專利名稱：：衍射光學(xué)元件、光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)裝置中的衍射光學(xué)元件，地，學(xué)元件。更特別
背景技術(shù)：
存在通過玻璃材料的組合減少色差的方法。另一方面，在SPIEVoU354InternationalLensDesignConference(1990)、曰本專利申請公開公報(bào)No.4(1992)-213421、日本專利申請公開公報(bào)No.6(1994)-324626和美國專利No.5044706中>^開了通過在透鏡表面上或作為光學(xué)系統(tǒng)的一部分設(shè)置具有衍射功能的衍射光學(xué)元件(以下可被稱為衍射光柵)減少色差的其它方法。這種方法利用對于某一基準(zhǔn)波長的光線在光學(xué)系統(tǒng)中的折射表面和衍射表面之間沿相反方向出現(xiàn)色差的物理現(xiàn)象。球面，由此，偏差(aberration)可被大大減少。在包含衍射光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)中，如果使用波長范圍中的大部分的光被轉(zhuǎn)換成一個(gè)特定的衍射階次(以下稱為設(shè)計(jì)衍射階次或設(shè)計(jì)階次)的衍射光，那么其它衍射階次的衍射光的強(qiáng)度將較低。例如，強(qiáng)度為0意味著沒有相應(yīng)的衍射光。但是，在設(shè)計(jì)衍射階次以外的衍射階次的衍射光以某一程度的強(qiáng)度存在的情況下，圖像將在與設(shè)計(jì)衍射階次的位置不同的位置上形成，從而導(dǎo)致在光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生的炫光(flarelight)。因此，為了利用衍射光學(xué)元件的色差減少功能，設(shè)計(jì)衍射階次的衍射光的衍射效率必須在整個(gè)使用波長范圍上足夠高。為此，充分考慮該設(shè)計(jì)衍射階次中的衍射階次的光鐠分布以及設(shè)計(jì)衍射階次以外的衍射階次的衍射光的行為是十分重要的。這里，某一衍射階次的衍射光的衍射效率指的是該衍射階次的衍射光的量與透過衍射光學(xué)元件的整個(gè)光通量的量的比率(也可稱為透射率)。圖25表示由基板109和在基板109上形成的衍射光柵108制成的衍射光學(xué)元件(以下稱為單層DOE)。Dl是衍射光柵108的光柵厚度。圖26表示在某一表面上形成該單層DOE時(shí)的特定和其它衍射階次的衍射效率特性曲線。在圖26中，橫軸代表入射光的波長，縱軸代表衍射效率。如上所述，衍射效率的值代表各衍射階次的衍射光的量與透過衍射光學(xué)元件的整個(gè)光通量的量的比率。這里，為了簡單，被光柵界面反射的光不被考慮。如圖26所示，圖25的單層DOE被設(shè)計(jì)為使得作為設(shè)計(jì)衍射階次的第一衍射階次的衍射效率(圖中的粗實(shí)線)在使用波長范圍中是最高的。在該設(shè)計(jì)衍射階次中衍射效率在某一波長(以下稱為設(shè)計(jì)波長)上變?yōu)槭亲罡叩模⑶以谄渌牟ㄩL逐漸降低。與該設(shè)計(jì)衍射階次中的減少量對應(yīng)的光變?yōu)槠渌苌潆A次的衍射光，這形成炫光。圖二階)中的衍射效率。已提出各種結(jié)構(gòu)用于減少由此產(chǎn)生的炫光的影響。如圖27所示，日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322公開了一種衍射光學(xué)元件，在該衍射光學(xué)元件中，三種不同的光柵材料110112和兩種不同的光柵厚度dl和d2被最優(yōu)性選擇，并且相互緊密接觸的多個(gè)衍射光柵以相同的間距分布被配置。以下，具有這種結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件將被稱為接觸三層DOE。由此，如圖28所示，在整個(gè)可見波長范圍上，可以在設(shè)計(jì)衍射階次上實(shí)現(xiàn)較高的衍射效率。在日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中公開的圖29的衍射光學(xué)元件113被配置為使得分別包含衍射光柵的元件部分114和115相互接近，空氣層116介于其間。以下，具有這種結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件將被稱為疊層(多層)DOE。如圖30A所示，通過優(yōu)化構(gòu)成各衍射光柵的材料的折射率、其分散特性和各層的光柵厚度，可以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)較高的衍射效率。另外，如圖30B所示，作為不必要的衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率可一般被抑制(減少)。在日本專利申請公開公報(bào)No.2004-78166中公開的衍射光學(xué)元件是與在上述日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中公開的衍射光學(xué)元件類似的疊層DOE。但是，微粒材料和樹脂材料的混合材料被使用，并且各層的光柵厚度被優(yōu)化，由此，如圖31A所示，可以實(shí)現(xiàn)比上述日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中的衍射光學(xué)元件的衍射效率還要高的衍射效率。另外，如圖31B所示，作為不必要階次的衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率也可被充分抑制。在日本專利申請公開公報(bào)No.2005-107298和日本專利申請公開公報(bào)No.2003-227913中公開的圖32的衍射光學(xué)元件119被配置為使得分別由兩種不同的樹脂材料制成的衍射光柵117和118在它們的光柵表面上相互緊密接觸。以下，具有這種結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件將被稱為接觸二層DOE。使用這種結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)可很容易地制造的低成本的衍射光學(xué)元件。根據(jù)在上述日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322公開的接觸三層DOE和日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中公開的疊層DOE,設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率在整個(gè)使用波長范圍上為94%或更高，這與單層DOE相比得到大大提高。導(dǎo)致炫光的不必要的衍射光也可被有利地抑制到2%或更低。但是，在光學(xué)系統(tǒng)被安裝到諸如靜態(tài)照相機(jī)或攝像機(jī)的光學(xué)裝置上的情況下，當(dāng)在圖像拾取區(qū)中存在高強(qiáng)度的光源時(shí)，即使少量的剩余的炫光也可成為問題。在由微粒材料和樹脂材料的混合材料制成的在上述日本專利申請公開公報(bào)No.2004-78166中公開的疊層DOE中，在整個(gè)使用波長范圍上，設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率為99.5%或更高，并且不必要的衍射光為0.05%或更低，由此實(shí)現(xiàn)比上述日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322公開的三層DOE和日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的疊層DOE更高的性能。因此，炫光可望在某種程度上更加不明顯。但是，仍然需要比在上述日本專利申請公開公報(bào)No.2004-78166中公開的包含空氣層的疊層DOE更加容易制造的衍射光學(xué)元件。同時(shí)，在在上述日本專利申請公開公報(bào)No.2005-107298和曰本專利申請公開公報(bào)No.2003-227913中公開的接觸二層DOE的情況下，這種衍射光學(xué)元件本身的性能、特別是作為設(shè)計(jì)衍射階次光的一階衍射光的衍射效率在整個(gè)使用波長范圍上為約95~97%，這是不足夠高的。換句話說，由于不必要的衍射光導(dǎo)致的炫光可導(dǎo)致問題。并且，由于在上述日本專利申請公開/>報(bào)No.2005-107298中公開的接觸二層DOE包含厚達(dá)約20nm或更厚的厚光柵，因此，存在由傾斜入射光線的漸暈導(dǎo)致的衍射效率劣化的另一問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供在較寬的波長范圍上實(shí)現(xiàn)特定衍射階次(設(shè)計(jì)衍射階次)中的較高的衍射效率、能夠充分地抑制不必要衍射光并進(jìn)一步有利于其制造的衍射光學(xué)元件。根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種衍射光學(xué)元件，該衍射光學(xué)元件包含分別由笫一材料和第二材料制成的兩個(gè)衍射光柵，這兩個(gè)衍射光柵分別具有光柵表面并在光柵表面上相互接觸。第一和第二材料滿足以下所有的條件，并且第二材料是通過將樹脂材料與滿足以下所有的條件的微粒材料混合獲得的材料<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(一1.687E-07xvd"+5.702E-05xvd"-6.603E-03xvdl+1.400)^g，dl《(—1.687E-07xvdl3+5.702E-05xvdl2—6.603E-03xvdl+1.580)nd2《1.6vd2。