(57)【要約】【課題】積層型回折光学素子の第２のレンズ基板を接合する工程において、第２の樹脂層の硬化収縮によってレンズ基板が変形するので、積層型回折光学素子のレンズ基板の面形状が悪化する。【解決手段】積層型回折光学素子は、格子成形用平板ガラス１、フッ素樹脂２、アクリル樹脂３、接合用平板ガラス４の順に積層されており、フッ素樹脂２はＩＴＯ微粒子を分散されており、フッ素樹脂２の外周には、樹脂溜め部６が設けられており、接合用平板ガラス４の外形は、接合用平板ガラス４の光学有効径よりも大きく且つ樹脂溜め部６の内側の形状よりも小さく形成されている。このため、積層型回折光学素子の成形製造時に、接合用平板ガラス４の外形と、樹脂溜め部６とが当接することがなく、格子成形用平板ガラス１と接合用平板ガラス４との変形を防止することができる。【選択図】図１
2012128319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズ基板、第１の樹脂層、第２の樹脂層、第２のレンズ基板の順に積層された積層型回折光学素子において、
前記第１の樹脂層は金属酸化物微粒子を分散されており、前記第１の樹脂層の外周部には樹脂溜め部が設けられており、前記第２のレンズ基板の外形は、前記第２のレンズ基板の光学有効径よりも大きく且つ前記樹脂溜め部の内側の形状よりも小さい、
ことを特徴とする積層型回折光学素子。
【請求項２】
第１のレンズ基板、第１の樹脂層、第２の樹脂層、第２のレンズ基板の順に積層された積層型回折光学素子において、
前記第１の樹脂層は金属酸化物微粒子を分散されており、前記第１の樹脂層の外周部には樹脂溜め部が設けられ、前記第２のレンズ基板には、前記樹脂溜め部と対向する部分に前記樹脂溜め部との干渉を回避する逃げ部が設けられている、
ことを特徴とする積層型回折光学素子。
【請求項３】
第１のレンズ基板と、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、第２のレンズ基板とを順に積層する積層型回折光学素子の製造方法において、
前記第１のレンズ基板と金型との間に金属酸化物微粒子が分散された前記第１の樹脂層を位置させる工程と、
前記金型に前記第１の樹脂層を介して載せた前記第１のレンズ基板を押圧して前記第１の樹脂層を前記金型に設けた樹脂溜め部用溝まで充填して、前記第１の樹脂層に樹脂溜め部を形成する工程と、
充填した前記第１の樹脂層に光を照射して前記第１の樹脂層を硬化する工程と、
硬化した前記第１の樹脂層を前記第１のレンズ基板とともに前記金型から離型する工程と、
前記第１の樹脂層と、外径が光学有効径よりも大きく且つ前記第１の樹脂層の樹脂溜め部の内径よりも小さい前記第２のレンズ基板との間に、前記第２の樹脂層を位置させる工程と、
前記第１の樹脂層に前記第２の樹脂層を介して載せた前記第２のレンズ基板を押圧して前記第２の樹脂層を光学有効径まで充填する工程と、
前記第１のレンズ基板と前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層と前記第２のレンズ基板とを調心する工程と、
充填した前記第２の樹脂層に光を照射して前記第２の樹脂層を硬化する工程と、を含む、
ことを特徴とする積層型回折光学素子の製造方法。
【請求項４】
第１のレンズ基板と、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、第２のレンズ基板とを順に積層する積層型回折光学素子の製造方法において、
前記第１のレンズ基板と金型との間に金属酸化物微粒子が分散された前記第１の樹脂層を位置させる工程と、
前記金型に前記第１の樹脂層を介して載せた前記第１のレンズ基板を押圧して前記第１の樹脂層を前記金型に設けた樹脂溜め部用溝まで充填して、前記第１の樹脂層に樹脂溜め部を形成する工程と、
充填した前記第１の樹脂層に光を照射して前記第１の樹脂層を硬化する工程と、
硬化した前記第１の樹脂層を前記第１のレンズ基板とともに前記金型から離型する工程と、
前記第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層の樹脂溜め部と対向する部分に前記樹脂溜め部との干渉を回避する逃げ部が形成された前記第２のレンズ基板との間に、前記第２の樹脂層を位置させる工程と、
前記第１の樹脂層に前記第２の樹脂層を介して載せた前記第２のレンズ基板を押圧して前記第２の樹脂層を光学有効径まで充填する工程と、
前記第１のレンズ基板と前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層と前記第２のレンズ基板とを調心する工程と、
充填した前記第２の樹脂層に光を照射して前記第２の樹脂層を硬化する工程と、を含む、
ことを特徴とする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積層型回折光学素子と、その積層型回折光学素子の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層型回折光学素子（特許文献１）は、第１のレンズ基板と、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、第２のレンズ基板とを順に積層した構造となっている。
【０００３】
第１のレンズ基板と第２のレンズ基板は、球面または非球面のレンズの形状をしている。回折格子は、同心円状の輪帯パターンで、第１の樹脂層と第２の樹脂層の間に形成されている。第１の樹脂層と第２の樹脂層には、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が使用されている。
【０００４】
