。尚、無機微粒子の体積比率に限らず、第２光学部材３０において、第２回折格子３４の部分の方が、それとは反対側の部分に比べて、無機微粒子の重量濃度又は個数が大きくなっていればよい。
【００４９】
また、第１光学部材２０は、ガラスで構成されているが、これに限られるものではない。例えば、第１光学部材２０を樹脂で構成してもよい。
【００５０】
また、樹脂層３２の中には無機微粒子が含まれない構成としているが、これに限られるものではない。複合層３１よりも高い透過率を有し、かつ、所望の光学特性を実現できるのであれば、樹脂層３２は無機微粒子を含む構成であってもよい。例えば、樹脂層３２の方が無機微粒子の体積比率が低ければよい。
【００５１】
さらに、第２光学部材３０において、複合層３１に積層される層が樹脂層３２であるが、これに限られるものではない。すなわち、ガラスで構成された層を複合層３１に積層させて第２光学部材３０を構成してもよい。この場合、ガラス層が第１層を構成し、複合層３１が第２層を構成する。
【００５２】
また、前記実施形態では、第１光学部材２０と成形型７０とで複合材料５０を挟み込むことで、第１光学部材２０と複合材料５０とを積層させているが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、スピンコータ９１を回転させることによって、第１光学部材２０上に複合材料５０を積層させてもよい。
【００５３】
また、前記実施形態では、第１の樹脂１３ａおよび第２の樹脂１４ａとして紫外線硬化樹脂を用いているが、これに限られるものではない。例えば、熱硬化樹脂を用いても良い。このような場合は、図７に示すように、複合材料５０と第１光学部材２０とを熱乾燥炉９２内に配置し、例えば８０℃の温度で１５分間熱処理すればよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、第１光学部材２０側から複合材料５０や第２の材料３２ａに対して紫外線８０を照射しているが、これに限られるものではない。例えば、成形型７０側から紫外線を照射してもよい。このような場合、成形型７０の材料を透明なガラスにすればよい。
【００５５】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、本発明は、相対向する２つの光学部材を備えた回折光学素子及びそれを備えた光学機器について有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１０      回折光学素子
２０      第１光学部材
２１      第１ベース部
２２      第１回折格子
２２ａ    第１回折面
２２ｃ    凸部
２２ｄ    縦面
２２ｅ    斜面
３０      第２光学部材
３１      複合層（第１層）
３１ａ    第１の樹脂
３１ｂ    無機微粒子
３２      樹脂層（第２層）
３２ａ    第２の樹脂
３３      第２ベース部
３４      第２回折格子
３４ａ    第２回折面
３４ｃ    凹部
３４ｄ    縦面
３４ｅ    斜面
４０      回折面
５０      複合樹脂材料
６１      反射防止膜
６２      反射防止膜
７０      金型
８０      紫外線
９１      スピンコータ
９２      熱乾燥炉
１００    カメラ（光学機器）
２００    交換レンズ（光学機器）
２３０    結像光学系
【図１】
2011253181.tif 000003
【図２】
2011253181.tif 000004
【図３】
2011253181.tif 000005
【図４】
2011253181.tif 000006
【図５】
2011253181.tif 000007
【図６】
2011253181.tif 000008
【図７】
2011253181.tif 000009