0eg，F(xiàn)2S(-1.665E—07xvd23+5.213E—05xvd22—5.656E-03xvd2+0.675)eg，d2《(-1.687E-07xvd23+5.702E-05xvd22-6.603E-03xvd2+1.400)ndl—nd2>0ndb221.70vdb2^20這里，ngl、nFl、ndl和nCl分別是材料1對于g線、F線、d線和C線的折射率，ng2、nF2、nd2和nC2分別是材料2對于g線、F線、d線和C線的折射率，并且，nFb2、ndb2和nCb2分別是微粒材料對于F線、d線和C線的折射率，并且，vdl=(ndl—l)/(nFl-nCl)vd2=(nd2-l)/(nF2-nC2)eg，F(xiàn)l=(ngl-nFl)/(nFl-nCl)eg，dl-(ngl-ndl)/(nFl-nCl)eg，F(xiàn)2=(ng2-nF2)/(nF2-nC2)eg，d2=(ng2—nd2)/(nF2—nC2)vdb2=(ndb2—l)/(nFb2-nCb2)。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供包含上述衍射光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)裝置。通過參照附圖閱讀以下的說明，本發(fā)明的其它方面將變得十分明顯。圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例(實(shí)施例15)的衍射光學(xué)元件的前視圖以及側(cè)視圖2是表示實(shí)施例15的衍射光學(xué)元件的部分?jǐn)嗝鎴D3A是表示實(shí)施例1的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖3B是表示實(shí)施例1的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖4是構(gòu)成實(shí)施例1的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(n-入特性)的示圖5A是表示實(shí)施例2的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖5B是表示實(shí)施例2的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖6A是表示實(shí)施例3的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖6B是表示實(shí)施例3的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖7A是表示實(shí)施例4的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖7B是表示實(shí)施例4的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖8A是表示實(shí)施例5的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖8B是表示實(shí)施例5的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次士l衍射階次的衍射效率特性的示圖9A表示使用實(shí)施例1~9的衍射光學(xué)元件的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)和具有該圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的圖像拾取裝置的配置；圖9B表示使用實(shí)施例1~9的衍射光學(xué)元件的觀察光學(xué)系統(tǒng)和具有該觀察光學(xué)系統(tǒng)的觀察裝置的配置；圖10是表示構(gòu)成實(shí)施例15的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(nd-vd特性)的示圖;圖ll是表示構(gòu)成實(shí)施例15的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(eg,F-vd特性)的示圖；圖12是表示構(gòu)成實(shí)施例15的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(eg，d-vd特性)的示圖；圖13是作為本發(fā)明的實(shí)施例(實(shí)施例6~9)的衍射光學(xué)元件的前視圖；圖14是表示實(shí)施例69的衍射光學(xué)元件的部分?jǐn)嗝鎴D；圖15A是表示實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖15B是表示實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖16是表示構(gòu)成實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(n-X特性)的示圖；圖17是表示實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件的內(nèi)部透射率特性的示圖；圖18A是表示實(shí)施例7的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖18B是表示實(shí)施例7的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次±1衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖19是表示實(shí)施例7的衍射光學(xué)元件的內(nèi)部透射率特性的示圖；圖20A是表示實(shí)施例8的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖20B是表示實(shí)施例8的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次士1衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖21是表示實(shí)施例8的衍射光學(xué)元件的內(nèi)部透射率特性的示圖；圖22是表示構(gòu)成實(shí)施例69的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(nd-vd特性)的示圖；圖23是表示構(gòu)成實(shí)施例69的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(eg，F(xiàn)-vd特性)的示圖；圖24是表示構(gòu)成實(shí)施例69的衍射光學(xué)元件的材料的折射率特性(eg，d-vd特性)的示圖；圖25是表示常規(guī)的單層衍射光學(xué)元件的部分?jǐn)嗝鎴D；圖26是表示常規(guī)的單層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次以及設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖27是表示常規(guī)的接觸三層衍射光學(xué)元件的部分?jǐn)嗝鎴D；圖28是表示常規(guī)的接觸三層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖29是表示常規(guī)的疊層衍射光學(xué)元件的部分?jǐn)嗝鎴D；圖30A是表示常規(guī)的疊層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖30B是表示常規(guī)的疊層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖31A是表示常規(guī)的疊層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖31B是表示常規(guī)的疊層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次士l衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖32是常規(guī)的接觸二層衍射光學(xué)元件的部分?jǐn)嗝鎴D；圖33A是表示實(shí)施例9的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖33B是表示實(shí)施例9的衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)衍射階次土1衍射階次的衍射效率特性的示圖；圖34是表示圖9的衍射光學(xué)元件的內(nèi)部透射率特性的示圖。具體實(shí)施方式以下參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例。[實(shí)施例1圖1是作為本發(fā)明的實(shí)施例(實(shí)施例1)的衍射光學(xué)元件的前視圖(左圖)以及側(cè)視圖(右圖)。在圖1中，字符O代表衍射光學(xué)元件的中心軸。圖2是在沿圖1的線A-A'切取的斷面中表示圖1的衍射光學(xué)元件的部分放大圖。這里應(yīng)當(dāng)注意，圖2沿光柵深度方向沒有按比例繪制。如這些附圖所示，衍射光學(xué)元件10包含第一元件部分12和第二元件部分13。第一元件部分12包含第一透明基板14以及由設(shè)置在笫一透明基板14上的光柵基部16和與光柵基部16—體化形成的第一衍射光柵18構(gòu)成的第一光柵形成層。第二元件部分13包含第二透明基板15以及由設(shè)置在第二透明基板15上的光柵基部17和與光柵基部17—體化形成的第二衍射光柵19構(gòu)成的第二光柵形成層.