[發明專利]光學系統、光學設備和用于布置衍射光學元件的方法

有效

• 申請號: 201210009914.5
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102590914A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 藤本誠
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B13/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;安翔

相關申請

本發明要求由此通過引用并入的日本專利申請No.2011-004542的利益。

技術領域

本發明涉及具有衍射光學元件的一種光學系統和一種光學設備，和一種用于布置衍射光學元件的方法。

技術背景

具有衍射光學元件的各種光學系統是已知的，并且例如已經提出了在兩個透鏡的膠合表面上布置衍射光學元件的一種光學系統(例如見日本特開專利公報No.2002-72081(A))。

發明內容

然而，在具有衍射光學元件的傳統光學系統中，幻像的產生未被考慮，因此可能由于幻像而產生問題。

鑒于前述考慮，本發明的一個目的在于提供一種光學系統、一種光學設備和一種用于布置衍射光學元件的方法，其中幻像的產生受到控制。

為了實現這個目的，根據本發明的光學系統是這樣一種光學系統，該光學系統按照從物體的次序具有多個透鏡；和具有衍射光柵的衍射光學元件，其中該衍射光學元件設置在該多個透鏡的透鏡表面中的任意一個之上，并且滿足以下條件表達式之一：

0.50＜fa/Rd＜0.90并且

1.10＜fa/Rd＜2.00，

其中fa表示從該多個透鏡中的最靠近物體的透鏡到在其上設置衍射光學元件的透鏡的每一個透鏡的組合焦距，并且Rd表示在其上設置衍射光學元件的透鏡表面的曲率半徑。

優選的是這個光學系統的該多個透鏡按照從物體的次序包括具有正光焦度的第一透鏡組，和具有負光焦度的第二透鏡組。

在這個光學系統中，優選的是衍射光學元件設置在第一透鏡組的透鏡表面中的任意一個之上。

在這個光學系統中，優選的是上述第一透鏡組的透鏡表面中的任意一個是在像側上的透鏡表面。

在這個光學系統中，優選的是滿足以下條件表達式：

0.50＜f1/fa＜0.80，

其中f1表示第一透鏡組的焦距。

在這個光學系統中，優選的是衍射光學元件設置在第一透鏡組的透鏡表面中的任意一個之上，并且滿足以下條件表達式：

0.030＜f/fd＜0.060，

其中f表示光學系統的焦距，并且fd表示衍射光學元件的焦距。

在這個光學系統中，優選的是滿足以下條件表達式：

0.50＜L/f＜0.75，

其中L表示光學系統的全長(total?length)，并且f表示光學系統的焦距。

優選的是衍射光學元件的衍射光柵具有旋轉對稱形狀。

根據本發明的光學設備是包括用于在預定表面上形成物體的像的光學系統的光學設備，并且根據本發明的光學系統被用作該光學系統。

根據本發明的用于布置衍射光學元件的方法是在光學系統中用于布置衍射光學元件的方法，該光學系統按照從物體的次序具有：多個透鏡和具有衍射光柵的衍射光學元件，這種方法包括在該多個透鏡的透鏡表面中的任意一個之上設置衍射光學元件的步驟，其中滿足以下條件表達式之一：

0.50＜fa/Rd＜0.90并且

1.10＜fa/Rd＜2.00，

其中fa表示從該多個透鏡中的最靠近物體的透鏡到在其上設置衍射光學元件的透鏡的每一個透鏡的組合焦距，并且Rd表示在其上設置衍射光學元件的透鏡表面的曲率半徑。

在用于布置衍射光學元件的方法中，優選的是該多個光學系統按照從物體的次序包括具有正光焦度的第一透鏡組，和具有負光焦度的第二透鏡組。

在用于布置衍射光學元件的方法中，優選的是衍射光學元件設置在第一透鏡組的透鏡表面中的任意一個之上。

在用于布置衍射光學元件的方法中，優選的是滿足以下條件表達式：

0.50＜f1/fa＜0.80，

其中f1表示第一透鏡組的焦距。

在用于布置衍射光學元件的方法中，優選的是衍射光學元件設置在第一透鏡組的透鏡表面中的任意一個之上，并且滿足以下條件表達式：

0.030＜f/fd＜0.060，

其中f表示光學系統的焦距，并且fd表示衍射光學元件的焦距。

在用于布置衍射光學元件的方法中，優選的是滿足以下條件表達式：

0.50＜L/f＜0.75，

其中L表示光學系統的全長，并且f表示光學系統的焦距。

根據本發明，幻像的產生能夠受到控制。