(57)【要約】【課題】広い波長領域における特定次数（設計次数）の回折光に対する高い回折効率が得られるとともに、不要回折光を十分抑制でき、さらに製造が容易な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及び第２の材料によりそれぞれ形成された回折格子１８，１９が互いの格子面１８ａ，１９ａで接する構成を有する。第２の材料は、条件(10), (11)をすべて満足する粒子材料を樹脂材料に混合した材料であり、第１及び第２の材料は条件(1)〜(9)をすべて満足する。【選択図】図２
2008241734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の材料によりそれぞれ形成された回折格子が互いの格子面で接する構成を有する回折光学素子であって、
前記第２の材料は、以下の条件をすべて満足する微粒子材料を樹脂材料に混合した材料であり、
前記第１及び第２の材料はそれぞれ、以下の条件をすべて満足することを特徴とする回折光学素子。
nd1≧1.5
νd1≧40
(-1.665E-07×νd13+5.213E-05xνd12‐5.656E-03xνd1+0.675)≦θg,F1
≦(‐1.665E-07xνd13+5.213E-05xνd12‐5.656E-03xνd1+0.825)
(‐1.687E-07xνd13+5.702E-05xνd12‐6.603E-03xνd1+1.400)≦θg,d1
≦(‐1.687E-07xνd13+5.702E-05xνd12‐6.603E-03xνd1+1.580)
nd2≦1.6
νd2≦30
θg,F2≦(-1.665E-07xνd23+5.213E-05xνd22‐5.656E-03xνd2+0.675)
θg,d2≦(-1.687E-07xνd23+5.702E-05xνd22‐6.603E-03xνd2+1.400)
nd1-nd2＞0
ndb2≧1.70
νdb2≦20
ただし、ng1, nF1, nd1, nC1はそれぞれ、前記第１の材料のg線, F線, d線, C線に対する屈折率、
ng2, nF2, nd2, nC2はそれぞれ、前記第２の材料のg線, F線, d線, C線に対する屈折率、
nFb2, ndb2, nCb2はそれぞれ、前記微粒子材料のF線, d線, C線に対する屈折率、
νd1=(nd1-1)/(nF1-nC1)
νd2=(nd2-1)/(nF2-nC2)
θg,F1=(ng1-nF1)/(nF1-nC1)
θg,d1=(ng1-nd1)/(nF1-nC1)
θg,F2=(ng2-nF2)/(nF2-nC2)
θg,d2=(ng2-nd2)/(nF2-nC2)
νdb2=(ndb2-1)/(nFb2-nCb2)
である。
【請求項２】
前記第１及び第２の材料は、さらに以下の条件をすべて満足することを特徴とする請求項１に記載の回折光学素子。
m(λF)={dx(nF1-nF2)}/λF 
m(λd)={dx(nd1-nd2)}/λd
m(λC)={dx(nC1-nC2)}/λC
d≦20
0.92≦{m(λF)+m(λd)+m(λC)}/3≦1.08
ただし、λF, λd, λCはそれぞれ、F線, d線, C線の波長、
m(λF), m(λd), m(λC)はそれぞれ、F線, d線, C線の波長における設計次数であるｍ次の回折光に対する前記各回折格子の凸部と凹部での光学光路長の差をその波長で除した値、
dは、前記回折格子の格子厚、
である。
【請求項３】
前記第１の材料は、以下の条件をすべて満足する微粒子材料を樹脂材料に混合した材料であることを特徴とする請求項２に記載の回折光学素子。
ndb1≧1.65
νdb1≧35
ただし、nFb1, ndb1, nCb1はそれぞれ、前記微粒子材料のF線, d線, C線に対する屈折率、
νdb1=(ndb1-1)/(nFb1-nCb1)
である。
【請求項４】
前記第１及び第２の材料にそれぞれ含まれる前記微粒子材料の平均粒子径は、該回折光学素子への入射光の波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１又は３に記載の回折光学素子。
【請求項５】
前記第１の材料は、微粒子材料が混合されていない樹脂材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回折光学素子。
【請求項６】
さらに以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の回折光学素子。
d/P＜1/7
ただし、P及びdはそれぞれ、前記回折格子の格子ピッチ及び格子厚である。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の回折光学素子を有することを特徴する光学系。
【請求項８】
請求項７に記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系や光学機器に用いられる回折光学素子に関し、特に２つの材料により形成された回折格子が互いに接して構成された回折光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
硝材の組み合わせにより色収差を減じる方法に対して、レンズ面や光学系の一部に回折作用を有する回折光学素子（以下、回折格子ともいう）を設けることで色収差を減じる方法が、非特許文献１や特許文献１〜３に開示されている。これは、光学系中の屈折面と回折面とでは、ある基準波長の光線に対して色収差が逆方向に発現するという物理現象を利用したものである。
【０００３】
さらに、このような回折光学素子には、その周期的構造の周期を変化させることで、非球面レンズのような効果を持たせることもでき、収差の低減に大きな効果がある。
【０００４】
回折光学素子を有する光学系において、使用波長領域の光（回折光学素子への入射光）が特定の１つの次数（以下、設計次数ともいう）の回折光に集中している場合は、それ以外の回折次数の回折光の強度は低いものとなる。例えば、該強度が０の場合は、その回折光は存在しない。ただし、設計次数以外の回折光が存在し、それがある程度の強度を有する場合は、設計次数の回折光とは別の位置に結像するため、光学系でのフレア光となる。
【０００５】
したがって、回折光学素子の色収差低減作用を利用するためには、使用波長領域全域において、設計次数の回折光の回折効率が十分高いことが必要である。このため、この設計次数での回折効率の分光分布及び設計次数以外の回折光の振舞いについても十分考慮することが重要である。
【０００６】
ここで、ある次数の回折光の回折効率とは、回折光学素子を透過する全光束の光量に対する、その次数の回折光の光量の割合（透過率とも言える）である。
【０００７】
図１３には、基板１０９とこの基板１０９上に形成された回折格子１０８とにより構成される回折光学素子（以下、単層型ＤＯＥという）を示している。Ｄ１は回折格子１０８の格子厚である。この単層型ＤＯＥをある面に形成した場合の特定次数に対する回折効率の特性を図１４に示す。
【０００８】