第一和第二衍射光柵18和19具有相同的光柵形狀(周期性結(jié)構(gòu))，這意味著它們具有相同的光柵厚度d和相同的光柵間距p的分布。換句話說，它們的光柵形狀具有相同的圖案，光柵形狀指的是凸部(以下稱為峰)和凹部(以下稱為谷)被交替設(shè)置的形狀。第一和第二元件部分12和13被配置為使得第一和第二衍射光柵18和19的光柵表面18a和19a(與光柵的傾斜表面對應(yīng))與它們的光柵壁部分18b和19b接觸，而在其間沒有間隙即在其間沒有介入的空氣層。第一和第二元件部分12和13作為整體用作一個(gè)衍射光學(xué)元件。第一和第二衍射光柵18和19具有同心的光柵形狀，由于它們的光柵間距沿徑向變化，因此它們用作透鏡，在本實(shí)施例中，入射到衍射光學(xué)元件10上的光的波長范圍即使用波長范圍是可見波長范圍(例如，400700nm)。第一和第二衍射光柵18和19的材料以及它們的光柵厚度被選擇為使得在整個(gè)可見波長范圍上作為設(shè)計(jì)衍射階次光的一階衍射光的衍射效率變得最高。以下說明本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10的衍射效率。在圖25的常規(guī)的單層DOE的情況下，用于使某一衍射階次的衍射光的衍射效率最大化的條件如下，這里，XO是設(shè)計(jì)波長。在光通量垂直入射到衍射光學(xué)元件10上到達(dá)衍射光柵的基面(由圖25的虛線表示)時(shí)，如果衍射光柵的峰和谷之間的光路長度差(即，穿過峰的光線和穿過谷的光線之間的光路長度差)變?yōu)椴ㄩL的整數(shù)倍，那么衍射光的衍射效率將被最大化。這可由下式表示(nOl漏l)xd-mxXO…(20)這里，n01是對于波長XO的光的衍射光柵的材料的折射率，d是光柵厚度，m是衍射階次。由于式(20)包含波長的項(xiàng)，因此在給定的階次上僅對于設(shè)計(jì)波長滿足該式，并且衍射效率將在設(shè)計(jì)波長以外的波長從最大值減小。任意波長X的衍射效率TiO0可由下式(21)表示Ti(入)-sinc2阿m畫(nl(X)-l)xd/^…(21)這里，m是衍射階次，nl(人)是對于波長入的光的衍射光柵的材料的折射率，sinc、a)是由{sin(a)/a}2表示的函數(shù)?；旧希哂袃蓚€(gè)或更多個(gè)層的疊層結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件與本實(shí)施例相同，并且，為了使得各個(gè)層作為整體用作一個(gè)衍射光學(xué)元件，元件被配置如下。在構(gòu)成各層的材料的邊界上形成的衍射光柵的峰和谷之間的光路長度差被確定。這種光路長度差在整個(gè)衍射光柵上被相加。然后，光柵形狀的尺寸被確定，使得通過相加光路長度差獲得的值變?yōu)椴ㄩL的整數(shù)倍。因此，在圖2所示的衍射光學(xué)元件10中，用于使m階衍射光的衍射效率最大化的條件可由下式表示，這里，XO是設(shè)計(jì)波長士(n01-n02)xd-mxX0…(22)這里，n01是構(gòu)成第一元件部分12的第一衍射光柵18的材料對于波長XO的光的折射率，n02是構(gòu)成第二元件部分13的第二衍射光柵19的材料對于波長XO的光的折射率，d是與衍射光柵18和19共同的光柵厚度。相對于圖2中的零階衍射光斜向下衍射的光的衍射階次被定義為正衍射階次，而相對于零階衍射光斜向上衍射的光的衍射階次被定義為負(fù)衍射階次.在這種情況下，式(22)中的符號土將在衍射光柵具有圖2中的厚度從上到下增加的光柵形狀的情況下為正，而將在衍射光柵具有圖2中的厚度從上到下減小的光柵形狀的情況下為負(fù)。在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)衍射階次X0以外的3l的波長的衍射效率ti(X)可由下式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>這里，m是衍射階次，nl(X)是構(gòu)成第一衍射光柵18的材料的在波長X的折射率，n2(人)是構(gòu)成第二衍射光柵19的材料的在波長X的折射率，d是與衍射光柵18和19共同的光柵厚度，sinc、a)是由(sin(a)/ap表示的函數(shù)。以下解釋用于在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中獲得高衍射效率的條件。為了在整個(gè)使用波長范圍上獲得高衍射效率，由式(23)限定的值Ti(X)應(yīng)在整個(gè)使用波長范圍上接近1。換句話說，為了提高設(shè)計(jì)衍射階次m的衍射效率，式(23)中的(KX)/入應(yīng)接近m。例如，當(dāng)設(shè)計(jì)衍射階次m是一階時(shí)，(KX)/X應(yīng)接近1。并且，從以上關(guān)系可以看出，基于光柵形狀獲得的光路長度差(K;i)需要與波長人成比例線性變化，這意味著式(24)右邊的值應(yīng)具有線性。也就是說，構(gòu)成第二衍射光柵19的材料根據(jù)波長的折射率的變化與構(gòu)成第一衍射光柵18的材料根據(jù)波長的折射率的變化的比率需要在整個(gè)使用波長范圍上恒定。以下說明具有滿足上述關(guān)系的結(jié)構(gòu)的更具體的實(shí)施例。在圖2的衍射光學(xué)元件10中，第一衍射光柵18由丙烯酸樹脂和Ah03粒子(微粒材料)的混合材料(nd=1.542，vd=53.2)制成。第二衍射光柵19由氟樹脂和ITO粒子(微粒材料)的混合材料(nd=1.491，vd-19.8)制成。第一和第二衍射光柵18和19同樣的光柵厚度d為11.4pm。圖3A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中的一階衍射光的衍射效率。衍射光學(xué)元件10的設(shè)計(jì)衍射階次為一階。圖3B表示設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次(零階和二階)的衍射光的衍射效率。在這些附圖中，縱軸表示衍射效率(％)，橫軸表示波長(nin)。以下實(shí)施例相同。從這些附圖可以看出，與在以上的日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322、日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118和日本專利申請公開公報(bào)No.2005-107298中公開的衍射光學(xué)元件相比，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10的作為設(shè)i十階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善。并且，根據(jù)本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件IO，作為不必要階次的衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率被進(jìn)一步降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10具有比在日本專利申請公開公才艮No.2004-78166中公開的常規(guī)衍射光學(xué)元件小的總光柵厚度(在疊層的DOE中，為兩個(gè)衍射光柵層和空氣層的厚度的總和)。盡管如此，對于設(shè)計(jì)階次衍射光(一階衍射光)和不必要階次的衍射光(零階衍射光和二階衍射光)，衍射光學(xué)元件10仍實(shí)現(xiàn)與常規(guī)的衍射光學(xué)元件相比相當(dāng)或更好的性能。并且，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)99.9%或更高的一階衍射光的衍射效率，并充分地將不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率抑制到0.02%或更低。在以上的說明中，僅對于作為設(shè)計(jì)衍射階次士l衍射階次的衍射光的零階衍射光和二階衍射光評價(jià)不必要的衍射光的衍射效率。這是因?yàn)?，隨著衍射階次遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)衍射階次，對于炫光的貢獻(xiàn)將減小。即，由于零階和二階衍射光導(dǎo)致的炫光的減少相應(yīng)帶來由于其它階次衍射光導(dǎo)致的炫光的減少。原因如下。在被設(shè)計(jì)為使得設(shè)計(jì)衍射階次的衍射光被主要衍射的衍射光學(xué)元件中，隨著衍射階次遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)衍射階次，光的衍射效率降低，并且由這種衍射階次的光形成的圖像在成像面上相當(dāng)模糊，由此使得它作為炫光是不明顯的。圖4表示用于本實(shí)施例中的通過混合丙烯酸樹脂和Al203粒子獲得的材料(材料1)和通過混合氟樹脂和ITO粒子獲得的材料(材料2)以及在上述日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中^Hf的材料的可見波長范圍中的折射率特性。在日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中公開的材料是丙烯酸樹脂1(nd=1.523,vd=51.1)和丙烯酸樹脂2(nd-1.636，vd=23.0)。在圖4中，在用于本實(shí)施例中的材料1和材料2之間，折射率特性圖的斜率看起來是不同的。但是，這些材料的折射率相對于波長的變化基本上恒定地變化。另一方面，雖然日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的丙烯酸樹脂1的折射率相對于波長的變化基本上恒定地變化，但丙烯酸樹脂2的折射率的變化率在短波長側(cè)較大。這是因?yàn)?