従来、積層型回折光学素子の製造方法は、特許文献１に記載のように、第１のレンズ基板の一面に第１の光学材料で回折格子を有する第１の樹脂層を形成する工程と、第２の樹脂層を介して第１の樹脂層と第２のレンズ基板を接合する工程とで成り立っている。第１の樹脂層を形成する工程は、金型と第１のレンズ基板との間に第１の光学材料を充填する工程と、第１の光学材料を光によって硬化する工程と、第１の光学材料を金型から離型する工程から成り立っている。第１の樹脂層と第２のレンズ基板を接合する工程は、第２の光学材料を第１の樹脂層と第２のレンズ基板の間に充填する工程と、第２の光学材料を光によって硬化する工程から成り立っている。
【０００５】
近年、積層型回折光学素子には、その光学特性を向上させるため、金属酸化物微粒子を含有した樹脂が使用される。しかし、金属酸化物微粒子を含有する樹脂は、通常の樹脂に比べ可視光での透過率が低い。そこで、積層型回折光学素子の可視光での透過率を高めるために、金属酸化物微粒子を含有する樹脂層の膜厚を薄くする必要がある。しかし、樹脂層を薄くすると、樹脂の金型への未充填が発生しやすく、また樹脂の硬化収縮によるヒケの問題が顕著になる。
【０００６】
そこで従来から、金型の外周部に余剰した樹脂を溜めるための樹脂溜め部用溝を設けることで、積層型回折光学素子の光学有効径の外周に樹脂溜め部を形成することで対処していた。これにより、金型と第１のレンズ基板の間の回折格子形状部に充填すること可能である。また、光学有効径内の回折格子を形成する樹脂の硬化収縮分を、光学有効径外の樹脂溜め部の樹脂で補うこともできるため、回折格子に発生するヒケを防止することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２１２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の樹脂溜め部を有する積層型回折格子の場合、第２の樹脂層を介して第１の樹脂層と第２のレンズ基板を接合する工程において、第２のレンズ基板が変形するという課題があった。すなわち、第１のレンズ基板の上に第１の樹脂層を形成した後、第１の樹脂層と第２のレンズ基板を接合する場合、第２の光学材料は硬化収縮する。このとき、第１の樹脂層に形成された樹脂溜め部により、硬化収縮する第２の光学材料の量が、第２のレンズ基板の中央部は多く、外周部は少なくなってしまう。そのため、第２のレンズ基板は中央部が凹む方向に変形することなる。これにより、「アス」と称する、光軸から外周に向けた方向における曲率の差が生じたり、「クセ」と称する、釣鐘状に形成されたむらが発生したりする。
【０００９】
本発明は、第２のレンズ基板の変形が少ない積層型回折光学素子と、その積層型回折光学素子を製造する製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の積層型回折光学素子は、第１のレンズ基板、第１の樹脂層、第２の樹脂層、第２のレンズ基板の順に積層され、前記第１の樹脂層は金属酸化物微粒子を分散されており、前記第１の樹脂層の外周部には樹脂溜め部が設けられており、前記第２のレンズ基板の外形は、前記第２のレンズ基板の光学有効径よりも大きく且つ前記樹脂溜め部の内側の形状よりも小さい、ことを特徴としている。
【００１１】
本発明の積層型回折光学素子の製造方法は、第１のレンズ基板と、第１の樹脂層と、第２の樹脂層と、第２のレンズ基板とを順に積層する積層型回折光学素子を製造するものであって、前記第１のレンズ基板と金型との間に金属酸化物微粒子が分散された前記第１の樹脂層を位置させる工程と、前記金型に前記第１の樹脂層を介して載せた前記第１のレンズ基板を押圧して前記第１の樹脂層を前記金型に設けた樹脂溜め部用溝まで充填して、前記第１の樹脂層に樹脂溜め部を形成する工程と、充填した前記第１の樹脂層に光を照射して前記第１の樹脂層を硬化する工程と、硬化した前記第１の樹脂層を前記第１のレンズ基板とともに前記金型から離型する工程と、前記第１の樹脂層と、外径が光学有効径よりも大きく且つ前記第１の樹脂層の樹脂溜め部の内径よりも小さい前記第２のレンズ基板との間に、前記第２の樹脂層を位置させる工程と、前記第１の樹脂層に前記第２の樹脂層を介して載せた前記第２のレンズ基板を押圧して前記第２の樹脂層を光学有効径まで充填する工程と、前記第１のレンズ基板と前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層と前記第２のレンズ基板とを調心する工程と、充填した前記第２の樹脂層に光を照射して前記第２の樹脂層を硬化する工程と、を含む、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層型回折光学素子は、第２のレンズ基板の外形が第２のレンズ基板の光学有効径よりも大きく且つ樹脂溜め部の内側の形状よりも小さく形成されているので、製造時に第１のレンズ基板と第２のレンズ基板との干渉が回避されるようになっている。このため、本発明の積層型回折光学素子は、第１のレンズ基板と第２のレンズ基板の変形が少なく、両基板の面形状が良好であるため、カメラやビデオ等の光学機器の光学性能を向上させることができる。
【００１３】
