(57)【要約】      （修正有）【課題】不要次数の回折光によるフレアの色味を軽減することができる回折光学素子及びこれを有する光学系を提供する。【解決手段】相対的に高屈折率の材料で形成された第１の光学素子要素１１と、相対的に低屈折率の材料で形成された第２の光学素子要素１２が密着しており、当該界面に回折格子溝１３ａが形成された回折光学面１３を有する回折光学素子ＤＯＥにおいて、以下の条件式を満足する。2012189983.tif 0000132012189983.tif 000014【選択図】図１
2012189983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に高屈折率の材料で形成された第１の光学素子要素と、相対的に低屈折率の材料で形成された第２の光学素子要素が密着しており、当該界面に回折格子溝が形成された回折光学面を有する回折光学素子において、以下の条件式を満足することを特徴とする回折光学素子。
【数９】
2012189983.tif 000011
ここで、ｘ、λSW及びλLWは、
【数１０】
2012189983.tif 000012
とする。
但し、  ｎd1，ｎF1，ｎC1，ｎSW1，ｎLW1：前記第１の光学素子要素の材料（高屈折率）のｄ線，Ｆ線，Ｃ線，前記波長λSW，前記波長λLWにおける屈折率、
ｎd2，ｎF2，ｎC2，ｎSW2，ｎLW2：前記第２の光学素子要素の材料（低屈折率）のｄ線，Ｆ線，Ｃ線，前記波長λSW，前記波長λLWにおける屈折率、
ｈ：前記回折光学面の格子高。
【請求項２】
前記回折光学面の最小ピッチｐと格子高ｈのアスペクト比(ｈ／ｐ)が０．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回折光学素子を有することを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折光学素子及びこれを有する光学系（特に顕微鏡光学系）に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折光学素子を使うと従来技術と比較して色収差補正などに優位点があり、ハイスペックな光学系の設計が可能である。しかしながら、回折光学素子には、結像に寄与する次数の回折光だけでなく、その他の次数（不要次数）の回折光がフレアになるという問題があった。フレア光量が多い場合に目立つのは当然であるが、少ない場合でも色味が強いと目立ってしまう。そこで、不要次数の回折光によるフレア光を白色化することで、目立ちにくくした回折光学素子の設計方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８７４７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の設計方法には、回折光学素子を構成する材料については明記されていない。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、不要次数の回折光によるフレアを目立たなくするため、色味を軽減してフレア光量とバランスを取ることができるように、回折光学面を形成する２種類の材料の組み合わせと、回折光学面の格子高とを規定した、密着複層型の回折光学素子及びこれを有する光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するため、本発明は、相対的に高屈折率の材料で形成された第１の光学素子要素と、相対的に低屈折率の材料で形成された第２の光学素子要素が密着しており、当該界面に回折格子溝が形成された回折光学面を有する回折光学素子において、以下の条件式を満足する。
【０００７】
【数１】
2012189983.tif 000003
【０００８】
ここで、ｘ、λSW及びλLWは、
【数２】
2012189983.tif 000004
とする。
但し、  ｎd1，ｎF1，ｎC1，ｎSW1，ｎLW1：前記第１の光学素子要素の材料のｄ線，Ｆ線，Ｃ線，前記波長λSW，前記波長λLWにおける屈折率、
ｎd2，ｎF2，ｎC2，ｎSW2，ｎLW2：前記第２の光学素子要素の材料のｄ線，Ｆ線，Ｃ線
，前記波長λSW，前記波長λLWにおける屈折率、
ｈ：前記回折光学面の格子高。
【０００９】
また、本発明の光学系は、上記構成の回折光学素子を有して構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、不要次数の回折光によるフレアを目立たなくするため、色味を軽減してフレア光量とバランスを取ることができるように、回折光学面を形成する２種類の材料の組み合わせと、回折光学面の格子高とを規定した、回折光学素子及びこれを有する光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る回折光学素子の断面図である。