，日本專利申?gt;^開7>才艮No.2000-98118僅提到vd^nd-l)/(nF-nC)作為材料性能，這里，nF、nd和nC分別是F線、d線和C線的折射率，vd是僅定義d線附近的折射率變化的平均斜率的值。在疊層衍射光學(xué)元件的情況下，vd特性是適于在保持疊層衍射光學(xué)元件的小光柵厚度的同時(shí)與單層DOE相比提高衍射效率的評價(jià)量。但是，本實(shí)施例目的是與日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的衍射光學(xué)元件相比進(jìn)一步提高衍射效率。因此，僅代表折射率的平均變化的vd特性作為評價(jià)量是不夠的。相反，對于g線和F線的部分分散(dispersion)比0g，F(xiàn)以及對于g線和d線的部分分散比0g，d被用作新的評價(jià)量。當(dāng)nF、nC和ng分別是對于F線、C線和g線的折射率時(shí)，部分分散比eg，F(xiàn)可表示為eg，F(xiàn)-(ng曙nF)/(nF隱nC)。當(dāng)nF、nd、nC和ng分別是對于F線、a線、c線和g線的折射率時(shí)，部分分散比eg，a可表示為eg，d-(ng-nd)/(nF-nC)。這些表達(dá)式代表短波長側(cè)的折射率變化和長波長側(cè)的折射率變化之間的比率。本實(shí)施例的材料1具有0g，F(xiàn)=0.55和0g，d=1.25。材料2具有9g，F(xiàn)=0.41、eg，d=1.04，它們小于材料l的值。同時(shí)，日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的丙烯酸樹脂1具有0g，F(xiàn)=0.58、0g，d=1.28，并且丙烯酸樹脂2具有0g，F(xiàn)-0.68、0g，d-1.40。雖然丙烯酸樹脂l的Gg，F(xiàn)和eg，d與本實(shí)施例的材料1差別不大，但丙烯酸樹脂2的9g，F(xiàn)和0g，d比本實(shí)施例的材料2大。因此，可以看出，本實(shí)施例的材料的組合在整個(gè)使用波長范圍上相對于波長變化各材料的折射率變化更加恒定，并提供更高的衍射效率。與上述日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322、日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118、日本專利申請公開公報(bào)No.2004-78166和日本專利申請公開公報(bào)No.2005-107298不同，本實(shí)施例使用上述材料1和2，并可在保持較高的衍射效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)具有相同的光柵圖案的第一和第二衍射光柵18和19在它們的光柵表面上相互接觸的接觸二層DOE。由此，不需要以較高的精度對準(zhǔn)這些衍射光柵18和19，由此有利于它們的制造。上述實(shí)施例說明了如圖l和圖2所示的在平板形式的透明基板14和15上具有衍射光柵18和19的衍射光學(xué)元件。但是，作為平板透明基板的替代，可以使用透鏡，并且，衍射光柵可被設(shè)置在透鏡的諸如凸面或凹面的曲面上，從中可獲得與本實(shí)施例類似的效果。雖然本實(shí)施例說明了設(shè)計(jì)衍射階次是一階的衍射光學(xué)元件，但設(shè)計(jì)衍射階次不限于一階。即使在一階以外的二階或三階等的衍射光的情況下，也可通過設(shè)置衍射光柵的光路長度差的合成值以與希望的設(shè)計(jì)衍射階次的希望的設(shè)計(jì)波長對應(yīng)獲得與本實(shí)施例類似的效果。實(shí)施例2以下說明本發(fā)明的實(shí)施例2。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例l基本上相同的配置。即，元件具有圖l和圖2所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例l共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處。在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中，圖2所示的第一衍射光柵18由丙烯酸樹脂和Zr02粒子的混合材料(nd=1.611，vd=45.5)制成。第二衍射光柵19由丙烯酸樹脂和ITO粒子的混合材料(nd=1.567，vd=21.7)制成。第一和第二衍射光柵18和19同樣的光柵厚度d為13.3^un。圖5A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次為一階。圖5B表示設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率。與實(shí)施例1的衍射光學(xué)元件10類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率可被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.8%或更高，并且不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.04%或更低。[實(shí)施例3以下說明本發(fā)明的實(shí)施例3。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例l基本上相同的配置。即，元件具有圖l和圖2所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例l共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處。在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中，圖2所示的第一衍射光柵18由丙烯酸樹脂和Al203粒子的混合材料(nd=1.594，vd=58.0)制成。第二衍射光柵19由氟樹脂和ITO粒子的混合材料(nd=1.519,vd-16.5)制成。第一和第二衍射光柵18和19同樣的光柵厚度d為7.8pm。圖6A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次為一階。圖6B表示設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率。與實(shí)施例1和2的衍射光學(xué)元件10類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率可被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.8%或更高，并且不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.04°/0或更低。實(shí)施例4以下說明本發(fā)明的實(shí)施例4。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例l基本上相同的配置。即，元件具有圖l和圖2所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例1共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處。在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中，圖2所示的第一衍射光柵18由丙烯酸樹脂和人1203粒子的混合材料(nd=1.556，vd=55.4)制成。第二衍射光柵19由光學(xué)材料和ITO粒子的混合材料(nd=1.469，vd=12.1)制成。第一和第二衍射光柵18和19同樣的光柵厚度d為6.0|Lim。圖7A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次為一階。圖7B表示設(shè)計(jì)衍射階次土1衍射階次的衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率。與實(shí)施例13的衍射光學(xué)元件10類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率可被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.9%或更高，并且不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.02%或更低.[實(shí)施例5以下說明本發(fā)明的實(shí)施例5。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例l基本上相同的配置。即，元件具有圖l和圖2所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例1共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處。在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中，圖2所示的第一衍射光柵18由丙烯酸樹脂材料(nd-1.552，vd-51.3)制成。注意，與實(shí)施例14不同，本實(shí)施例的第一衍射光柵的材料僅是其中沒有混合微粒材料的丙烯酸樹脂。另一方面，第二衍射光柵19由氟樹脂和ITO粒子的混合材料Ud-1.480，vd-21,3)制成。第一和第二衍射光柵18和19同樣的光柵厚度d為13.9nm。圖8A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次為一階。圖8B表示設(shè)計(jì)衍射階次土1衍射階次的衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率。