本発明の積層型回折光学素子の製造方法は、外径が光学有効径よりも大きく且つ第１の樹脂層の樹脂溜め部の内径よりも小さい第２のレンズ基板と第１の樹脂層との間に第２の樹脂層を位置させる工程がある。このため、本発明の製造方法は、製造時に第１のレンズ基板と第２のレンズ基板との干渉を回避することができて、第１のレンズ基板と第２のレンズ基板とに変形の少ない積層型回折光学素子を製造することができる。さらに、本発明の製造方法は、第１のレンズ基板と第２のレンズ基板とに変形を生じさせないことによって、積層型回折光学素子の生産の歩留まりが向上して、積層型回折光学素子の製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の積層型回折光学素子の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態及び第１実施例の積層型回折光学素子の成形に使用する金型の図である。（Ａ）は平面図である。（Ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態及び第１実施例の積層型回折光学素子の製造工程を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態の積層型回折光学素子の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態及び第２実施例の積層型回折光学素子の成形に使用する金型の図である。（Ａ）は平面図である。（Ｂ）は断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態及び第２実施例の積層型回折光学素子の製造工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の積層型回折光学素子と、積層型回折光学素子を製造する方法について図に基づいて説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の積層型回折光学素子の製造装置と、積層型回折格子を形成する工程を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態の積層型回折光学素子７の断面図である。
【００１８】
積層型回折光学素子７は、第１のレンズ基板１、第１の樹脂層２、第２の樹脂層３、第２のレンズ基板４を順に積層した構造になっている。
【００１９】
第１の樹脂層２は、金属酸化物微粒子を分散された回折格子部を有する。第１の樹脂層２の外周部には樹脂溜め部６が形成されている。樹脂溜め部６は、第１のレンズ基板１上の光学有効径外の外周または一部に凸形状で形成される。なお、樹脂溜め部６は、後述する第１の樹脂層２の製造工程において、第１の光学材料２ａを溜めておく領域である。第２の樹脂層３も、回折格子部を有する。第２のレンズ基板４は、外径が積層型回折光学素子７の光学有効径以上且つ第１の樹脂層２に形成された樹脂溜め部６の内径未満の大きさに形成されている。なお、樹脂溜め部６の光軸方向の厚さは、金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２から成る回折格子部の膜厚よりも厚い。
【００２０】
図２（Ａ）は、積層型回折光学素子の製造に使用する金型９の平面図である。図２（Ｂ）は、金型９の断面図である。図３は、積層型回折光学素子の製造工程を説明するための図である。
【００２１】
図３において、符号１３は、第１のレンズ基板１を保持する保持部材を示している。
【００２２】
先ず、図３（Ａ）に示すように、第１のレンズ基板１の片面１ａに金属酸化物微粒子を分散した固化されていない第１の光学材料２ａを適量滴下する。次に、図３（Ｂ）に示すように、金型９上に載せた第１のレンズ基板１を押圧して、金属酸化物微粒子を分散した第１の光学材料２ａを金型９の外周に設けた樹脂溜め部用溝１０まで到達させる。なお、樹脂溜め部用溝１０は、第１の樹脂層２の製造工程において、第１の光学材料２ａを溜めておく領域であり、金型９に形成されている。このとき、金属酸化物微粒子を分散した第１の光学材料２ａは、光学有効径内の回折格子部に不足なく均一に充填され、さらに光学有効径外の樹脂溜め部用溝１０の外周または一部にも充填される。
【００２３】
次に、充填した金属酸化物微粒子を分散した第１の光学材料２ａに材料硬化のための光を照射する。次に、図３（Ｃ）に示すように、硬化した金属酸化物微粒子を分散した第１の光学材料２ａ（第１の樹脂層２）を第１のレンズ基板１とともに金型９から離型する。
【００２４】
第１のレンズ基板１上には、金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２から成る、回折格子部と樹脂溜め部６が形成される。樹脂溜め部６は、第１のレンズ基板１上の光学有効径外の外周または一部に凸形状で形成される。樹脂溜め部６の光軸方向の厚さは、金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２から成る回折格子部の膜厚よりも厚い。
【００２５】
図３（Ｄ）において、符号１４は、第１のレンズ基板１を保持する保持部材を示している。
【００２６】
以下に、第２の光学材料３ａ（第２の樹脂層３）を介して第２のレンズ基板４を第１の樹脂層２に接合する工程を、図３（Ｄ），（Ｅ）を参照して説明する。
【００２７】
先ず、図３（Ｄ）に示すように、第２のレンズ基板４の一面に固化されていない第２の光学材料３ａを適量滴下する。次に、図３（Ｅ）に示すように、金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２上に載せた第２のレンズ基板４を押圧して、第２の光学材料３ａを積層型回折光学素子の光学有効径まで充填する。次に、積層した第１のレンズ基板１と金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２と、第２の光学材料３ａで形成される未硬化の第２の樹脂層３と、第２のレンズ基板４との光軸を、不図示の調心手段にて調心する。次に、充填した第２の光学材料３ａに材料硬化のための光を照射する。このとき、第２のレンズ基板４の外周端部は第１のレンズ基板１上の樹脂溜め部６には接触していない。最後に、積層した積層型回折光学素子を加熱養生する。
【００２８】
すなわち、第１の実施形態の積層型回折光学素子７の製造方法は、第１のレンズ基板１と、第１の樹脂層２と、第２の樹脂層３と、第２のレンズ基板４とを順に積層する積層型回折光学素子７の製造方法である。
