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特開2023-14556回折光学素子、光学機器、撮像装置および回折光学素子の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023014556
(43)【公開日】2023-01-31
(54)【発明の名称】回折光学素子、光学機器、撮像装置および回折光学素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 5/18 20060101AFI20230124BHJP
B29D 11/00 20060101ALI20230124BHJP
【ＦＩ】
G02B5/18
B29D11/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021118566
(22)【出願日】2021-07-19
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094112
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100101498
【弁理士】
【氏名又は名称】越智 隆夫
(74)【代理人】
【識別番号】100106183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 弘司
(74)【代理人】
【識別番号】100136799
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 亜希
(72)【発明者】
【氏名】米谷 公一
【テーマコード（参考）】
2H249
4F213
【Ｆターム（参考）】
2H249AA04
2H249AA14
2H249AA39
2H249AA43
2H249AA55
4F213WA03
4F213WA39
4F213WA53
4F213WA87
4F213WB01
(57)【要約】
【課題】高温高湿環境に長時間晒されても回折効率が変動しにくい回折光学素子を提供すること。
【解決手段】回折光学素子は、第１基材の上に順次積層された第１樹脂層および第２樹脂層と、第２樹脂層の上に形成された第２基材とを有し、第１樹脂層と第２樹脂層との界面の少なくとも一部に平面視において同心円状の回折格子が形成され、第１樹脂層および第２樹脂層は、回折格子の中心を含む第１領域と、第１領域を取り囲む第２領域とを有し、第１樹脂層の膨潤率をα、第２樹脂層の膨潤率をβとすると、αおよびβはα＞βの関係を満たし、第１樹脂層の回折格子の中心での屈折率をＮ１ｃ、第２樹脂層の回折格子の中心での屈折率をＮ２ｃとすると、Ｎ１ｃおよびＮ２ｃはＮ１ｃ＞Ｎ２ｃの関係を満たし、第１領域における最外周の回折格子の格子高さをｄＡ、前記第２領域における回折格子の格子高さの平均をｄＢとすると、ｄＡおよびｄＢはｄＢ＞ｄＡの関係を満たす。
【選択図】図１
【解決手段】回折光学素子は、第１基材の上に順次積層された第１樹脂層および第２樹脂層と、第２樹脂層の上に形成された第２基材とを有し、第１樹脂層と第２樹脂層との界面の少なくとも一部に平面視において同心円状の回折格子が形成され、第１樹脂層および第２樹脂層は、回折格子の中心を含む第１領域と、第１領域を取り囲む第２領域とを有し、第１樹脂層の膨潤率をα、第２樹脂層の膨潤率をβとすると、αおよびβはα＞βの関係を満たし、第１樹脂層の回折格子の中心での屈折率をＮ１ｃ、第２樹脂層の回折格子の中心での屈折率をＮ２ｃとすると、Ｎ１ｃおよびＮ２ｃはＮ１ｃ＞Ｎ２ｃの関係を満たし、第１領域における最外周の回折格子の格子高さをｄＡ、前記第２領域における回折格子の格子高さの平均をｄＢとすると、ｄＡおよびｄＢはｄＢ＞ｄＡの関係を満たす。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１基材と、
前記第１基材の上に順次積層された第１樹脂層および第２樹脂層と、
前記第２樹脂層の上に形成された第２基材とを有し、
前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との界面の少なくとも一部に平面視において同心円状の回折格子が形成され、
前記第１樹脂層および前記第２樹脂層は、前記回折格子の中心を含む第１領域と、前記第１領域を取り囲む第２領域とを有し、
前記第１樹脂層の膨潤率をα、前記第２樹脂層の膨潤率をβとすると、前記αおよび前記βはα＞βの関係を満たし、
前記第１樹脂層の前記回折格子の中心での屈折率をＮ１ｃ、前記第２樹脂層の前記回折格子の中心での屈折率をＮ２ｃとすると、前記Ｎ１ｃおよび前記Ｎ２ｃはＮ１ｃ＞Ｎ２ｃの関係を満たし、
前記第１領域における最外周の前記回折格子の格子高さをｄＡ、前記第２領域における前記回折格子の格子高さの平均をｄＢとすると、前記ｄＡおよび前記ｄＢはｄＢ＞ｄＡの関係を満たすことを特徴とする回折光学素子。
前記第１基材の上に順次積層された第１樹脂層および第２樹脂層と、
前記第２樹脂層の上に形成された第２基材とを有し、
前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との界面の少なくとも一部に平面視において同心円状の回折格子が形成され、
前記第１樹脂層および前記第２樹脂層は、前記回折格子の中心を含む第１領域と、前記第１領域を取り囲む第２領域とを有し、
前記第１樹脂層の膨潤率をα、前記第２樹脂層の膨潤率をβとすると、前記αおよび前記βはα＞βの関係を満たし、
前記第１樹脂層の前記回折格子の中心での屈折率をＮ１ｃ、前記第２樹脂層の前記回折格子の中心での屈折率をＮ２ｃとすると、前記Ｎ１ｃおよび前記Ｎ２ｃはＮ１ｃ＞Ｎ２ｃの関係を満たし、
前記第１領域における最外周の前記回折格子の格子高さをｄＡ、前記第２領域における前記回折格子の格子高さの平均をｄＢとすると、前記ｄＡおよび前記ｄＢはｄＢ＞ｄＡの関係を満たすことを特徴とする回折光学素子。
【請求項2】
前記ｄＡおよび前記ｄＢは１．００１≦ｄＢ／ｄＡ≦１．０４の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項3】
前記第２領域の内側からｎ番目（ｎは正の整数）の前記回折格子の格子高さをｄＢｎとすると、前記ｄＡおよび前記ｄＢｎは１．００１≦ｄＢｎ／ｄＡ≦１．０４の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の回折光学素子。
【請求項4】
前記第１樹脂層と前記第２樹脂層の中心での屈折率差をΔＮＡ、前記第２領域の内側からｎ番目（ｎは正の整数）の前記回折格子での前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との屈折率差がΔＮＢｎとすると、前記ｄＡ、前記ｄＢｎ、前記ΔＮＡおよび前記ΔＮＢｎは０．９６≦（ΔＮＢｎ／ΔＮＡ）×（ｄＢｎ／ｄＡ）≦１．０４の関係を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項5】
前記第２領域の内側からｎ番目（ｎは正の整数）の前記回折格子の格子高さをｄＢｎ、前記第２領域の内側から（ｎ＋１）番目の前記回折格子の格子高さをｄＢ（ｎ＋１）とすると、前記ｄＢｎおよび前記ｄＢ（ｎ＋１）はｄＢｎ≦ｄＢ（ｎ＋１）の関係を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項6】
前記第２領域の内側からｎ番目（ｎは正の整数）の前記回折格子の格子高さをｄＢｎ、前記第２領域の内側から（ｎ＋１）番目の前記回折格子の格子高さをｄＢ（ｎ＋１）とすると、前記ｄＢｎおよび前記ｄＢ（ｎ＋１）はｄＢｎ＝ｄＢ（ｎ＋１）の関係を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項7】
前記第１樹脂層の半径をｒ１、前記第２領域の外径をｄ１、前記第２領域の内径をｄ２とすると、前記ｒ１、前記ｄ１及び前記ｄ２は、０．０７≦（ｄ１－ｄ２）／ｒ１≦０．３５の関係を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項8】
前記第１領域において、前記回折格子の格子高さは同じであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項9】
筐体と、該筐体内に複数のレンズを有する光学系を備える光学機器であって、
前記複数のレンズの少なくとも１つが請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回折光学素子であることを特徴とする光学機器。
前記複数のレンズの少なくとも１つが請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回折光学素子であることを特徴とする光学機器。
【請求項10】
筐体と、該筐体内に複数のレンズを有する光学系と、該光学系を通過した光を受光する撮像素子と、を備える撮像装置であって、
前記複数のレンズの少なくとも１つが請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回折光学素子であることを特徴とする撮像装置。
前記複数のレンズの少なくとも１つが請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回折光学素子であることを特徴とする撮像装置。
【請求項11】
前記撮像装置がカメラである請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項12】
請求項１から８のいずれか１項に記載の回折光学素子の製造方法であって、
前記回折格子の形状を反転した形状を有する型と前記第１基材との間に第１樹脂組成物を充填する工程と、