與實(shí)施例14的衍射光學(xué)元件10類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件10的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率可被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光，更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.9%或更高，并且不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.02%或更低。以下說明在上述實(shí)施例的第一和第二衍射光柵18和19中滿足的條件。在實(shí)施例15的衍射光學(xué)元件10中，構(gòu)成第一和第二衍射光柵的第一材料和第二材料(以下分別稱為材料1和材料2)滿足以下條件。材料2是滿足以下條件的樹脂材料和微粒材料的混合材料。在以下的表達(dá)式中，ngl、nFl、ndl和nCl分別是材料l對于g線、F線、d線和C線的折射率，并且ng2、nF2、nd2和nC2分別是材料2對于g線、F線、d線和C線的折射率。nFb2、ndb2和nCb2分別是微粒材料對于F線、d線和C線的折射率。vdl、vd2、vdb2分別是材料1、材料2和微粒材料對于d線的Abbe(阿貝)數(shù)。"E-b"意味著"xlOb"。并且，它們具有以下關(guān)系vdl=(ndl-l)/(nFl-nCl)vd2=(nd2-l)/(nF2-nC2)eg，F(xiàn)l=(ngl-nFl)/(nFl-nCl)-9g，dl=(ngl-ndl)/(nFl-nCl)eg，F(xiàn)2=(ng2-nF2)/(nF2-nC2)eg，d2=(ng2-nd2)/(nF2—nC2)vdb2=(ndb2-l)/(nFb2-nCb2)。然后，以下的條件要被滿足材料l:ndl》驢…(l)vdl^40…(2)(一1.665E—07xvdl3+5.213E—05xvdl2—5.656E—03xvdl+0.675)S9g，F(xiàn)l《(-1.665E-07xvdl3+5.213E-05xvdl2-5.656E-03xvdl+0.825)…(3)(-1.687E-07xvdl3+5.702E-05xvdl2-6.603E-03xvdl+1.400)《9g，dl《(-1.687E-07xvdl3+5.702E-05xvdl2-6.603E_03xvdl+1.580)…(4)材料2:nd2化6…(5)vd2。0…(6)eg，F(xiàn)2《(-1.665E-07xvd23+5.213E-05xvd22—5.656E—03xvd2+0.675)…(7)eg，d2《(-1.687E-07xvd23+5.702E-05xvd22-6.603E-03xvd2+1.400)…(8)材料1和材料2:ndl-nd2>0".(9)微粒材料ndb221.70…(10)vdb2《20…(11)。條件式(1)~(4)限定材料1的性能。即，材料1必須滿足所有的條件式(1)U)?，F(xiàn)在，為了便于理解各條件之間的關(guān)系，將參照圖10~12。圖IO表示nd和vd之間的關(guān)系，圖11表示0g，F(xiàn)和vd之間的關(guān)系，圖12表示9g，d和vd之間的關(guān)系。在這些附圖中，縱軸分別表示nd、0g，F(xiàn)和eg，d，橫軸表示vd。注意，在圖1012中，條件式的號碼由圓包圍的數(shù)字表示。如圖IO所示，條件式(1)和(2)規(guī)定用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的材料1的ndl和vdl的范圍。如果ndl和vdl的值比條件式(1)和(2)的下限低，那么實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件(接觸二層型)的材料2即滿足條件式(5)和(8)的材料2將不存在。如圖ll所示，條件式(3)規(guī)定用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的材料l的0g，F(xiàn)l和vdl的范圍。如上所述，該條件式(3)應(yīng)基于條件式(1)和(2)的滿足被滿足。如果0g，F(xiàn)l的值比條件式(3)的下限低，那么實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的光柵厚度將增加，因此，斜入射到衍射光學(xué)元件上的光線(以下稱為斜入射光)的衍射效率將劣化.如果eg，F(xiàn)l的值比條件式(3)的上限高，那么用實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)(接觸二層結(jié)構(gòu))獲得高衍射效率的材料2即滿足條件式(5)(8)的材料2將不存在。如圖12所示，條件式(4)規(guī)定用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的材料l的eg，dl和vdl的范圍。在這種情況下，該條件式(4)也應(yīng)基于條件式(1)~(3)的滿足被滿足。如果0g，dl的值比條件式(4)的下限低，那么實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的光柵厚度將增加，因此，斜入射光的衍射效率將劣化。如果0g，dl的值比條件式(4)的上限高，那么用實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)(接觸二層結(jié)構(gòu)型)獲得高衍射效率的材料2即滿足條件式(5)~(8)的材料2將不存在。為了在使得光柵變薄的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的衍射效率，鑒于允許材料2存在的條件，優(yōu)選材料1滿足以下的條件式。被分配給以下的條件式的號碼的字母'a，表示具有V的這種條件式優(yōu)于原始條件式。字母'b，表示具有'b，的這種條件式優(yōu)于具有'a，的相應(yīng)條件式。以下的其它條件式同樣如此U^ndl《1.75."(la)Upiidl《1.70…(lb)40《vdl幼0…(2a)軀vdl-70…(2b)(一1.66SE—07xvdl3+5.213E-05xvdl2-5.656E-03xvdl+0.700)《eg，F(xiàn)l《(-1.665E-07xvdl3+5.213E-05xvdl2—5.656E-03xvdl+0.662)…(3a)(-1.687E-07xvdl3+5.702E-05xvdl2-6.603E-03xvdl+1.425)《0g，dl《(-1.687E-O7xvdl3+5.7O2E-O5xvdl2-6.6O3E-O3xvl+1.513)"(4a)條件式(5)~(8)規(guī)定材料2的性能。對于滿足所有的條件式(1)~(4)的材料l，材料2必須滿足條件式(5)(8)。為了便于理解各條件之間的關(guān)系，再一次參照圖1012。如圖IO所示，條件式(5)和(6)規(guī)定用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的材料2的nd2和vd2的范圍。如果nd2和vd2的值比條件式(5)和(6)的上限高，那么實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件(接觸二層型)的材料1即滿足條件式(1)(4)的材料1將不存在。如圖11所示，條件式(7)規(guī)定用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的材料2的0g，F(xiàn)2和vd2的范圍。如上所述，該條件式(7)應(yīng)基于條件式(5)和(6)的滿足被滿足。如果eg,F2的值比條件式(7)的上限高，那么用實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)(接觸二層結(jié)構(gòu))獲得高衍射效率的材料1即滿足條件式(1)(4)的材料1將不存在。如圖12所示，條件式(8)規(guī)定用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的材料2的0g，d2和vd2的范圍。在這種情況下，該條件式(8)也應(yīng)基于條件式(5)和(6)的滿足被滿足。如果9g，d2的值比條件式(8)的上限高，那么用實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)(接觸二層結(jié)構(gòu))獲得高衍射效率的材料1即滿足條件式(1)(4)的材料1將不存在。為了在使得光柵變薄的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的衍射效率，鑒于允許材料l存在的條件，優(yōu)選材料2滿足以下的條件式1.4《nd2《1.6…(5a)vd2《25…(6a)eg，F(xiàn)2《(—1.665E-07xvd23+5.213E—05xvd22-5.656E-03xvd2+0.600)".(7a)eg，d2《(-1.687E-07xvd23+5.702E-05xvd22-6.603E—03xvd2+1.300)…(8a)條件式(9)表示實(shí)施例的衍射光學(xué)元件中的材料1和材料2的折射率之間的大小關(guān)系。除非滿足該條件式，否則不能獲得希望的衍射效率。條件式(10)和(11)規(guī)定在上述實(shí)施例的衍射光學(xué)元件中允許材料2滿足上述條件式(5)(8)的微粒材料的材料性能的范圍。滿足條件式(10)和(11)的微粒材料包含作為ITO、Ti、Nr、Cr、它們的氧化物、它們的合成物和它們的混合物中的任一種的無機(jī)微粒材料。在實(shí)施例中，作為一個(gè)例子使用ITO(ndb2=1.77，vdb2=6.8)。如果ndb2的值比條件式(10)的下限低或如果vdb2的值比條件式(11)的上限高，那么材料2不能滿足條件式(5)(8)。這里，只要滿足條件式(10)和(11)，那么使用的微粒材料就不限于上述實(shí)施例中的那些。