【００２９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の積層型回折光学素子の製造装置と、回折格子を形成する工程を説明する。
【００３０】
第２実施形態の積層型回折光学素子の製造装置と、回折格子を形成する工程は、第１の実施形態とほぼ同じであるので、第１実施形態と異なる部分に関して詳細に説明し、その他の部分に関しては簡略して説明する。
【００３１】
図４に第２の実施形態の積層型回折光学素子２７の断面図を示す。積層型回折光学素子２７は、第１のレンズ基板２１、第１の樹脂層２２、第２の樹脂層２３、第２のレンズ基板２５を順に積層した構造になっている。
【００３２】
第１の樹脂層２２は、金属酸化物微粒子を分散された回折格子部を有する。第２の樹脂層２３も、回折格子部を有する。樹脂溜め部２６は、金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２２に形成されている。第２のレンズ基板２５は、第１の樹脂層２２の樹脂溜め部２６に対向する部分に、樹脂溜め部２６との干渉を回避する逃げ部２５ｂを形成されている。樹脂溜め部２６は、金属酸化物微粒子を分散した第１の樹脂層２２に形成されている。
【００３３】
図５（Ａ）は、積層型回折光学素子の製造に使用する金型２９の平面図である。図５（Ｂ）は、金型２９の断面図である。
【００３４】
第２の実施形態の積層型回折光学素子２７の製造方法は、第１のレンズ基板２１と、第１の樹脂層２２と、第２の樹脂層２３と、第２のレンズ基板２５とを順に積層する。
【００３５】
そして、第２の実施形態の積層型回折光学素子２７の製造方法は、次の各工程から成り立っている。
【００３６】
第１のレンズ基板２１と金型２９との間に金属酸化物微粒子が分散された第１の光学材料２２ａを位置させる工程（図６（Ａ））。金型２９に第１の光学材料２２ａを介して載せた第１のレンズ基板２１を押圧して第１の光学材料２２ａを金型２９に設けた樹脂溜め部用溝３０まで充填して、第１の樹脂層２２に樹脂溜め部２６を形成する工程。充填した第１の光学材料２２ａに光を照射して硬化し、第１の樹脂層２２を形成する工程（図６（Ｂ））。硬化した第１の樹脂層２２を第１のレンズ基板２１とともに金型２９から離す工程（図６（Ｃ））。第２のレンズ基板２５と第１の樹脂層２２との間に第２の光学材料２３ａを位置させる工程（図６（Ｄ））。第２のレンズ基板２５には、第１の樹脂層２２の樹脂溜め部２６と対向する部分に、樹脂溜め部２６との干渉を回避する逃げ部２５ｂが形成されている。第１の樹脂層２２に光学材料２３ａを介して載せた第２のレンズ基板２５を押圧して、第２の光学材料２３ａを光学有効径まで充填する工程。第１のレンズ基板２１と、第１の樹脂層２２と第２の光学材料２３ａを硬化して形成する第２の樹脂層２３と、第２のレンズ基板２５の光軸を調心する工程。充填した第２の光学材料２３ａに光を照射して硬化し、第２の樹脂層２３を形成する工程（図６（Ｅ））。以上の工程によって形成された積層型回折光学素子２７を加熱養生する工程。
【００３７】
（実施例１）
本発明の実施例１の積層型回折光学素子とこの積層型回折光学素子を製造する方法を説明する。
【００３８】
本実施例の積層型回折光学素子７（図１）は、格子成形用平板ガラス１と、ＩＴＯ（酸化インジウム）微粒子を分散したフッ素樹脂２と、アクリル樹脂３と、接合用平板ガラス４とで構成されている。
【００３９】
格子成形用平板ガラス（第１のレンズ基板）１は、φ３４ｍｍで厚さ３ｍｍの円板状に形状されている。金属酸化物微粒子としてのＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂（第１の光学材料）２は、光硬化性を備えており、フッ素樹脂中にナノサイズのＩＴＯ微粒子を２０ｖｏｌ％で均一に分散されて、濃青色をしている。アクリル樹脂（第２の光学材料）３も同様に光硬化性を備えている。接合用平板ガラス（第２のレンズ基板）４は、φ３０ｍｍで厚さ２ｍｍの円板状に形成されている。
【００４０】
ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２とアクリル樹脂３との間の回折格子は、格子高さ１０μｍ、格子幅１ｍｍ乃至５ｍｍのブレーズ型回折格子であり、中心への凸形状で同心円状に形成されている。樹脂溜め部６は、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２から成り、光学有効径外の外周または一部に高さ１０μｍ乃至４０μｍ、幅２０μｍ乃至５００μｍの範囲に形成されている。なお、樹脂溜め部６の高さ（Ｈ１）は、回折格子の谷部からの高さである。また樹脂溜め部６の幅（Ｗ１）は、回折格子の外周部からのフッ素樹脂２の外周までの距離である。接合用平板ガラス４の径は、光学有効径以上且つ樹脂溜め部６の内径未満である。
【００４１】
本実施例の積層型回折光学素子７の製造方法に使用する金型を、図２に基づいて説明をする。
【００４２】
金型９は、その成形面９ａに所望の回折格子の反転形状と樹脂溜め部用溝１０とが形成されている。樹脂溜め部用溝１０は、金型９の外周に沿って、平面視リング状（無端状）に形成されており、金型の成形面９ａより低く形成された溝形状となっている。
【００４３】
金型９の成形面９ａの回折格子は、格子高さ１０μｍ、格子幅１ｍｍ乃至５ｍｍのブレーズ型回折格子であり、中心への凹形状で同心円状に形成されている。樹脂溜め部用溝１０は、光学有効径外の外周に深さ４０μｍ、幅５００μｍで同心円状に形成されている。なお、樹脂溜め部用溝１０の深さ（Ｖ１）は、金型９に形成された回折格子の山部からの深さである。また、樹脂溜め部用溝１０の幅（Ｗ２）は、回折格子の外周部から溝形状の外周部までの幅である。金型９の成形面９ａは、金型母材への切削法や研磨法等によって形成されている。
