[發明專利]衍射光學元件

有效

• 申請號: 201080025165.4
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102804020A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 安藤貴真;是永繼博
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B5/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及可降低由具備衍射光柵的攝像用光學系統導致的夫瑯禾費衍射像的攝像用光學系統的結構。

背景技術

以往，眾所周知的是，表面為衍射波帶狀的衍射光柵透鏡在像面彎曲、色差(因波長導致的成像點的偏離)等透鏡色差校正方面具有優良的表現。這是因為，衍射光柵具備逆色散性及異常色散性這種特殊的性質，并且帶有較大的色差校正能力。在將衍射光柵用于攝像用光學系統的情況下，與僅為非球面透鏡的攝像用光學系統相比，在達成同一性能的前提下能夠減少透鏡片數。因此，具有如下優點，即，能夠在降低制造成本的同時，縮短光學長度，能夠使裝入攝像用光學系統的攝像裝置等的高度低。另外，若其界面為焰(blaze)狀或與焰狀內接的細小臺階狀的衍射光柵，則能夠使相對于單一波長的光的特定級數的衍射效率達到大致100％。

理論上而言，相對于波長，1級衍射光的衍射效率(以下，稱為“1級衍射光率”)為100％的衍射光柵深度(焰厚度)通過下述(式1)獲得。其中，λ為波長，d為衍射光柵深度，n(λ)為構成的衍射光柵透鏡的材料的折射率且為波長的函數。

【式1】

d=λ|n(λ)-1|]]>

根據(式1)，在波長λ變化的同時衍射效率為100％的d的值也變化。即，若d的值固定，則對于滿足(式1)的波長λ以外的波長而言，衍射效率不為100％。在將衍射透鏡用于一般的攝像用途的情況下，需要使寬波段(例如，波長400nm～700nm左右的可見光域等)的光衍射。因此，如圖18所示，在向在透鏡基體11上設置有衍射光柵12的衍射透鏡入射光線的情況下，在攝像面31上產生1級衍射光201以外的多余級數的衍射光202(以下，也稱為“多余級數衍射光”)，成為閃耀或重影而導致圖像劣化，或者使MTF(Modulation?Transfer?Function：調制傳遞函數)特性降低。

如圖19所示，通過在形成有衍射光柵12的面上將具有與構成透鏡基體11的材料不同的折射率及折射率色散(refractive?index?dispersion)的光學材料作為保護膜211涂布或接合，從而抑制多余級數衍射光202的產生。在專利文獻1中公開有如下例子，即，通過將構成形成有衍射光柵的基體的材料的折射率與以覆蓋衍射光柵的方式形成的保護膜211的折射率設定成特定的條件，從而能夠降低衍射效率的波長依存性。由此，能夠消除伴隨圖18所示的多余級數的衍射光202產生的閃耀。

另外，作為其他方法，在專利文獻2中公開了如下方法，即，在利用圖18的一般的衍射光柵透鏡的相機進行的攝影中，根據多余級數衍射光202的二維點像分布利用基于最小二乗法的調整(fitting)求出并去除多余級數衍射光202的絕對量。在專利文獻3公開了如下方法，即，在第一彗差()的攝影中存在飽和的像素的情況下，以其像素不飽和的方式進行第二彗差的攝影，根據該時的曝光時間的調整值求出多余級數衍射光202的絕對量而去除多余級數衍射光202。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平09-127321號公報

【專利文獻2】日本特開2005-167485號公報

【專利文獻3】日本特開2000-333076號公報

發明內容

【發明要解決的問題】

本申請的發明人等發現，若設置有衍射光柵的面上的衍射波帶間距變小，則產生與圖18所示的多余級數衍射光202不同的條紋狀的閃耀光。圖20表示該閃耀光的簡要情況。主要的1級衍射光中的一部分成為條紋狀閃耀光221，在原本聚光位置附近呈現為條紋狀。與產生圖18所示的多余級數衍射光202的入射光相比，條紋狀閃耀光221在多量的光進一步入射到攝像用光學系統時變得更為顯著。條紋狀閃耀光221在圖像上比多余級數衍射光202更為擴大而導致畫質劣化。尤其是，夜間等全暗的背景下對光等明亮的被拍攝體進行拍攝的情況等對比度大的過激的環境下，存在條紋狀閃耀光221變得特別顯眼的問題。