前記第１樹脂組成物を硬化させて前記第１基材の上に前記第１樹脂層を形成する工程と、
前記型から前記第１樹脂層を離型する工程と、
前記回折格子の形状が形成された前記第１樹脂層と前記第２基材との間に第２樹脂組成物を充填する工程と、
前記第２樹脂組成物を硬化させて前記第１樹脂層と前記第２基材との間に前記第２樹脂層を形成する工程とを有する
ことを特徴とする回折光学素子の製造方法。
前記回折格子の形状を反転した形状を有する型と前記第１基材との間に第１樹脂組成物を充填する工程と、
前記第１樹脂組成物を硬化させて前記第１基材の上に前記第１樹脂層を形成する工程と、
前記型から前記第１樹脂層を離型する工程と、
前記回折格子の形状が形成された前記第１樹脂層と前記第２基材との間に第２樹脂組成物を充填する工程と、
前記第２樹脂組成物を硬化させて前記第１樹脂層と前記第２基材との間に前記第２樹脂層を形成する工程とを有する
ことを特徴とする回折光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回折光学素子、光学機器、撮像装置および回折光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、レンズなどに用いられる回折光学素子として、光学特性が互いに異なる２種類の樹脂を密着して積層させた回折光学素子が知られている。この種の回折光学素子は、２つのタイプに大別される。１つは特許文献１に記載されるように２つの基板の間に２つの樹脂が積層されたタイプである。もう１つは特許文献２に記載されるように基板上に２つの樹脂が積層されたタイプである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－２４２０３３号公報
【特許文献2】特開２００５－１０７２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１および特許文献２に開示された回折光学素子は２種類の互いに異なる樹脂を用いるため、それぞれの樹脂の膨潤率が互いに異なる。これらの回折光学素子は、高温高湿環境に長時間晒されると、２つの樹脂がそれぞれ膨潤し体積が変化する。その結果、２つの樹脂の間の屈折率差が変動し、回折光学素子の回折効率が変動してしまうという課題があった。
【0005】
本発明の目的は、上述した課題に鑑み、高温高湿環境に長時間晒されても回折効率が変動しにくい回折光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一観点によれば、第１基材と、前記第１基材の上に順次積層された第１樹脂層および第２樹脂層と、前記第２樹脂層の上に形成された第２基材とを有し、前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との界面の少なくとも一部に平面視において同心円状の回折格子が形成され、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層は、前記回折格子の中心を含む第１領域と、前記第１領域を取り囲む第２領域とを有し、前記第１樹脂層の膨潤率をα、前記第２樹脂層の膨潤率をβとすると、前記αおよび前記βはα＞βの関係を満たし、前記第１樹脂層の前記回折格子の中心での屈折率をＮ１ｃ、前記第２樹脂層の前記回折格子の中心での屈折率をＮ２ｃとすると、前記Ｎ１ｃおよび前記Ｎ２ｃはＮ１ｃ＞Ｎ２ｃの関係を満たし、前記第１領域における最外周の前記回折格子の格子高さをｄＡ、前記第２領域における前記回折格子の格子高さの平均をｄＢとすると、前記ｄＡおよび前記ｄＢはｄＢ＞ｄＡの関係を満たすことを特徴とする回折光学素子が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、高温高湿環境に長時間晒されても回折効率が変動しにくい回折光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態による回折光学素子を示す概略図である。
【図2】従来の回折光学素子の屈折率の経時変化を示す概略図である。
【図3】本発明の一実施形態による回折光学素子の屈折率の経時変化、格子高さの動径方向変化を示す概略図である。
【図4】本発明の一実施形態による回折光学素子の製造方法を示す概略図である。
【図5】本発明の一実施形態による撮像装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
［回折光学素子］
まず、本実施形態による回折光学素子について説明する。本実施形態による回折光学素子は、特に限定されるものではないが、スチルカメラ、ビデオカメラ等におけるレンズとして使用されるものである。
まず、本実施形態による回折光学素子について説明する。本実施形態による回折光学素子は、特に限定されるものではないが、スチルカメラ、ビデオカメラ等におけるレンズとして使用されるものである。
【0011】
図１は、本実施形態による回折光学素子１０を示す概略図である。図１（ａ）は本実施形態による回折光学素子１０を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ′線に沿った断面図である。図１（ｃ）は回折光学素子１０における回折格子１５の高さを示す図１（ｂ）に対応する断面図である。
【0012】
図１に示すように、本実施形態による回折光学素子１０は、第１基材１１と、第１樹脂層１２と、第２樹脂層１３と、第２基材１４とを有している。回折光学素子１０において、第１基材１１上には、第１樹脂層１２と、第２樹脂層１３と、第２基材１４とが順に積層されている。第１基材１１、第１樹脂層１２、第２樹脂層１３および第２基材１４は、積層方向から見た平面視において、例えば、同一の点Ｏを中心とする同心円の円形状の平面形状を有している。第１基材１１と第２基材１４とは、例えば、互いに同一半径の円形状の平面形状を有している。第２樹脂層１３は、例えば、第１樹脂層１２が形成された第１基材１１上に第１樹脂層１２を覆うように形成されている。第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との界面には、同じく平面視において、例えば点Ｏを中心とする円環状に回折格子１５が形成されている。
【0013】
（第１基材）
第１基材１１は、透明な樹脂や、透明なガラスを用いることができる。第１基材１１は、ガラスを用いることが好ましく、例えば、珪酸ガラス、硼珪酸ガラスおよびリン酸ガラスに代表される一般的な光学ガラスや、石英ガラス、ガラスセラミックスを用いることができる。
第１基材１１は、透明な樹脂や、透明なガラスを用いることができる。第１基材１１は、ガラスを用いることが好ましく、例えば、珪酸ガラス、硼珪酸ガラスおよびリン酸ガラスに代表される一般的な光学ガラスや、石英ガラス、ガラスセラミックスを用いることができる。
【0014】
第１基材１１の形状は特に限定されず、第１樹脂層１２と接する面の形状は、凹球面、凸球面、軸対称非球面、平面などから選択できる。また、第１基材１１の外形は平面視した際に円形であることが好ましい。
【0015】
（第２基材）
第２基材１４は、透明な樹脂や、透明なガラスを用いることができる。第２基材１４は、ガラスを用いることが好ましく、例えば、珪酸ガラス、硼珪酸ガラスおよびリン酸ガラスに代表される一般的な光学ガラスや、石英ガラス、ガラスセラミックスを用いることができる。
第２基材１４は、透明な樹脂や、透明なガラスを用いることができる。第２基材１４は、ガラスを用いることが好ましく、例えば、珪酸ガラス、硼珪酸ガラスおよびリン酸ガラスに代表される一般的な光学ガラスや、石英ガラス、ガラスセラミックスを用いることができる。
【0016】
第２基材１４の形状は特に限定されず、第２樹脂層１３と接する面の形状は、凹球面、凸球面、軸対称非球面、平面などから選択できる。また、第２基材１４の外形は平面視した際に円形であることが好ましい。
【0017】
（２つの樹脂層）
第１基材１１の上に順次積層された第１樹脂層１２および第２樹脂層１３は、互いに異なる光学特性を有する透明な樹脂である。第１樹脂層１２および第２樹脂層１３は、回折光学素子１０が所望の光学特性となるようにそれぞれ屈折率やアッベ数が設計されている。広い波長帯域で高い回折効率を得るために、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３のうち、一方が他方に対して低屈折率高分散であり、他方が一方に対して高屈折率低分散であることが好ましい。ここで、低屈折率および高屈折率とは、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の屈折率（ｄ線の屈折率Ｎｄ）の相対的な関係を意味する。同様に、高分散および低分散とは、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の分散特性（アッベ数νｄ）の相対的な関係を意味する。つまり、第１樹脂層１２が第２樹脂層１３に対して高屈折率低分散であるとは、第１樹脂層１２の屈折率Ｎ１およびアッベ数ν１、ならびに第２樹脂層１３の屈折率Ｎ２およびアッベ数ν２が、Ｎ１＞Ｎ２およびν１＞ν２の関係を満たすことを意味する。逆に、第１樹脂層１２が第２樹脂層１３に対して低屈折率高分散であるとは、第１樹脂層１２の屈折率Ｎ１およびアッベ数ν１、ならびに第２樹脂層１３の屈折率Ｎ２およびアッベ数ν２が、Ｎ１＜Ｎ２およびν１＜ν２の関係を満たすことを意味する。
