[發(fā)明專利]衍射光學(xué)元件以及使用衍射光學(xué)元件的攝像裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010522485.2
• 申請(qǐng)日: 2006-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101995594A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 是永繼博;鈴木正明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B3/08
• 分類號(hào): G02B3/08;G02B5/18
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 楊謙;胡建新

本發(fā)明是基于2006年8月24日申請(qǐng)的名稱為“衍射光學(xué)元件及制造方法、使用衍射光學(xué)元件的攝像裝置”、國(guó)內(nèi)申請(qǐng)?zhí)枮?00680031939.8的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衍射光學(xué)元件及其制造方法、以及使用該衍射光學(xué)元件的攝像裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)廣泛知道表面為衍射光柵環(huán)形的衍射光學(xué)元件(例如非球面透鏡)等，能夠降低像面彎曲和色像差(基于波長(zhǎng)的成像點(diǎn)偏移)等透鏡像差。此外，若其截面為閃爍(blaze)狀或內(nèi)接閃爍形狀的較細(xì)階梯狀的衍射光柵形狀，則能夠使對(duì)于單一波長(zhǎng)的特定級(jí)數(shù)的衍射效率為大致100％。

在理論上，對(duì)于波長(zhǎng)，1級(jí)衍射光的衍射效率(下面，稱作“1級(jí)衍射效率”)成為100％的衍射光柵形狀的槽的深度(衍射光柵深度)d，能夠按照以下數(shù)學(xué)式1來(lái)給出。其中，λ為波長(zhǎng)，n(λ)為折射率且是波長(zhǎng)的函數(shù)。

數(shù)學(xué)式1：

d=λn(λ)-1]]>

按照數(shù)學(xué)式1，隨著波長(zhǎng)λ的變化，衍射效率成為100％的d的值也變化。

圖12所示的衍射光學(xué)元件100是現(xiàn)有的衍射光學(xué)元件的一個(gè)例子。基材101由折射率為n(λ)的材料構(gòu)成，在其表面形成有閃爍形狀的衍射光柵形狀102。

圖13是將環(huán)烯烴類樹(shù)脂(日本ゼオン公司制造，商品名稱為“ZEONEX480R”)用作基材101的材料且衍射光柵深度d設(shè)成0.95μm的衍射光學(xué)元件100的、基于波長(zhǎng)的1級(jí)衍射效率的變化的圖表。

該1級(jí)衍射效率在波長(zhǎng)500nm時(shí)大致接近100％，但是在波長(zhǎng)400nm和波長(zhǎng)700nm時(shí)則成為75％左右，基于波長(zhǎng)的衍射效率的變化(波長(zhǎng)依賴性)顯著。若將該衍射光學(xué)元件應(yīng)用于在較寬的波段(例如波長(zhǎng)400nm～700nm左右的可見(jiàn)光區(qū))中使用的攝像用途的透鏡，則會(huì)產(chǎn)生不需要的衍射光，產(chǎn)生反射光斑和雙重圖像而降低圖像質(zhì)量，或者降低MTF(Modulation?Transfer?Function：調(diào)制傳遞函數(shù))特性。尤其，在單透鏡的兩面或光學(xué)系統(tǒng)的多面上形成衍射光柵形狀的情況下，則不需要衍射光的產(chǎn)生更顯著。

圖14所示的衍射光學(xué)元件110是現(xiàn)有的衍射光學(xué)元件的另一個(gè)例子。在基材111的形成有衍射光柵形狀112的面上，通過(guò)將具有與基材111不同的折射率和折射率分散特性的光學(xué)材料作為被覆膜13涂敷或接合，能夠抑制產(chǎn)生不需要的衍射光。在下面的文獻(xiàn)中，更具體地公開(kāi)了該衍射光學(xué)元件。

專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的例子是，通過(guò)按照特定的條件來(lái)設(shè)定形成有衍射光柵形狀的基材的折射率和覆蓋衍射光柵形狀而形成的被覆膜的折射率，降低了衍射效率的波長(zhǎng)依賴性。此外，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的例子是，按照同專利文獻(xiàn)1相同的折射率條件，降低MTF特性的波長(zhǎng)依賴性。

專利文獻(xiàn)3公開(kāi)的例子是，通過(guò)將組合了滿足規(guī)定的折射率條件的樹(shù)脂或玻璃等的材料用作基材和被覆膜的材料，降低了衍射效率的波長(zhǎng)依賴性。

專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了通過(guò)使用含有芴(fluorene)類電介質(zhì)的能量固化型樹(shù)脂來(lái)得到相同效果的技術(shù)。

用于衍射光學(xué)元件110的材料大體分為樹(shù)脂和玻璃。此外，衍射光學(xué)元件110的各部件的折射率條件基本相同。在此，在形成有衍射光柵形狀112的基材111上，作為被覆膜13而涂敷、接合了光學(xué)材料的情況下，可按照以下數(shù)學(xué)式2來(lái)給出1級(jí)衍射效率成為100％的衍射光柵深度d’。其中，n1(λ)為構(gòu)成基材的材料的折射率，n2(λ)為構(gòu)成被覆膜的材料的折射率，且都是波長(zhǎng)的函數(shù)。

數(shù)學(xué)式2：