專利名稱：衍射光學元件及攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及衍射光學元件及其制造方法、以及使用該衍射光學元件的攝像裝置。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，已經(jīng)廣泛知道表面為衍射光柵環(huán)形的衍射光學元件(例如非球面透鏡)等，能夠降低像面彎曲和色像差(基于波長的成像點偏移)等透鏡像差。此外，若其截面為閃爍(blaze)狀或內接閃爍形狀的較細階梯狀的衍射光柵形狀，則能夠使對于單一波長的特定級數(shù)的衍射效率為大致100%。 在理論上，對于波長，I級衍射光的衍射效率(下面，稱作“I級衍射效率”)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)學式I來給出。其中，入為波長，nU)為折射率且是波長的函數(shù)。數(shù)學式I :
^ 又d = ——~-
n(A)— I按照數(shù)學式I，隨著波長入的變化，衍射效率成為100 %的d的值也變化。
圖12所示的衍射光學元件100是現(xiàn)有的衍射光學元件的一個例子。基材101由折射率為n( X )的材料構成，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)烯烴類樹脂(日本七才 >公司制造，商品名稱為“ZE0NEX480R”)用作基材101的材料且衍射光柵深度d設成0. 95 ii m的衍射光學兀件100的、基于波長的I級衍射效率的變化的圖表。該I級衍射效率在波長500nm時大致接近100%，但是在波長400nm和波長700nm時則成為75%左右,基于波長的衍射效率的變化(波長依賴性)顯著。若將該衍射光學元件應用于在較寬的波段(例如波長400nm 700nm左右的可見光區(qū))中使用的攝像用途的透鏡，則會產生不需要的衍射光，產生反射光斑和雙重圖像而降低圖像質量，或者降低MTF (Modulation Transfer Function :調制傳遞函數(shù))特性。尤其，在單透鏡的兩面或光學系統(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生更顯著。圖14所示的衍射光學元件110是現(xiàn)有的衍射光學元件的另一個例子。在基材111的形成有衍射光柵形狀112的面上，通過將具有與基材111不同的折射率和折射率分散特性的光學材料作為被覆膜13涂敷或接合，能夠抑制產生不需要的衍射光。在下面的文獻中，更具體地公開了該衍射光學元件。專利文獻I公開的例子是，通過按照特定的條件來設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依賴性。此外，專利文獻2公開的例子是，按照同專利文獻I相同的折射率條件，降低MTF特性的波長依賴性。專利文獻3公開的例子是，通過將組合了滿足規(guī)定的折射率條件的樹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依賴性。專利文獻4公開了通過使用含有芴(fluorene)類電介質的能量固化型樹脂來得到相同效果的技術。用于衍射光學兀件110的材料大體分為樹脂和玻璃。此外,衍射光學兀件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、接合了光學材料的情況下，可按照以下數(shù)學式2來給出I級衍射效率成為100%的衍射光柵深度d’。其中，nl ( X )為構成基材的材料的折射率，n2 ( A )為構成被覆膜的材料的折射率，且都是波長的函數(shù)。數(shù)學式2:··
權利要求
1.一種衍射光學元件，其特征在于， 包括基材，由含有樹脂的第I材料構成，并且包含形成為衍射光柵形狀的面；以及被覆膜，由含有樹脂及無機粒子的第2材料即復合材料構成，并且與上述面的上述衍射光柵形狀部分接觸配置； 上述第I材料是從聚碳酸酯類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、芴類聚酯樹脂中選擇的至少一種； 上述復合材料的折射率比上述第I材料的折射率大； 上述復合材料的阿貝數(shù)比上述第I材料的阿貝數(shù)大； 上述衍射光柵形狀的槽的深度為15 y m以下，并且在波段400nm 700nm中的I級衍射效率為80%以上。
2.如權利要求I所述的衍射光學元件，其特征在于， 從上述第I材料和上述第2材料中選擇的至少一種材料吸收紅外線區(qū)域的波長的光。
3.如權利要求I所述的衍射光學元件，其特征在于， 從上述第I材料和上述第2材料中選擇的至少一種材料吸收紫外線區(qū)域的波長的光。
4.如權利要求I所述的衍射光學元件，其特征在于， 上述無機粒子的平均粒徑在Inm以上且IOOnm以下的范圍。
5.如權利要求I所述的衍射光學元件，其特征在于， 上述第I材料和上述復合材料的d線波長下的折射率之差為0. 03以上且0. 13以下，阿貝數(shù)之差為8以上。
6.如權利要求I所述的衍射光學元件，其特征在于， 上述無機粒子是從氧化鋯、氧化鋁和氧化釔中選擇的至少一種。
7.一種攝像裝置，其特征在于， 包括光學系統(tǒng)；攝像元件，接收來自被攝體的通過了上述光學系統(tǒng)的光；以及運算電路，根據(jù)由上述攝像元件檢測到的信息生成被攝體像， 上述光學系統(tǒng)包含權利要求I 4中任一項所述的衍射光學元件。
8.一種衍射光學元件，其特征在于， 包括基材，由含有樹脂的第I材料構成，并且包含形成為衍射光柵形狀的面；以及被覆膜，由含有樹脂及無機粒子的第2材料即復合材料構成，并且與上述面的上述衍射光柵形狀部分接觸配置； 上述第I材料是從聚碳酸酯類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、芴類聚酯樹脂中選擇的至少一種； 根據(jù)下述數(shù)學式3得到的上述復合材料的折射率比上述第I材料的折射率大； 通過用下述數(shù)學式3計算出d線波長、F線波長、C線波長的折射率而求得的上述復合材料的阿貝數(shù)，比上述第I材料的阿貝數(shù)大，其中，d線波長為587. 6nm、F線波長為、486. lnm、C 線波長為 656. 3nm ； 上述衍射光柵形狀的槽的深度為15 y m以下，并且在波段400nm 700nm中的I級衍射效率為80%以上； 上述無機粒子是氧化釔； 數(shù)學式3:其中，nav是復合材料的折射率，np是無機粒子的折射率，nm是復合材料所包含的樹脂的折射率，P是復合材料中所占的無機粒子的體積含有率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種易于成型的衍射光學元件、包含該衍射光學元件的攝像裝置和該衍射光學元件的制造方法。本發(fā)明的衍射光學元件(10)包括基材(11)，由含有樹脂的第1材料構成，并且包含形成為衍射光柵形狀(12a、12b)的面(11a、11b)；和被覆膜(13a、13b)，由含有樹脂的第2材料構成，并且與上述面的上述衍射光柵形狀(12a、12b)部分接觸配置，從上述第1材料和上述第2材料選擇的至少一個材料是包含無機粒子的復合材料。
文檔編號H04N5/225GK102681064SQ201210135198
公開日2012年9月19日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權日2005年8月29日
發(fā)明者是永繼博, 鈴木正明 申請人:松下電器產業(yè)株式會社