第１基材１１の上に順次積層された第１樹脂層１２および第２樹脂層１３は、互いに異なる光学特性を有する透明な樹脂である。第１樹脂層１２および第２樹脂層１３は、回折光学素子１０が所望の光学特性となるようにそれぞれ屈折率やアッベ数が設計されている。広い波長帯域で高い回折効率を得るために、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３のうち、一方が他方に対して低屈折率高分散であり、他方が一方に対して高屈折率低分散であることが好ましい。ここで、低屈折率および高屈折率とは、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の屈折率（ｄ線の屈折率Ｎｄ）の相対的な関係を意味する。同様に、高分散および低分散とは、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の分散特性（アッベ数νｄ）の相対的な関係を意味する。つまり、第１樹脂層１２が第２樹脂層１３に対して高屈折率低分散であるとは、第１樹脂層１２の屈折率Ｎ１およびアッベ数ν１、ならびに第２樹脂層１３の屈折率Ｎ２およびアッベ数ν２が、Ｎ１＞Ｎ２およびν１＞ν２の関係を満たすことを意味する。逆に、第１樹脂層１２が第２樹脂層１３に対して低屈折率高分散であるとは、第１樹脂層１２の屈折率Ｎ１およびアッベ数ν１、ならびに第２樹脂層１３の屈折率Ｎ２およびアッベ数ν２が、Ｎ１＜Ｎ２およびν１＜ν２の関係を満たすことを意味する。
【0018】
（第１樹脂層）
本実施形態では一例として、第１樹脂層１２として、第２樹脂層１３に対して高屈折率低分散である樹脂を適用する場合について説明する。第１樹脂層１２は、光学用の無色透明な樹脂である。第１樹脂層１２は、回折光学素子１０が所望の光学特性を得られるように屈折率やアッベ数が設計されている。なお、第１樹脂層１２の膨潤率はαである。ここで、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の各樹脂層の膨潤率は、当該樹脂層の樹脂を純水に２４時間浸漬させた後の体積を純水に浸す前の体積で除して百分率表記したものである。第１樹脂層１２は、高屈折率低分散とするために、チオール化合物と、（メタ）アクリレート化合物とが重合した重合物を含有することが好ましい。なお、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートおよび／またはメタクリレートを意味する。
本実施形態では一例として、第１樹脂層１２として、第２樹脂層１３に対して高屈折率低分散である樹脂を適用する場合について説明する。第１樹脂層１２は、光学用の無色透明な樹脂である。第１樹脂層１２は、回折光学素子１０が所望の光学特性を得られるように屈折率やアッベ数が設計されている。なお、第１樹脂層１２の膨潤率はαである。ここで、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の各樹脂層の膨潤率は、当該樹脂層の樹脂を純水に２４時間浸漬させた後の体積を純水に浸す前の体積で除して百分率表記したものである。第１樹脂層１２は、高屈折率低分散とするために、チオール化合物と、（メタ）アクリレート化合物とが重合した重合物を含有することが好ましい。なお、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートおよび／またはメタクリレートを意味する。
【0019】
第１樹脂層１２は、未硬化の第１樹脂組成物１２ａ（後述の図４（ａ）および図４（ｂ）参照）を硬化することによって得られる。第１樹脂組成物１２ａは、エネルギー硬化性樹脂である。エネルギー硬化性樹脂とは、未硬化の状態から、光エネルギーおよび／または熱エネルギーを与えることによって硬化する樹脂のことである。第１樹脂組成物１２ａは、チオール化合物の単量体および／またはそのオリゴマーと、（メタ）アクリレート系の単量体および／またはそのオリゴマーとを含有することが好ましい。
【0020】
第１樹脂組成物１２ａに含有されるチオール化合物としては、例えば、４－メルカプトメチル－３，６－ジチア－１，８－オクタンジチオール、４－メルカプトメチル－１，８－ジメルカプト－３，６－ジチアオクタン（４－メルカプトメチル－３，６－ジチア－１，８－オクタンジチオール）、４，８－ビス（メルカプトメチル）－１，１１－ジメルカプト－３，６，９－トリチアウンデカン（４，８－ジメルカプトメチル－１，１１－ジメルカプト－３，６，９－トリチアウンデカン）、５，７－ビス（メルカプトメチル）－１，１１－ジメルカプト－３，６，９－トリチアウンデカン（５，７－ジメルカプトメチル－１，１１－ジメルカプト－３，６，９－トリチアウンデカン）などが挙げられる。
【0021】
第１樹脂組成物１２ａに含有される（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、トリス（２－アクリロキシエチル）イソシアヌレート、オリゴエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【0022】
また、第１樹脂組成物１２ａ中におけるチオール化合物の含有割合は３０質量％以上８０質量％以下の範囲であることが好ましい。チオール化合物の含有割合が前記範囲であると、光学特性と成形性が良好となる。チオール化合物の含有割合が３０質量％未満であると、屈折率を高くできなくなるおそれがある。一方、チオール化合物の含有割合が８０質量％を超えると、第１樹脂層１２を形成する際の成形性が十分でなくなるおそれがある。
【0023】
第１樹脂組成物１２ａは、重合開始剤を含有する。第１樹脂組成物１２ａに含有される重合開始剤は、光重合開始剤でもよいし、熱重合開始剤であってもよく、選択する製造プロセスによって決定することができる。ただし、回折格子を製造しやすいレプリカ成形を行う場合は、第１樹脂組成物１２ａが光重合開始剤を含有していることが好ましい。
【0024】
第１樹脂組成物１２ａに含有される光重合開始剤としては、例えば、例えば、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルフォリノフェニル）－１－ブタノン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルフォスフィンオキサイド、４－フェニルベンゾフェノン、４－フェノキシベンゾフェノン、４，４′－ジフェニルベンゾフェノン、４，４′－ジフェノキシベンゾフェノンなどが挙げられる。第１樹脂層１２の透明性が良いという観点においては、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが好ましい。
【0025】
第１樹脂組成物１２ａに含有される光重合開始剤の含有割合は、第１樹脂組成物１２ａ全体に対して０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲であることが好ましい。光重合開始剤は、オリゴマーなどとの反応性、光硬化させる際に照射する波長によって１種類のみで使用することもできるし、２種類以上を併用して使用することもできる。
【0026】
（第２樹脂層）
第２樹脂層１３は、第１樹脂層１２と膨潤率および屈折率が異なるが、第１樹脂層１２と同様に光学用の無色透明な樹脂である。第２樹脂層１３も、回折光学素子１０が所望の光学特性を得られるように屈折率やアッベ数が設計されている。なお、第２樹脂層１３の膨潤率はβである。第２樹脂層１３の膨潤率βは、第１樹脂層１２の膨潤率αとは値が異なる。
第２樹脂層１３は、第１樹脂層１２と膨潤率および屈折率が異なるが、第１樹脂層１２と同様に光学用の無色透明な樹脂である。第２樹脂層１３も、回折光学素子１０が所望の光学特性を得られるように屈折率やアッベ数が設計されている。なお、第２樹脂層１３の膨潤率はβである。第２樹脂層１３の膨潤率βは、第１樹脂層１２の膨潤率αとは値が異なる。
【0027】
第２樹脂層１３は、第１樹脂層１２に対して低屈折率高分散とするため、官能基にフルオレンを備える芳香族ジオール化合物と、非フッ素系の（メタ）アクリレート化合物および／またはフッ素系の（メタ）アクリレート化合物との重合物を含有することが好ましい。
【0028】
第２樹脂層１３は、未硬化の第２樹脂組成物１３ａ（後述の図４（ｄ）および図４（ｅ）参照）を硬化することによって得られる。第２樹脂組成物１３ａは、官能基にフルオレンを備える芳香族ジオール化合物の単量体および／またはそのオリゴマーを含有することが好ましい。また、第２樹脂組成物１３ａは、非フッ素系の（メタ）アクリレート化合物の単量体および／またはオリゴマー、および／またはフッ素系の（メタ）アクリレート化合物の単量体および／またはそのオリゴマーを含有することが好ましい。第２樹脂組成物１３ａは、第１樹脂組成物１２ａと同様にエネルギー硬化性樹脂である。
【0029】
第２樹脂組成物１３ａに含有される官能基にフルオレンを備える芳香族ジオール化合物としては、例えば、９，９－ビス［４－（２－アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンなどが挙げられる。
【0030】
第２樹脂組成物１３ａに含有される非フッ素系の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、トリス（２－アクリロキシエチル）イソシアヌレート、オリゴエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【0031】
第２樹脂組成物１３ａに含有されるフッ素系の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、２，２，２－トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルアクリレート、２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルメタクリレートなどが挙げられる。
