(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察平面において観察者によって観察されるように光学画像を生成するための光学機器であって、
射出瞳に観察者によって観察可能な対象の光学画像を生成するための光学システムと、
複数の前記射出瞳の配列を生成するための前記光学システムの画像平面に位置する回折素子であって、複数の前記射出瞳が、前記観察者によって単一の拡大された射出瞳として知覚可能である、回折素子と、を備え、
前記回折素子は、複数の回折ユニットの配列を有する面を備え、
回折ユニットのそれぞれは、射出瞳の前記配列の前記射出瞳の１つを生成し、
前記回折ユニットは、それぞれ、レンチキュールを備え、
前記レンチキュールは、光の回折干渉を生成し、かつ、射出瞳の配列の形態で互いに対して変位される複数の射出瞳を生成するのに有効であり、
前記レンチキュールは、それぞれ、複数の面を有する不規則な特徴を備え、
前記回折ユニットは、前記回折素子の光軸から半径方向外側に配置され、かつ、前記光軸からの半径方向距離が増加するにつれて、光路の増加するオフセット角を提供するように構成され、前記回折素子の開口上の位置と関係なく、かつ、前記回折要素と前記観察平面との間の中継レンズ装置なしに、投影レンズから受け取った画像からの光が、前記回折素子の前記開口を横切る前記観察平面上の共通領域に中継されるようになっている、光学機器。
【請求項２】
前記レンチキュールは、螺旋上に形成される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記レンチキュールは、前記螺旋上に、４０μｍから１２０μｍの放射状のピッチで形成される、請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記レンチキュールは、前記螺旋上に、７０μｍから１００μｍの放射状のピッチで形成される、請求項２に記載の機器。
【請求項５】
前記レンチキュールは、前記螺旋上に、前記螺旋に沿って４０μｍから１２０μｍのピッチで形成される、請求項２から４のいずれかに記載の機器。
【請求項６】
前記レンチキュールは、前記螺旋上に、前記螺旋に沿って７０μｍから１００μｍのピッチで形成される、請求項２から４のいずれかに記載の機器。
【請求項７】
前記レンチキュールは、それぞれ、前記回折素子の前記面に対して直交する断面において第１の直線レンチキュール面を備え、
前記第１の直線レンチキュール面は、側面を画定し、かつ、前記回折素子の前記面に対して傾けられている、請求項１から６のいずれかに記載の機器。
【請求項８】
前記側面と前記回折素子の前記面との間の角度は、６５度から９０度である、請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記側面と前記回折素子の前記面との間の角度は、７５度から９０度である、請求項７に記載の機器。
【請求項１０】
前記側面は、前記回折素子の前記面に対して平行な平面において湾曲している、請求項７から９のいずれかに記載の機器。
【請求項１１】
前記側面は、円錐台の面である、請求項１０に記載の機器。
【請求項１２】
前記側面は、外向き曲面または内向き曲面である、請求項１０または１１に記載の機器。
【請求項１３】
前記レンチキュールは、それぞれ、前記回折素子の前記面に対して直交する断面において第２のレンチキュール曲面を備え、
前記第２のレンチキュール曲面は、前記直線レンチキュール面から前記回折素子の前記面に延びる、請求項７から１２のいずれかに記載の機器。
【請求項１４】
前記レンチキュール曲面は、凹面または凸面である、請求項１３に記載の機器。
【請求項１５】
前記レンチキュール曲面は、０．５ｍｍから５ｍｍの半径を有する、請求項１４に記載の機器。
【請求項１６】
前記レンチキュール曲面は、０．５ｍｍから２ｍｍの半径を有する、請求項１４に記載の機器。
【請求項１７】
前記レンチキュール曲面は、０．５ｍｍから１．５ｍｍの半径を有する、請求項１４に記載の機器。
【請求項１８】
前記レンチキュールは、３０μｍから１００μｍの幅を有する、請求項１から１７のいずれかに記載の機器。
【請求項１９】
前記レンチキュールは、４０μｍから７０μｍの幅を有する、請求項１から１７のいずれかに記載の機器。
【請求項２０】
前記レンチキュールは、３０μｍから１００μｍの長さを有する、請求項１から１９のいずれかに記載の機器。