図１４において、横軸は入射光の波長を、縦軸は回折効率を示している。回折効率の値は、前述したように全透過光束の光量に対する各次数での回折光の光量の割合を表している。なお、ここでは、説明を簡単にするため、格子境界面での反射光は考慮していない。
【０００９】
図１４に示すように、図１３に示した単層型ＤＯＥは、使用波長領域において、設計次数である１次の回折次数の回折効率（図中の太実線）が最も高くなるように設計されている。この設計次数で回折効率はある波長で最も高くなり（以下、この波長を設計波長という）、それ以外の波長では徐々に低くなる。この設計次数での回折効率の低下量に相当する光は、他の次数の回折光となり、フレア光をなる。図１４には、この他の次数として、設計次数近傍の次数（０次と２次）の回折効率も併せて示している。
【００１０】
このようにして発生するフレア光の影響を低減する構成として、様々なものが提案されている。
【００１１】
特許文献４にて開示された回折光学素子は、図１５に示すように、３種類の異なる格子材料１１０〜１１２と２種類の異なる格子厚ｄ１，ｄ２とを最適に選び、複数の回折格子を等しいピッチ分布で密着配置している。これにより、図１６に示すように、可視波長域全域にわたって設計次数での高い回折効率を実現している。
【００１２】
また、図１７に示す特許文献５にて開示された回折光学素子１１３は、回折格子をそれぞれ含む素子部１１４，１１５を、空気層１１６を介して互いに近接させた構造を有する。以下、このような構成の回折光学素子を積層型ＤＯＥという。各回折格子を構成する材料の屈折率、分散特性及び各層の格子厚を最適化することにより、図１８Ａに示すように、可視波長域全域にわたって設計次数での高い回折効率を実現している。また、図１８Ｂに示すように、０次回折光及び２次回折光である不要回折光の回折効率も概ね抑制されている。
【００１３】
また、特許文献６にて開示された回折光学素子は、特許文献５にて開示された回折光学素子と同じ積層型ＤＯＥである。ただし、微粒子材料と樹脂材料を混合した材料を用いて各層の格子厚を最適化することにより、図１９Ａに示すように、特許文献５の回折光学素子よりもさらに高い回折効率を実現している。また、図１９Ｂに示すように、０次回折光及び２次回折光である不要回折次数の回折効率も十分に抑制されている。
【００１４】
さらに、図２０に示す特許文献７にて開示された回折光学素子１１９は、互いに異なる２種類の樹脂材料により形成された回折格子１１７，１１８がそれらの格子面で密着する構成を有する。以下、このような構成の回折光学素子を、密着２層型ＤＯＥという。このような構成により、製造が容易で安価な回折光学素子が実現される。
【非特許文献１】SPIE Vol.1354 International Lens Design Conference（1990）
【特許文献１】特開平４−２１３４２１号公報
【特許文献２】特開平６−３２４２６２号公報
【特許文献３】米国特許５０４４７０６号明細書
【特許文献４】特開平９−１２７３２２号公報
【特許文献５】特開２０００−９８１１８号公報
【特許文献６】特開２００４−７８１６６号公報
【特許文献７】特開２００５−１０７２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献４及び５にて開示された積層型ＤＯＥでは、設計次数の回折効率が使用波長領域全域で９４％以上というように、単層型ＤＯＥに比べて大幅に改善されている。また、フレア光となる不要回折光も２％以下と概ね良好に抑えられている。
【００１６】
しかしながら、スチルカメラやビデオカメラ等の光学機器に搭載される光学系においては、被写体として高輝度光源が存在する場合に、わずかに残存しているフレア光が問題となる懸念がある。
【００１７】
特許文献６にて開示された微粒子材料と樹脂材料を混合した材料を用いた積層型ＤＯＥでは、設計次数の回折効率が使用波長領域全域で９９．５％以上、不要回折光が０．０５％以下で、特許文献４及び５の積層型ＤＯＥよりも更に高性能が実現されている。これにより、フレア光もかなり目立たなくなることが予想される。
【００１８】
しかしながら、特許文献６にて開示された空気層を含んだ積層型ＤＯＥよりも、製造が容易な回折光学素子が望まれている。
【００１９】
一方、特許文献７にて開示された密着２層型ＤＯＥでは、回折光学素子自体の性能、特に設計次数である１次回折光の回折効率が、使用波長領域全域で約９５〜９７％以上と十分に高いとは言えない。つまり、不要回折光によるフレアが問題となる懸念がある。また、格子厚が約２０μｍ以上と厚いため、斜めに入射する光線に対するケラレによる回折効率の劣化も問題となる。
【００２０】
本発明は、広い波長領域における特定次数（設計次数）の回折光に対する高い回折効率が得られるとともに、不要回折光を十分抑制でき、さらに製造が容易な回折光学素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一側面としての回折光学素子は、第１及び第２の材料によりそれぞれ形成された回折格子が互いの格子面で接する構成を有する。そして、第２の材料は、以下の条件をすべて満足する微粒子材料を樹脂材料に混合した材料であり、第１及び第２の材料は以下の条件をすべて満足することを特徴とする。
【００２２】
nd1≧1.5  …(1)
νd1≧40  …(2)
(-1.665E-07×νd13+5.213E-05xνd12‐5.656E-03xνd1+0.675)≦θg,F1
≦(‐1.665E-07xνd13+5.213E-05xνd12‐5.656E-03xνd1+0.825)
…(3)
(‐1.687E-07xνd13+5.702E-05xνd12‐6.603E-03xνd1+1.400)≦θg,d1
≦(‐1.687E-07xνd13+5.702E-05xνd12‐6.603E-03xνd1+1.580)
…(4)
nd2≦1.6  …(5)
νd2≦30  …(6)
θg,F2≦(-1.665E-07xνd23+5.213E-05xνd22‐5.656E-03xνd2+0.675)  …(7)
θg,d2≦(-1.687E-07xνd23+5.702E-05xνd22‐6.603E-03xνd2+1.400)  …(8)
nd1-nd2＞0  …(9)
ndb2≧1.70  …(10)
νdb2≦20  …(11)
ただし、ng1, nF1, nd1, nC1はそれぞれ、第１の材料のg線, F線, d線, C線に対する屈折率、
ng2, nF2, nd2, nC2はそれぞれ、第２の材料のg線, F線, d線, C線に対する屈折率、
nFb2, ndb2, nCb2はそれぞれ、粒子材料のF線, d線, C線に対する屈折率、
νd1=(nd1-1)/(nF1-nC1)
νd2=(nd2-1)/(nF2-nC2)
θg,F1=(ng1-nF1)/(nF1-nC1)
θg,d1=(ng1-nd1)/(nF1-nC1)
θg,F2=(ng2-nF2)/(nF2-nC2)
θg,d2=(ng2-nd2)/(nF2-nC2)
νdb2=(ndb2-1)/(nFb2-nCb2)
である。