【0032】
第２樹脂組成物１３ａには、上述した化合物のみならずオリゴマーを含有させてもよい。オリゴマーの種類は特に限定されないが、例えば、ウレタン変性ポリエステルアクリレートなどが挙げられる。
【0033】
第２樹脂組成物１３ａ中における芳香族ジオール化合物の含有割合は３０質量％以上であることが好ましい。第２樹脂層１３のアッベ数を大きくしやすいためである。
【0034】
第２樹脂組成物１３ａは、重合開始剤を含有する。第２樹脂組成物１３ａに含有される重合開始剤は、第１樹脂組成物１２ａ含有される重合開始剤と同様に、光重合開始剤でもよいし、熱重合開始剤であってもよく、選択する製造プロセスによって決定することができる。ただし、回折格子を製造しやすいレプリカ成形を行う場合は、第２樹脂組成物１３ａも光重合開始剤を含有していることが好ましい。
【0035】
第２樹脂組成物１３ａに含有される光重合開始剤としては、例えば、例えば、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルフォリノフェニル）－１－ブタノン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス（２，４，６，－トリメチルベンゾイル）－フェニルフォスフィンオキサイド、４－フェニルベンゾフェノン、４－フェノキシベンゾフェノン、４，４′－ジフェニルベンゾフェノン、４，４′－ジフェノキシベンゾフェノンが挙げられる。第２樹脂層１３の透明性が良いという観点においては、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが好ましい。
【0036】
第２樹脂組成物１３ａに含有される光重合開始剤の含有割合も、第１樹脂組成物１２ａに含有される光重合開始剤と同様に、第２樹脂組成物１３ａ全体に対して０．０１質量％以上１０質量％以下の範囲であることが好ましい。光重合開始剤は、オリゴマーなどとの反応性、光硬化させる際に照射する波長によって１種類のみで使用することもできるし、２種類以上を併用して使用することもできる。
【0037】
（回折格子）
２つの樹脂層である第１樹脂層１２および第２樹脂層１３には、平面視した際に、それらの界面の少なくとも一部に同心円状の回折格子１５が形成されている。回折格子１５の形状は、回折光学素子１０の中心Ｏ（第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の中心）から外周へ向かう径方向に緩やかに傾斜する第１面１６と、所定の距離を進んだところで急激に傾斜の逆方向に変化する第２面１７の繰り返しパターンである。中心Ｏは、平面視において同心円状の回折格子１５の中心である。回折格子１５は、同心円形状の径方向に互いに隣接して径方向に互いに逆側に傾斜した第１面１６および第２面１７により形成された凹凸形状の繰り返しパターンを有している。第１面１６は、第１樹脂層１２を基準に見て中心Ｏに対して外周側を向き、第２面１７よりも緩やかな斜面になっている。回折格子１５の繰り返しパターンの間隔は、中心Ｏから外周に向かって連続的に又は段階的に小さくなっている。
２つの樹脂層である第１樹脂層１２および第２樹脂層１３には、平面視した際に、それらの界面の少なくとも一部に同心円状の回折格子１５が形成されている。回折格子１５の形状は、回折光学素子１０の中心Ｏ（第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の中心）から外周へ向かう径方向に緩やかに傾斜する第１面１６と、所定の距離を進んだところで急激に傾斜の逆方向に変化する第２面１７の繰り返しパターンである。中心Ｏは、平面視において同心円状の回折格子１５の中心である。回折格子１５は、同心円形状の径方向に互いに隣接して径方向に互いに逆側に傾斜した第１面１６および第２面１７により形成された凹凸形状の繰り返しパターンを有している。第１面１６は、第１樹脂層１２を基準に見て中心Ｏに対して外周側を向き、第２面１７よりも緩やかな斜面になっている。回折格子１５の繰り返しパターンの間隔は、中心Ｏから外周に向かって連続的に又は段階的に小さくなっている。
【0038】
回折格子１５の格子高さは、例えば、１０μｍ以上３０μｍ以下である。回折格子１５の格子高さがこの範囲であれば、十分な光学性能を得やすく、かつ、離型の際に格子の変形が生じにくい。ここで、回折格子１５の格子高さは次のように規定される。すなわち、回折格子１５の平面形状である同心円に直交する断面視において、第１面１６の近似直線における任意の点である第１点で当該近似直線と直交する直線が、その第１面１６と径方向に内側に隣接する第１面１６の近似直線と第２点で交差するとする。このとき、回折格子１５の高さは、第１点と第２点との間の距離である。第１点としては、回折格子１５の頂点を選択することができる。また、回折格子１５のピッチの間隔は、例えば１００μｍ以上５ｍｍ以下であり、ピッチの数は例えば５０以上１００以下である。
【0039】
例えば、図１（ｃ）で示すように、回折格子１５においては、第１樹脂層１２を基準として、径方向に互いに隣接する第１面１６および第２面１７により第２基材１４側に凸状の凸部１８が径方向に隣接して複数形成されている。回折格子１５の高さは、凸部１８ごとに規定することができる。図１（ｃ）において、第１面１６の近似直線Ｌ１における回折格子１５の凸部１８の頂点である第１点Ｐ１で近似直線Ｌ１と直交する直線Ｌｃが、径方向に内側に隣接する第１面１６の近似直線Ｌ２と第２点Ｐ２で交差しているとする。このとき、回折格子１５の高さｈは、第１点Ｐ１と第２点Ｐ２との間の距離である。回折格子１５の格子高さは、後述するように、回折光学素子１０における第１領域Ａおよび第２領域Ｂで互いに異なっており、また、凸部１８ごとまたは領域ごとに互いに異なりうる。
【0040】
第１樹脂層１２においては、第１基材１１上に形成されたベース部１２ｂを介して第２樹脂層１３との界面に回折格子１５が形成されている。第１樹脂層１２のベース部１２ｂの厚さは、例えば、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。また、第２樹脂層１３においては、第２基材１４の上に形成されたベース部１３ｂを介して第１樹脂層１２との界面に回折格子１５が形成されている。第２樹脂層１３のベース部１３ｂの厚さは、例えば、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。所望の光学特性に応じて、第１樹脂層１２のベース部１２ｂの厚さおよび第２樹脂層１３のベース部１３ｂの厚さも回折格子１５の格子高さとともに適宜設定される。
【0041】
回折格子１５を含む２つの樹脂層である第１樹脂層１２および第２樹脂層１３は、第１領域Ａおよび第２領域Ｂを有している。第１領域Ａは、平面視において回折格子１５の中心である中心Оを含む円形状の領域である。第２領域Ｂは、第１領域Ａを取り囲む円環状の領域である。なお、第１領域Ａ及び第２領域Ｂは、これらの形状に限定されるものではなく、中心Ｏを含む第１領域Ａを第２領域Ｂが取り囲んでいればよい。
【0042】
第１領域Ａでは、径方向に隣り合う回折格子１５の格子高さが概ね変化せずに同じであるか、中心Ｏから径方向に外側に向かうにつれて径方向に隣り合う回折格子１５の格子高さが０．０６％以下で低下していく。なお、第１領域Ａにおける回折格子１５の格子高さは、これらに限定されるものではなく、要求される素子特性などに応じて適宜設計されうる。
【0043】
第２領域Ｂは、第１樹脂層１２の外周１９を含む領域である。第２領域Ｂの外周は、第１樹脂層１２の外周である。第２領域Ｂにおける回折格子１５の格子高さの平均ｄＢは、第１領域Ａの最外周の回折格子１５の格子高さｄＡより高くなっている。すなわち、ｄＡおよびｄＢは、ｄＢ＞ｄＡを満たす。より具体的には、第１領域Ａの最外周の回折格子１５の格子高さｄＡ、第２領域Ｂの回折格子１５の格子高さの平均ｄＢは、回折効率の低下をより効果的に抑制する観点から、１．００１≦ｄＢ／ｄＡ≦１．０４の関係を満たすことが好ましい。
【0044】
また、第２領域Ｂの外径ｄ１と内径ｄ２との差（ｄ１－ｄ２）および第１樹脂層１２の半径ｒ１は、２／２８．５≦（ｄ１－ｄ２）／ｒ１≦１０／２８．５の関係、すなわち０．０７≦（ｄ１－ｄ２）／ｒ１≦０．３５の関係を満たすことが好ましい。また、第２領域Ｂの外径ｄ１と内径ｄ２との差（ｄ１－ｄ２）は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましい。かかる関係を満たすことにより、回折効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【0045】
（樹脂層の屈折率分布）
本願発明者は、特許文献１および特許文献２に開示されたような、２つの樹脂層の膨潤率が異なる回折光学素子が、高温高湿環境に長時間晒されると回折効率が変動することを見出した。以下にそのメカニズムを説明する。
本願発明者は、特許文献１および特許文献２に開示されたような、２つの樹脂層の膨潤率が異なる回折光学素子が、高温高湿環境に長時間晒されると回折効率が変動することを見出した。以下にそのメカニズムを説明する。
【0046】
特許文献１に開示された回折光学素子は、２つの基材の間に２つの樹脂層が積層されたタイプである。このタイプの回折光学素子は、高温高湿（例えば、温度６０℃、湿度９０％）環境に長時間晒されると、素子の外周部から水分が侵入する。
【0047】
図２は、特許文献１に開示された回折光学素子を高温高湿環境に長時間晒した際の屈折率、屈折率差及び回折効率の経時変化を示す概略図である。なお、この回折光学素子は、第１樹脂層が高屈折率低分散であり、第２樹脂層が低屈折率高分散である。また、第１樹脂層の膨潤率は、第２樹脂層の膨潤率より大きい。
【0048】