【請求項２１】
前記レンチキュールは、５０μｍから９０μｍの長さを有する、請求項１から１９のいずれかに記載の機器。
【請求項２２】
前記レンチキュールは、前記回折素子の前記面に長方形形状を実質的に有する、請求項１から２１のいずれかに記載の機器。
【請求項２３】
前記回折素子の前記面は、実質的な平面上にある、請求項１から２２のいずれかに記載の機器。
【請求項２４】
前記光学機器は、顕微鏡である、請求項１から２３のいずれかに記載の機器。
【請求項２５】
前記レンチキュールを切削工具によって形成する工程を含む、請求項１から２４のいずれかに記載の機器の製造方法。
【請求項２６】
前記切削工具は、球台状の先端部を備え、前記レンチキュールのそれぞれの球面収差が補正されたレンチキュール面を切断する平坦部分と、前記レンチキュールのそれぞれのレンチキュール曲面の球面半径を切断する球面部分とを有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記球面部分は、０．５ｍｍから５ｍｍの半径を有する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記球面部分は、０．５ｍｍから２ｍｍの半径を有する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記球面部分は、０．５ｍｍから１．５ｍｍの半径を有する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記光路の前記増加するオフセット角は、前記回折素子の光軸に対する角度配向を増加させるのに伴って、半径方向外側の各回折ユニットの前記レンチキュールを形成することによって提供される、請求項２５から２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記レンチキュールは、前記レンチキュールが前記回折素子の前記光軸からますます半径方向外側に形成されるのにつれて、前記回折素子の前記光軸に対して角度配向を増加させるのに伴って、切削工具を傾斜させることにより形成される、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に関し、特に顕微鏡、とりわけ、射出瞳を有し、射出瞳に対象の画像が観察者によって観察されることができる光学機器、およびその光学機器に用いるための回折光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学機器では、射出瞳の大きさは、光学機器の開口数および全体の倍率の関数によって決定され、したがって、射出瞳の大きさは、固定され、比較的小さい寸法である。観察者は画像を適切に観察するために、彼／彼女の眼の入射瞳を光学機器の射出瞳と正確に合わせることが、必要である。
【０００３】
本出願人は、以前に、複数の異なった光学機器を開発しており、これらの光学機器は、中間画像平面での回折素子の提供を通じて、有効に拡大された射出瞳を提供し、拡大された射出瞳内のどこにでも彼／彼女の眼を配置することによって、観察者が画像を観察することを可能にする。これらの光学機器は、米国特許公開第６０２８７０４号明細書、米国特許公開第６６０８７２０号明細書および米国特許公開第７１２３４１５号明細書に開示されている。
【０００４】
英国特許公開第２４１８３４５号明細書は、白黒写真画像の着色における回折格子の使用を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第６０２８７０４号明細書
【特許文献２】米国特許公開第６６０８７２０号明細書
【特許文献３】米国特許公開第７１２３４１５号明細書
【特許文献４】英国特許公開第２４１８３４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人は今や、改良された光学機器を開発しており、この光学機器は、有効に拡大された射出瞳をさらに提供するが、この射出瞳は、より大きな光学的透明度を提供し、かつ、視野レンズ装置の必要性を回避することができ、視野の大きさを考えると、通常、精密研削かつ研磨されたガラス部品である、光学機器内の最も高価な部品を表す。