JPH09105802A

JPH09105802A - 回折光学要素

Info

Publication number: JPH09105802A
Application number: JP24679096A
Authority: JP
Inventors: David Phillip Hamblen; デヴィッド・フィリップ・ハンブレン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1997-04-22
Also published as: EP0758753A2; EP0758753A3

Abstract

(57)【要約】【課題】温度によって寸法の変化する材料で作られた
回折光学要素は、温度の変化すなわち熱影響によってそ
の光学的性能が変化する。【解決手段】回折光学要素、特にフレネル・ゾーン・
プレートとして知られるレンズは、輪郭線に画成された
多くのゾーンから構成されている。各ゾーンの幅は一般
に室温で必要な有効焦点距離を有するように設計されて
いるが、本発明においては、温度が室温を中心として±
１５℃変化すると仮定し、例えば、奇数番目のゾーン
が、高い温度（＋１５℃）において必要な有効焦点距離
を有するように、また偶数番目のゾーンを低い温度（−
１５℃）において必要な有効焦点距離を有するように、
そのゾーン幅に修正を加えることによって、上記の温度
範囲において熱影響によって光学的性能が変化しない回
折光学要素を得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学要素（Ｄ
ＯＥｓ）、特に回折レンズに関する。本発明は、熱影響
を除去しているため、そのレンズの映像面（ＥＦＬ）へ
の有効焦点距離または後方焦点距離が、室温より上ある
いは下の温度範囲に亘って一定に維持される回折レン
ズ、およびこうした熱影響を除去した回折レンズの製造
法に関している。

【０００２】本発明は、広い視野に亘って対象を結像す
るため写真用カメラに有用な回折面レンズに有用である
と共に、球面収差および色収差並びに熱膨張および収縮
による収差を修正されたレンズを提供するという優れた
発明である。

【０００３】

【従来の技術】種々のタイプの回折・屈折混成レンズお
よびそれらレンズの熱影響除去についての提案が、１９
９３年１１月９日に、ロンドノ等に対して許可された米
国特許第５、２６０、８２０に見られる。この特許にみ
られる熱影響除去は、温度の変化に伴って、そら混成レ
ンズの屈折部の倍率（焦点距離の逆数）をレンズの回折
部の倍率に逆に転換することに基づいている。ロンドノ
等の特許は、レンズの屈折部と回折部共に十分な倍率を
もつように設計し、合計された倍率がレンズ本体の熱膨
張あるいは熱収縮に係わりなく必要な倍率を備えること
によって倍率の補償を行っている。それぞれのゾーンの
間隔は室温に対して最適化され、それらの間隔は熱膨張
や熱収縮による倍率の変化の補償のために変えられてい
ない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を採
用した。すなわち、ゾーンの幅（回折レンズの場合は半
径方向の距離）に僅かな差を与え、そのためゾーン幅が
最適の室温での設計幅と異なるようにすることによっ
て、円環状の回折格子線に熱影響除去の機能を付与して
いる。ゾーン寸法を拡大または縮小させることによっ
て、温度の変化する範囲に亘る熱膨張・熱収縮の影響を
補償が行われる。同時に、ゾーン間隔は、球面及び色収
差を最小にし、さらに焦点（ＥＦＬと倍率）を一定に維
持するように構成されている。

【０００５】互いに隣接し、レンズの最適軸から半径方
向に連続した間隔離れて構成された複数のゾーンを有す
るＤＯＥレンズにおいて、室温での最適設計から、ゾー
ン幅はゾーン交互に増加させ減少させる。また、レンズ
の色収差が補正され、球面収差が修正され、また、非対
象収差、非点収差によるゆがみ、および視界曲面（”Ｐ
ｅｔｚｖａｌ”）光行差が修正されるように、ゾーン間
隔が選定される。