図２（ａ）は回折光学素子の第１樹脂層の中心の屈折率Ｎ１ｃおよび第２樹脂層の中心の屈折率Ｎ２ｃの経時変化を示し、図２（ｂ）は第１樹脂層の中心の屈折率Ｎ１ｃと第２樹脂層の中心の屈折率Ｎ２ｃとの差の経時変化を示している。図２（ａ）に示すように素子の中心においては、外周から遠く水分が侵入しにくいため、体積膨張が少なく、屈折率は経時的にほとんど変化しない。そのため、図２（ｂ）に示すように素子の中心においては、２つの樹脂層の屈折率差は経時的にほとんど変化しない。
【0049】
図２（ｃ）は回折光学素子の第１樹脂層の周縁部の屈折率Ｎ１ｅおよび第２樹脂層の周縁部の屈折率Ｎ２ｅの経時変化を示し、図２（ｄ）は第１樹脂層の周縁部の屈折率Ｎ１ｅと第２樹脂層の周縁部の屈折率Ｎ２ｅとの差の経時変化を示している。図２（ｄ）の破線は水分の影響を受けない時の屈折率差、すなわち設計値である。図２（ｃ）に示すように、Ｎ１ｅの方がＮ２ｅよりも経時変化が大きくなる。これは、素子の外周から水分が侵入することにより、回折格子の周縁部が膨潤することにより体積が膨張し、屈折率が低下するためである。さらに、第１樹脂層の膨潤率が第２樹脂層の膨潤率よりも大きいため、水分による膨張で、樹脂の密度が低下し、屈折率がより低下することにも起因する。結果、図２（ｄ）に示すように、周縁部においては２つの樹脂の屈折率が低下する速度が異なるため、屈折率差が設計値から乖離する。
【0050】
図２（ｅ）は、回折光学素子の中心の回折効率および周縁部の回折効率の経時変化を示している。回折効率は、（屈折率差）×（格子高さ）によって決定される。特許文献１に開示された回折光学素子では、図２（ｅ）に示すように、周縁部において、屈折率差が設計値から乖離する結果、回折効率が低下してしまうという課題があった。
【0051】
そこで、本実施形態では、上記課題を解決するため、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３とが積層された回折光学素子１０において、周縁部を含む第２領域Ｂにおいて第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との界面の回折格子１５の格子高さを高くする構成を採用した。すなわち、本実施形態では、上述のように、第２領域Ｂにおける回折格子１５の格子高さの平均ｄＢが、第１領域Ａの最外周の回折格子１５の格子高さｄＡより高くなっている。高温高湿環境に長時間晒した際、周縁部の屈折率差の設計値から乖離が生じる場合、あらかじめ周縁部の格子高さを高くすることにより、回折効率の設計値からの乖離を小さく抑えまたは防止することができる。こうして、本実施形態によれば、回折効率の変動しにくい回折光学素子１０を実現することができる。特に、回折格子１５の格子高さは、第１領域Ａの最外周の回折格子１５の格子高さｄＡおよび第２領域Ｂの回折格子１５の格子高さの平均ｄＢが１．００１≦ｄＢ／ｄＡ≦１．０４の関係を満たすように設定することができる。これにより、初期の回折効率および高温高湿環境に長時間晒された後の回折効率の両方の低下を小さく抑制しまたは防止することができる。
【0052】
図３は、本実施形態の回折光学素子１０を高温高湿環境に長時間晒した際の屈折率、屈折率差および回折効率の経時変化、並びに格子高さおよび回折効率の径方向変化を示す概略図である。なお、本実施形態による回折光学素子１０は、第１樹脂層１２が高屈折率低分散であり、第２樹脂層１３が低屈折率高分散である。また、第１樹脂層１２の膨潤率αは、第２樹脂層１３の膨潤率βより大きい。
【0053】
図３（ａ）は、回折光学素子１０の第１樹脂層１２の中心Ｏでの屈折率Ｎ１ｃおよび第２樹脂層１３の中心Ｏでの屈折率Ｎ２ｃの経時変化を示している。図３（ｂ）は、第１樹脂層１２の中心Ｏでの屈折率Ｎ１ｃと第２樹脂層１３の中心Ｏでの屈折率Ｎ２ｃとの屈折率差の経時変化を示している。図３（ａ）に示すように回折光学素子１０の中心Ｏにおいては、外周から遠く水分が侵入しにくいため、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の体積膨張が少なく、両層の屈折率は経時的にほとんど変化しない。そのため、図３（ｂ）に示すように回折光学素子１０の中心Ｏにおいては、２つの樹脂層の屈折率差の経時的にほとんど変化しない。なお、Ｎ１ｃおよびＮ２ｃは、高温高湿環境に晒す前および高温高湿環境に晒した後の時間経過によらずＮ１ｃ＞Ｎ２ｃを満たしている。
【0054】
図３（ｃ）は、回折光学素子１０の第１樹脂層１２の周縁部での屈折率Ｎ１ｅおよび第２樹脂層１３の周縁部での屈折率Ｎ２ｅの経時変化を示している。図３（ｄ）は、第１樹脂層１２の周縁部での屈折率Ｎ１ｅと第２樹脂層１３の周縁部での屈折率Ｎ２ｅとの屈折率差の経時変化を示している。図３（ｃ）に示すように回折光学素子１０の周縁部においては、外周に近く水分が侵入するため、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３に体積膨張が発生し、両層の屈折率は時間経過とともに低下している。第２樹脂層１３よりも膨張率が大きい第１樹脂層１２の屈折率Ｎ１ｅは、第２樹脂層１３の屈折率Ｎ２ｅよりも大きな割合で低下している。なお、Ｎ１ｅおよびＮ２ｅは、高温高湿環境に晒す前および高温高湿環境に晒した後の時間経過によらずＮ１ｅ＞Ｎ２ｅを満たしている。
【0055】
図３（ｅ）は、回折光学素子１０の中心Ｏの回折効率および周縁部の回折効率の経時変化を示している。図３（ｅ）では、本実施形態による回折光学素子１０の中心Ｏの回折効率および周縁部の回折効率の経時変化を実線で示し、周縁部の回折格子１５の格子高さを変えなかった場合の周縁部の回折効率の経時変化を破線で示している。本実施形態では、周縁部を含む第２領域Ｂの回折格子１５の格子高さを上述のように高くしたことで、周縁部の回折効率の設計値からの乖離が小さく抑制されている。
【0056】
ここで、第１樹脂層１２における屈折率Ｎ１ｃと屈折率Ｎ１ｅとは、互いに同じであっても互いに異なっていてもよい。また、第２樹脂層１３における屈折率Ｎ２ｃと屈折率Ｎ２ｅとは、互いに同じであっても互いに異なっていてもよい。
【0057】
また、最も外側に位置する回折格子１５、すなわち周縁部の回折格子１５が最も水分の影響を受け、屈折率差の設計値からの乖離が大きくなるが、周縁部から内側の回折格子も、屈折率差の設計値からの乖離が発生し、回折効率の悪化が起こる。
【0058】
具体的には、高温高湿条件（温度６０℃湿度８５％２０００時間）においては、樹脂層の外周部から素子の中心に向かって６ｍｍほど内側まで、屈折率差の変化が見られた。そのため、屈折率差の変化する領域において、回折格子の格子高さを高くすることが望ましい。
【0059】
図３（ｆ）は、高温高湿環境に長時間晒された場合の第１樹脂層１２の屈折率と第２樹脂層１３の屈折率Ｎ２との屈折率差の径方向変化を示している。高温高湿環境に長時間晒されると、図３（ｆ）に示すように、変位点tを境に外周に向けて屈折率差（Ｎ１－Ｎ２）が徐々に小さくなっていく。
【0060】
図３（ｆ）に示すように屈折率差が小さくなる変化に対しては、屈折率差の変化に応じて格子高さを外周に向けて徐々に高くすることにより回折効率の低下を小さく抑制しまたは防止することができる。図３（ｇ）は、変曲点ｔを境に外周側で屈折率差の変化に応じて格子高さを外周に向けて徐々に高くした場合の格子高さの径方向変化を示している。また、図３（ｈ）は、図３（ｆ）にＮ１－Ｎ２で示す屈折率差の変化に対して図３（ｇ）に示すように格子高さを高くした場合の回折効率の径方向変化を示している。図３（ｇ）に示すように変曲点ｔを境に外周側で屈折率差の変化に応じて格子高さを外周に向けて徐々に高くすることにより、図３（ｈ）に示すように回折効率の低下を小さく抑制しまたは防止することができる。なお、図３（ｈ）には、格子高さを変化させなかった場合の回折効率を破線で示している。
【0061】
図３（ｇ）および図３（ｈ）によれば、第２領域Ｂにおいて、回折格子１５の格子高さが外周に向けて徐々に高くなっていることが好ましい。すなわち、第２領域Ｂにおいて、内側からｎ番目の回折格子１５の格子高さｄＢｎおよびこれに外周に隣り合う内側から（ｎ＋１）番目の回折格子１５の格子高さｄＢ（ｎ＋１）は、ｄＢｎ≦ｄＢ（ｎ＋１）の関係を満たすことが好ましい。
【0062】
また、図３（ｇ）に示すように格子高さを外周に向けて徐々に高くすることに代えて、変位点ｔを境に格子高さを外周側で高くし、そこから外周に向けて格子高さを変化させずに一定とする場合も、回折効率の低下を小さく抑制しまたは防止することができる。図３（ｉ）は、変位点ｔを境に格子高さを外周側で高くし、そこから外周に向けて格子高さを変化させない場合の格子高さの径方向変化を示している。図３（ｊ）は、図３（ｆ）に示す屈折率差の変化に対して図３（ｉ）に示すように格子高さを高くした場合の回折効率の径方向変化を示している。図３（ｉ）に示すように変位点tを境に格子高さを高くし、そこから外周に向けて格子高さを変化させないことによっても、図３（ｊ）に示すように回折効率の低下を小さく抑制することができる。この場合、格子高さを高くする第２領域Ｂにおける屈折率差の平均値を基に格子高さを設定するとよい。なお、図３（ｊ）にも、格子高さを変化させなかった場合の回折効率を破線で示している。
【0063】
図３（ｉ）および図３（ｊ）によれば、第２領域Ｂにおいて、回折格子１５の格子高さが外周に向けて変化せずに一定であってもよい。すなわち、第２領域Ｂにおいて、内側からｎ番目の回折格子１５の格子高さｄＢｎおよびこれに外周に隣り合う内側から（ｎ＋１）番目の回折格子１５の格子高さｄＢ（ｎ＋１）は、ｄＢｎ＝ｄＢ（ｎ＋１）の関係を満たしてもよい。
【0064】