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの観点において、本発明は、観察者によって観察されるように光学画像を生成するための光学機器であって、射出瞳に観察者によって観察可能な対象の光学画像を生成するための光学システムと、複数の前記射出瞳の配列を生成するための前記光学システムの画像平面に位置する回折素子であって、複数の前記射出瞳が、前記観察者によって単一の拡大された射出瞳として知覚可能である、回折素子と、を備え、前記回折素子は、回折ユニットの配列を有する面を備え、前記回折ユニットのそれぞれは、射出瞳の前記配列の前記射出瞳の１つを生成し、前記回折ユニットは、それぞれ、レンチキュールを備え、前記レンチキュールは、光の回折干渉を生成し、かつ、射出瞳の配列の形態で互いに対して変位される複数の射出瞳を生成するのに有効であり、前記レンチキュールは、それぞれ、複数の面を有する不規則な特徴を備え、前記回折ユニットは、前記回折素子の光軸から徐々に半径方向外側に配置され、かつ、増加する角度オフセット（ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  ａｎｇｕｌａｒ  ｏｆｆｓｅｔ）を徐々に提供するように構成され、前記回折素子の開口上の位置と関係なく、受信画像からの光が、前記回折素子の前記開口を横切る観察平面上の共通領域（ｃｏｍｍｏｎ  ｒｅｇｉｏｎ）に中継されるようになっている、光学機器を提供する。
【０００８】
別の観点において、本発明は、観察者によって観察されるように光学画像を生成するための光学機器であって、射出瞳に観察者によって観察可能な対象の光学画像を生成するための光学システムと、複数の前記射出瞳の配列を生成するための前記光学システムの画像平面に位置する回折素子であって、複数の前記射出瞳が、前記観察者によって単一の拡大された射出瞳として知覚可能である、回折素子と、を備え、前記回折素子は、回折ユニットの配列を有する面を備え、回折ユニットのそれぞれは、射出瞳の前記配列の前記射出瞳の１つを生成し、前記回折ユニットは、それぞれ、レンチキュールを備え、前記レンチキュールは、光の回折干渉を生成し、かつ、射出瞳の配列の形態で互いに対して変位される複数の射出瞳を生成するのに有効であり、前記レンチキュールは、それぞれ、複数の面を有する不規則な特徴を備える、光学機器を提供する。
【０００９】
１つの実施形態において、前記回折素子は、受信画像からの光を、前記回折素子の前記開口を横切る観察平面上の共通領域に、中継するように構成されている。
【００１０】
１つの実施形態において、前記回折ユニットは、前記回折素子の前記光軸から徐々に半径方向外側に配置され、かつ、増加する角度オフセットを徐々に提供するように構成され、前記回折素子の開口上の位置とは関係なく、前記受信画像からの光が、前記観察平面上の前記共通領域に中継されるようになっている。
【００１１】
１つの実施形態において、前記回折ユニットは、受信画像からの光を、中継レンズ装置（ｒｅｌａｙ  ｌｅｎｓ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）なしに、前記観察平面上の前記共通領域に中継することを提供する。
【００１２】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、放射状螺旋（ｒａｄｉａｌ  ｓｐｉｒａｌ）上に形成され、必要に応じて、前記レンチキュールが、放射状螺旋上に、約４０μｍから約１２０μｍまたは約７０μｍから約１００μｍの放射状螺旋ピッチで形成され、および／または、前記螺旋に沿う前記ピッチが、約４０μｍから約１２０μｍまたは約７０μｍから約１００μｍである。
【００１３】
別の観点において、本発明は、観察者によって観察されるように光学画像を生成するための光学機器であって、射出瞳に観察者によって観察可能な対象の光学画像を生成するための光学システムと、複数の前記射出瞳の配列を生成するための前記光学システムの画像平面に位置する回折素子であって、複数の前記射出瞳が、前記観察者によって単一の拡大された射出瞳として知覚可能である、回折素子と、を備え、前記回折素子は、回折ユニットの配列を有する面を備え、回折ユニットのそれぞれは、射出瞳の前記配列の前記射出瞳の１つを生成し、前記回折ユニットは、それぞれ、レンチキュールを備え、前記レンチキュールは、光の回折干渉を生成し、かつ、射出瞳の配列の形態で互いに対して変位される複数の射出瞳を生成するのに有効であり、前記レンチキュールは、それぞれ、複数の面を有する不規則な特徴を備え、かつ、放射状螺旋上に形成される、光学機器を提供する。
