[发明专利]衍射光学元件

说明书

本发明提供一种衍射光学元件，该衍射光学元件具有多个剖面为锯齿形状的环形部，其特征在于，衍射面具有多个包含所述环形部的至少一部分的衍射区域，在该衍射面设置的多个衍射区域中，至少两个衍射区域中的波前像差为最小的波长彼此不同。

技术领域

本发明涉及衍射光学元件。

背景技术

近年来，作为校正光学系统的色像差等的方法之一，采用了衍射光学元件。衍射光学元件具有负色散、异常色散性，可以使光学系统显著地小型化、成像性能大幅度地提高。

然而，入射到衍射光学元件的衍射面的光线被分为多个级数的衍射光。一般来说，衍射光学元件将使用波长区域的光束集中在特定的级数(以下，称之为“设计级数”)，确定其衍射光栅结构，从而使设计级数的衍射光的衍射效率在指定的波长(以下，称之为“设计波长”)变最大化。但衍射光的衍射效率显示波长依赖性，随着从设计波长的偏离加大，衍射效率下降。为此，所使用的光线的波长横跨宽的频带时，就设计波长附近以外的波长而言，设计级数以外的级数的衍射光(以下，称之为“多余衍射光”)变得具有强度。

多余衍射光在与设计级数的衍射光不同的其他位置成像，因而形成耀斑等。并且，多余衍射光的强度也具有波长特性。为此，在可见光的一部分波长区域多余衍射光的强度变高时，会生成着色了的耀斑(以下，称之为“色耀斑”)。为了解决这类问题，目前提出了具有衍射光栅结构的所谓层合式衍射光学元件，其中，衍射光栅结构层合了由两种色散不同的材质构成的衍射光栅(例如，参照“专利文献1”)。通过形成专利文献1所述的层合式衍射光学元件，所使用的光线的波长横跨宽的频带时，在整个区域也可以减低设计级数的衍射光的衍射效率的波长依赖性，防止因多余衍射光引起的耀斑的生成。

但采用上述层合式衍射光学元件时，多余衍射光并非完全不存在，由残存的多余衍射光也会生成色耀斑。就撮像光学系统而言，即使是该轻微残存的多余衍射光，也会导致因色耀斑引起的图像劣化的问题。为此，目前提出了根据指定的条件式设定两个设计波长，级数不同的多余衍射光彼此通过光的加法混色来实现耀斑的泛白化的方法等(例如，参照“专利文献2”)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3717555号公报

专利文献2：日本专利第3787474号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献2记载了设定设计波长，使使用波长区域中的两个波长的衍射光的衍射效率为最大，且使多余衍射光泛白的技术方案。因此，就专利文献2记载的衍射光学元件而言，依旧存在着该衍射效率显示波长依赖性，难以使耀斑泛白的问题。

本发明的目的是提供一种能够使耀斑更接近于白色的衍射光学元件。

解决问题的方法

经潜心研究的结果，本发明人通过采用具有以下衍射面的衍射光学元件解决了上述问题。

本发明的衍射光学元件具有多个剖面为锯齿形状的环形部，其特征在于，衍射面具有多个包含所述环形部的至少一部分的衍射区域，在该衍射面设置的多个衍射区域中，至少两个衍射区域中的波前像差为最小的波长彼此不同。

作为本发明的衍射光学元件，优选在使用波长区域，由该衍射面整体看时不存在高阶的波前像差成分为0的波长。

作为本发明的衍射光学元件，优选在所述使用波长区域，在包含其中心波长的80％的波长范围，所述高阶的波前像差成分在0.011λrms以上0.063λrms以下。

作为本发明的衍射光学元件，所述衍射面优选具有包含一个以上的环形部的衍射区域。

作为本发明的衍射光学元件，所述衍射面优选具有包含多个衍射区域的环形部。