第２領域Ｂにおける回折格子１５の格子高さは、２つの樹脂の屈折率差によって決まるが、第２領域Ｂの内側からｎ番目（ｎは正の整数）の回折格子１５の格子高さをｄＢｎとするとき、ｄＡおよびｄＢｎが下記の式１の関係を満たすことが好ましい。
１．００１≦ｄＢｎ／ｄＡ≦１．０４ （式１）
１．００１≦ｄＢｎ／ｄＡ≦１．０４ （式１）
【0065】
式１の関係を満たすことで、高温高湿環境に晒される前の初期の回折効率の低下および高温高湿環境に晒された後の回折効率の低下を両方とも小さく抑えまたは防止することができる。
【0066】
また、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との間の中心Ｏでの屈折率差をΔＮＡ、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との間の第２領域Ｂの内側からｎ番目の回折格子１５での屈折率差をΔＮＢｎとする。このとき、ΔＮＡ、ΔＮＢｎ、ｄＡおよびｄＢｎは、下記の式２を満たすことがより好ましい。
０．９６≦（ΔＮＢｎ／ΔＮＡ）×（ｄＢｎ／ｄＡ）≦１．０４ （式２）
０．９６≦（ΔＮＢｎ／ΔＮＡ）×（ｄＢｎ／ｄＡ）≦１．０４ （式２）
【0067】
式２の関係を満たすことで、高温高湿環境に晒された後の回折効率の低下をより小さく抑えることができる。
【0068】
上述のように、回折光学素子が高温高湿環境に長時間晒されることで、外周からの膨潤によって引き起こされる樹脂層の屈折率差の低下が起き、結果として、回折効率の低下が起こりうる。これに対して、本実施形態によれば、あらかじめ外周を含む周辺部である領域Ｂの回折格子１５の格子高さを、中心を含む領域Ａに比べ高くしてあるため、屈折率差の低下分を補い、回折効率の低下を小さく抑制または防止することができる。特に、１．００１≦ｄＢ／ｄＡ≦１．０４の関係を満たすように格子高さを設定することで、初期の回折効率および高温高湿環境に長時間晒された後の回折効率の両方の低下を小さく抑制しまたは防止することができる。こうして、本実施形態によれば、高温高湿環境に長時間晒されても回折効率が変動しにくい回折光学素子を提供することができる。
【0069】
［回折光学素子の製造方法］
続いて、本実施形態による回折光学素子１０の製造方法を説明する。以下、回折光学素子１０の製造工程の一例として、紫外線硬化性樹脂を用いて、２枚のガラス基材の間に２つの樹脂層が形成される回折光学素子の製造工程を説明する。回折光学素子１０の形状は図１に示す形状である。
続いて、本実施形態による回折光学素子１０の製造方法を説明する。以下、回折光学素子１０の製造工程の一例として、紫外線硬化性樹脂を用いて、２枚のガラス基材の間に２つの樹脂層が形成される回折光学素子の製造工程を説明する。回折光学素子１０の形状は図１に示す形状である。
【0070】
まず、第１基材１１および第２基材１４としてガラス基材を用意する。ガラス基材は、積層する樹脂層との密着性を向上させるため、樹脂層と密着する表面に前処理をしておくことが好ましい。ガラス基材の表面の前処理は、樹脂層との親和性が良好なシランカップリング剤を用いてカップリング処理をする前処理であることが好ましい。具体的なカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシランなどが挙げられる。
【0071】
【0072】
まず、図４（ａ）に示すように、金型１の上に第１樹脂層１２の前駆体である未硬化の第１樹脂組成物１２ａを滴下する。また、第１基材１１をイジェクタ４に載せて、第１基材１１を金型１の上方から金型１に対向するように配置する。ここで用いる金型１は、回折格子１５の所望の回折格子形状の反転形状を表面に有する型である。金型１は、例えば、ステンレス材や鋼材などの金属母材上にＮｉＰメッキや無酸素銅メッキしたものを精密加工機で切削することで作製できる。このとき、金型１の形状は、使用する樹脂材料の膨潤率、屈折率に応じて格子高さが高い第２領域Ｂを有するように加工されている。なお、金型１に代えて、樹脂などの金属以外の材料による型を用いることもできる。
【0073】
次に、図４（ｂ）に示すように、イジェクタ４を降下させて金型１と第１基材１１との間に未硬化の第１樹脂組成物１２ａを充填させる。その後、紫外線光源５を用いて第１基材１１側から紫外線を照射し、第１樹脂組成物１２ａを硬化させて第１樹脂層１２を形成する。
【0074】
その後、図４（ｃ）に示すように、硬化した第１樹脂層１２を金型１から離型する。なお、離型の前後において、第１樹脂層１２に対して、例えば、加熱アニール、紫外線の追加照射、酸素雰囲気での加熱や紫外線照射などを行うこともできる。
【0075】
【0076】
まず、図４（ｄ）に示すように、回折格子１５の回折格子形状が形成された第１樹脂層１２の上に第２樹脂層１３の前駆体である未硬化の第２樹脂組成物１３ａを滴下する。また、第２基材１４をイジェクタ９に載せて、第２基材１４を第１基材１１の上方から第１基材１１に対向するよう配置する。なお、第２樹脂組成物１３ａは、第１樹脂組成物１２ａと光学特性（屈折率およびアッベ数）が異なる別の樹脂組成物である。
【0077】
次に、図４（ｅ）に示すように、イジェクタ９を降下させて第１基材１１および第１樹脂層１２と第２基材１４との間に未硬化の第２樹脂組成物１３ａを充填させる。その後、紫外線光源５を用いて第２基材１４側から紫外線を照射し、第２樹脂組成物１３ａを硬化させて第２樹脂層１３を形成する。
以上の工程によって、本実施形態による回折光学素子１０を得ることができる。
以上の工程によって、本実施形態による回折光学素子１０を得ることができる。
【0078】
［撮像装置］
図５は、本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である、一眼レフデジタルカメラの構成を示している。図５において、カメラ本体６０２と光学機器であるレンズ鏡筒６０１とが結合されているが、レンズ鏡筒６０１はカメラ本体６０２に対して着脱可能ないわゆる交換レンズである。
図５は、本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である、一眼レフデジタルカメラの構成を示している。図５において、カメラ本体６０２と光学機器であるレンズ鏡筒６０１とが結合されているが、レンズ鏡筒６０１はカメラ本体６０２に対して着脱可能ないわゆる交換レンズである。
【0079】
被写体からの光は、レンズ鏡筒６０１の筐体６２０内の撮影光学系の光軸上に配置された複数のレンズ６０３、６０５などからなる光学系を通過し、撮像素子６１０に受光される。本発明の回折光学素子は例えば、レンズ６０５に用いることができる。
【0080】
ここで、レンズ６０５は筐体内の内筒６０４によって支持されて、フォーカシングやズーミングのためにレンズ鏡筒６０１の外筒に対して可動支持されている。
【0081】
撮影前の観察期間では、被写体からの光は、カメラ本体の筐体６２１内の主ミラー６０７により反射され、プリズム６１１を透過後、ファインダレンズ６１２を通して撮影者に撮影画像が映し出される。主ミラー６０７は例えばハーフミラーとなっており、主ミラーを透過した光はサブミラー６０８によりＡＦ（オートフォーカス）ユニット６１３の方向に反射され、例えばこの反射光は測距に使用される。また、主ミラー６０７は主ミラーホルダ６４０に接着などによって装着、支持されている。不図示の駆動機構を介して、撮影時には主ミラー６０７とサブミラー６０８を光路外に移動させ、シャッタ６０９を開き、撮像素子６１０にレンズ鏡筒６０１から入射した撮影光像を結像させる。また、絞り６０６は、開口面積を変更することにより撮影時の明るさや焦点深度を変更できるよう構成される。
【実施例0082】
以下に、実施例を用いてより詳細に本発明を説明する。なお、実施例と対比して示す比較例について、実施例と対応する構成について実施例と同一の符号を便宜的に用いる。
まず、回折光学素子の評価方法について説明する。
まず、回折光学素子の評価方法について説明する。
【0083】
（ｄ線の屈折率測定）
実施例および比較例の回折光学素子１０から第１基材１１および／または第２基材１４を剥がして第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の樹脂を取り出すことで、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３のそれぞれについて屈折率を測定することが可能である。樹脂を取り出して得られたサンプルについて、精密屈折計（ＫＰＲ－３０、（株）島津製作所）を用いて５８７．６ｎｍの波長（ｄ線）の屈折率を測定した。
実施例および比較例の回折光学素子１０から第１基材１１および／または第２基材１４を剥がして第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の樹脂を取り出すことで、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３のそれぞれについて屈折率を測定することが可能である。樹脂を取り出して得られたサンプルについて、精密屈折計（ＫＰＲ－３０、（株）島津製作所）を用いて５８７．６ｎｍの波長（ｄ線）の屈折率を測定した。
【0084】
（膨潤率の測定）
実施例および比較例の回折光学素子１０の第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の膨潤率は、膨潤率測定用のサンプルを作成して測定した。なお、膨潤率測定用のサンプルを用いずとも、屈折率測定と同様に、回折光学素子から基材を剥がして樹脂を取り出して膨潤率を測定することも可能である。
実施例および比較例の回折光学素子１０の第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の膨潤率は、膨潤率測定用のサンプルを作成して測定した。なお、膨潤率測定用のサンプルを用いずとも、屈折率測定と同様に、回折光学素子から基材を剥がして樹脂を取り出して膨潤率を測定することも可能である。