【００２３】
なお、上記回折光学素子を有する光学系及び光学機器も本発明の他の側面を構成する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、広い波長領域における特定次数（設計次数）の回折光に対する高い回折効率が得られるとともに、不要回折光を十分抑制可能な回折光学素子を実現することができる。さらに、密着２層型ＤＯＥであるので、容易に製造することができる。そして、該回折光学素子を用いれば、フレア光が少ない良好な光学性能を有する光学系及び光学機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１には、本発明の実施例１である回折光学素子の正面図（左図）と側面図（右図）を示している。図１中のＯは、回折光学素子の中心軸を示す。また、図２には、図１に示した回折光学素子をＡ−Ａ′線で切断したときの断面形状の一部を拡大して示している。但し、図２では、格子深さ方向に関してかなりデフォルメした構成を示している。
【００２７】
これらの図に示すように、回折光学素子１０は、第１の素子部１２と第２の素子部１３を有する。第１の素子部１２は、第１の透明基板１４と、該第１の透明基板１４上に設けられた格子ベース部１６及び該格子ベース部１６に一体形成された第１の回折格子１８により構成される第１の格子形成層とを有する。また、第２の素子部１３は、第２の透明基板１５と、該第２の透明基板１５上に設けられた格子ベース部１７及び該格子ベース部１７に一体形成された第２の回折格子１９により構成される第２の格子形成層とを有する。
【００２８】
第１及び第２の回折格子１８，１９は、互いに同一形状の格子形状（周期構造）、すなわち同一の格子厚ｄと同一の格子ピッチｐの分布とを有している。言い換えれば、互いに同一のパターンの格子形状を有する。格子形状は、凸部（以下、山という）と凹部（以下、谷という）とが交互に現れる形状である。
【００２９】
第１及び第２の素子部１２，１３は、第１及び第２の回折格子１８，１９の格子面（格子の斜面に相当する面）１８ａ，１９ａと格子壁面部１８ｂ，１９ｂが互いに隙間なく接した、すなわち空気層を介さずに密着した構成を有する。第１及び第２の素子部１２，１３は、全体で１つの回折光学素子として作用する。
【００３０】
第１及び第２の回折格子１８，１９は、同心円状の格子形状を有し、径方向における格子ピッチが変化することでレンズ作用を有する。
【００３１】
本実施例において、回折光学素子１０に入射する光の波長領域、すなわち使用波長領域は可視波長領域である。第１及び第２の回折格子１８，１９を構成する材料及び格子厚は、可視波長領域全域で設計次数である１次回折光の回折効率を高くなるように選択される。
【００３２】
次に、本実施例の回折光学素子１０の回折効率について説明する。図１３に示す従来の単層型ＤＯＥにおいて、設計波長がλ0の場合に、ある次数の回折光の回折効率が最大となる条件は、以下の通りである。
【００３３】
すなわち、光束が回折格子のベース面（図１３中に点線で示す面）に対して垂直に入射する場合に、回折格子の山と谷の光学光路長の差（つまり山と谷のそれぞれを通過する光線間の光路長差）が波長の整数倍になることを条件とする。これを式で表すと、以下のようになる。
【００３４】
(n01-1)x d = mxλ0   …(20)
ここで、n01は波長λ0の光に対する回折格子を形成する材料の屈折率であり、dは格子厚、mは回折次数である。
【００３５】
(20)式は、波長の項を含むため、同一次数では設計波長でしか等号は成り立たず、設計波長以外の波長では回折効率は最大値から低下してしまう。
【００３６】
また、任意の波長λでの回折効率η(λ)は下記の(21)式のように表すことができる。
【００３７】
η(λ) = sinc2[πx{m-(n1(λ)-1)xd/λ}]   …(21)
ここで、mは回折次数、n1(λ)は波長λの光に対する回折格子を形成する材料の屈折率である。また、sinc2(x)は、{sin (x)/x}2で表される関数である。
【００３８】
本実施例のように、２層以上の積層構造を持つ回折光学素子でも基本は同様であり、全層を通して１つの回折光学素子として作用させるためには、次のようにする。各層を構成する材料の境界に形成された回折格子の山と谷での光学光路長差を求め、この光学光路長差を全回折格子にわたって加算する。そして、この加算した光学光路長差が、波長の整数倍になるように格子形状の寸法を決定する。
【００３９】
したがって、図２に示した回折光学素子１０において、設計波長がλ0の場合に、m次回折光の回折効率が最大になる条件は次のようになる。
【００４０】
±(n01-n02)xd = mxλ0  …(22)
ここで、n01は第１の素子部１２において第１の回折格子１８を形成する材料の波長λ0の光に対する屈折率であり、n02は第２の素子部１３において第２の回折格子１９を形成する材料の波長λ0の光に対する屈折率である。また、dは回折格子１８，１９の共通の格子厚である。
【００４１】
図２中の０次回折光から斜め下向きに回折する光の回折次数を正の回折次数とし、０次回折光に対して斜め上向きに回折する光の回折次数を負の回折次数とする。この場合、(22)式での加減の符号は次のようになる。図中の上から下に格子厚が増加する格子形状を持つ回折格子の場合は正となり、逆に上から下に格子厚が減少する格子形状を持つ回折格子の場合は負となる。
【００４２】
図２に示す構成において、設計次数λ0以外の波長λでの回折効率η(λ)は次式で表すことができる。
【００４３】
η(λ)= sinc2(πx[m-{±(n1(λ)-n2(λ))xd/λ}])
=  sinc2 (πx(m-φ(λ)/λ))    …  (23)
φ(λ)= ±(n1(λ)-n2(λ))xd   …(24)
ここで、mは回折次数、n1(λ)は第１の回折格子１８を形成する材料の波長λでの屈折率、n2(λ)は第２の回折格子１９を形成する材料の波長λでの屈折率である。また、dは第１及び第２の回折格子１８，１９の共通の格子厚である。また、sinc2(x)={sin(x)/x}2で表される関数である。
【００４４】
次に、本実施例の回折光学素子１０において、高い回折効率を得るための条件について説明する。
【００４５】
使用波長領域の全域にわたって高い回折効率を得るためには、(23)式で表される値η(λ)が全ての使用波長に対して、１に近づけばよい。言い換えれば、設計次数mでの回折効率を高めるには、上記(23)式中のφ(λ) /λがmに近づけばよい。例えば、設計次数mを１次とした場合、φ(λ)/λが１に近づけばよい。
【００４６】
さらに、格子形状から得られる光学光路長差φ(λ)は、上記関係から波長λに比例して線形に変化する、すなわち(24)式の右辺の項が線形性を有することが必要となる。つまり、第１の回折格子１８を形成する材料の波長による屈折率の変化に対する第２の回折格子１９を形成する材料の波長による屈折率の変化が、使用波長領域全域で一定の比率であることが必要である。
【００４７】
上記で示した関係を満足する構成として、より具体的な実施例を説明する。
