光学系统及目镜技术方案

本发明专利技术提供一种目镜（ＥＬ１），其具有从物体Ｏ侧起依次排列的具有正的折射能力的第一透镜（Ｌ１）、同样地具有正的折射能力的第二透镜（Ｌ２），在第一透镜（Ｌ１）及第二透镜（Ｌ２）中任意一者的光学面上设有密合多层型衍射光学元件（ＤＯＥ），其具有形成了凸纹图案的第一光学元件要素（５１）、紧密接合在第一光学元件要素（５１）中形成有凸纹图案的面上的第二光学元件要素（５２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用了衍射的光学系统，特别涉及小型轻质并且高 性能的观察光学系统或投射光学系统。
技术介绍
以往，就光学系统而言， 一般来说为了提高光学性能，特别是减少 像差而提高成像性能，多使用利用了折射的(主要以玻璃来制作的)光学元件。但是，为了充分地减少有关基准镨线的赛德耳(seidel)的5 阶像差及色像差，需要增大像差修正自由度，由此经常会增大光学元件 的数目、大小或重量。所以，考虑过如下的目镜(光学系统)，即，从物体侧起依次将具 有平凸形的形状的第一透镜、相同的平凸形的第二透镜分别以凸面相面 对的状态配设，在第一透镜及第二透镜的某个光学面上形成衍射面(例 如参照日本特开平11 -38330号公报)。如果如此设置，则可以获得如 下的目镜，即，虽然是透镜的片数较少的简单的构成，但是可以在确保 规定的出瞳距(eye relief)的同时，很好地修正倍率色像差。但是，如上所述的目镜中，虽然中心波长(例如d线)的光学特性 (倍率色像差等)良好，但是其他的波长区域中的光学特性并不太好。
技术实现思路
本专利技术是鉴于此种问题而完成的，其目的在于，提供可以在使用波 长的全部区域中获得良好的光学特性的光学系统及具备该系统的目镜。为了达成此种目的，本专利技术的光学系统具有从物体侧起依次排列的 第一透镜、具有正的折射能力的第二透镜，在第一透镜及第二透镜中任 意一者的光学面上设有密合多层型衍射光学元件，该密合多层型衍射光 学元件具有形成有凸紋图案(relief pattern )的第一光学元件要素、和 紧密接合在第一光学元件要素中形成有凸紋图案的面上的第二光学元件要素。另外，上述的专利技术中，最好第一光学元件要素与第二光学元件要素的在d线的折射率之差为0.45以下，在将第一透镜与第二透镜之间的 光轴上的空气间隔设为D，光学系统整体的焦点距离设为f时，满足下 式r 0.002<D/f<2.0」的条件。另外，上述的专利技术中，最好在将第一透镜的焦点距离设为fl，第二 透镜的焦点距离设为O时，在fl>0并且f2>0的情况下，满足下式r 0<D/ (flxf2) <0.15」的条件。另外，上述的专利技术中，最好在将第一透镜的焦点距离设为fl，第二 透镜的焦点距离设为f2时，在fK0、 f2X)并且lfll〉lf2l的情况下，满 足下式r - 0.KD/ ( fl x f2 ) <0 J的条件。另外，上述的专利技术中，最好第一透镜及第二透镜的至少一个的光学 面为非球面。另外，上述的专利技术中，最好在第一透镜的与物体侧相面对的面上， 设有密合多层型衍射光学元件。另外，上述的专利技术中，对于相对而言是高折射率低色散的材料及低 折射率高色散的材料之中，最好使用其中一方形成第一光学元件要素， 另一方形成第二光学元件要素，在将第一光学元件要素与第二光学元件 要素的阿贝数之差设为A vd,将第一光学元件要素与第二光学元件要 素的在d线的折射率之差设为And时，满足下式r 50<A v d/And<2000 J 的条件。另外，上述的专利技术中，最好在将密合多层型衍射光学元件的在d线 的衍射效率设为Ed，密合多层型衍射光学元件的在g线的衍射效率设 为Eg，密合多层型衍射光学元件的在C线的衍射效率设为EC时，满 足下式r(Eg+EC) /2>0.9xEd」的条件。另外，上述的专利技术中，最好在将凸紋图案的最小间距设为p，光学 系统整体的焦点距离设为f时，满足下式r 0.0001<p/f<0.003」的条件。另外，上述的专利技术中，最好在将光学系统整体的焦点距离设为f，瞳径设为(J),将出瞳距设为R时，满足下式 0.1< cb ■ R/f2<2.0 的条件。