【０００６】従って、本発明の目的は、改良されたＤＯ
Ｅを提供することである。また、本発明のさらなる目的
は、ある温度範囲において、熱影響が除去され、熱膨
張、熱収縮による寸法の増加、減少に係わりなく、この
温度範囲において焦点が一定に維持される改良されたＤ
ＯＥレンズを提供することにある。また、本発明のさら
なる目的は、写真用カメラの用途において視界レンズと
しての使用に適した改良された回折・屈折混成レンズを
提供することである。

【０００７】さらに、本発明のさらなる目的は、ガラス
やプラスチック、さらに赤外用のゲルマニウムを含む光
学材料において、必要な温度範囲、すなわち、少なくと
も室温の上下１５℃の温度範囲において、焦点距離を維
持しながら球面収差および色収差が修正されている改良
された回折レンズを提供することである。さらに、本発
明のさらなる目的は、上述のロンドノの特許にみられる
レンズよりゾーン数の少ない改良されたＤＯＥレンズを
提供することである。

【０００８】簡単にまとめると、本発明は改良された回
折光学要素とその製造法を提供し、さらに本発明は温度
と共に寸法が変化する光学的透過体を利用している。こ
の透過体はその少なくとも一面にＤＯＥを画成する複数
の線を有している。ＤＯＥレンズの場合、これらの線は
レンズの光軸の周囲の円環状の線であるか、レンズの半
径方向のゾーン間隔を画成する傾斜を有するブレーズ面
のステップである。ゾーン間隔または線の間の幅は、一
定の温度範囲に亘ってＤＯＥの熱影響を除去するに十分
な量、温度の関数として変えられている。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の上述のあるいはその他の
目的、特徴および利点、さらに以下に示す発明の実施の
形態は、添付された以下に示す図面を参照して以下の記
述を読むことによってより明らかになる。

【００１０】図１は、本発明の実施の形態の一例である
屈折／回折混成の単体レンズの概略を説明する概略断面
図である。図２は、図１に示したレンズのＤＯＥの最初
の３個のゾーンを示す概略説明図であり、ゾーン間隔が
平均温度、すなわち室温での間隔に対して交互に増加あ
るいは減少されて設計されている状態を示す説明図であ
り、また本発明の原理を示している。

【００１１】図３から図３８は、回折／屈折（ＤＯＥ）
混成レンズの性能、特に明細書の表３に示される設計に
基づくメニスカスレンズの性能を示す一連のプロットで
る。図３から図１１は熱影響除去を行ったレンズの室温
の設計性能を示し、熱影響除去を行っていないレンズの
室温での性能（図１２から図２０）、熱影響除去を行っ
たレンズの−１５℃での性能（図２１から図２９）およ
び、熱影響除去を行ったレンズの＋１５℃での性能（図
３０から図３８）との比較用としている。

【００１２】正規の回折ゾーンの間隔、ｒ、は位相多項
式で定義され次式で与えられる。 φ(r ) ＝ (2π/λ)（Ｓ₁ｒ²＋Ｓ₂ｒ⁴＋・・・＋Ｓ_n+1ｒ²ⁿ）＝２πｍ（１）ここで、Ｓ₁．．．Ｓ_n+1は、入射する波頭の非球面係
数、ｍは次数、そしてλは設計（中心）波長である。物
理的構成は、各段の円形の頂部を有する傾斜面であるブ
レーズドゾーンからなる。これら傾斜面は入射光と相互
に作用し、それぞれのゾーンが２πの光学的位相差を有
するので位相転換の作用をもつ。

【００１３】屈折・回折混成レンズは室温で焦点を結ぶ
ように最適化されている。各ゾーンの半径は面積的に等
しい面（フレネル・ゾーンプレート）を囲み、従って、
レンズ温度が上がるか下がるかによって膨張するか収縮
する。レンズに加わる熱影響の影響は、レンズがその必
要な焦点集光能力の一部を失うことである。本発明によ
れば、熱影響を補償するためレンズの構成において正規
のゾーン間隔に変化を与えた。すなわち、熱影響除去レ
ンズのゾーン間隔は、Ｓー係数を個別に調整するため寸
法的な変化を加えることを考慮に入れている。この方法
によれば、レンズ全体の寸法が変化した場合、交互のゾ
ーンの内約半分は、熱影響により膨張または収縮した状
態において正しい焦点位置に保たれる。このことは、温
度が変化する範囲に亘って温度によるシフトを補償する
ために、式１のＳ−係数を再計算して達成される。