【００４８】
図２に示した回折光学素子１０において、第１の回折格子１８には、アクリル系樹脂にAl2O3微粒子（微粒子材料）を混合した材料(nd=1.542, νd=53.2)を用いる。また、第２の回折格子１９には、フッ素系樹脂にITO微粒子（微粒子材料）を混合した材料(nd=1.491, νd=19.8)を用いている。このとき、第１及び第２の回折格子１８，１９の共通の格子厚は11.4μmである。
【００４９】
図３Ａには、本実施例の回折光学素子１０の１次回折光の回折効率を示している。回折光学素子１０の設計次数は１次である。また、図３Ｂには、設計次数±１次(０次と２次)の回折光の回折効率を示している。
【００５０】
これらの図から分かるように、本実施例の回折光学素子１０は、特許文献４，５，７にて開示された回折光学素子に比べて、設計次数回折光である１次回折光の回折効率が改善している。しかも、本実施例の回折光学素子１０では、不要回折次数光である０次回折光と２次回折光の回折効率はより低減されており、フレア光がより発生しにくくなっている。
【００５１】
また、本実施例の回折光学素子１０は、特許文献６にて開示された回折光学素子と比べて、総格子厚（積層型ＤＯＥでは、２つの回折格子層と空気層の厚さの総和）が小さい。しかし、設計次数回折光（１次回折光）及び不要回折次数光(０次回折光及び２次回折光)に関して同等以上の性能を達成している。さらに、本実施例の回折光学素子１０では、１次回折光の回折効率は、可視波長領域全域で９９．９％以上得られ、不要回折次数光（０次回折光及び２次回折光）の回折効率も０．０２％以下と十分に抑制されている。
【００５２】
ここで、不要次数回折光の回折効率については、設計次数±１次の０次回折光と２次回折光についてのみ対象としているが、これは設計次数から離れた回折次数ほどフレアに寄与する割合が少ないためである。つまり、０次と２次の回折光であるフレア光が低減されれば、それ以外の回折次数光によるフレア光も同様に低減できる。このことは、設計次数の回折光が主に回折するように設計された回折光学素子では、設計次数から離れた次数の回折光ほど回折効率が低下し、設計次数から離れた次数の回折光により形成される像ほど結像面で大きくぼけ、フレアとして目立たないことに起因する。
【００５３】
次に、特許文献５にて開示された材料と本実施例にて用いられるアクリル系樹脂にAl2O3微粒子を混合した材料（材料１）及びフッ素系樹脂にITO微粒子を混合した材料（材料２）の可視波長領域での屈折率特性を図４に示す。ここで、特許文献５にて開示されている材料としては、アクリル系樹脂１(nd=1.523，νd=51.1)及びアクリル系樹脂２(nd=1.636，νd=23.0)である。
【００５４】
図４において、本実施例の材料１及び材料２の屈折率特性グラフはその傾きが異なっているように見えるが、波長の変化に対する屈折率の変化はほぼ一定である。一方、特許文献５のアクリル系樹脂１，２では、波長の変化に対する屈折率の変化がアクリル系樹脂２ではほぼ一定であるのに対し、アクリル系樹脂１では短波長側の変化の度合いが大きい特性となっている。
【００５５】
これは、特許文献５では、材料の特性について、F線, d線, C線に対する屈折率をnF, nd, nCとして、νd=(nd-1)/(nF-nC)についてしか言及しておらず、νdはd線付近の屈折率変化の平均的な傾きを定義した値に過ぎないためである。このνd特性は、積層構造の回折光学素子においては格子厚を薄く保ちつつ回折効率を単層型ＤＯＥに比べて改善するのに適した評価特性である。
【００５６】
しかし、本実施例は、特許文献５の回折光学素子よりもさらなる回折効率の改善を目的としている。このためには、平均的な屈折率変化を表したνd特性を評価尺度とするだけでは不十分である。
【００５７】
そこで、g線及びF線に対する部分分散比θg,Fとg線及びd線に対する部分分散比θg,dを新たな評価尺度として用いる。部分分散比θg,Fは、nF, nC, ngをそれぞれF線, C線, g線に対する屈折率とした場合に、θg,F=(ng-nF)/(nF-nC)で表される。部分分散比θg,dは、nF, nd, nC, ngをそれぞれF線, d線, C線, g線に対する屈折率とした場合に、θg,d=(ng-nd)/(nF-nC)で表される。それぞれの式は、短波長側の屈折率変化と長波長側の屈折率変化の比を表している。
【００５８】
本実施例の材料１はθg,F=0.55, θg,d = 1.25であり、材料２はθg,F=0.41,θg,d=1.04とそれぞれ小さいθg,Fとθg,dを有する。一方、特許文献５のアクリル系樹脂１はθg,F=0.58, θg,d =1.28であり、アクリル系樹脂２はθg,F=0.68, θg,d= 1.40である。アクリル系樹脂１のθg,Fとθg,dは、本実施例の材料１と大きな差はないが、アクリル系樹脂２のθg,Fとθg,dは、本実施例の材料２に比べて大きな値になっている。したがって、本実施例の方が使用波長領域全域において、各材料の波長の変化に対する屈折率の変化が一定に保たれ、より高い回折効率が得られる材料の組合せになっていると言える。
【００５９】
また、本実施例は、特許文献４〜７とは異なり、上記材料１，２を使用することにより、高い回折効率を維持しながら第１及び第２の回折格子１８，１９が同一の格子パターンを有する格子面で接した密着２層型ＤＯＥとして実現できる。これにより、第１及び第２の回折格子１８，１９を高い精度で位置合せする必要がなくなり、製造が容易になる。
【００６０】
以上説明した本実施例では、図１及び図２に示すように、平板としての透明基板１４，１５上に回折格子１８，１９を設けた回折光学素子について説明した。しかし、平板透明基板に代えてレンズを用い、該レンズの凸面や凹面といった曲面に回折格子を設けても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施例では、設計次数が１次である回折光学素子について説明したが、設計次数は１に限定されない。２次や３次等、１次とは異なる次数の回折光であっても、各回折格子における光学光路長差の合成値を、所望の設計次数で所望の設計波長となるように設定すれば、本実施例と同様な効果が得られる。
【実施例２】
【００６２】
本発明の実施例２について説明する。本実施例の回折光学素子は、形状的には実施例１と基本的に同じである。すなわち、図１及び図２に示した素子構成を有する。このため、実施例１と同じ構成要素には実施例１と同符号を付してそれらの詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ詳しく説明する。
【００６３】
本実施例の回折光学素子１０において、図２に示す第１の回折格子１８には、アクリル系樹脂にZrO2微粒子を混合した材料(nd=1.611, νd=45.5)を使用する。また、第２の回折格子１９には、アクリル系樹脂にITO微粒子を混合した材料(nd=1.567, νd=21.7)を使用する。第１及び第２の回折格子１８，１９の共通の格子厚は13.3μmである。
【００６４】