【００１４】
１つの実施形態において、前記放射状螺旋は、約４０μｍから約１２０μｍまたは約７０μｍから約１００μｍのピッチを有し、および／または、前記螺旋に沿う前記ピッチは、約４０μｍから約１２０μｍまたは約７０μｍから約１００μｍである。
【００１５】
１つの実施形態において、前記回折素子は、受信画像からの光を、前記回折素子の前記開口を横切る観察平面上の共通領域に中継するように構成されている。
【００１６】
１つの実施形態において、前記回折ユニットは、前記回折素子の前記光軸から徐々に半径方向外側に配置され、かつ、増加する角度オフセットを徐々に提供するように構成され、前記回折素子の前記開口の位置とは関係なく、前記受信画像からの光が、前記観察平面上の前記共通領域に中継されるようになっている。
【００１７】
１つの実施形態において、前記回折ユニットは、前記受信画像からの光を、中継レンズ装置なしに、前記観察平面上の前記共通領域に中継することを提供する。
【００１８】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、それぞれ、球面収差が補正されたレンチキュール面（ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ  ｌｅｎｔｉｃｕｌｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）を備え、レンチキュール面は、側面を画定し、かつ、前記回折素子の前記面に対して傾いているかまたは傾けられ、必要に応じて、前記側面は、前記回折素子の前記面に対して約６５度から約９０度または約７５度から約９０度の角度を囲む。
【００１９】
さらなる観点において、本発明は、観察者によって観察されるように光学画像を生成するための光学機器であって、射出瞳に観察者によって観察可能な対象の光学画像を生成するための光学システムと、複数の前記射出瞳の配列を生成するための前記光学システムの画像平面に位置する回折素子であって、複数の前記射出瞳が、前記観察者によって単一の拡大された射出瞳として知覚可能である、回折素子と、を備え、前記回折素子は、回折ユニットの配列を有する面を備え、回折ユニットのそれぞれは、射出瞳の前記配列の前記射出瞳の１つを生成し、前記回折ユニットは、それぞれ、レンチキュールを備え、前記レンチキュールは、光の回折干渉を生成し、かつ、射出瞳の配列の形態で互いに対して変位される複数の射出瞳を生成するのに有効であり、前記レンチキュールは、それぞれ、複数の面を有する不規則な特徴を備え、かつ、それぞれ、球面収差が補正されたレンチキュール面を備え、前記レンチキュール面は、側面を画定し、かつ、前記回折素子の前記面に対して傾いているかまたは傾けられている、光学機器を提供する。
【００２０】
１つの実施形態において、前記回折素子は、受信画像からの光を、前記回折素子の前記開口を横切る観察平面上の共通領域に中継するように構成されている。
【００２１】
１つの実施形態において、前記回折ユニットは、前記回折素子の光軸から徐々に半径方向外側に配置され、かつ、増加する角度オフセットを徐々に提供するように構成され、前記回折素子の前記開口上の位置とは関係なく、前記受信画像からの光が、前記観察平面上の前記共通領域に中継されるようになっている。
【００２２】
１つの実施形態において、前記回折ユニットは、前記受信画像からの光を、中継レンズ装置なしに、前記観察平面上の前記共通領域に中継させることを提供する。
【００２３】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、放射状螺旋上に形成され、必要に応じて、前記レンチキュールが、放射状螺旋上に、約４０μｍから約１２０μｍまたは約７０μｍから約１００μｍの放射状螺旋ピッチで形成され、および／または、前記螺旋に沿う前記ピッチが、約４０μｍから約１２０μｍまたは約７０μｍから約１００μｍである。
【００２４】
１つの実施形態において、前記側面は、前記回折素子の前記面に対して約６５度から約９０度または約７５度から約９０度の角度を囲む。
【００２５】