并且，微粒材料優(yōu)選滿足以下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>除了上述條件式(1)(11)以外，上述實(shí)施例的衍射光學(xué)元件IO優(yōu)選滿足以下條件。人F、Xd和XC分別是F線、d線和C線的波長。m(XF)是通過將對于F線的波長的m階(設(shè)計(jì)階次)衍射光的各衍射光柵的凸部(峰)和凹部(谷)之間的光路長度差除以該波長獲得的值。m(人d)是通過將對于d線的波長的m階衍射光的各衍射光柵的凸部和凹部之間的光路長度差除以該波長獲得的值。并且，m(XC)是通過將對于C線的波長的m階衍射光的各衍射光柵的凸部和凹部之間的光路長度差除以該波長獲得的值。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>這些條件式(12)(16)規(guī)定根據(jù)實(shí)施例的用材料1和2形成的接觸二層DOE的衍射效率.如果d的值比條件式(15)的上限高，那么斜入射光的衍射效率可能大大劣化。如果條件式(16)不被滿足，那么不能獲得希望的衍射效率。為了實(shí)現(xiàn)更高的衍射效率，優(yōu)選滿足以下的條件式。被分配給以下的條件式的號碼的字母'c，表示具有'c，的這種條件式優(yōu)于具有'b，的條件式d《15...(15a)0.93《(m(入F)+m(Xd)+m(XC"/3《1.07…(16a)0.94《(m(入F)+m(Xd)+m(入C))/3《1.06…(16b)0.96《(m(入F)+m(Xd)+m(XC))/3《1.04…(16c)。在實(shí)施例1~4中，材料1優(yōu)選與滿足所有的以下條件的微粒材料混合。這里，nFbl、ndbl和nCbl分別是微粒材料對于F線、d線和C線的折射率。并且，vdbl=(ndbl-l)/(nFbl-nCbl):ndbl21.65…(17)vdbl235…(18)。條件式(17)和(18)規(guī)定混入材料l中的微粒材料的性能。滿足條件式(17)和(18)的微粒材料包含作為Al、Zr、Y、它們的氧化物、它們的合成物和它們的混合物中的任一種的無機(jī)微粒材料。在實(shí)施例中，作為一個(gè)例子使用A1203(ndbl=1.71，vd=68.0)或Zr02(ndbl=1.87，vd=39.4)。如果ndbl和vdbl的值比條件式(17)和(18)的下限低，那么不能實(shí)現(xiàn)滿足條件式(1)~(4)的材料l。這里，只要滿足條件式(17)和(18)，那么使用的微粒材料就不限于上述的例子。作為與粒子混合的材料的替代，例如可以使用一般的紫外線固化樹脂。但是，由于如實(shí)施例14所述的那樣使用其中混合(分散)微粒材料的材料作為材料1和材料2可降低光柵厚度，因此這種材料優(yōu)選被用作斜入射光的衍射效率劣化的對策。微粒材料優(yōu)選滿足以下條件ndbl21.70…(17a)vdbl238…(18a)。微粒材料的平均粒子直徑優(yōu)選為入射到衍射光學(xué)元件上的光的波長(使用波長或設(shè)計(jì)波長)的1/4或更小。在粒子直徑大于該范圍的情況下，當(dāng)這種微粒材料被混入樹脂材料中時(shí)，光的散射可能較大。用于在其中混合上述微粒材料的樹脂材料包含作為丙烯酸、氟、乙烯、環(huán)氧有機(jī)樹脂中的任一種的紫外線固化樹脂。在實(shí)施例中，作為一個(gè)例子使用丙烯酸樹脂或氟樹脂。作為最終條件，當(dāng)圖2的衍射光柵的光柵間距為P并且光柵厚度為d時(shí)，實(shí)施例的衍射光學(xué)元件優(yōu)選滿足以下條件d/P<l〃…(19)。條件式(19)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的衍射光柵的形狀(光柵間距和光柵厚度)。如果d/P的值比條件式(19)的上限高，那么斜入射光的衍射效率可由于光柵間距變得太小而劣化。條件式(19)的滿足導(dǎo)致有利于在用于形成(樹脂成形)衍射光學(xué)元件的模具中加工光柵形狀的優(yōu)點(diǎn)。表l表示實(shí)施例1~5中說明的衍射光學(xué)元件的條件式(1)(19)的數(shù)值。如上所述，在上述實(shí)施例中，材料l和材料2對于g線和F線的部分分散比0g，F(xiàn)以及對于g線和d線的部分分散比0g，d被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，并且這種材料l和材料2被用于構(gòu)成接觸二層DOE。由此，能夠在入射光的整個(gè)波長范圍(使用波長范圍)上保持特定衍射階次(設(shè)計(jì)衍射階次)的衍射光的較高的衍射效率同時(shí)能夠充分地抑制導(dǎo)致炫光的不必要衍射光的衍射光學(xué)元件可被實(shí)現(xiàn)。并且，由于被配置為接觸二層DOE,因此可以以較低的成本^L容易地制造該元件。這里應(yīng)當(dāng)注意，圖1和圖2的衍射光學(xué)元件的形狀，特別是光柵部分的形狀僅是示例性的，其它的形狀也可被使用。(7[實(shí)施例6以下說明作為本發(fā)明的實(shí)施例(實(shí)施例6)的衍射光學(xué)元件。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件被配置為使得由第一材料制成的第一衍射光柵和由第二材料制成的第二衍射光柵被層疊以在它們的光柵表面上相互接觸。構(gòu)成第一和第二衍射光柵的光柵部分的第一材料和第二材料(以下可分別稱為材料1和材料2)滿足下述的條件式。特別地，材料2由樹脂材料和微粒材料的混合材料制成。以下的實(shí)施例同樣如此。圖13是本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的主要部分的前視圖。在圖13中，附圖標(biāo)記50表示衍射光學(xué)元件，字符O表示衍射光學(xué)元件的中心軸。圖14是在沿圖13的線A-A'切取的斷面中表示圖13的衍射光學(xué)元件的部分放大圖。這里應(yīng)當(dāng)注意，圖14沿衍射光柵的光柵深度方向沒有按比例繪制。如圖14所示，衍射光學(xué)元件50包含第一元件部分52和第二元件部分53。第一元件部分52包含由第一光柵基部54和與第一光柵基部54—體化形成的第一衍射光柵56構(gòu)成的第一光柵形成層。第二元件部分53包含由第二光柵基部55和與第二光柵基部55—體化形成的第二衍射光柵57構(gòu)成的第二光柵形成層。附圖標(biāo)記56c和57c分別表示構(gòu)成第一衍射光柵56和第二衍射光柵57的光柵部分。第一和第二衍射光柵56和57具有有相同的光柵形狀(周期性結(jié)構(gòu))的光柵部分，這意味著它們具有有相同的光柵厚度d和相同的光柵間距p的分布的多個(gè)光柵部分56c和57c.換句話說，它們具有有相同圖案的光柵部分。光柵部分56c和57c具有凸部(以下稱為峰)和凹部(以下稱為谷)被交替設(shè)置的光柵形狀。第一和第二元件部分52和53的光柵基部54和55分別具有厚度hi和h2。第一和第二元件部分52和53被配置為使得在第一和第二衍射光柵56和57中光柵部分56c和57c的光柵表面56a和57a(與光柵部分56c和57c的傾斜表面對應(yīng))與光柵壁部分56b和57b接觸，而在其間沒有間隙。、即，光柵部分56c和57c的光柵表面相互緊密接觸，而在其間沒有介入的空氣層。第一和第二元件部分52和53作為整體用作一個(gè)衍射光學(xué)元件50。第一和第二衍射光柵56和57具有同心的光柵形狀的光柵部分56c和57c，由于光柵部分56c和57c的光柵間距沿徑向變化，因此它們用作透鏡。第一光柵基部54的光入射側(cè)的表面54a和第二光柵基部55的光射出側(cè)的表面55b被配置為平整表面或曲面。作為替代方案，可以在這些表面54a和55b中的至少一個(gè)上形成另一衍射光柵。在本實(shí)施例中，入射到衍射光學(xué)元件50上的光的波長范圍即使用波長范圍是可見波長范圍(例如，400~700nm)。構(gòu)成第一和第二衍射光柵56和57的光柵部分56c和57c的材料以及它們的光柵厚度被選擇為使得在整個(gè)可見波長范圍上作為設(shè)計(jì)衍射階次的一階衍射光的衍射效率變得最高。以與在實(shí)施例1中參照式(20)(24)說明的方式相同的方式考慮本實(shí)施例和以下的實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的衍射效率。以下說明本實(shí)施例和以下的實(shí)施例的衍射光學(xué)元件的特征。構(gòu)成第一衍射光柵56的第一材料是玻璃材料。這里提到的玻璃材料是用于玻璃成形的玻璃材料。這里，用于玻璃成形的玻璃材料是指變形點(diǎn)為600。C或更低的低熔點(diǎn)玻璃。構(gòu)成第二衍射光柵57的第二材料是樹脂材料和微粒材料的混合材料。第二材料包含包含無機(jī)粒子的樹脂材料，這些無機(jī)粒子是ITO、Ti、Nr和Cr中的任一種或ITO、Ti、Nr和Cr中的至少一種的氧化物、合成物和混合物中的任一種。用于在其中混合無機(jī)粒子的作為第二材料的樹脂材料包含作為丙烯酸、氟、乙烯、環(huán)氧有機(jī)樹脂中的任一種的紫外線固化樹脂。微粒材料的平均粒子直徑優(yōu)選為入射到衍射光學(xué)元件上的光的波長(使用波長或設(shè)計(jì)波長)的1/4或更小(200nm或更小)。第一材料的對于d線的折射率、對于d線的Abbe數(shù)、對于g線和F線的部分分散比和對于g線和d線的部分分散比分別是ndl、vdl、0g，F(xiàn)l和9g，dl。第二材料的對于d線的折射率、對于d線的Abbe數(shù)、對于g線和F線的部分分散比和對于g線和d線的部分分散比分別是nd2、vd2、0g，F(xiàn)2和0g，d2。微粒材料的對于d線的折射率和Abbe數(shù)分別是ndb2和vdb2。然后，材料1和2和微粒材料滿足以下條件ndl》1.48…(31)vdl240…(32)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage30</formula>第一材料的對于g線、F線、d線和C線的折射率分別是ngl、nFl、ndl和nCl。