【図２】第１実施例の回折光学素子を形成する材料の組み合わせにおける、波長とその波長でブレーズした場合の回折光学面の格子高の関係を示す図である。
【図３】第１実施例の回折光学素子を形成する材料の組み合わせを用いて、回折光学面の格子高を変化させた場合のスカラー回折効率を示す図である。
【図４】回折光学素子を形成する材料の組み合わせとブレーズ波長との関係を示す図である。
【図５】本実施形態で用いる光源光の波長分布を示す図である。
【図６】第２実施例の回折光学素子を形成する材料の組み合わせにおける、波長とその波長でブレーズした場合の回折光学面の格子高の関係を示す図である。
【図７】第２実施例の回折光学素子を形成する材料の組み合わせを用いて、回折光学面の格子高を変化させた場合のスカラー回折効率を示す図である。
【図８】第１実施例の回折光学素子を有する光学系のレンズ構成図である。
【図９】第１実施例の条件を満足する回折光学素子において、アスペクト比を変化させた場合の不要次数（±５次光）による回折効率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る回折光学素子ＤＯＥは、相対的に高屈折率低分散の材料で形成された第１の光学素子要素１１と、相対的に低屈折率高分散の材料で形成された第２の光学素子要素１２が密着しており、その界面に格子高ｈで多数の回折格子溝１３ａを設けて回折光学面１３を構成した、いわゆる「密着複層型回折光学素子」である。
【００１４】
このような密着複層型の回折光学素子ＤＯＥでは、上記のように高屈折率低分散の材料と低屈折率高分散の材料を組み合わせることで、広い波長域に亘り高い回折効率を目指している。なお、本実施形態において「回折効率」は、光学系として使用する回折光の光束の入射光束に対する比（回折光束／入射光束）を示す。
【００１５】
このような第１及び第２の光学素子要素１１，１２を形成する２種類の材料の屈折率に関して、使用波長域の任意の波長で式（１）の関係が満たされる場合、不要次数の回折光の回折効率はスカラー計算では０になる。
【００１６】
【数３】
2012189983.tif 000005
…  （１）
【００１７】
但し、λ0は基準波長を、λは（使用波長域の）任意の波長を、ｎ01，ｎ1は第１の光学素子要素１１の材料の基準波長λ0，任意の波長λにおける屈折率を、ｎ02，ｎ2は第２の光学素子要素１２の材料の基準波長λ0，任意の波長λにおける屈折率を示す。
【００１８】
しかしながら、式（１）を満たす材料は存在せず、回折効率には波長依存性が存在し、ある波長(ブレーズ波長)ではスカラー計算で１００％の回折効率になっていても、他の波長での回折効率が落ちてしまう。一般的には、可視波長域で使用する場合、第１及び第２の光学素子要素１１，１２を形成する材料の屈折率には、以下の式（２）の関係があると良いとされている。
【００１９】
【数４】
2012189983.tif 000006
…  （２）
【００２０】
但し、ｎd1，ｎF1，ｎC1は第１の光学素子要素１１の材料のｄ線，Ｆ線，Ｃ線における屈折率を、ｎd2，ｎF2，ｎC2は第２の光学素子要素１２の材料のｄ線，Ｆ線，Ｃ線における屈折率を、λd，λC，λFはｄ線、Ｃ線、Ｆ線の各波長を示す。
【００２１】
しかしながら、回折光学素子ＤＯＥに通常使用されるような屈折率分散を持った材料では、短波長域で屈折率の変化が大きく、式（２）を満たすような材料の組み合わせでは、短波長域での回折効率が落ちてしまい、不要次数の回折光によるフレア光が青っぽくなって目立ってしまう。
【００２２】
上記のような通常の材料で形成された回折光学素子ＤＯＥでは、ブレーズ波長(λ)とそのときの格子高（ｈ）において図２に示すような関係(ｈ＝λ／（ｎ1−ｎ2）)が見られる。ここで、ｎ1とｎ2は、それぞれ波長λにおける高屈低分散材料と低屈高分散材料の屈折率を示す。この関係を利用して、格子高を変えた場合のブレーズ波長及びスカラー回折効率を求め、その結果を図３に示す。図３から分かるように、適切な格子高を設定することにより、広い波長範囲で高い回折効率が得られる。また、回折効率の落ちた部分が不要次数の回折光によるフレア源となるので、ブレーズさせる格子高によってフレア光の色が変化することが分かる。
【００２３】
ここで、ブレーズさせる格子高が最小になるブレーズ波長を「中心波長」と呼ぶと、中心波長は第１及び第２の光学素子要素１１，１２を形成する材料の分散に依存しており、いくつかの材料の組み合わせで調べた結果、中心波長と材料の分散には図４のようなほぼ線形の関係があることが分かった（図中の◆印参照）。なお、図４では、材料の分散の指標をｘとし、式（３）のように定義している。