図５Ａには、本実施例の回折光学素子１０における１次回折光の回折効率を示す。設計次数は１次である。また、図５Ｂには、設計次数±１次の回折光(０次回折光と２次回折光)の回折効率を示している。本実施例の回折光学素子１０は、実施例１の回折光学素子１０と同様に、設計次数回折光である１次光回折光の回折効率が改善されているとともに、不要回折光である０次回折光及び２次回折光の回折効率も低減され、よりフレア光が発生しにくくなっている。
【００６５】
具体的には、１次回折光の回折効率は可視波長領域全域で９９．８％以上であり、不要回折次数光（０次回折光及び２次回折光）の回折効率は０．０４％以下と十分に抑制されている。
【実施例３】
【００６６】
本発明の実施例３について説明する。本実施例の回折光学素子は、形状的には実施例１と基本的に同じである。すなわち、図１及び図２に示した素子構成を有する。このため、実施例１と同じ構成要素には実施例１と同符号を付してそれらの詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ詳しく説明する。
【００６７】
本実施例の回折光学素子１０において、図２に示す第１の回折格子１８には、アクリル系樹脂にAl2O3微粒子を混合した材料(nd=1.594, νd=58.0)を使用する。また、第２の回折格子１９には、フッ素系樹脂にITO微粒子を混合した材料(nd=1.519, νd=16.5)を使用する。第１及び第２の回折格子１８，１９の共通の格子厚は7.8μmである。
【００６８】
図６Ａには、本実施例の回折光学素子１０における１次回折光の回折効率を示す。設計次数は１次である。また、図６Ｂには、設計次数±１次の回折光(０次回折光と２次回折光)の回折効率を示している。本実施例の回折光学素子１０は、実施例１，２の回折光学素子１０と同様に、設計次数回折光である１次光回折光の回折効率が改善されているとともに、不要回折光である０次回折光及び２次回折光の回折効率も低減され、よりフレア光が発生しにくくなっている。
【００６９】
具体的には、１次回折光の回折効率は可視波長領域全域で９９．８％以上であり、不要回折次数光（０次回折光及び２次回折光）の回折効率は０．０４％以下と十分に抑制されている。
【実施例４】
【００７０】
本発明の実施例４について説明する。本実施例の回折光学素子は、形状的には実施例１と基本的に同じである。すなわち、図１及び図２に示した素子構成を有する。このため、実施例１と同じ構成要素には実施例１と同符号を付してそれらの詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ詳しく説明する。
【００７１】
本実施例の回折光学素子１０において、図２に示す第１の回折格子１８には、アクリル系樹脂にAl2O3微粒子を混合した材料(nd=1.566, νd=55.4)を使用する。また、第２の回折格子１９には、光学材料にITO微粒子を混合した材料(nd=1.469, νd=12.1)を使用する。第１及び第２の回折格子１８，１９の共通の格子厚は6.0μmである。
【００７２】
図７Ａには、本実施例の回折光学素子１０における１次回折光の回折効率を示す。設計次数は１次である。また、図７Ｂには、設計次数±１次の回折光(０次回折光と２次回折光)の回折効率を示している。本実施例の回折光学素子１０は、実施例１〜３の回折光学素子１０と同様に、設計次数回折光である１次光回折光の回折効率が改善されているとともに、不要回折光である０次回折光及び２次回折光の回折効率も低減され、よりフレア光が発生しにくくなっている。
【００７３】
具体的には、１次回折光の回折効率は可視波長領域全域で９９．９％以上であり、不要回折次数光（０次回折光及び２次回折光）の回折効率は０．０２％以下と十分に抑制されている。
【実施例５】
【００７４】
本発明の実施例５について説明する。本実施例の回折光学素子は、形状的には実施例１と基本的に同じである。すなわち、図１及び図２に示した素子構成を有する。このため、実施例１と同じ構成要素には実施例１と同符号を付してそれらの詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ詳しく説明する。
【００７５】
本実施例の回折光学素子１０において、図２に示す第１の回折格子１８には、アクリル系樹脂材料(nd=1.522, νd=51.3)を使用する。ここで、本実施例の第１の回折格子1８の材料は、実施例１〜４と異なり、微粒子材料が混合されていない単にアクリル系樹脂からなる材料である。一方、第２の回折格子１９には、フッ素系樹脂にITO微粒子を混合した材料(nd=1.480, νd=21.3)を使用する。第１及び第２の回折格子１８，１９の共通の格子厚は13.9μmである。
【００７６】
図８Ａには、本実施例の回折光学素子１０における１次回折光の回折効率を示す。設計次数は１次である。また、図８Ｂには、設計次数±１次の回折光(０次回折光と２次回折光)の回折効率を示している。本実施例の回折光学素子１０は、実施例１〜４の回折光学素子１０と同様に、設計次数回折光である１次光回折光の回折効率が改善されているとともに、不要回折光である０次回折光及び２次回折光の回折効率も低減され、よりフレア光が発生しにくくなっている。
【００７７】
具体的には、１次回折光の回折効率は可視波長領域全域で９９．９％以上であり、不要回折次数光（０次回折光及び２次回折光）の回折効率は０．０２％以下と十分に抑制されている。
【００７８】
次に、上記各実施例において、第１及び第２の回折格子１８，１９が満たすべき条件について説明する。
【００７９】
実施例１〜５の回折光学素子１０において、第１及び第２の回折格子のそれぞれを形成する第１の材料及び第２の材料（以下、それぞれ材料１，材料２という）は、以下の条件を満足する。材料２は、以下の条件を満足する微粒子材料を樹脂材料に混合した材料である。
【００８０】
ng1, nF1, nd1, nC1はそれぞれ、第１の材料のg線, F線, d線, C線に対する屈折率である。ng2, nF2, nd2, nC2はそれぞれ、第２の材料のg線, F線, d線, C線に対する屈折率である。また、nFb2, ndb2, nCb2はそれぞれ、微粒子材料のF線, d線, C線に対する屈折率である。
【００８１】
さらに、
νd1=(nd1-1)/(nF1-nC1)
νd2=(nd2-1)/(nF2-nC2)
θg,F1=(ng1-nF1)/(nF1-nC1)
θg,d1=(ng1-nd1)/(nF1-nC1)
θg,F2=(ng2-nF2)/(nF2-nC2)
θg,d2=(ng2-nd2)/(nF2-nC2)
νdb2=(ndb2-1)/(nFb2-nCb2)
である。
【００８２】
材料１：
nd1≧1.5  …(1)
νd1≧40  …(2)
(-1.665E-07×νd13+5.213E-05xνd12‐5.656E-03xνd1+0.675)≦θg,F1
≦(‐1.665E-07xνd13+5.213E-05xνd12‐5.656E-03xνd1+0.825)
…(3)