１つの実施形態において、前記側面は、弓形のまたは曲線状の面であり、必要に応じて、前記側面は、円柱台（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）または円錐台（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ）の面であり、必要に応じて、前記側面は、外向き曲面（外側に曲面）または内向き曲面（内側に曲面）である。
【００２６】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、それぞれ、球面収差が補正された前記レンチキュール面から前記回折素子の前記面に延びるレンチキュール曲面を備え、必要に応じて、前記レンチキュール曲面は、凹面または凸面であり、必要に応じて、前記レンチキュール曲面は、約０．５ｍｍから約５ｍｍ、約０．５ｍｍから約２ｍｍまたは約０．５ｍｍから約１．５ｍｍの半径を有する。
【００２７】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、切削工具によって形成され、必要に応じて、前記切削工具は、球台状の先端部（ｆｒｕｓｔｏ−ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｔｉｐ）を備え、前記レンチキュールのそれぞれの球面収差が補正されたレンチキュール面を切断する平坦部分と、前記レンチキュールのそれぞれの前記レンチキュール曲面の球面半径を切断する球面部分とを有する。
【００２８】
１つの実施形態において、前記球面部分は、約０．５ｍｍから約５ｍｍ、約０．５ｍｍから約２ｍｍまたは約０．５ｍｍから約１．５ｍｍの半径を有する。
【００２９】
１つの実施形態において、前記徐々に増加する角度オフセットは、前記回折素子の前記光軸に対する角度配向を増加させるのに伴って、前記回折ユニットの前記レンチキュールを形成することによって提供される。
【００３０】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、前記レンチキュールが前記回折素子の前記光軸から徐々に半径方向外側に形成されるのにつれて、前記回折素子の前記光軸に対して角度配向を増加させるのに伴って、切削工具を傾斜させることにより形成される。
【００３１】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、約３０μｍから約１００μｍまたは約４０μｍから約７０μｍの幅を有する。
【００３２】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、約３０μｍから約１００μｍまたは約５０μｍから約９０μｍの長さを有する。
【００３３】
１つの実施形態において、前記レンチキュールは、前記回折素子の前記面に長方形形状を実質的に有する。
【００３４】
１つの実施形態において、前記回折素子の前記面は、実質的な平面上にある。
【００３５】
１つの実施形態において、前記光学機器は、顕微鏡である。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態は、今や、添付の図面を参照して実施例のみにより以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学機器を示す図である。
【図２（ａ）】図１の光学機器の１つの実施形態に係る回折素子の正面図を示す。
【図２（ｂ）】図２（ａ）の回折素子の部分斜視図である。
【図２（ｃ）】図２の回折素子（ａ）および本発明の実施形態に係る切削作業中における切削工具の（図２（ｂ）のセクションＩ−Ｉに沿った）部分垂直断面図を示す。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光学機器を示す図である。
【図４】図３の光学機器の回折素子および本発明の実施形態に係る切削作業中における切削工具の（図２（ｂ）のセクションＩ−Ｉに沿った）部分垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡、本実施形態では、投影顕微鏡を示す。
【００３９】
顕微鏡は、本実施形態では、開口絞り５によって画定される対象平面ＯＰに、対象の、画像平面、ここでは、一次画像平面ＰＩＰにおける一次画像を生成するための対物レンズ３を備える。
【００４０】
本実施形態では、顕微鏡は、さらに、画像平面、ここでは、二次画像平面ＳＩＰにおける対物レンズ３の一次画像を画像化する投影レンズ７を備え、かつ、投影レンズ７の光線交点（ｒａｙ  ｖｅｒｔｅｘ）９に対物レンズ３の開口の画像を生成する。