【００２４】
【数５】
2012189983.tif 000007
…  （３）
【００２５】
但し、ｎd1，ｎF1，ｎC1は第１の光学素子要素１１の材料のｄ線，Ｆ線，Ｃ線における屈折率を、ｎd2，ｎF2，ｎC2は第２の光学素子要素１２の材料のｄ線，Ｆ線，Ｃ線における屈折率を示す。
【００２６】
また、フレア光の色を調べるため、光源光の波長分布を仮定し、いくつかの材料の組み合わせにおいて、入射光源光に対するフレア光の色差を計算し、色差が最小になるブレー
ズ波長と、（フレアの色が目立ちにくいとする目安として）色差が１０以下になるブレーズ波長をシミュレーションした結果を図４に示す。
【００２７】
なお、光源光の波長分布はハロゲンランプに、熱線吸収フィルタを組み合わせ、さらにニュートラルカラーバランスフィルタを組み合わせたもの（図５参照）を仮定した。色差は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での値から[(Ｌ＊)^2+(ａ＊)^2+(ｂ＊)^2]^1/2として計算した。なお、Ｌ＊は明度を表し、ａ＊とｂ＊は色度座標となる。また、最大値を１に規格化した光源光分布(図５)では、Ｌ＊=81.9、ａ＊≒0、ｂ＊≒0となっている。フレア光の分布は、スカラー計算による回折効率をηとし、（１−η＋０．００５）×光源光分布とした。定数部分の前記＋０．００５は、実際の厚さを考慮した回折光学素子の電磁場シミュレーションでは回折効率が落ちるため、スカラー計算では出てこない部分として加えたものである。
【００２８】
図４のシミュレーション結果から、第１及び第２の光学素子要素１１，１２を形成する材料の分散の指標ｘは、式（４）を満足することが好ましい。
【００２９】
【数６】
2012189983.tif 000008
…  （４）
【００３０】
式（４）を満足する場合、フレア光の色味が少なく（赤、青、緑の各フレア光量のバランスが取れ）、フレア光量の少ない格子高が存在する。しかしながら、式（４）の下限値を下回ると、中心波長が青の波長域になるため、格子高の変化によって、赤のフレア光量が多い状態から青のフレア光量が多い状態に変化し、色のバランスを取るのが難しくなる。つまり、中心波長が短くなるため、フレア光の色味が少ない格子高が存在しなくなる。また、式（４）の上限値を上回ると、中心波長が緑の波長域になるため、格子高の変化によって、赤と青のフレア光量が多い状態から緑のフレア光量の多い状態に変化し、色のバランスが取れるような格子高は存在するものの、フレア光量が多く（Ｌ＊が大きく）なる。つまり、フレア光の色味が少なくなる格子高で、フレア光量が多くなってしまう。
【００３１】
さらに、式（４）の範囲で、格子高は式（５）を満足することが好ましい。なお、λSWとλLWは、図４のシミュレーション結果から導出された（式（４）の範囲内の）ある指標ｘでのおおよそ色差１０以下となるブレーズ波長の下限波長と上限波長であり、式（６）のように定義される。
【００３２】
なお、式（６）を導出するにあたり、波長の変化に対して格子高の変化が緩やかな（中心波長よりも）長波長側のブレーズ波長の値を参考にしている。
【００３３】
【数７】
2012189983.tif 000009
…  （５）
【００３４】
【数８】
2012189983.tif 000010
…  （６）
【００３５】
但し、ｎSW1，ｎLW1は第１の光学素子要素１１の材料の波長λSW，波長λLWにおける屈折率を、ｎSW2，ｎLW2は第２の光学素子要素１２の材料の波長λSW，波長λLWにおける屈
折率を、ｈは回折光学面１３の格子高を示す。
【００３６】
格子高が式（５）を満足する場合、光源光に対して色差が１０以下であるため、光源光に対してフレア光の色が目立ちにくくなる。
【００３７】
また、アスペクト比（＝回折光学面１３の格子高ｈ／回折光学面１３の最小ピッチｐ）が大きくなると、ブレーズ波長でも回折効率が落ち、不要次数の回折光によるフレア光が増える。一般に、回折光学素子は、中心部から周辺部にかけてピッチが細かくなる。アスペクト比を０．５以下に規定することにより、スカラー計算では考慮できないフレア光量を制限することができる。さらにアスペクト比は０．３以下にすることが望ましい。
【００３８】
以上のように、構成材料の屈折率、格子高及び回折光学面のアスペクト比を規定することにより、不要次数の光によるフレアの色味を軽減することができる回折光学素子を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本実施形態に係る第１実施例〜第３実施例について、図面を用いて説明する。
【００４０】
（第１実施例）