另外，本专利技术的目镜是用于观察物体的像的目镜，其特征在于，具 有本专利技术的光学系统。根据本专利技术，可以在使用波长的全部区域都获得良好的光学特性。 附图说明图l是多层型衍射光学元件的示意剖面图，(a)是非密合多层型的 衍射光学元件的示意剖面图，(b )是密合多层型的衍射光学元件的示意 剖面图。图2是表示第一实施例的光学系统的构成的图。图3是第一实施例的光学系统的各个像差图。图4是表示密合多层型衍射光学元件对各波长的衍射效率的图。图5是表示第二实施例的光学系统的构成的图。图6是表示第二实施例的光学系统的各个像差图。图7是表示第三实施例的光学系统的构成的图。图8是表示第三实施例的光学系统的各个像差图。具体实施例方式下面，结合附图对本专利技术优选的实施方式进行说明。以往，为了实 现折射光学系统或反射光学系统所无法实现的高性能化、小型化等，进 行过各种向光学系统中插入衍射光学面的尝试。但是，此种具有衍射光 学面的单层的衍射光学元件却存在下述问题，即因偏离了设计波长的波 长区域的光而产生眩光，从而损害画质、成像性能，对其的使用限于激 光光源等单一波长、或窄波长区域中的应用。(或叠层型)的衍射光学元件。 该类型的衍射光学元件是将具有以锯齿状形成的衍射光学面(凸紋图 案)并具有不同的折射率及色散的多个衍射元件要素以分离或者密合的 形式层叠而成的，具有如下的特征，即，可以在所需的宽波长区域(例 如可见光区域)的几乎全域中保持高衍射效率，也就是说，波长特性良好的特征。而且，关于此种衍射光学元件的性质，详见r『衍射光学元 件入门J应用物理学会日本光学会主编平成18年发行增补修订版」。而 且，实施例中所示的衍射光学面的数据以超高折射率法表示，同样地详 见r『衍射光学元件入门』应用物理学会日本光学会主编平成18年发行 增补修订版J。这里，如果对多层型衍射光学元件的结构进行说明，则一般来说如 图1 (a)所示，由以第一材质制成的第一光学元件要素51、以折射率 或色散值与第一光学元件要素51不同的第二材质制成的第二光学元件 要素52构成，将各个光学元件要素51、 52的相面对的面如图所示地制 成锯齿状。此外，按照对特定的2个波长满足消色差条件的方式，将第 一光学元件要素51的凸紋图案的高度hl确定为规定的值，将第二衍射 元件要素52的凸紋图案的高度h2确定为其他的规定的值。这样，对于 特定的2个波长衍射效率达到1.0，对于其他的波长也可以获得相当高 的衍射效率。而且，所谓衍射效率，在透过型的衍射光学元件中，是指 向该衍射光学元件入射的光的强度1。与一次衍射光的强度L的比率ri (=1/1。)。而且，如果是图1 (a)所示的分离多层型的衍射光学元件DOE，， 则由于在构成它的第一光学元件要素51及第二光学元件要素52中，凸 紋图案53、 54的高度hl、 h2相互不同，因此需要多个模具，并且使用 这些模具以相同的步骤分别制造第一及第二光学元件要素51、 52，另外 必须精度优良地对位，在生产中非常花费时间。所以，提出过使第一光学元件要素51的凸紋图案53的高度hl与 第二衍射元件要素52的凸紋图案54的高度h2 —致的密合多层型的衍 射光学元件DOE (参照图1 (b))。该密合型的衍射光学元件DOE是 在第一光学元件要素51中形成了凸紋图案53的面上紧密接合了第二光 学元件要素52的构成，与分离型相比，有衍射光栅的高度的误差灵敏度(公差)放緩、光栅面的表面粗糙度的误差灵敏度(公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学系统，其特征在于，　具有从物体侧起依次排列的第一透镜、具有正的折射能力的第二透镜，　在所述第一透镜及所述第二透镜中任意一者的光学面上设有密合多层型衍射光学元件，该密合多层型衍射光学元件具有形成了凸纹图案的第一光学元件要素 、紧密接合在所述第一光学元件要素中形成有所述凸纹图案的面上的第二光学元件要素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木宪三郎，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]