第二材料的對于g線、F線、d線和C線的折射率分別是ng2、nF2、nd2和nC2。包含于第二材料中的微粒材料的對于F線、d線和C線的折射率分另'J是nFb2、ndb2和nCb2。此時(shí)，第一材料的Abbe數(shù)vdl和部分分散比0g，F(xiàn)l和6g，dl、笫二材料的Abbe數(shù)vd2和部分分散比0g，F(xiàn)2和0g，d2以及微粒材料的Abbe數(shù)vdb2如下vdl=(ndl—l)/(nFl-nCl)vd2=(nd2-l)/(nF2-nC2)eg，F(xiàn)l=(ngl-nFl)/(nFl-nCl)eg，dl=(ngl-ndl)/(nFl-nCl)eg，F(xiàn)2-(ng2-nF2)/(nF2-nC2)9g，d2=(ng2-nd2)/(nF2-nC2)vdb2-(ndb2-l)/(nFb2-nCb2)。以下說明條件式(31)~(41)。條件式(31)(34)規(guī)定材料l(第一材料)的性能。材料l優(yōu)選同時(shí)滿足所有的條件式(31)~(34)。現(xiàn)在，為了便于理解各條件之間的關(guān)系，將參照圖22~24。圖22表示折射率nd和Abbe數(shù)vd之間的關(guān)系。圖23表示部分分散比eg，F(xiàn)和Abbe數(shù)vd之間的關(guān)系，圖24表示部分分散比eg,d和Abbe數(shù)vd之間的關(guān)系。在這些附圖中，縱軸分別表示折射率nd、部分分散比eg，f和eg，d，橫軸表示Abbe數(shù)vd。注意，在圖2224中，條件式的號碼由圓包圍的數(shù)字表示。如圖22所示，條件式(31)和(32)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的材料l的折射率nd和Abbe數(shù)vd的范圍。如果ndl和vdl的值比條件式(31)和(32)的下限低，那么難以獲得允許衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)(接觸二層結(jié)構(gòu))的材料2(第二材料)即滿足條件式(35)(38)的材料2。J如圖23所示，條件式(33)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的材料1的部分分散比0g，F(xiàn)和Abbe數(shù)vd的范圍。如上所述，該條件式優(yōu)選基于條件式(31)和(32)的滿足被滿足。如果eg,Fl的值比條件式(33)的下限低，那么衍射光學(xué)元件的衍射光柵的光柵厚度將增加，因此，斜入射到衍射光學(xué)元件上的光線(以下稱為斜入射光)的衍射效率將劣化。如果eg，F(xiàn)l的值比條件式(33)的上限高，那么難以獲得在接觸二層衍射光學(xué)元件中獲得較高的衍射效率的材料2即滿足條件式(35)~(38)的材料2。如圖24所示，條件式(34)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的材料1的部分分散比0g，d和Abbe數(shù)vd的范圍。該條件式也優(yōu)選基于條件式(31)(33)的滿足被滿足。如果0g，dl的值比條件式(34)的下限低，那么衍射光學(xué)元件的光柵部分的光柵厚度將增加，因此，斜入射光的衍射效率將劣化。如果eg，dl的值比條件式(34)的上限高，那么難以獲得在接觸二層衍射光學(xué)元件中獲得較高的衍射效率的材料2即滿足條件式(35)~(38)的材料2。為了在使得光柵變薄的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的衍射效率，鑒于允許材料2存在的條件，優(yōu)選材料l滿足以下的條件式。被分配給以下的條件式(31)和(32)的號碼的字母'a，表示具有'a，的這種條件式優(yōu)于原始條件式。字母'b，表示具有'b，的這種條件式優(yōu)于具有'a，的相應(yīng)條件式。字母'c，表示具有'c，的這種條件式優(yōu)于具有'b，的相應(yīng)條件式。以下的其它條件式同樣如此1.50《ndl《1.80…(31a)1.55《ndl化75".(31b)1.58《ndl《1.70…(31c)40《vdl，…(32a)40《vdl《70…(32b)條件式(35)~(38)規(guī)定材料2的性能。對于滿足所有的條件式(31)~(34)的材料l，材料2優(yōu)選滿足所有的條件式(3"(38)?，F(xiàn)在，為了便于理解各條件之間的關(guān)系，再一次參照圖2224。如圖22所示，條件式(35)和(36)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的材料2的折射率nd2和Abbe數(shù)vd2的范圍。如果nd2和vd2的值比條件式(35)和(36)的上限高，那么難以獲得允許衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)(接觸二層結(jié)構(gòu))的材料l即滿足條件式(31)(34)的材料l。如圖23所示，條件式(37)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的材料2的部分分散比eg，F(xiàn)2和Abbe數(shù)vd2的范圍。如上所述，該條件式優(yōu)選基于條件式(35)和(36)的滿足被滿足。如果0g，F(xiàn)2的值比條件式(37)的上限高，那么難以獲得在接觸二層衍射光學(xué)元件中獲得較高的衍射效率的材料l即滿足條件式(31)~(34)的材料1。如圖24所示，條件式(38)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的材料2的部分分散比0g，d2和Abbe數(shù)vd2的范圍。該關(guān)系也優(yōu)選基于條件式(31)~(34)的滿足被滿足。如果0g，d2的值比條件式(38)的上限高，那么難以獲得在接觸二層衍射光學(xué)元件中獲得較高的衍射效率的材料1即滿足條件式(31)~(34)的材料l。為了在使得光柵變薄的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的衍射效率，鑒于允許材料l存在的條件，對于關(guān)于材料2的條件式(35)(38)，優(yōu)選滿足以下的條件式1.化nd2《1.6…(35a)1.45《nd2《1.6…(35b)vd2《25…(36a)egF2《(-1.665E-07xvd23+5.213E-05xvd22-5.656E-03xvd2+0.600)...(37a)egd2《(-1.687E-07xvd23+5.702E-05xvd22-6.603E-03xvd2+1.300)…(38a)條件式(39)代表衍射光學(xué)元件中材料1和材料2的折射率之間的大小關(guān)系。除非滿足該條件式，否則難以獲得希望的衍射效率。條件式(40)和(41)規(guī)定在衍射光學(xué)元件中允許材料2滿足上述條件式(35)(38)的微粒材料的材料性能的范圍。滿足條件式(40)和(41)的微粒材料包含作為ITO、Ti、Nr、Cr、它們的氣化物、它們的合成物和它們的混合物中的任一種的無機(jī)微粒材料。在本實(shí)施例中，作為一個(gè)例子使用ITO(ndb2=1.77，vd=6.8)。如果ndb2的值比條件式(40)的下限低或如果vdb2的值比條件式(41)的上限高，那么材料2難以滿足條件式(35)~(38)。這里，只要滿足條件式(40)和(41)，那么使用的微粒材料就不限于上述的例子。并且，關(guān)于微粒材料的條件式(40)和(41)的數(shù)值優(yōu)選被設(shè)置如下ndb2》1.75…(40a)vdb2《18…(41a)除了上述條件式(31)~(41)以外，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50優(yōu)選滿足以下條件。入F、Xd和XC分別是F線、d線和C線的波長。m(XF)是通過將對于F線的波長的m階(設(shè)計(jì)階次)衍射光的笫一和第二衍射光柵中的每一個(gè)的凸部(峰)和凹部(谷)之間的光路長度差除以該波長獲得的值。m(入d)是通過將對于d線的波長的m階衍射光的第一和第二衍射光柵中的每一個(gè)的凸部和凹部之間的光路長度差除以該波長獲得的值。并且，m(u:)是通過將對于c線的波長的m階衍射光的笫一和第二衍射光柵中的每一個(gè)的凸部和凹部之間的光路長度差除以該波長獲得的值。d(nm)是衍射光柵的光柵部分的光柵厚度，那么d《20(nm)…(42)0.92gm(XF)+m(Xd)+m(XC"/3《1.08…(43)。這里，m(人F)、m(入d)和m(入C)如下m(XF)={dx(nFl-nF2)}/XFm(Xd)={dx(ndl-nd2)}/人dm(XCHdx(nCl-nC2)}/XC在以上的表達(dá)式中，nFl、ndl和nCl分別是材料1的對于F線、d線和C線的折射率，并且nF2、nd2和nC2分別是材料2的對于F線、d線和C線的折射率。d是材料l和材料2同樣的光柵厚度。條件式(42)和(43)用于在由材料1和材料2制成的接觸二層DOE中提高衍射效率。當(dāng)d的值比條件式(42)的上限高時(shí)，斜入射光的衍射效率的劣化將增加。如果條件式(43)不被滿足，那么將不能在整個(gè)可見波長范圍上獲得希望的衍射效率。為了實(shí)現(xiàn)更高的衍射效率，條件式(42)和(43)的數(shù)值優(yōu)選被設(shè)定如下d《15(阿)…(42a)d《12.5(nm)…(42b)d《10(拜)."(42c)0.93《(m(XF)+m(Xd)+m(X"/3《1.07…(43a)0.94《(m(XF)+m(Xd)+m(X))/3《1.06…(43b)0.96《(m(X)+m(入d)+m(XC》/3《1.04...(43c)在衍射光學(xué)元件50中，除了上述條件式(31)~(43)以外，還優(yōu)選滿足以下條件。XI、X2和人3分別是450nm、550nm和650nm的波長。"(X1)、Ti(X2)和Ti(A3)分別是在波長Xl、X2和入3的衍射效率。