【００１４】レンズが膨張または収縮すると、その容
積、屈折率、表面の曲率が変化する。またレンズの肉
厚、直径が膨張または収縮する。球面は球面として保た
れるが、非球面は、より大きいかあるいはより小さい非
球面となる。また、温度の減少／上昇につれて焦点距離
は増加／減少する。

【００１５】図１は、前記参照のロンドノ特許に記述さ
れた材料の何れかに相当する光学的透過材料のレンズ本
体（Ｌ１）のプラノ面（Ｓ２）上のＤＯＥを示してい
る。光軸（ＯＡ）を中心として幾つかのゾーンがある。
アパーチャＡｐがレンズ周辺の結像する視野を制限す
る。レンズ本体Ｌ１の光軸上の頂点間の厚さはｄ₁（Ｔ
Ｈ１）である。アパーチャからレンズの後面頂点までの
距離はｄ₂（ＴＨ２）である。ＥＦＬから結像面中心
（カメラの焦点）までの距離は、ｄ₁＋ｄ₂＝ＴＨ３であ
る。また、明らかに、回折面に沿ったゾーン半径は相当
大きくとられている。勿論、図面のサイズの範囲では、
ゾーンの高さ、間隔を見ることはできない。光軸上のゾ
ーンは、常に最大のステップ間隔を有するが、次のゾー
ンとの間の幅は、ゾーンの半径がレンズ外側のアパーチ
ャ端部に向かって増加するにつれて、次第に狭くなる。
ゾーン半径、ｒ_m、とブレーズ高さ、ｈ_max、の寸法の
近軸近似は次式で与えられる。ｒ_m ＝（２ｍλｆｏ）^1/、ｈ_max ＝λ／［ｎ（λｏ）ー１］（２）ここで、ｆ₀は近軸焦点距離またはＥＦＬ、λ₀は中心ま
たは設計波長である。ゾーン半径は、式(2) によって次
第に増大するが、円環ゾーンの間に囲まれる面積は等し
い。熱影響除去レンズにおいては、この関係はもはや成
立せず、交互のゾーンは光軸からの半径方向の距離が僅
かに出入りする形となる。

【００１６】ＤＯＥレンズの熱影響除去を行うために
は、ゾーン間隔はまず室温での光行差を最小とする計算
が行われる。ついで、問題の温度範囲に亘って、付加的
な光学設計による最適化を採用した、２組のＳ−係数が
計算される。レンズの熱影響除去のために、すなわち両
側の熱条件を補償するために、２つの付加的フェーズの
多項式の２セットの計算結果を求め、その結果から単独
のフェーズの多項式を再計算する。この結果、両側の温
度条件を共に補償するゾーン間隔が求められる。このよ
うな統合の手順は２つの光行差特性の平均化の過程と考
えてよく、温度が室温または設計温度の両側に変化する
際に、共に補償できる最良の補正法を与える。その結
果、得られるゾーン間隔は考えられる温度範囲において
満足な集束特性を与える複合設計となっている。

【００１７】図２を用いて、方法論を説明する。この場
合、光軸の周囲の幾つかのゾーンに付いて説明する。２
つの温度条件を考える。それらは、１）温度Ｔ’におい
てゾーン半径が増加する、２）温度Ｔ”においてゾーン
半径が収縮する、そして両温度の中心温度はＴ₀ とす
る。そして、半径は、Δ_P1（高い温度）、およびΔ
_P2（低い温度）に相当する Δ_PS の移動が生ずる。