【0085】
膨潤率測定用のサンプルは、厚さ１ｍｍのガラス（ＢＫ７）上に測定対象の第１樹脂層１２または第２樹脂層１３の厚さが５００μｍ、ガラス面内の大きさが５ｍｍ×２０ｍｍとなるように設けたものである。具体的な製造方法は、まず、厚さ１ｍｍのガラス（ＢＫ７）の上に、厚さ５００μｍのスペーサーと測定対象の前駆体である未硬化の樹脂組成物を配置した。その上に厚さ１ｍｍの石英ガラスを、スペーサーを介して載せ、樹脂組成物を押し広げた。その後、石英ガラスの上から、高圧水銀ランプ（ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ製：ＵＬ７５０）を用いて、２０ｍＷ／ｃｍ２（＝石英ガラスを通した照度）で２５００秒の条件（５０Ｊ）で光を照射して樹脂組成物を硬化させた。
【0086】
膨潤率の測定は、まず、サンプルの寸法を光学顕微鏡で測定してサンプルの体積を算出した。続いて、このサンプルを純水が入ったビーカーに入れて２４時間浸漬させた。その後、再度、サンプルの寸法を光学顕微鏡で測定してサンプルの体積を算出した。そして、純水に浸した後のサンプルの体積を純水に浸す前のサンプルの体積で除して百分率表記したものを膨潤率とした。
【0087】
また、第１樹脂層１２の膨潤率をα、第２樹脂層１３の膨潤率をβとして、第２樹脂層１３の膨潤率βに対する第１樹脂層１２の膨潤率αの比であるα／βを算出した。
【0088】
（格子高さの評価）
回折光学素子１０の回折格子１５の格子高さは、非接触式形状測定機（ｚｙｇо社製：ＮｅｗＶｉｅｗ７０００）により測定した。所望の回折格子１５の段差部および段差部に隣接する回折格子の斜面部の３次元形状を測定し、一方の斜面の近似直線の任意の点に直行する直線を引き、もう一方の斜面の近似直線と交わる点までの点と点の距離を格子高さとした。
回折光学素子１０の回折格子１５の格子高さは、非接触式形状測定機（ｚｙｇо社製：ＮｅｗＶｉｅｗ７０００）により測定した。所望の回折格子１５の段差部および段差部に隣接する回折格子の斜面部の３次元形状を測定し、一方の斜面の近似直線の任意の点に直行する直線を引き、もう一方の斜面の近似直線と交わる点までの点と点の距離を格子高さとした。
【0089】
（回折効率の評価）
回折光学素子１０の回折効率は、自動光学素子測定装置（分光計器社製：ＡＳＰ－３２）により測定した。任意のスポット光を回折光学素子１０に照射して、まずは透過光の光量を測定した。続いて設計次数である１次の回折光の光量を測定し、透過光の全光量に対する設計次数の光量の比を百分率で表記したものを回折効率とした。回折効率は、その値に応じて評価の高いものから低い順にＡ、Ｂ、Ｃの３段階で評価した。
回折光学素子１０の回折効率は、自動光学素子測定装置（分光計器社製：ＡＳＰ－３２）により測定した。任意のスポット光を回折光学素子１０に照射して、まずは透過光の光量を測定した。続いて設計次数である１次の回折光の光量を測定し、透過光の全光量に対する設計次数の光量の比を百分率で表記したものを回折効率とした。回折効率は、その値に応じて評価の高いものから低い順にＡ、Ｂ、Ｃの３段階で評価した。
【0090】
また、回折光学素子１０を温度６０度、湿度８０％に設定した恒温槽に入れ、２０００時間経過した後に回折光学素子１０を取り出し、回折効率の変化を評価した。恒温槽から取り出した後の回折効率が９４％以上のものをＡ、９２％以上９４％未満のものをＢ、９２％未満のものをＣとした。各回折光学素子１０とも９５％の回折効率になるよう設計されたものであり、９４％以上であれば変動率が１％以下であることを意味している。すなわち、９２％未満のものは３％以上変動していることを意味している。
【0091】
［実施例１］
（回折光学素子の製造）
第１基材１１には、材質がＳ－ＴＩＭ８（オハラ社製）、直径６０ｍｍ、一方の面が平面で、他方の面の曲率半径Ｒが１９０ｍｍの凹球面形状のガラスレンズを用いた。第２基材１４には、材質がＳ－ＦＳＬ５（オハラ社製）、直径５８ｍｍ、一方の面の曲率半径Ｒが７０ｍｍの凸球面形状、他方の面の曲率半径Ｒが１９０ｍｍの凸球面形状のガラスレンズを用いた。金型１は、金属母材上にメッキしたＮｉＰ層を精密加工機で切削加工し、所望の格子形状および外周形状を反転した形状を形成したものを用いた。
（回折光学素子の製造）
第１基材１１には、材質がＳ－ＴＩＭ８（オハラ社製）、直径６０ｍｍ、一方の面が平面で、他方の面の曲率半径Ｒが１９０ｍｍの凹球面形状のガラスレンズを用いた。第２基材１４には、材質がＳ－ＦＳＬ５（オハラ社製）、直径５８ｍｍ、一方の面の曲率半径Ｒが７０ｍｍの凸球面形状、他方の面の曲率半径Ｒが１９０ｍｍの凸球面形状のガラスレンズを用いた。金型１は、金属母材上にメッキしたＮｉＰ層を精密加工機で切削加工し、所望の格子形状および外周形状を反転した形状を形成したものを用いた。
【0092】
続いて、第１樹脂組成物１２ａを調製した。第１樹脂組成物１２ａの成分として、４－メルカプトメチル－３，６－ジチア－１，８－オクタンジチオールを５１質量部、イソシアヌル酸トリアリルを３３質量部、ペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトプロピオネート）を１４質量部それぞれ用意した。これらに重合開始剤として１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２質量部を均一になるまで自転・公転ミキサーＡＲＶ－３１０（（株）シンキー社製）を用いて混合し、第１樹脂組成物１２ａを得た。
【0093】
続いて、第２樹脂組成物１３ａを調製した。第２樹脂組成物１３ａの成分として、９，９－ビス［４－（２－アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンを４５質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート５３質量部と、をそれぞれ用意した。これらに重合開始剤として１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２質量部を均一になるまで自転・公転ミキサーＡＲＶ－３１０（（株）シンキー社製）を用いて混合し、第２樹脂組成物１３ａを得た。
【0094】
次に、金型１と第１基材１１との間に、第１樹脂組成物１２ａを充填した。その後、波長３６５ｎｍ、強度２０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を２００秒間、均一な照度分布で照射して第１樹脂組成物１２ａを硬化した。次いで、硬化後の第１樹脂組成物１２ａを金型１から離型して、第１基材１１上に第１樹脂層１２を形成した。この状態でオーブンに入れ、真空中で温度８０℃の条件で２４時間加熱した。このように形成した回折光学素子１０は、第１基材１１の外径φ６０ｍｍ、第１樹脂層１２の外径φ５７ｍｍ、回折格子１５の形成された領域はφ５５ｍｍであった。回折格子１５は、φ４８ｍｍからφ５５ｍｍの領域において、隣り合う回折格子の格子高さが外周に向けて約０．３％ずつ高くなっていく形状となっている。
【0095】
次に、第１樹脂層１２と第２基材１４との間に、第２樹脂組成物１３ａを充填した。その後、素子の中心からΦ４８ｍｍの領域（中心部）に、波長３６５ｎｍ、強度１０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１００秒間照射した。続けて、波長３６５ｎｍ、強度２０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１００秒間照射して第２樹脂組成物１３ａを硬化した。最後にオーブンに入れ、真空中で温度８０℃の条件で７２時間加熱し、実施例１の回折光学素子１０を得た。
【0096】
得られた回折光学素子１０は、第１樹脂層１２の回折格子１５を除いたベース部１２ｂの厚さが３０μｍ、第２樹脂層１３の回折格子１５を除いたベース部１３ｂの厚さが５０μｍであった。この回折光学素子１０において、中心を含むφ４８ｍｍより内側の領域、すなわち第１領域Ａの格子高さは２０μｍであった。また、φ４８ｍｍ以上で外周部を含む領域、すなわち第２領域Ｂでは、第１領域Ａに隣り合う回折格子１５の格子高さが２０．０６μｍであった。また、第２領域Ｂでは、外周に向かうにつれ約０．３％ずつ格子高さが高くなり、最外周の回折格子（周縁部）１５の格子高さは、２０．８μｍであった。第１樹脂層１２の膨潤率は０．４０、第２樹脂層１３の膨潤率は０．０８であった。また、第１樹脂層１２および第２樹脂層１３の耐久試験前の屈折率は次のとおりとなった。すなわち、第１樹脂層１２の中心部および周縁部のｄ線における屈折率は１．６２２１であった。また、第２樹脂層１３の中心部および周縁部のｄ線における屈折率は１．５８８１であった。
【0097】
（回折光学素子の評価）
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９２．２％であった。評価はＢとした。これは、周縁部の格子高さを高くしたためである。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９４．８％であった。評価はＡとした。これは、周縁部の屈折率差の変化を格子高さで補正したためであり、中心付近の回折効率９５．０％とほぼ同等の性能を示した。
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９２．２％であった。評価はＢとした。これは、周縁部の格子高さを高くしたためである。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９４．８％であった。評価はＡとした。これは、周縁部の屈折率差の変化を格子高さで補正したためであり、中心付近の回折効率９５．０％とほぼ同等の性能を示した。