【００４１】
顕微鏡は、視野レンズ装置１１をさらに備え、視野レンズ装置１１は、本実施形態では、例えば、観察者の眼によって観察可能である観察平面ＶＰに射出瞳を中継するための一対の視野レンズ１５、１７を備える。
【００４２】
顕微鏡は、回折素子２５、本実施形態では、透過型素子をさらに備え、回折素子２５は、二次画像平面ＳＩＰに、ここでは、視野レンズ装置１１の視野レンズ１５、１７の中間に、位置し、かつ、射出瞳の配列を生成するのに有効であり、射出瞳のそれぞれは、回折素子２５の非存在下で生成されるであろう射出瞳に対応する。
【００４３】
適切な設計により、回折素子２５は、射出瞳の配列における射出瞳が離れてまたは接触して配置されること、および、射出瞳の配列が単一の連続した拡大された射出瞳として実質的に観察者の眼に見えるように構成が選択されることを、提供するように構成することができる。
【００４４】
本実施形態では、図２（ａ）から（ｃ）に示すように、回折素子２５は、回折ユニット３９の配列を有する主面３７を有し、回折ユニット３９のそれぞれは、射出瞳の配列の射出瞳の１つを生成する。個別の回折ユニット３９の輪郭および形状は、個別の瞳の画像のそれぞれの中に比較の光エネルギーを決定する。
【００４５】
本実施形態では、面３７は、実質的な平面上にある。代替の実施形態では、面３７は、部分球面とすることもできる。
【００４６】
本実施形態では、回折ユニット３９は、それぞれ、レンチキュール４１を備え、回折ユニット３９は、そこを通過する光の回折干渉を生成し、かつ、例えば、単一の連続した拡大された射出瞳として観察可能となるような、射出瞳の配列の形態で互いに対して変位される複数の射出瞳を生成するのに有効である。
【００４７】
本実施形態では、レンチキュール４１は、それぞれ、複数の面を有する不規則な特徴を備える。本実施形態では、レンチキュール４１は、回折素子２５の主面３７に、矩形または正方形の形状を実質的に有する。
【００４８】
本実施形態では、レンチキュール４１は、放射状螺旋（ｒａｄｉａｌ  ｓｐｉｒａｌ，半径方向螺旋）に形成されている。代替の実施形態では、レンチキュール４１は、同心円上に形成されてもよく、レンチキュール４１は、同心円の軸の中心を外れた軸の周りに回転されることができ、それにより、同心パターンが観察されることを避ける。
【００４９】
本実施形態では、レンチキュール４１は、６０μｍの放射状螺旋ピッチで放射状螺旋上に形成され、螺旋に沿って６９．３μｍでピッチが設けられる。他の実施形態では、放射状螺旋ピッチは、約４０μｍから約１２０μｍであってもよい。他の実施形態では、前記螺旋に沿ったピッチは、約４０μｍから約１２０μｍであってもよい。
【００５０】
本実施形態では、レンチキュール４１は、５５μｍの半径方向幅を有する。他の実施形態では、レンチキュール４１は、約３０μｍから約１００μｍの幅を有してもよい。
【００５１】
本実施形態では、レンチキュール４１は、１００μｍの平均半径方向長さを有する。他の実施形態では、レンチキュール４１は、約３０μｍから約１００μｍの幅を有してもよい。
【００５２】
レンチキュール４１は、それぞれ、回折素子２５の主面３７に対して傾いたまたは傾けられ、かつ、側面を画定する、第１の、球面収差が補正された面（ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ  ｓｕｒｆａｃｅ，直線表面）４２を備える。
【００５３】
本実施形態では、球面収差が補正された面４２は、回折素子２５の主面３７に対して８０．２７度の角度βを囲む。他の実施形態では、球面収差が補正された面４２は、回折素子２５の主面３７に対して約６５度から約９０度の角度βを囲んでもよい。
【００５４】
本実施形態では、球面収差が補正された面４２は、弓形のまたは曲線状の面、ここでは、外側に面した、円柱台（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）または円錐台（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ）の面である。代替の実施形態では、球面収差が補正された面４２は、外側に面し、円柱台または円錐台の面であってもよい。
【００５５】
レンチキュール４１は、それぞれ、球面収差が補正された面４２から回折素子２５の主面３７に延びる第２の弓状のまたは曲面４３を備える。