【００４４】
積層型回折光学素子７の製造方法を図３に基づいて説明をする。
【００４５】
先ず、格子成形用平板ガラス１の片面１ａに、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２との密着を強くするためのシランカップリング処理を施す。
【００４６】
次に、図３（Ａ）に示すように、格子成形用平板ガラス（第１のレンズ基板）１のシランカップリング処理面の中央付近に不図示のディスペンサーにて、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２を適量滴下する。なお、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２は、金型９の成形面に滴下しても良い。すなわち、格子成形用平板ガラス１と金型９との間に金属酸化物微粒子が分散されたフッ素樹脂２を位置させる。
【００４７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、金型９上にフッ素樹脂２を介して載せた格子成形用平板ガラス１を押圧して、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２を金型９の外周に設けた樹脂溜め部用溝１０まで充填する。格子成形用平板ガラス１を押圧することで、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２の回折格子部を除く厚さは１μｍまで引き延ばされる。ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２は、濃青色をしており、厚さを１μｍまで引き延ばして透明性を高めることで、積層型回折光学素子に使用できる。ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２の光学有効径外の外周まで引き延ばされる分は、金型９の成形面９ａ上の樹脂溜め部用溝１０に蓄積して溜まっていく。ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２の樹脂溜め部用溝１０に蓄積して溜まる量は、周方向に不均一である。このため、樹脂溜め部用溝１０に溜まって形成された樹脂溜め部６は、高さ１０μｍ乃至４０μｍ、幅２０μｍ乃至５００μｍの範囲で、高さと幅が不均一に形成される。
【００４８】
次に、充填したＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２に対して、不図示の紫外線照射ランプによる紫外光を２０Ｊ（４０［ｍＷ／ｃｍ２］×５００秒）照射して、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２を硬化させる。
【００４９】
次に、図３（Ｃ）に示すように、保持部材１３を上昇させることで、硬化したＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２を格子成形用平板ガラス１とともに金型９から離す（離型する）。
【００５０】
次に、接合用平板ガラス４の片面４ａに、アクリル樹脂３との密着を強くするためのシランカップリング処理を施す。
【００５１】
次に、図３（Ｄ）に示すように、接合用平板ガラス４のシランカップリング処理面の中央付近に不図示のディスペンサーにて、アクリル樹脂３を適量滴下する。なお、アクリル樹脂３を、先の工程で形成したＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２から成る回折格子上に滴下しても良い。すなわち、径が光学有効径よりも大きく且つフッ素樹脂２の樹脂溜め部６の内径よりも小さい接合用平板ガラス４とフッ素樹脂２との間に、ＩＴＯ微粒子が分散されたアクリル樹脂３を位置させる。
【００５２】
次に、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２上に載せた接合用平板ガラス４を押圧して、アクリル樹脂３を光学有効径まで充填する。接合用平板ガラス４を押圧することで、アクリル樹脂３の回折格子部を除く厚さは５０μｍまで引き延ばされる。アクリル樹脂３は、透明性が高いので、５０μｍの厚さで積層型回折光学素子に使用できる。接合用平板ガラス４の径は、接合用平板ガラス４の光学有効径以上且つ樹脂溜め部６の内径未満に形成されているので、接合用平板ガラス４と樹脂溜め部６は接触することがない。このため、後工程のアクリル樹脂３の硬化収縮によって、格子成形用平板ガラス１と接合用平板ガラス４は変形することがない。
【００５３】
その反面、接合用平板ガラス４の径が、樹脂溜め部６の内径以上の場合、接合用平板ガラス４と樹脂溜め部６は、対向して、後工程のアクリル樹脂３の硬化収縮によって、互いに当接する。この結果、格子成形用平板ガラス１と接合用平板ガラス４は変形する。
【００５４】
次に、積層した格子成形用平板ガラス１と、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２と、アクリル樹脂３と、接合用平板ガラス４との光学偏心を調整する。
【００５５】
次に、図３（Ｅ）に示すように、充填したアクリル樹脂３に対して、不図示の紫外線照射ランプによる紫外光を９Ｊ（３０［ｍＷ／ｃｍ２］×３００秒）照射して、アクリル樹脂３を硬化させる。このとき、アクリル樹脂３は、硬化反応によって体積で約９％収縮する。
【００５６】
最後に、積層した積層型回折光学素子７を、８０℃で２４時間加熱養生して、ＩＴＯ微粒子を分散したフッ素樹脂２中やアクリル樹脂３中に残留する内部応力を緩和して未硬化部を硬化させる。
【００５７】