【００１８】半径の移動は、差Δ_P から計算され、そし
て半径方向の補償が行われる。交互のゾーンは、交互に
膨張した半径か収縮した半径かが選定され、セット数を
増やした形で新たなフェーズの多項式を再計算する。例
えば、ゾーン＃１（高い温度）は、最も膨張した位置よ
りｒ₁、すなわち（Ｔ₀）−（Δ_P1）だけ小さい半径に作
られ、全ての奇数番目のゾーンは同様に、＃３は−（Δ
_P3）、＃５は−（Δ_P5）だけ小さく作られる。これは、
温度の上昇を補償する。低温側の補償は、全ての偶数番
目のゾーンの半径を僅かに大きく、例えば＃２の半径ｒ
₂ は、（Ｔ₀）＋Δ_P2 の半径とされ、それに続く偶数番
目のゾーン＃４は、＋（Δ_P4）に、ゾーン＃６は、＋
（Δ_P6）等とされる。交互の奇数番目、偶数番目のゾー
ンの補正は、後述の表Ａに表示した。この表では、増加
分＋Δ_P （偶数）、と減少分−Δ_P （奇数）は交互に
選定されている。これらのセットから、Δ_P の差を取
り、Ｓ−係数の新たなセットを計算して、室温での半径
を修正する電算機計算プログラムを実行した。新たなセ
ットはレンズの膨張、収縮を補償する。

【００１９】混成レンズ（図１、Ｌ１）の構築におい
て、ゾーン半径の必要なΔ_P の修正は、ダイヤモンド工
具による旋削で行うことができる。この修正寸法は、表
１、表２にまとめた。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】この表においては、元来のゾーン間隔、ｒ
₁（Ｔ₀）、ｒ₂（Ｔ₀）．．．ｒ_n（Ｔ₀）と差
Δ_P1，．．．Δ_Pnだけ増加または減少する一連の新たな
半径との間に求められる差し替えるべきゾーン間隔を示
している。

【００２３】図２には、二三の例しか示していないが、
約１０ー２０のゾーンを有するレンズについては、満足
すべき性能と熱変化除去機能が付与されている。

【００２４】フェーズ係数からゾーンの幅が通常の方法
で決定できるので、フェーズ係数Ｓ_n（式１）がどのよ
うに導かれるかを考察する。ゾーン半径、ｒ_mの変化
は、第一次の次数で次式によって表される。ｒ_m（Ｔ）＝ｒ_m（１＋α_gΔＴ）（３）ここで、α_g および ΔＴは、それぞれ材料の熱膨張係
数および温度差を示す。屈折率は次式に従って変化す
る。ｎ₀（Ｔ）＝ｎ₀ ＋（ｄｎ₀／ｄＴ）ΔＴ（４）式（３）を、フェーズ多項式（１）に代入すると、ゾー
ン半径の大きさは次のように計算される。Ｓ₁（Ｔ）＝Ｓ₁（１＋２ｂ＋ｂ²）・・・Ｓ₅（Ｔ）＝Ｓ₅（１＋１０ｂ＋４５ｂ²）（５）一般式はＳ_n（Ｔ）＝Ｓ_n（１＋ｂ）ⁿ （６）ここで、ｂ＝α_gΔＴである。一連の５個の方程式（式
（５））は、ｒⁿのべき数の増加する２項膨張式であ
り、高次の項は無視されている。式（６）は、フェーズ
多項式（１）のＳ係数の２項膨張の一般式である。ゾー
ンの高さの変化は、（式（２））無視できる。

【００２５】５組の温度が変えられたフェーズ係数（式
（５））は、上述のように、新たな熱影響除去のフェー
ズ多項式を再定義するために用いられる。

【００２６】熱影響除去型に設計された単体レンズは、
所定の温度範囲に亘って焦点性能の補償された混成ＤＯ
Ｅを提供する。写真用カメラの用途には適用できないフ
ィルム面の焦点収差は、曲率とＳ−係数を選択すること
によって調整可能である。