(‐1.687E-07xνd13+5.702E-05xνd12‐6.603E-03xνd1+1.400)≦θg,d1
≦(‐1.687E-07xνd13+5.702E-05xνd12‐6.603E-03xνd1+1.580)
…(4)
【００８３】
材料２：
nd2≦1.6  …(5)
νd2≦30  …(6)
θg,F2≦(-1.665E-07xνd23+5.213E-05xνd22‐5.656E-03xνd2+0.675)  …(7)
θg,d2≦(-1.687E-07xνd23+5.702E-05xνd22‐6.603E-03xνd2+1.400)  …(8)
【００８４】
材料１と材料２：
nd1-nd2＞0  …(9)
【００８５】
微粒子材料：
ndb2≧1.70  …(10)
νdb2≦20  …(11)
【００８６】
条件式(1) 〜(4)は、材料１の特性を規定する。また、材料１は条件式(1)〜(4)をすべて満足する必要がある。ここで、各条件の関係をイメージし易くするため、図１０〜１２を用いて説明する。図１０はndとνdの関係を、図１１はθg,Fとνdの関係を、図１２はθg,dとνdの関係をそれぞれ示す。これらの図において、縦軸はそれぞれnd, θg,F, θg,dを示し、横軸は全てνdを示す。なお、図１０〜１２では、条件式の番号を丸囲み数字で示している。
【００８７】
条件式(1), (2)は、図１０に示すように、実施例の回折光学素子が成立するための材料１のndとνdの範囲を規定する。条件式(1)及び (2)の下限値を下回ると、実施例の回折光学素子の構成（密着２層型）を実現できる材料２、すなわち条件式（(5)〜(8)）を満足する材料２が存在しなくなる。
【００８８】
条件式(3)は、図１１に示すように、実施例の回折光学素子が成立するための材料１のθg,Fとνdの範囲を規定する。前述したように、この条件式は、条件式(1)及び (2)が満たされた上で満たされなければならない。条件式(3)の下限値を下回ると、実施例の回折光学素子の格子厚が厚くなり、該回折光学素子に斜めから入射する光線（以下、斜入射光という）に対する回折効率の劣化につながる。また、条件式(3)の上限値を上回ると、実施例の回折光学素子の構成（密着２層型）で高い回折効率を得るための材料２、すなわち条件式（(5)〜(8)）を満足する材料２が存在しなくなる。
【００８９】
条件式(4)は、図１２に示すように、実施例の回折光学素子が成立するための材料１のθg,dとνdの範囲を規定する。この関係も、条件式(1)〜(3)が満たされた上で満たされなければならない。条件式(4)の下限値を下回ると、実施例の回折光学素子の格子厚が厚くなり、斜入射光に対する回折効率の劣化につながる。また、条件式(4)の上限値を上回ると、実施例の回折光学素子の構成（密着２層型）で高い回折効率を得るための材料２、すなわち条件式（(5)〜(8)）を満足する材料２が存在しなくなる。
【００９０】
材料１は、より高い回折効率を実現しつつ格子厚をより薄くするために、材料２の存在条件との関係上、以下の条件式を満たすことが好ましい。以下の条件式の番号に付されたａは、その条件式がもとの条件式よりも満たすことが好ましい条件であることを示す。ｂはａが付された条件式よりもさらに満たすことが好ましい条件であることを示す。このことは、後述する他の条件式についても同じである。
【００９１】
1.50≦nd1≦1.75   …(1a)
1.50≦nd1≦1.70   …(1b)
40≦νd1≦80    …(2a)
40≦νd1≦70    …(2b)
(‐1.665E-07xνｄ1３＋5.213E-05xνｄ1２‐5.656E-03xνｄ1＋0.700) ≦θg,F1
≦（‐1.665E-07xνｄ1３＋5.213E-05xνｄ1２‐5.656E-03xνｄ1＋0.662）
…(3a)
(‐1.687E-07xνｄ1３＋5.702E-05xνｄ1２‐6.603E-03xνｄ1＋1.425) ≦θg,d1
≦（-1.687E-07xνｄ1３＋5.702E-05xνｄ1２‐6.603E-03xνｄ1＋1.513）
…(4a)
【００９２】
条件式(5) 〜(8)は、材料２の特性を規定する。また、材料２は、材料１が条件式(1)〜(4)をすべて満足した上で、条件式(5) 〜(8)をすべて満足する必要がある。ここでも、各条件の関係をイメージし易くするため、図１０〜１２を用いて説明する。
【００９３】
条件式(5), (6)は、図１０に示すように、実施例の回折光学素子が成立するための材料２のndとνdの範囲を規定する。条件式(5)及び (6)の上限値を上回ると、実施例の回折光学素子の構成（密着２層型）を実現できる材料１、すなわち条件式（(1)〜(4)）を満足する材料１が存在しなくなる。
【００９４】
条件式(7)は、図１１に示すように、実施例の回折光学素子が成立するための材料２のθg,Fとνdの範囲を規定する。前述したように、この条件式は、条件式(5)及び (6)が満たされた上で満たされなければならない。条件式(7)の上限値を上回ると、実施例の回折光学素子の構成（密着２層型）で高い回折効率を得るための材料１、すなわち条件式（(1)〜(4)）を満足する材料１が存在しなくなる。
【００９５】
条件式(8)は、図１２に示すように、実施例の回折光学素子が成立するための材料２のθg,dとνdの範囲を規定する。この関係も、条件式(1)〜(4)が満たされた上で満たされなければならない。条件式(8)の上限値を上回ると、実施例の回折光学素子の構成（密着２層型）で高い回折効率を得るための材料１、すなわち条件式（(1)〜(4)）を満足する材料１が存在しなくなる。
【００９６】
材料２は、より高い回折効率を実現しつつ格子厚をより薄くするために、材料１の存在条件との関係上、以下の条件式を満たすことが好ましい。
【００９７】
1.4≦nd2≦1.6    …(5a)
νd2≦25    …(6a)
θg,F2≦‐1.665E-07xνｄ2３＋5.213E-05xνｄ2２‐5.656E-03xνｄ2＋0.600）
…(7a)
θg,d2≦（‐1.687E-07xνｄ2３＋5.702E-05xνｄ2２‐6.603E-03xνｄ2＋1.300）
…(8a)
【００９８】
条件式(9)は、実施例の回折光学素子において、材料１と材料２の屈折率の大小関係を示す。この条件式を満足しないと、所望の回折効率が得られなくなる。
【００９９】
条件式(10), (11)は、実施例の回折光学素子において、材料２が上記条件式(5)〜(8)を満足するために用いる微粒子材料の材料特性の範囲を規定する。条件式(10)及び (11)を満足する微粒子材料としては、ITO, Ti, Nr, Cr及びその酸化物、複合物、混合物のいずれかの無機微粒子材料が挙げられる。実施例では、ITO(ndb2=1.77, νd=6.8)を例として使用した。条件式(10)の下限値を下回るか条件式(11)の上限値を上回ると、材料２が条件式(5)〜(8)を満足することができなくなる。
【０１００】
ここで、微粒子材料は、条件式(10), (11)を満足する材料であれば上記例として使用したものに限られない。
【０１０１】