以上説明した製造方法は、外周が真円のレンズの製造方法であるが、外周が多角形のレンズ、楕円のレンズ等の非真円形のレンズの製造にも適用することができる。この場合、樹脂溜め部用溝１０と樹脂溜め部６は、平面視、非真円形に形成されて、接合用平板ガラス４の外形は、接合用平板ガラス４の光学有効径よりも大きく且つ樹脂溜め部６の内側の形状よりも小さく形成されている必要がある。しかも、接合用平板ガラス４の外形は、アクリル樹脂３を押圧するのに必要な大きさに形成されている必要がある。
【００５８】
本実施例の積層型回折光学素子の接合用平板ガラス４の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の規格値は、ニュートンリングで０．５本以下である。これに対して、本実施例の積層型回折光学素子の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ０．２本と０．３本の良好な面形状であった。また、本実施例の積層型回折光学素子の接合用平板ガラス４の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ０．３本と０．４本の良好な面形状であった。
【００５９】
積層型回折光学素子のレンズ基板のアス形状とクセ形状は、フィゾー干渉計を用いて計測した。アス形状は、計測した面形状データから、チルト成分と曲率成分と計測ノイズを除外して評価した。クセ形状は、計測した面形状データから、チルト成分と曲率成分とアス成分と計測ノイズを除外して評価した。
【００６０】
以上説明したように、第１実施例の積層型回折光学素子は、接合用平板ガラス（第２のレンズ基板）の外形は、接合用平板ガラスの光学有効径よりも大きく且つ格子成形用平板ガラス（第１のレンズ基板）の樹脂溜め部の内側の形状よりも小さく形成されている。このため、第１実施例の積層型回折光学素子は、格子成形用平板ガラスと接合用平板ガラスとの干渉を回避して、両ガラスの面の変形を少なくして形成される。よって、本積層型回折光学素子は、搭載するカメラやビデオ等の光学機器の光学性能を向上させることができる。
【００６１】
また、積層型回折光学素子の製造方法によれば、良好なレンズ基板の面形状を有する積層型回折光学素子を製造できるので、光学性能に優れた積層型回折光学素子を製造することができる。また、格子成形用平板ガラスや接合用平板ガラスの面形状の改善によって生産の歩留まりが向上するので、積層型回折光学素子の製造コストを安くすることができる。
【００６２】
（比較例１）
比較例１は、接合用平板ガラスの径が実施例１と異なるだけで、その他の構成は同じである。接合用平板ガラスの径は、積層型回折光学素子の光学有効径未満であり、実施例１のそれよりも小さい。
【００６３】
比較例１の積層型回折光学素子の接合工程においては、実施例１に同じく、接合用平板ガラスと樹脂溜め部６が対面しないので、接合用平板ガラスは変形しない。しかしながら、比較例１の積層型回折光学素子は、接合用平板ガラスの径が光学有効径未満なので、有効な光線が減少するなど、積層型回折光学素子の所望の光学性能を満たすことができない。
【００６４】
（比較例２）
比較例２は、接合用平板ガラスの径が実施例１と異なるだけで、その他の構成は同じである。接合用平板ガラスの径は、格子成形用平板ガラス１上の樹脂溜め部６の径以上であり、実施例１のそれよりも大きい。
【００６５】
比較例２の積層型回折光学素子の接合工程においては、接合用平板ガラスと樹脂溜め部６は対面するので、後工程のアクリル樹脂３の硬化収縮によって格子成形用平板ガラス１と接合用平板ガラスは変形する。比較例２の積層型回折光学素子の格子成形用平板ガラス１の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ０．８本と１．０本であった。また、比較例２の積層型回折光学素子の接合用平板ガラスの光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ１．２本と１．７本であった。
【００６６】
積層型回折光学素子の格子成形用平板ガラス１と接合用平板ガラスの光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の規格値は、０．５本以下なので、比較例２の積層型回折光学素子は、所望の光学性能を満たすことができない。
【００６７】
（第２実施例）
本発明の第２実施例の積層型回折光学素子とこの積層型回折光学素子を製造する方法を説明する。
【００６８】
本実施例の積層型回折光学素子２７（図４）は、格子成形用平板ガラス２１と、ＴｉＯ２（酸化チタン）微粒子を分散したフッ素樹脂２２と、エポキシ樹脂２３と、接合用平板ガラス２５とで構成されている。
【００６９】
格子成形用平板ガラス（第１のレンズ基板）２１は、φ１００ｍｍで厚さ５ｍｍの円板状に形成されている。金属酸化物微粒子としてのＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂（第１の樹脂層）２２は、光硬化性を備えており、フッ素樹脂中にナノサイズのＴｉＯ２微粒子を１０ｖｏｌ％で均一に分散されて、白色をしている。エポキシ樹脂（第２の樹脂層）２３も同様に光硬化性を備えている。接合用平板ガラス（第２のレンズ基板）２５は、φ１００ｍｍで厚さ８ｍｍの円板状に形成されており、片面２５ａの外周部に深さ１ｍｍ、幅３ｍｍの逃げ部２５ｂを同心円状に形成されている。
【００７０】
ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２とエポキシ樹脂２３の間の回折格子は、格子高さ２０μｍ、格子幅０．１ｍｍ乃至１５ｍｍのブレーズ型回折格子であり、中心への凹形状で同心円状に形成されている。樹脂溜め部２６は、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２から成り、光学有効径外の外周または一部に高さ２０μｍ乃至７０μｍ、幅２０μｍ乃至３００μｍの範囲で形成されている。なお、樹脂溜め部２６の高さ（Ｈ２）は、回折格子の谷部からの高さである。また樹脂溜め部２６の幅（Ｗ３）は、回折格子の外周部からのフッ素樹脂２２の外周までの距離である。接合用平板ガラス２５の片面２５ａの外周部に設けた逃げ部２５ｂは、樹脂溜め部との干渉を回避するように、樹脂溜め部２６と対向している。すなわち、逃げ部２５ｂを形成することによって、残った突部２５ａの外形Ｄ１（図６（Ｄ））は、樹脂溜め部２６の内径Ｄ２より小さく形成されている。
【００７１】
本実施例の積層型回折光学素子２７の製造方法に使用する金型を、図５に基づいて説明をする。
【００７２】
金型２９は、その成形面２９ａに所望の回折格子の反転形状と樹脂溜め部用溝３０とが形成されている。
【００７３】
金型２９の成形面２９ａの回折格子は、格子高さ２０μｍ、格子幅０．１ｍｍ乃至１５ｍｍのブレーズ型回折格子であり、中心への凸形状で同心円状に形成されている。樹脂溜め部用溝３０は、光学有効径外の外周に高さ７０μｍ、幅３００μｍで同心円状に形成されている。金型２９の成形面２９ａは、金型母材への切削法や研磨法等によって形成される。
【００７４】
積層型回折光学素子２７の製造方法を順に説明する。
【００７５】
先ず、格子成形用平板ガラス２１の片面２１ａに、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２との密着を強くするためのシランカップリング処理を施す。
【００７６】
次に、図６（Ａ）に示すように、格子成形用平板ガラス２１のシランカップリング処理面の中央付近にディスペンサーにて、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２を適量滴下する。なお、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２を、金型２９の成形面に滴下しても良い。すなわち、格子成形用平板ガラス２１と金型２９との間に金属酸化物微粒子が分散されたフッ素樹脂２２を位置させる。
【００７７】
次に、図６（Ｂ）に示すように、金型２９上にフッ素樹脂２２を介して載せた格子成形用平板ガラス２１を押圧して、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２を金型２９の外周に設けた樹脂溜め部用溝３０まで到達させる。格子成形用平板ガラス２１を押圧することで、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２の回折格子部を除く厚さは３μｍまで引き延ばされる。ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２は、光散乱のために白色をしており、厚さを３μｍまで引き延ばして光散乱性を弱めることで、積層型回折光学素子に使用できる。ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２の光学有効径外の外周まで引き延ばされる分は、金型２９の成形面２９ａ上の樹脂溜め部用溝３０に蓄積して溜まっていく。ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２の樹脂溜め部用溝３０に蓄積して溜まる量は、周方向に不均一である。このため、樹脂溜め部用溝３０に溜まって形成された樹脂溜め部２６は、高さ２０μｍ乃至７０μｍ、幅２０μｍ乃至３００μｍの範囲で、高さと幅が不均一に形成される。なお、樹脂溜め部用溝３０の深さは、金型２９に形成された回折格子の山部からの深さ（Ｖ２）である。また、樹脂溜め部用溝３０の幅は、回折格子の外周部から溝形状の外周部までの幅（Ｗ４）である。
【００７８】
次に、充填したＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２に対して、不図示の紫外線照射ランプによる紫外光を３０Ｊ（４０［ｍＷ／ｃｍ２］×７５０秒）照射して、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２を硬化させる。
【００７９】
次に、図６（Ｃ）に示すように、保持部材３３を上昇させることで、硬化したＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２を格子成形用平板ガラス２１とともに離型する。
【００８０】
次に、接合用平板ガラス２５の逃げ部２５ｂを有する片面２５ａに、エポキシ樹脂２３との密着を強くするためのシランカップリング処理を施す。
【００８１】
次に、図６（Ｄ）に示すように、接合用平板ガラス２５のシランカップリング処理面の中央付近にディスペンサーにて、エポキシ樹脂２３を適量滴下する。なお、エポキシ樹脂２３を、先の工程で形成したＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２から成る回折格子上に滴下しても良い。すなわち、格子成形用平板ガラス２１とフッ素樹脂２２との間にエポキシ樹脂２３を位置させる。
【００８２】
次に、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２上に載せた接合用平板ガラス２５を押圧して、エポキシ樹脂２３を光学有効径まで充填する。接合用平板ガラス２５を押圧することで、エポキシ樹脂２３の回折格子部を除く厚さは３０μｍまで引き延ばされる。エポキシ樹脂２３は、透明性が高いので、３０μｍの厚さで積層型回折光学素子に使用できる。接合用平板ガラス２５の片面２５ａの外周部に設けられた逃げ部２５ｂは、樹脂溜め部２６と対向するが接触することがない。このため、後工程のエポキシ樹脂２３の硬化収縮によって、格子成形用平板ガラス２１と接合用平板ガラス２５は接触することがなく、変形することがない。