図１に示す密着複層型の回折光学素子ＤＯＥを、第１の光学素子要素１１を樹脂Ａ（ｎd1＝1.55715、ｎF1＝1.56499、ｎC1＝1.55385）で形成し、第２の光学素子要素１２を樹脂Ｂ（ｎd2＝1.52780、ｎF2＝1.53911、ｎC2＝1.52329）で形成し、回折光学面１３の格子高ｈを19.88(μｍ)として構成した。中心波長は485nmとなる。
【００４１】
光源光の波長分布には図４のシミュレーションで用いたもの、すなわちハロゲンランプに、熱線吸収フィルタを組み合わせ、さらにニュートラルカラーバランスフィルタを組み合わせたもの（図５参照）を想定しており、前記光源光に対する色差が１０以下になる回折光学面１３の格子高ｈの範囲は19.54(μｍ)≦ｈ≦20.23(μｍ)であり、適切なブレーズ波長範囲は561nm〜598nmである。
【００４２】
このように回折光学素子ＤＯＥを構成することで、フレア光の色味及び光量を共に抑えることができた。
【００４３】
なお、本実施例は、式（３）〜式（６）をほぼ満足するように構成されており、指標ｘは-6.3、λSWは558.2、λLWは595.7となる。よって、ｎSW1は1.55896、ｎSW2は1.53033、ｎLW1は1.55670、ｎLW2は1.52717となり、格子高ｈ（19.50(μｍ)≦ｈ≦20.17(μｍ)）と、適切なブレーズ波長範囲λSW〜λLW（558.2nm〜595.7nm）とが導出された。
【００４４】
参考として、本実施例の材料の組み合わせを用いて回折光学素子ＤＯＥを構成した場合のブレーズ波長と格子高との関係を図２に、格子高（ブレーズ波長）と回折効率との関係を図３に示す。
【００４５】
（第２実施例）
図１に示す密着複層型の回折光学素子ＤＯＥを、第１の光学素子要素１１を低融点ガラスＱ−ＬＡＳＦＨ１８Ｓ（光ガラス）（ｎd1＝1.851170、ｎF1＝1.866116、ｎC1＝1.844863）で形成し、第２の光学素子要素１２を低融点ガラスＱ−ＳＦ６Ｓ（光ガラス）（ｎd2＝1.803010、ｎF2＝1.825442、ｎC2＝1.793991）で形成し、回折光学面１３の格子高ｈを12.39(μｍ)として構成した。中心波長は516nmになる。
【００４６】
光源光の波長分布には図４のシミュレーションで用いたもの、すなわちハロゲンランプ
に、熱線吸収フィルタを組み合わせ、さらにニュートラルカラーバランスフィルタを組み合わせたもの（図５参照）を想定しており、前記光源光に対する色差が１０以下になる回折光学面１３の格子高ｈの範囲は12.23(μｍ)≦ｈ≦12.56(μｍ)であり、適切なブレーズ波長範囲は591nm〜626nmである。
【００４７】
このように回折光学素子ＤＯＥを構成することで、フレア光の色味及び光量を共に抑えることができた。
【００４８】
なお、本実施例は、式（３）〜式（６）をほぼ満足するように構成されており、指標ｘは-4.7、λSWは587.4、λLWは625.2となる。よって、ｎSW1は1.851190、ｎSW2は1.803039、ｎLW1は1.847460、ｎLW2は1.797672となり、格子高ｈ（12.20(μｍ)≦ｈ≦12.56(μｍ)）と、適切なブレーズ波長範囲λSW〜λLW（587.4nm〜625.2nm）とが導出された。
【００４９】
参考として、本実施例の材料の組み合わせを用いて回折光学素子ＤＯＥを構成した場合のブレーズ波長と格子高との関係を図６に、格子高（ブレーズ波長）と回折効率との関係を図７に示す。
【００５０】
（第３実施例）
図８に示すように、第１実施例の密着複層型回折光学素子ＤＯＥを有する光学系を構成した。本実施例の光学系は、物体側から順に、顕微鏡対物レンズＧ１と、結像レンズＧ２とから構成される。
【００５１】
顕微鏡対物レンズＧ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ１３と、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ１４と、平行平板と第１実施例の回折光学素子ＤＯＥと平行平板との貼り合わせからなる接合レンズＬ１５と、両凹レンズと両凸レンズと両凹レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ１６とを有して構成されている。
【００５２】
なお、接合レンズＬ１５に含まれる第１実施例に係る回折光学素子ＤＯＥは、物体側に樹脂Ｂで形成された第２の光学素子要素１２が、像側に樹脂Ａで形成された第１の光学素子要素１１が位置するように配置されている。
【００５３】