【００２７】別紙に示す表３は、本発明に従って熱影響
が除去されたメニスカスレンズの曲率と回折面の係数を
示している。表３において、第一欄は表面番号、第ニ欄
は表面の曲率とＤＯＥの場合の基準曲線の曲率を示して
いる。その次の欄は、ＤＯＥのフェーズ係数を示し、こ
の係数から良く知られた回折レンズの設計法に従って、
ゾーン半径とゾーン幅が求められる。最後の欄には、用
いた材料を室温におけるまたレンズの設計波長である５
４６ｎｍにおける屈折率とアッベ数（γ_a）から特定し
ている。

【００２８】

【表３】

【００２９】なお、表３における、表面＃１の非球面指
数Ｚ（ｒ）は次式で与えられる。

【００３０】

【数１】

【００３１】ここで、ＥＰ＝べき数１０^P、表面＃２の
ゾーン数は３７である。

【００３２】図３から図５に、熱影響除去のために隣接
ゾーン間隔のない設計のレンズに５４６ｎｍの光が入射
した場合の室温Ｔ₀ でのＭＴＦ性能のプロット（３）で
ある。同様の条件でのプロットが図６から図１１に示さ
れている。フラクショナル・オブジェクト・ハイトは、
（１）ＦＯＢ０（光軸に対して０゜）ー図３参照、
（２）ＦＯＢ０．７（レンズ軸に対して２２゜）ー図
４参照、そして（３）ＦＯＢ０．９（３１゜の視野角）
ー図５参照、等である。それぞれのプロットの曲線に
は、理想的な接線方向およびサジタル方向の測定につい
てそれぞれＴ、Ｓのマークを付した。理想的なメニスカ
ス型ＤＯＥ（回折光学要素）は、横軸（横軸の単位はサ
イクル／ｍｍ）上６０サイクルにおいて、５０％の変調
のＭＴＦを有するように設計された。全ての視野角、Ｆ
ＯＢ、に対して室温において、最適化設計通りに機能し
た。符号を付していない高い位置の曲線は、図３から図
５の何れの場合も、完全に設計されたレンズの回折の理
論限界を示している。

【００３３】図６は、ポイント・スプレッド・ファンク
ション（ＰＳＦ）を示し、このＰＳＦは横軸上の中央焦
点位置でのエネルギー分布を示している。焦点に集光さ
れたビームは最大強度（横軸の単位はｍｍ）の５０％に
おいて、３０ミクロンの設計基準内に入っている。

【００３４】図７及び図８は、レンズ直径を横切って透
過した光線の関数として焦点面での光路差を示すｏｐｄ
ファンである。望ましい、完全な球面の波頭からズレが
あり、非点収差とコマ収差を示しているが、しかし、単
体要素のレンズとすることでこれら収差は大きく削減で
きる（横軸の単位は波長）。

【００３５】図９は、フィルム面のゆがみのプロットで
ある。許容できるゆがみは４％より大きくなく、レンズ
の理想的なＤＯＥ設計においては１％以下であることが
望ましい（横軸の単位はパーセント）。

【００３６】図１０は、視野のゆがみ、すなわち、単純
なレンズでは十分に修正できないサジタルおよび接線方
向の非点収差を示すが、理想的なＤＯＥとし、曲面のフ
ィルム面を用いることによってかなり修正される（横軸
の単位は波長）。

【００３７】図１１に側面の色を示す。このプロットは
光の波長が４４０ｎｍから６５０ｎｍのスペクトルの範
囲に亘って、色収差が修正されていることを示す。レン
ズの最適化設計は、一次色（青から赤まで）および二次
（青から緑まで）波長のフィルム面内での色分離を最小
とすることも含んでいる。この図の横軸の単位はｍｍで
ある。

【００３８】図１２から図２０に、図３から図１１と同
様な性能を、熱影響除去を行っていないレンズに付いて
室温で測定したプロットを示す。図３から図１１に示す
性能と比べると、図１５のポイント・スプレッド・ファ
ンクション（ＰＳＦ）を含めて、許容できないほどの大
きさの性能劣化が見られる。