また、微粒子材料は、さらに以下の条件を満足することが好ましい。
【０１０２】
ndb2≧1.75    …(10a)
νdb2≦18    …(11a)
【０１０３】
また、実施例の回折光学素子１０は、上記条件式(1)〜(11)に加えて、以下の条件を満足するとより好ましい。λF, λd, λCはそれぞれ、F線, d線, C線の波長である。m(λF), m(λd), m(λC)はそれぞれ、F線, d線, C線の波長におけるm次（設計次数）の回折光に対する各回折格子の凸部と凹部での光学光路長の差をその波長で除した値である。dは回折格子の格子厚である。
【０１０４】
m(λF)={dx(nF1-nF2)}/λF    …(12)
m(λd)={dx(nd1-nd2)}/λd    …(13)
m(λC)={dx(nC1-nC2)}/λC    …(14)
d≦20    …(15)
0.92≦{m(λF)+m(λd)+m(λC)}/3≦1.08     …(16)
【０１０５】
これらの条件式(12)〜(16)は、材料１及び材料２により形成される実施例の密着２層型ＤＯＥの回折効率を規定する。条件式(15)の上限値を上回ると、斜入射光に対する回折効率の劣化が大きくなる可能性が生ずる。また、条件式(16)の範囲を外れると、所望の回折効率が得られなくなる可能性が生ずる。
【０１０６】
さらに高回折効率を実現するためには、以下の条件式を満足するとよりよい。以下の条件式の番号に付されたｃは、その条件式にｂと付された条件式よりもさらに満たすことが好ましい条件であることを示す。
【０１０７】
d≦15    …(15a)
0.93≦{m(λF)+m(λd)+m(λC)}/3≦1.07    …(16a)
0.94≦{m(λF)+m(λd)+m(λC)}/3≦1.06    …(16b)
0.96≦{m(λF)+m(λd)+m(λC)}/3≦1.04    …(16c)
【０１０８】
材料１に微粒子材料が混合されている実施例１〜４においては、該微粒子材料は以下の条件をすべて満足することが好ましい。nFb1, ndb1, nCb1はそれぞれ、該粒子材料のF線, d線, C線に対する屈折率である。また、νdb1=(ndb1-1)/(nFb1-nCb1)である。
【０１０９】
ndb1≧1.65    …(17)
νdb1≧35    …(18)
条件式(17), (18)は、材料１に混合される微粒子材料の特性を規定する。条件式(17)及び(18)を満足する微粒子材料としては、Al, Zr, Y及びその酸化物、複合物、混合物のいずれかの無機微粒子材料が挙げられる。本実施例では、Al2O3(ndb1=1.71, νd=68.0)やZrO2(ndb1=1.87,  νd=39.4)を例として使用した。条件式(17)及び(18)の下限値を上回ると、条件式(1)〜(4)を満足する材料1を実現できなくなる可能性が生ずる。
【０１１０】
ここで、微粒子材料としては、条件式(17)及び(18)を満足する材料であれば上記例として使用したものに限られない。
【０１１１】
また、必ずしも微粒子が混合された材料を用いなくても、一般的な紫外線硬化樹脂等を用いてもよい。但し、実施例１〜４にて説明したように、材料１及び材料２ともに微粒子が混合（分散）した材料を用いると、格子厚をより低くできるので、斜入射光に対する回折効率の劣化対策としては好ましい。
【０１１２】
微粒子材料は、さらに以下の条件を満足するとよい。
【０１１３】
ndb1≧1.70    …(17a)
νdb1≧38    …(18a)
【０１１４】
また、微粒子材料の平均粒子径は、回折光学素子への入射光の波長（使用波長又は設計波長）の１／４以下であることが好ましい。これよりも粒子径が大きくなると、微粒子材料を樹脂材料に混合した際に、光の散乱が大きくなる可能性が生じる。
【０１１５】
上記微粒子材料を混合する樹脂材料としては、紫外線硬化樹脂であって、アクリル系、フッ素系、ビニル系、エポキシ系のいずれかの有機樹脂が挙げられる。本実施例では、アクリル系樹脂及びフッ素系樹脂を例として使用した。
【０１１６】
最後の条件として、実施例の回折光学素子は、図２に示す回折格子の格子ピッチをPとし、格子厚をdとしたときに、次の条件式を満足するのが好ましい。
【０１１７】
d/P＜1/7    …(19)
【０１１８】
条件式(19)は、回折光学素子を構成する回折格子の形状（格子ピッチ及び格子厚）を規定する。条件式(19)の上限値を上回ると、格子ピッチが細かくなり過ぎて、斜入射光に対する回折効率の低下を招く可能性が生ずる。また、条件式(19)を満足することで、回折光学素子を製造(樹脂成形)するための型に対して、格子形状を機械加工し易いというメリットがある。
【０１１９】
表１には、実施例１〜５にて説明した回折光学素子の条件式(1)〜（19）の数値を示している。
【０１２０】
以上説明したように、上記各実施例では、g線及びF線に対する部分分散比θg,Fとg線及びd線に対する部分分散比θg,dを適切に設定した材料１及び材料２を用いて、密着２層型の回折光学素子を構成している。これにより、入射光の波長（使用波長）領域の全域において、特定次数（設計次数）の回折光に対する回折効率を高くしつつ、フレア光となり得る不要回折光を十分に抑制することが可能な回折光学素子を実現ができる。また、密着２層型の回折光学素子とすることで、製造が容易で、比較的安価に製造が可能である。
【０１２１】
なお、図１及び図２に示した回折光学素子の形状、特に格子部の形状は例に過ぎず、他の形状を採用することも可能である。
【実施例６】
【０１２２】
実施例１〜５にて説明した回折光学素子は、以下のような用途に用いることができる。
【０１２３】
図９Ａには、実施例１〜５の回折光学素子を含み、スチルカメラやビデオカメラ等の撮影装置（光学機器）２００において撮像光学系として用いられる光学系の構成を示している。
【０１２４】
図９Ａにおいて、１０１は主として屈折光学素子（例えば、通常のレンズ素子）で構成された撮像光学系である。撮像光学系１０１の内部には、開口絞り１０２と実施例１〜５にて説明した回折光学素子１０が設けられている。１０３は撮像光学系１０１の結像面に配置されたフィルムや撮像素子等の感光部材である。撮像素子としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子が用いられる。
【０１２５】
回折光学素子１０は前述したようにレンズ機能を有する素子であり、撮像光学系１０１中の屈折光学素子で発生する色収差を補正する役割を果たす。そして、回折光学素子１０は、実施例１〜５で説明したように、その回折効率特性が従来のものに比べて大幅に改善されている。このため、フレア光が少なく、低周波数での解像力も高い良好な光学性能を有した撮像光学系及び撮像装置が実現される。
【０１２６】
また、実施例１〜５にて説明した回折光学素子１０は、空気層を有さない密着２層型ＤＯＥであるので、製造が容易で、撮像光学系の量産性を高めることにも有効である。
【０１２７】