【００５６】
本実施形態では、弓形面４３は、凹面である。別の実施形態では、弓形面４３は凸面であってもよい。
【００５７】
本実施形態では、弓形面４３は、１ｍｍの半径を有する。他の実施形態では、弓形面４３は、約０．５ｍｍから約５ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍから約２ｍｍ、より好ましくは約０．５ｍｍから約１．５ｍｍの半径を有する。
【００５８】
図２（ｃ）に示すように、本実施形態では、レンチキュール４１は、回折素子２５の面上を通過する切削工具５１により形成される。
【００５９】
本実施形態では、工具５１は、球台状の先端部（ｆｒｕｓｔｏ−ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｔｉｐ）５３を備え、先端部５３は、レンチキュール４１のそれぞれの球面収差が補正された面４２を切断する平坦部分５５と、レンチキュール３１の弓形面４３の球面半径を切断する球面部分５７とを有する。本実施形態では、球面部分５７は、１ｍｍの半径を有し、平坦部分５５は、工具５１の軸から２８．６μｍに設定されている。他の実施形態では、球面部分５７は、約０．５ｍｍから約５ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍから約２ｍｍ、より好ましくは約０．５ｍｍから約１．５ｍｍの半径を有する。
【００６０】
この構成では、顕微鏡は、射出瞳の配列に対応した有効な大きさを有する単一の拡大された射出瞳を提供し、かつ、射出瞳の配列は、特に、多色画像の均一なエネルギー分布を提供することで、所望の光学特性を有する。
【００６１】
図３は、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡を示す。
【００６２】
本実施形態の顕微鏡は、第１実施形態の顕微鏡と同様であるので、説明の重複を避けるために、同一符号を示す同一の部品を用いて、相違のみが詳細に説明されるであろう。
【００６３】
本実施形態の顕微鏡は、視野レンズ装置１１が省略されている点で、第１実施形態とは異なり、その代わりに、回折素子２５は、回折素子２５の光軸に中心が置かれた本実施形態において、受信画像からの光を、回折素子２５の開口を横切る観察平面ＶＰ上の共通領域に中継するように構成されている。
【００６４】
本実施形態では、回折素子２５の光軸から徐々に半径方向外側に配置される回折ユニット３９は、増加する角度オフセットを徐々に提供するように構成され、回折素子２５上の位置とは関係なく、受信画像からの光が共通領域に中継されるようになっている。
【００６５】
本実施形態では、徐々に増加する角度オフセット（ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  ａｎｇｕｌａｒ  ｏｆｆｓｅｔ）は、回折素子２５の光軸に対する角度配向の増加に伴って、回折ユニット３９のレンチキュール４１を形成することによって提供される。
【００６６】
図４に示すように、本実施形態では、レンチキュール４１は、レンチキュール４１が、回折素子２５の光軸に対して徐々に半径方向外側に形成されるのにつれて、回折素子２５の光軸に対して角度配向β１、β２、β３、…、βｎを増加させるのに伴って、切削工具５１を傾斜させることにより、形成される。
【００６７】
最後に、本発明が、その好ましい実施形態に記載され、かつ、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの異なる方法で変更することができることが、理解されるであろう。
【００６８】
例えば、説明された実施形態において、回折素子２５は、透過型素子であるが、回折素子２５が反射型素子として設けられてもよいことが、理解されるであろう。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図２（ｃ）】
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【図３】
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【図４】
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