このような構成の顕微鏡対物レンズＧ１は、射出光が平行光束となるため、この平行光束を結像させるために結像レンズＧ２と組み合わせて用いられる。結像レンズＧ２は、物体側から順に並んだ、両凸レンズと両凹レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ２１と、両凸レンズと両凹レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ２２と、両端が平面からなるプリズムＬ２３とを有して構成されている。なお、プリズムＬ２３は、光路長のみを考慮しており、実形状を表しているわけではない。
【００５４】
以下の表１に、本実施例に係る光学系の諸元の表を示す。
【００５５】
表中の［全体諸元］において、ｆ１は対物レンズＧ１の焦点距離、ｆ２は結像レンズＧ２の焦点距離、βは（結像レンズＧ２と組み合わせた場合の）倍率、ＮＡは（物体側の）開口数を示す。
【００５６】
表中の［レンズデータ］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を、Ｒは各光学面の曲率半径を、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔を、ｎｄはレンズの材質のｄ線（波長587.6nm）に対す
る屈折率を、νｄはνｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）で定義されるアッベ数を、ｎＦとｎＣはそれぞれレンズ材質のＦ線とＣ線の屈折率を、曲率半径の「∞」は平面を示す。空気の屈折率「1.000」は省略する。
【００５７】
表中の［非球面データ］には、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。なお、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、Ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。また、「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
【００５８】
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／Ｒ2）1/2｝
＋Ａ2×ｙ2＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8  …（ａ）
【００５９】
本実施例の回折光学素子ＤＯＥに形成された回折光学面１３（図１参照）の位相差は、通常の屈折率と上述の非球面式（ａ）とを用いて行う超高屈折率法により計算した。超高屈折率法とは、非球面形状と回折光学面の格子ピッチとの間の一定の等価関係を利用するものであり、本実施例においては、回折光学面を超高屈折率法のデータとして、すなわち、上述の非球面式（ａ）及びその係数により示している。
【００６０】
本実施例では、［レンズデータ］において、回折光学面が形成されたレンズ面には面番号の左側に＊印を付し、超高屈折率法に用いるデータは［非球面データ］として諸元表内に示す。
【００６１】
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
【００６２】
本実施例では、表中の面番号１〜２９が、図８に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２９の各光学面に対応する。具体的には、面番号１〜２１（曲率半径Ｒ１〜Ｒ２１）が、対物レンズＧ１に相当する。面番号２２〜２９（曲率半径Ｒ２２〜Ｒ２９）が、結像レンズＧ２に相当する。面番号１３〜１６（曲率半径Ｒ１３〜Ｒ１６）が、図１に示す第１実施例の回折光学素子ＤＯＥに相当し、そのうちの面番号１４，１５（曲率半径Ｒ１４，１５）が、回折光学素子ＤＯＥの回折光学面１３に相当する。
【００６３】
（表１）
［全体諸元］
ｆ１＝4
ｆ２＝200
β＝50×
ＮＡ＝0.8
［レンズデータ］
面番号      Ｒ         ｄ       ｎｄ       νｄ
物体面      ∞        3.38
１      -4.220      4.00      1.903      35.7      L11
２      -5.421      0.20
３     -47.354      4.00      1.603      65.5      L12
４     -12.900      0.20
５      85.133      1.10      1.517      52.4      L13
６      12.610      8.00      1.498      82.5
７     -16.869      0.20
８      30.992      5.35      1.640      60.1      L14
９     -17.900      1.20      1.738      32.3
