專利名稱：衍射光柵透鏡及其制造方法和使用它的攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用衍射現(xiàn)象進(jìn)行光的會(huì)聚或發(fā)散的衍射光學(xué)透鏡(衍射光學(xué)元件) 及其制造方法、和使用了它的攝像裝置。
背景技術(shù)：
通過在透鏡基體上設(shè)有衍射光柵且利用衍射現(xiàn)象進(jìn)行光的會(huì)聚或發(fā)散的衍射光學(xué)元件被稱為衍射光柵透鏡。眾所周知，衍射光柵透鏡在像面彎曲和色像差(由波長(zhǎng)造成的成像點(diǎn)的偏移)等透鏡像差的修正方面優(yōu)異。這是由于，衍射光柵具有與光學(xué)材料所產(chǎn)生的色散性相反的色散性(逆色散性)、或具有從光學(xué)材料的色散的直線性脫離的色散性 (異常色散性)。因此，通過使之與通常的光學(xué)元件加以組合，而使衍射光柵透鏡發(fā)揮巨大的色像差修正能力。另外，將衍射光柵使用于攝像用光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，與只由非球面透鏡構(gòu)成的攝像用光學(xué)系統(tǒng)相比，能夠以很少的透鏡片數(shù)取得相同性能。因此，不僅能夠降低攝像用光學(xué)系統(tǒng)的制造成本并能夠縮短光學(xué)長(zhǎng)度且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化這樣的優(yōu)點(diǎn)存在。一邊參照?qǐng)D21 (a) (c)，一邊說明現(xiàn)有的衍射光柵透鏡形狀的設(shè)計(jì)方法。衍射光柵透鏡主要根據(jù)相位函數(shù)法或高折射率法加以設(shè)計(jì)。在此說明的是使用相位函數(shù)法的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)高折射率法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最終得到的結(jié)果也相同。就衍射光機(jī)透鏡的形狀而言，由設(shè)有衍射光柵的透鏡基體的基礎(chǔ)形狀和衍射光柵的形狀形成。圖21 (a)表示透鏡基體的表面形狀為非球面形狀Sb時(shí)的一例，圖21 (b)表示衍射光柵的形狀Spl的一例。圖21(b)所示的衍射光柵的形狀Spl由相位函數(shù)決定。相位函數(shù)由下式⑴表示。[算式1]
權(quán)利要求
1.一種衍射光柵透鏡，其中，具有透鏡基體和在所述透鏡基體的表面所設(shè)置的衍射光柵，所述衍射光柵包括含有在寬度方向上傾斜的傾斜面的多個(gè)環(huán)帶、和分別位于所述多個(gè)環(huán)帶間的多個(gè)段差面，所述多個(gè)環(huán)帶的至少一個(gè)在寬度方向的全域具有透光性，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近的透光率，比寬度方向的中央部附近的透光率小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光柵透鏡，其中，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中的至少所述傾斜面的前端部側(cè)的端部附近的透光率，比寬度方向的中央部的透光率小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衍射光柵透鏡，其中，所述至少一個(gè)環(huán)帶具有透光率調(diào)節(jié)膜，該透光率調(diào)節(jié)膜被配置在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近的所述傾斜面上，所述透光率調(diào)節(jié)膜的透光率比所述透鏡基體的材料的透光率小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衍射光柵透鏡，其中，在所述至少一個(gè)環(huán)帶的所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近，所述透光率調(diào)節(jié)膜以規(guī)定的面積密度配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衍射光柵透鏡，其中，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近的所述透鏡基體的透光率，比在所述環(huán)帶的寬度方向的中央部附近的所述透鏡基體的透光率小。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衍射光柵透鏡，其中，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近的所述傾斜面的表面粗糙度，比在所述環(huán)帶的寬度方向的中央部附近的所述傾斜面的表面粗糙度大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的衍射光柵透鏡，其中，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部的至少一方的端部附近，所述環(huán)帶的透光率從寬度方向的中央部朝向所述至少一方的端部連續(xù)地變小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的衍射光柵透鏡，其中，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近，所述環(huán)帶的透光率從寬度方向的中央部朝向所述至少一方的端部階梯性地變小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的衍射光柵透鏡，其中， 所述透鏡基體由在使用波長(zhǎng)λ下折射率為ηι(λ)的第一材料構(gòu)成，所述多個(gè)段差面分別具有在η為正整數(shù)且m為衍射級(jí)次時(shí)實(shí)質(zhì)上滿足下式的高度d，
10.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的衍射光柵透鏡，其中，還具有以覆蓋所述衍射光柵的方式設(shè)置在所述透鏡基體上的光學(xué)調(diào)節(jié)層， 所述透鏡基體由在使用波長(zhǎng)λ下折射率為ηι(λ)的第一材料構(gòu)成， 所述光學(xué)調(diào)節(jié)膜由在使用波長(zhǎng)λ下折射率為η2(λ)的第二材料構(gòu)成，所述多個(gè)段差面分別具有在η為正整數(shù)且m為衍射級(jí)次時(shí)實(shí)質(zhì)上滿足下式的高度d， d _ m-λ W1(I)-W2(I)
11.一種攝像裝置，其中，具有權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的衍射光柵透鏡；攝像元件，將所述衍射光柵透鏡所成像的被攝物體像接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
12.—種衍射光柵透鏡的制造方法，該衍射光柵透鏡具有透鏡基體和在所述透鏡基體的表面所設(shè)置的衍射光柵，所述衍射光柵包括含有在寬度方向上傾斜的傾斜面的多個(gè)環(huán)帶、和分別位于所述多個(gè)環(huán)帶間的多個(gè)段差面；所述衍射光柵透鏡中，所述多個(gè)環(huán)帶的至少一個(gè)在寬度方向的全域具有透光性，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近的透光率，比寬度方向的中央部附近的透光率小，所述衍射光柵透鏡的制造方法包括準(zhǔn)備在表面設(shè)有所述衍射光柵的透鏡基體的工序；將涂布有比所述透鏡基體的透光率低的材料的模具，按壓在所述透鏡基體的表面的所述衍射光柵的工序。
全文摘要
本發(fā)明的衍射光柵透鏡，具有透鏡基體和在所述透鏡基體的表面所設(shè)置的衍射光柵，該衍射光柵包括含有在寬度方向上傾斜的傾斜面的多個(gè)環(huán)帶、和分別位于所述多個(gè)環(huán)帶間的多個(gè)段差面，所述多個(gè)環(huán)帶的至少一個(gè)在寬度方向的全域具有透光性，在所述至少一個(gè)環(huán)帶中，在所述寬度方向的兩端部之中至少一方的端部附近的透光率，比寬度方向的中央部附近的透光率小。
文檔編號(hào)G02B13/00GK102227654SQ20108000330
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者安藤貴真, 是永繼博 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社