【００８３】
その反面、接合用平板ガラス２５の片面２５ａの外周部に逃げ部２５ｂが設けられていない場合、接合用平板ガラス２５と樹脂溜め部２６は対向して接触する。このため、後工程のエポキシ樹脂２３の硬化収縮によって、格子成形用平板ガラス２１と接合用平板ガラス２５は変形する。
【００８４】
次に、積層した格子成形用平板ガラス２１と、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２と、エポキシ樹脂２３と、接合用平板ガラス２５との光学偏心を調整する。
【００８５】
次に、図６（Ｅ）に示すように、充填したエポキシ樹脂２３に対して、紫外線照射ランプによる紫外光を１５Ｊ（３０［ｍＷ／ｃｍ２］×５００秒）照射して、エポキシ樹脂２３を硬化させる。このとき、エポキシ樹脂２３は、硬化反応によって体積で約５％収縮する。
【００８６】
最後に、積層した積層型回折光学素子２７を、６０℃で４８時間加熱養生して、ＴｉＯ２微粒子を分散したフッ素樹脂２２中やエポキシ樹脂２３中に残留する内部応力を緩和して未硬化部を硬化させる。
【００８７】
以上説明した製造方法は、外周が真円形のレンズの製造方法であるが、外周が多角形のレンズ、楕円のレンズ等の非真円形のレンズの製造にも適用することができる。この場合、樹脂溜め部２６は、平面視、非真円形に形成されて、第２のレンズ基板の片面２５ａの逃げ部２５ｂの残りの部分の外形は、樹脂溜め部２６の内側の形状より小さく且つエポキシ樹脂２３を押圧するのに必要な大きさに形成されている必要がある。
【００８８】
本実施例の積層型回折光学素子の格子成形用平板ガラス２１と接合用平板ガラス２５の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の規格値は、ニュートンリングで０．５本以下である。これに対して、本実施例の積層型回折光学素子の格子成形用平板ガラス２１の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ０．３本と０．５本の良好な面形状であった。また、本実施例の積層型回折光学素子の接合用平板ガラス２５の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ０．２本と０．４本の良好な面形状であった。なお、本実施例の積層型回折光学素子のアス形状とクセ形状の計測は、実施例１と同じ手法を用いた。
【００８９】
以上説明したように、第２実施例の積層型回折光学素子は、接合用平板ガラスに、樹脂溜め部と対向する部分に樹脂溜め部との干渉を回避する逃げ部が設けられているので、製造時に格子用レンズ基板と接合用平板ガラスとの干渉が回避されるようになっている。このため、本発明の積層型回折光学素子は、積層型回折光学素子の格子成形用平板ガラス（第１のレンズ基板）と接合用平板ガラスの面の変形を少なくして形成することができる。よって、本積層型回折光学素子は、搭載するカメラやビデオ等の光学機器の光学性能を向上させることができる。
【００９０】
また、積層型回折光学素子の製造方法によれば、フッ素樹脂層（第１の樹脂層）の樹脂溜め部と対向する部分に逃げ部が形成された接合用平板ガラスとフッ素樹脂層との間にアクリル樹脂（第２の樹脂層）を位置させる工程がある。このため、本発明の製造方法は、製造時に格子用平板ガラスと接合用平板ガラスとの干渉を回避することができて、格子成形用平板ガラスと接合用平板ガラスとに変形の少ない積層型回折光学素子を製造することができる。さらに、本発明の製造方法は、格子成形用平板ガラスと接合用平板ガラスとに変形を生じさせないことによって、積層型回折光学素子の生産の歩留まりが向上して、積層型回折光学素子の製造コストを下げることができる。
【００９１】
（比較例３）
比較例３は、接合用平板ガラスの外周部の形状が、実施例２と異なるだけで、その他の構成は同じである。比較例３の接合用平板ガラスは、一面の外周部に高さ０．１ｍｍ、幅３ｍｍの凸部を同心円状に備えている。
【００９２】
比較例３の積層型回折光学素子の接合工程においては、接合用平板ガラスの外周部の凸部と樹脂溜め部２６は対面して接触するので、後工程のエポキシ樹脂２３の硬化収縮によって格子成形用平板ガラス２１と接合用平板ガラスは変形する。比較例３の積層型回折光学素子の格子成形用平板ガラス２１の光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ１．１本と１．９本であった。また、比較例３の積層型回折光学素子の接合用平板ガラスの光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の計測値は、それぞれ０．９本と１．５本であった。
【００９３】
積層型回折光学素子の第１のレンズ基板２１と接合用平板ガラスの光学有効径内におけるアス形状とクセ形状の規格値は、０．５本以下なので、比較例３の積層型回折光学素子は、所望の光学性能を満たすことができない。
【符号の説明】
【００９４】
１，２１：第１のレンズ基板（格子成形用平板ガラス）、２，２２：第１の樹脂層（フッ素樹脂）、２ａ，２２ａ：第１の樹脂層（第１の光学材料）、３，２３：第２の樹脂層（アクリル樹脂）、３ａ，２３ａ：第２の樹脂層（第２の光学材料）、４，２５：第２のレンズ基板（接合用平板ガラス）、６，２６：樹脂溜め部、７，２７：積層型回折光学素子、９，２９：金型、１０，３０：樹脂溜め部用溝、２５ｂ：逃げ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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