【００３９】図２１から図２９は、それぞれ図３から図
１１と同様な性能の、レンズが低い温度（室温−１５
℃）におかれた場合のプロットである。

【００４０】図３０から図３８は、それぞれ図３から図
１１までと同様な性能について、レンズが高い温度（室
温＋１５℃）におかれた時のプロットである。

【００４１】特に、熱影響の除去されたレンズの低温
（例えば、室温より１５℃低い温度）、室温および高温
（例えば、室温より１５℃高い温度）での性能は、サジ
タルおよびタンジェンシャルの視野内の位置、さらにそ
の他の光行差でのモジュレーション・トランスファー・
ファンクション（ＭＴＦ）のプロットを示されている。
例えば、ポイント・スキャッタリング・ファンクション
（ＰＳＦ）は、熱変化の除去された温度範囲に亘って、
焦点集光スポットの大きさは、（５０％ピーク高さで）
２乗平均で２０ミクロンかそれ以下であった。その他の
重要な収差は、単体レンズがフィルム面のような焦点面
に結像するための許容可能なレベルまで減少している。
特に、映像面のゆがみによる不平等な倍率は減少し、１
％以下のほぼ一定に保持される。また、更に重要な点
は、４４０ｎｍから６５０ｎｍに亘る波長範囲で取られ
た第一次および第二次の収差のプロットに反映されてい
るように、映画用カメラレンズの潜在色が修正されてい
ることである。また、レンズの裏面焦点距離は、光路差
（ＯＰＤ）のプロットに反映されているように、必要な
温度範囲に亘って補償されている。また、非点収差、視
野ゆがみは許容差内にあり、他のレンズ要素がもたない
特性であった。上記のように、熱影響にともなう光学特
性の変化は、本発明による熱影響除去を行うことによっ
て、結像レンズとして十分に機能を有することが明らか
となった。

【００４２】上述の記述から、改良された回折光学要素
（ＤＯＥ）、特に一定の温度範囲に亘って熱影響を除去
したＤＯＥが提供していることが明らかとなった。本発
明の種々の実施例が述べられ、かつこうしたＤＯＥの現
段階で知られ、本発明を実施する上でのベストモードが
述べられた。ここに述べられたＤＯＥレンズとその製造
法の本発明の視野の範囲内での変形または修正は、等業
者には当然自ら示唆されるであろう。こうした変形、修
正は本発明の範囲にあると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態による屈折／回折
混成レンズの概略の断面を示す概略断面図である。

【図２】図２は図１に示すレンズのＤＯＥの第一の３
ゾーンを示す概略図である。本図は、交互のゾーンの間
隔は、平均温度、すなわち室温での間隔から交互に増加
または減少されており、本発明の原理を示している。

【図３】図３は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（ＭＴＦ）を示す。

【図４】図４は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（ＭＴＦ）を示す。

【図５】図５は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（ＭＴＦ）を示す。

【図６】図６は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（ＰＳＦ）を示す。

【図７】図７は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（ＯＰＤ）を示す。

【図８】図８は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（ＯＰＤ）を示す。

【図９】図９は熱影響の除去されたＤＯＥの室温での
性能（フィルム面のゆがみ）を示す。

【図１０】図１０は熱影響の除去されたＤＯＥの性能
（サジタルおよび接線方向の収差）を示す。

【図１１】図１１は熱影響の除去されたＤＯＥの性能
（側面の色）を示す。

【図１２】図１２は熱影響の除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図１３】図１３は熱影響の除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図１４】図１４は熱影響を除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図１５】図１５は熱影響を除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（ＰＳＦ）を示す。

【図１６】図１６は熱影響を除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（ＯＰＤ）を示す。

【図１７】図１７は熱影響を除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（ＯＰＤ）を示す。

【図１８】図１８は熱影響の除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（フィルム面のゆがみ）を示す。

【図１９】図１９は熱影響の除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（サジタルおよび接線方向の収差）を示
す。