図９Ａでは、絞り１０２の近傍に配置された平板ガラス面に回折光学素子１０を設けた例を示すが、回折光学素子１０の配置形態はこれに限られない。前述したように、回折光学素子１０をレンズ素子の凹面や凸面上に設けてもよい。また、撮像光学系内に回折光学素子１０を複数個配置してもよい。
【０１２８】
図９Ａでは、撮像装置の撮影光学系に実施例１〜５の回折光学素子１０を用いた場合について説明した。しかし、該回折光学素子１０を、事務機（光学機器）であるイメージスキャナやデジタル複写機のリーダレンズ等、広い波長領域で使用される結像光学系に用いてもよい。この場合も、フレア光が少なく、低周波数での解像力も高い良好な光学性能を有する結像光学系及び事務機を実現することができる。
【実施例７】
【０１２９】
図９Ｂには、実施例１〜５で説明した回折光学素子を含み、双眼鏡等の観察装置（光学機器）３００に搭載される観察光学系の構成を示している。
【０１３０】
図９Ｂにおいて、１０４は対物レンズ、１０５は対物レンズ１０４により形成された倒立像を正立させるためのプリズムである。１０６は接眼レンズであり、１０７の評価面（瞳面）に眼を配置することで、観察者は接眼レンズ１０６を通して対象物を観察することができる。
【０１３１】
対物レンズ１０４は、実施例１〜５で説明した回折光学素子１０を有する。該回折光学素子１０は、対物レンズ１０４の結像面１０３での色収差その他の収差を補正する目的で設けられている。
【０１３２】
回折光学素子１０は、実施例１〜５で説明したように、その回折効率特性が従来のものに比べて大幅に改善されている。このため、フレア光が少なく、低周波数での解像力も高い良好な光学性能を有した観察光学系及び観察装置が実現される。
【０１３３】
また、実施例１〜５にて説明した回折光学素子１０は、空気層を有さない密着２層型ＤＯＥであるので、製造が容易で、結像光学系の量産性を高めることにも有効である。
【０１３４】
図９Ｂでは、対物レンズ１０４を構成するレンズ素子の近くに配置された平板ガラス面に回折光学素子１０を設けた例を示すが、回折光学素子１０の配置形態はこれに限られない。前述したように、回折光学素子１０をレンズ素子の凹面や凸面上に設けてもよい。また、結像光学系内に回折光学素子１０を複数個配置してもよい。
【０１３５】
また、図９Ｂでは、対物レンズ１０４内に回折光学素子１０を設けた場合を示したが、プリズム１０５の光学面や接眼レンズ１０６内に設けることもでき、この場合も先に説明したのと同様の効果が得られる。
【０１３６】
但し、回折光学素子１０を結像面１０３よりも物体側に設けることで、対物レンズ１０４で発生する色収差の低減効果があるため、肉眼の観察系の場合は、少なくとも対物レンズ１０４内に設けることが望ましい。
【０１３７】
さらに、図９Ｂに示した双眼鏡の観察光学系以外に、望遠鏡やカメラの光学ファインダといった観察光学系にも実施例１〜５にて説明した回折光学素子１０を設けることができる。この場合も、先に説明したのと同様の効果が得られる。
【０１３８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施例１〜５である回折光学素子の正面図及び側面図。
【図２】実施例１〜５の回折光学素子の部分断面図。
【図３Ａ】実施例１の回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図３Ｂ】実施例１の回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図４】実施例１の回折光学素子を構成する材料の屈折率特性（ｎ−λ特性）を示すグラフ図。
【図５Ａ】実施例２の回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図５Ｂ】実施例２の回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図６Ａ】実施例３の回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図６Ｂ】実施例３の回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図７Ａ】実施例４の回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図７Ｂ】実施例４の回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図８Ａ】実施例５の回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図８Ｂ】実施例５の回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図９Ａ】実施例１〜５の回折光学素子を用いた撮影光学系とこれを備えた撮像装置の構成を示す図。
【図９Ｂ】実施例１〜５の回折光学素子を用いた観察光学系とこれを備えた観察装置の構成を示す図。
【図１０】実施例１〜５の回折光学素子を構成する材料の屈折率特性（nd-νd特性）を示すグラフ図。
【図１１】実施例１〜５の回折光学素子を構成する材料の屈折率特性（θg,F-νd特性）を示すグラフ図。
【図１２】実施例１〜５の回折光学素子を構成する材料の屈折率特性（θg,d-νd特性）を示すグラフ図。
【図１３】従来の単層型回折光学素子の部分断面図。
【図１４】従来の単層型回折光学素子の設計次数及び設計次数±１次の回折効率特性を示すグラフ図。
【図１５】従来の積層型回折光学素子の部分断面図。
【図１６】従来の積層型回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図１７】従来の積層型回折光学素子の部分断面図。
【図１８Ａ】従来の積層型回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図１８Ｂ】従来の積層型回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図１９Ａ】従来の積層型回折光学素子の設計次数での回折効率特性を示すグラフ図。
【図１９Ｂ】従来の積層型回折光学素子の設計次数±１次での回折効率特性を示すグラフ図。
【図２０】従来の密着２層型回折光学素子の部分断面図。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  回折光学素子
１２  第１の素子部
１３  第２の素子部
１４  第１の透明基板
１５  第２の透明基板
１６  第１の格子ベース部
１７  第２の格子ベース部
１８  第１の回折格子
１９  第２の回折格子
１０１  撮像光学系
１０４  観察光学系
【図１４】
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【図１６】
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【図１８Ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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