10       9.973      5.60      1.498      82.5
11     -32.895      3.00
12        ∞        2.50      1.517      64.1      L15
13        ∞        0.06      1.528      34.7    (樹脂Ｂ）
14        ∞        0.00    10001.000    -3.5
＊15        ∞        0.06      1.557      50.2    (樹脂Ａ）
16        ∞        3.00      1.517      64.1
17        ∞       16.10
18     -67.221      1.70      1.652      58.5      L16
19      12.651      2.70      1.717      29.5
20      -9.076      1.25      1.517      52.3
21       8.270     91.00
22      75.043      5.10      1.623      57.0      L21
23     -75.043      2.00      1.750      35.2
24    1600.58       7.50
25      50.256      5.10      1.668      42.0      L22
26     -84.541      1.80      1.613      44.4
27      36.911      5.50
28        ∞       30.00      1.569      56.0      L23
29        ∞      143.81
［非球面データ］
第１５面（回折光学面）
κ＝1.0000
Ａ2＝-5.9524E-08，Ａ4＝3.8419E-10，Ａ6＝-4.8802E-12，Ａ8＝6.5871E-15
【００６４】
上記構成の光学系によれば、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保することができる。
【００６５】
本実施例の顕微鏡対物レンズでは、問題になる不要次数はおおよそ±５次光程度である。もっと高次の次数では回折角が大きくなるため、問題になりにくい。図９に第１実施例の条件で計算した電磁場解析計算結果を示す。すなわち、第１実施例の材料の組み合わせを用いて構成した等間隔ピッチの１次モデルにおいて、ブレーズ波長を580nmとし、格子高ｈを19.88μｍとし、結像に−１次光を使う場合に、ピッチｐを変化させて、アスペクト比（h/p）を変えたときの結果である。不要次数を±５次光で考えると、図９に示すように、アスペクト比が0.3のときにフレア光量は約0.5％であり、アスペクト比が0.5のときにフレア光量は約１％である。本実施例の回折光学面１３（表１のレンズデータでは面番号１４，１５）の有効径はφ12.8mmであり、格子高ｈが19.88μｍとすると、最小ピッチｐは89.0μｍになる。従って、アスペクト比は0.22になり、ｈ／ｐ≦0.5を満たすため、スカラー計算では考慮できないフレア光量を制限することができる。
【００６６】
以上説明したように、本発明に基づいて、回折光学面を形成する２種類の材料の組み合わせと、回折光学面の格子高とを規定すれば、不要次数の回折光によるフレアの色味を軽減することができる密着複層型の回折光学素子及びこれを有する光学系を提供することができる。
【００６７】
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
ＤＯＥ  密着複層型の回折光学素子
１１    第１の光学素子要素
１２    第２の光学素子要素
１３    回折光学面
１３ａ  回折格子溝
Ｇ１    対物レンズ
Ｇ２    結像レンズ
【図１】
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【図２】
2012189983.tif 000016
【図３】
2012189983.tif 000017
【図４】
2012189983.tif 000018
【図５】
2012189983.tif 000019
【図６】
2012189983.tif 000020
【図７】
2012189983.tif 000021
【図８】
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【図９】
2012189983.tif 000023