【図２０】図２０は熱影響を除去されていないＤＯＥ
の室温での性能（側面の色）を示す。

【図２１】図２１は熱影響の除去されたＤＯＥの低い
温度（室温−１５℃）での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図２２】図２２は熱影響の除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図２３】図２３は熱影響を除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図２４】図２４は熱影響を除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（ＰＳＦ）を示す。

【図２５】図２５は熱影響の除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（ＯＰＤ）を示す。

【図２６】図２６は熱影響の除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（ＯＰＤ）を示す。

【図２７】図２７は熱影響の除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（フィルム面のゆがみ）を示す。

【図２８】図２８は熱影響の除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（サジタルおよび接線方向の収差）を示
す。

【図２９】図２９は熱影響を除去されたＤＯＥの低い
温度での性能（側面の色）を示す。

【図３０】図３０は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度（室温＋１５℃）での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図３１】図３１は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図３２】図３２は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（ＭＴＦ）を示す。

【図３３】図３３は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（ＰＳＦ）を示す。

【図３４】図３４は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（ＯＰＤ）を示す。

【図３５】図３５は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（ＯＰＤ）を示す。

【図３６】図３６は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（フィルム面のゆがみ）を示す。

【図３７】図３７は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（サジタルおよび接線方向の収差）を示
す。

【図３８】図３８は熱影響の除去されたＤＯＥの高い
温度での性能（側面の色）を示す。

【符号の説明】

Ｌ１レンズ本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】寸法の変化する材料の本体（Ｌ１）から
光学要素を作成する法であって、該光学要素は複数のゾ
ーンを有する回折光学要素（ＤＯＥ）であり、該製造方
法は、前記本体の表面に、該本体内の光の透過によって
前記回折光学要素（ＤＯＥ）の互に隣接した複数のゾー
ンを画成する輪郭線を形成するステップを有し、前記ＤＯＥのゾーンを画成し、かつ温度の関数として変
化する前記輪郭線間の間隔を、温度Ｔ’から温度Ｔ”ま
での範囲に亘って、温度の変化に伴うＤＯＥの熱影響を
除去するに十分な量変えることを特徴とする光学要素を
製造する方法。
【請求項２】前記輪郭線の間の間隔は前記ＤＯＥの隣
接する複数のゾーンを画成し、前記間隔を変えるステッ
プは前記温度範囲内のある確定された温度におけるその
ゾーン幅を増加するまたは減少することによって行わ
れ、かつ前記のある確定された温度は、低い側の温度端
である冷たい温度Ｔ”と高い側の温度端である熱い温度
Ｔ’の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の
方法。
【請求項３】前記輪郭線間の間隔を変えるステップ
は、交互のゾーンの幅をそれぞれ十分に増加または減少
させることによって行われ、これにより、前記ＤＯＥ性
能の熱影響を除去することを特徴とする請求項２に記載
の方法。
【請求項４】前記ＤＯＥは、光軸を中心として有効焦
点距離（ＥＦＬ）を有する回折レンズであり、前記形成
のステップは、前記光軸を中心とした円環状の線として
前記の輪郭線を形成することによって行われることを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記輪郭線間の間隔を変えるステップ
は、画像を光軸に垂直な面である前記ＥＦＬにおける平
面上のフィールドに集束するに十分な間隔を有するゾー
ン幅を形成することによって行われ、こうして熱影響を
除去することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】前記ＤＯＥは光軸に沿って有効焦点距離
（ＥＦＬ）を有する回折レンズであり、かつ前記輪郭線
は前記光軸を中心とした円形の線であることを特徴とす
る請求項１に記載の要素。
【請求項７】前記輪郭線間の半径方向の間隔は前記輪
郭線間の間隔の幅を有する円環状のゾーンであり、また
前記間隔は前記温度範囲において前記ＥＦＬを概略一定
に維持するため、前記ゾーンの幅を、前記温度範囲の高
い高温端Ｔ’と前記低い低温端の温度Ｔ”の間のある確
定された温度における幅に対して増加または減少させる
に十分な間隔を有することを特徴とする請求項６に記載
のレンズ。