【0098】
［実施例２］
実施例２は、前記金型１の第２領域Ｂに相当する領域における格子高さを変更し、隣り合う回折格子１５の格子高さが外周に向けて約０．１％ずつ高くなっていく形状とし、回折光学素子１０の最外周の回折格子（周縁部）１５の格子高さを２０．２μｍとした。これ以外は、実施例１と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。
実施例２は、前記金型１の第２領域Ｂに相当する領域における格子高さを変更し、隣り合う回折格子１５の格子高さが外周に向けて約０．１％ずつ高くなっていく形状とし、回折光学素子１０の最外周の回折格子（周縁部）１５の格子高さを２０．２μｍとした。これ以外は、実施例１と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。
【0099】
（回折光学素子の評価）
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９４.５％であった。評価はＡとした。これは、周縁部の格子高さを高くしたためであるが、実施例１にくらべ格子高さの高さ変化が小さいため、回折効率の低下は少なかった。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９２．４％であった。評価はＢとした。
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９４.５％であった。評価はＡとした。これは、周縁部の格子高さを高くしたためであるが、実施例１にくらべ格子高さの高さ変化が小さいため、回折効率の低下は少なかった。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９２．４％であった。評価はＢとした。
【0100】
［実施例３］
実施例３は、前記金型１の第２領域Ｂに相当する領域における格子高さを、第２領域Ｂと隣接する第１領域Ａの回折格子の格子高さに対し一様に２％高くなる形状とし、回折光学素子１０の第２領域Ｂの格子高さを２０．４μｍとした。これ以外は、実施例１と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。
実施例３は、前記金型１の第２領域Ｂに相当する領域における格子高さを、第２領域Ｂと隣接する第１領域Ａの回折格子の格子高さに対し一様に２％高くなる形状とし、回折光学素子１０の第２領域Ｂの格子高さを２０．４μｍとした。これ以外は、実施例１と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。
【0101】
（回折光学素子の評価）
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９３.５％であった。評価はＢとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９３．１％であった。評価はＢとした。
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９３.５％であった。評価はＢとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９３．１％であった。評価はＢとした。
【0102】
［実施例４］
実施例４は、第２樹脂組成物１３ａの調製の工程において、ペンタエリスリトールトリアクリレート５３質量部の代わりに、ペンタエリスリトールトリアクリレート４６質量部、ウレタン変性ポリエステルアクリレート７質量部を使用した。その点以外は、実施例２と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。なお、第２樹脂層１３の膨潤率は０．３１であった。
実施例４は、第２樹脂組成物１３ａの調製の工程において、ペンタエリスリトールトリアクリレート５３質量部の代わりに、ペンタエリスリトールトリアクリレート４６質量部、ウレタン変性ポリエステルアクリレート７質量部を使用した。その点以外は、実施例２と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。なお、第２樹脂層１３の膨潤率は０．３１であった。
【0103】
（回折光学素子の評価）
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２９であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約３％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９４.５％であった。評価はＡとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９３．４％であった。評価はＢとした。
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２９であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約３％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９４.５％であった。評価はＡとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９３．４％であった。評価はＢとした。
【0104】
［比較例１］
比較例１は、金型１の格子高さをすべての領域でほぼ一定とし、回折光学素子の格子高さを２０μｍとした以外は、実施例１と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。
比較例１は、金型１の格子高さをすべての領域でほぼ一定とし、回折光学素子の格子高さを２０μｍとした以外は、実施例１と同様の条件で回折光学素子１０を製造した。
【0105】
（回折光学素子の評価）
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９５％であった。評価はＡとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９０．８％であった。評価はＣとした。
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３２４であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９５％であった。評価はＡとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は９０．８％であった。評価はＣとした。
【0106】
（回折光学素子の評価）
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３５６であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９４．５％であった。評価はＡとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は８９．２％であった。評価はＣとした。これは、耐久試験によって、２つの樹脂層間の屈折率差が広がったにもかかわらず、第２領域Ｂの格子高さを高くした結果として、回折効率がより低下してしまったことを示している。
得られた回折光学素子１０を温度６０℃、湿度８０％の高温高湿環境において２０００時間耐久試験を行った。耐久試験前後の屈折率差と回折効率を評価した結果、第１樹脂層１２と第２樹脂層１３との周縁部の屈折率差は耐久試験前が０．０３４であり、耐久試験後が０．０３５６であった。屈折率差の設計値である０．０３４に対しては約５％変化した。耐久試験前の周縁部の回折効率は９４．５％であった。評価はＡとした。また、耐久試験後の周縁部の回折効率は８９．２％であった。評価はＣとした。これは、耐久試験によって、２つの樹脂層間の屈折率差が広がったにもかかわらず、第２領域Ｂの格子高さを高くした結果として、回折効率がより低下してしまったことを示している。
【0107】
【表1】
【0108】
【表2】
【0109】
表１および表２に示す実施例１から４では、高温高湿環境における耐久試験を行っても、回折効率が高く維持できていることがわかる。これは、素子の外周から空気中の水分が樹脂層に侵入し、膨潤率が高い樹脂層の屈折率が大きく低下しても、その部分の格子高さを高くすることで、２つの樹脂層の屈折率差が設計値からの乖離を補正できたことを意味する。
【0110】
一方、比較例１では、格子高さを一様の高さにしたため、耐久試験による周縁部の屈折率差が変化した影響により回折効率が悪化した。
【符号の説明】
【0111】
１０ 回折光学素子
１２ 第１樹脂層
１２ａ 第１樹脂組成物
１３ 第２樹脂層
１３ａ 第２樹脂組成物
１１ 第１基材
１４ 第２基材
１５ 回折格子
１６ 第１面
１７ 第２面
１８ 凸部
１９ 外周
６００ 撮像装置（デジタルカメラ）
６０１ 光学機器（レンズ鏡筒）
６０２ カメラ本体
６０３ レンズ
６０５ レンズ
１２ 第１樹脂層
１２ａ 第１樹脂組成物
１３ 第２樹脂層
１３ａ 第２樹脂組成物
１１ 第１基材
１４ 第２基材
１５ 回折格子
１６ 第１面
１７ 第２面
１８ 凸部
１９ 外周
６００ 撮像装置（デジタルカメラ）
６０１ 光学機器（レンズ鏡筒）
６０２ カメラ本体
６０３ レンズ
６０５ レンズ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】