T1(X1)、T1(X2)和T1(X3)分別是第一材料的波長A1、人2和入3的內(nèi)部透射率。T2(A1)、T2(入2)和T2(入3)分別是第二材料的波長X1、入2和入3的內(nèi)部透射率。那么，(T攀)xT2(A1)xt!(A1)+T1(X2)xT2(A2)xti(X2)+T1(X3)xT2(^3)xti(^3))/3》0.70…(44)。這里，第一材料和第二材料的波長人l、和A3的內(nèi)部透射率T(X)如下。Kl(人l)和K2(AJ)分別是第一和第二材料在波長人1的吸收系數(shù)。K1(X2)和K2(X2)分別是笫一和第二材料在波長X2的吸收系數(shù)。K1(A3)和K2(A3)分別是第一和第二材料在波長A3的吸收系數(shù)。hl和h2分別是第一和第二衍射光柵的光柵基部的厚度。假定d是第一和第二衍射光柵的光柵部分的光柵厚度。那么，Tl(Al)=exp(-Kl(Al)x(d+hl))T2(Al)=exp(-K2(Xl)x(d+h2))Tl(入2"exp(-Kl(入2)x(d+h1))T2(A2)=exp(-K2(X2)x(d+h2))Tl(X3)=exp(-Kl(A3)x(d+hl))T2(X3)=exp(-K2(A3)x(d+h2))。條件式(44)規(guī)定材料1和材料2的內(nèi)部透射率。如果內(nèi)部透射率比條件式(44)的下限低，那么透射率將太低。那么，這種衍射光學(xué)元件不被有利地用于后述的光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)裝置。為了實(shí)現(xiàn)更高的內(nèi)部透射率，條件式(44)的數(shù)值范圍優(yōu)選被設(shè)置如下(Tl(入l)xT2(Xl)xTi(Xl)+Tl(X2)xT2(X2)xTi(X2)+Tl(A3)xT2(")xT!(A3))/320.75'"(44a)(Tl(Al)xT2(Xl)XT!(入l)+Tl(X2)xT2(X2)XTi(入2)+Tl(W)xT2(X3)XTi(X3))/320.80"(44b)(Tl(Xl)xT2(Xl)XT](Xl)+Tl(X2)xT2(X2)XTi(入2)+Tl(X3)xT2(X3)xri(X3))/320.85…(44c).微粒材料的平均粒子直徑優(yōu)選為入射到衍射光學(xué)元件上的光的波長(使用波長或設(shè)計(jì)波長)的1/4或更小(200nm或更小)。在粒子直徑大于該范圍的情況下，當(dāng)這種微粒材料被混入樹脂材料中時(shí)，光的散射可較大。用于在其中混合上述微粒材料的樹脂材料包含作為丙烯酸、氟、乙烯、環(huán)氧有機(jī)樹脂中的任一種的紫外線固化樹脂。在本實(shí)施例中，作為一個(gè)例子使用丙烯酸樹脂或氟樹脂。當(dāng)圖14的第一和第二衍射光柵的光柵部分的光柵間距^P并且它們的光柵厚度為d時(shí)，以下條件優(yōu)選被滿足d/P<l/7…(45)。條件式(45)規(guī)定構(gòu)成衍射光學(xué)元件的光柵部分的形狀(光柵間距和光柵厚度)。如果d/P的值比條件式(45)的上限高，那么斜入射光的衍射效率可由于光柵間距變得太小而劣化。條件式(45)的滿足導(dǎo)致便于在用于形成衍射光學(xué)元件的模具中加工光柵形狀的優(yōu)點(diǎn)。更具體地，d/P滿足以下條件d/P<l/15...(45a)如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，具有適當(dāng)?shù)墓鈻藕穸鹊膬蓚€(gè)衍射光柵由粒子分散材料和玻璃材料制成，由此可在較寬的波長范圍上對于特定的衍射階次(設(shè)計(jì)衍射階次)的衍射光獲得較高的衍射效率。并且，能夠充分地抑制不必要衍射光的衍射光學(xué)元件可被實(shí)現(xiàn)。與具有相同水平的性能和形狀(光柵厚度)的衍射光學(xué)元件相比，其內(nèi)部透射率也可被提高。并且，由于作為接觸二層DOE的配置，因此該元件可很容易地被制造。當(dāng)這種衍射光學(xué)元件被使用時(shí)，具有很少的炫光的具有良好的光學(xué)性能的光學(xué)系統(tǒng)或光學(xué)裝置可被實(shí)現(xiàn)。以下說明具有滿足上述關(guān)系的結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件的更具體的實(shí)施例。在圖14中所示的衍射光學(xué)元件50中，第一衍射光柵56由用于玻璃成形的玻璃材料(由SumitaOpticalGlass,Inc.制造，K-VC79(nd=1.6097，vd=57.8))制成。第二衍射光柵57由氟樹脂和ITO粒子(微粒材料)的混合材料(nd-1.5215，vd=14.6))制成。第一和第二衍射光柵56和57的光柵部分的光柵厚度d是6，65nm。本例子被設(shè)計(jì)為使得圖14的光柵部分56c和57c的光柵間距P為200pm并且光垂直入射到衍射光學(xué)元件50上到達(dá)第一光柵基部54。圖15A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中的一階衍射光的衍射效率。衍射光學(xué)元件50的設(shè)計(jì)衍射階次是一階。圖15B表^設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次(零階和二階)的衍射光的衍射效率。這里注意，在圖15A和圖15B中，縱軸代表衍射效率(。/。)，橫軸代表波長(nm)。以下的實(shí)施例同樣如此。從這些附圖可以看出，與在以上的日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322、日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118和日本專利申請公開公報(bào)No.2003-227913中公開的衍射光學(xué)元件相比，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善。并且，根據(jù)本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50，作為不必要階次的衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率被進(jìn)一步降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50具有比在日本專利申請公開公報(bào)No.2004-78166中公開的常規(guī)衍射光學(xué)元件小的總光柵厚度(在疊層的DOE中，為兩個(gè)衍射光柵和空氣層的厚度的總和)。盡管如此，對于設(shè)計(jì)階次衍射光(一階衍射光)和不必要階次的衍射光(零階衍射光和二階衍射光)，衍射光學(xué)元件50仍實(shí)現(xiàn)與常規(guī)的衍射光學(xué)元件相比相當(dāng)或更好的性能。并且，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)99.8%或更高的一階衍射光的衍射效率，并充分地將不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率抑制到0.05%或更低。以上僅對于作為設(shè)計(jì)衍射階次土l衍射階次的衍射光的零階衍射光和二階衍射光評價(jià)不必要的衍射光的衍射效率，這是因?yàn)?，隨著光的衍射階次遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)衍射階次，光對于炫光的貢獻(xiàn)將減小。即，由于零階和二階衍射光導(dǎo)致的炫光的減少因此帶來由于其它階次衍射光導(dǎo)致的炫光的減少。原因如下。在被設(shè)計(jì)為使得設(shè)計(jì)衍射階次的衍射光被主要衍射的衍射光學(xué)元件中，隨著光的衍射階次遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)衍射階次，光的衍射效率降低，并且由這種衍射階次的光形成的圖像在成像面上相當(dāng)模糊，由此使得它作為炫光是不明顯的。下面，圖16表示作為用于玻璃成形的玻璃材料(K-VC79，材料1)和通過使氟樹脂與ITO粒子混合獲得的材料(材料2)的用于本實(shí)施例中的材料以及在上述日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中公開的材料的可見波長范圍中的折射率特性。在日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118中公開的材料是丙烯酸樹脂1(nd-1.523，vd=51.1)和丙烯酸樹脂2(nd=1.636，vd=23.0)。在圖16中，在用于本實(shí)施例中的材料1和材料2之間，折射率特性圖的斜率看起來是不同的.但是，這些材料的折射率相對于波長的變化基本上恒定地變化。另一方面，雖然日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的丙烯酸樹脂1的折射率相對于波長的變化基本上恒定地變化，但丙烯酸樹脂2的變化率在短波長側(cè)較大。這是因?yàn)?，日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118僅提到vd-(nd-l)/(nF-nC)作為材料性能，這里，nF、nd和nC分別是對于F線、d線和C線的折射率，Abbe數(shù)vd是僅定義d線附近的折射率變化的平均斜率的值。在疊層衍射光學(xué)元件的情況下，Abbe數(shù)(vd)特性是適于在保持疊層衍射光學(xué)元件的小光柵厚度的同時(shí)與單層DOE相比提高衍射效率的評價(jià)量。但是，本實(shí)施例目的是與日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的衍射光學(xué)元件相比進(jìn)一步提高衍射效率。因此，僅代表折射率的平均變化的Abbe數(shù)(vd)特性作為評價(jià)量是不夠的。那么，在實(shí)施例中，對于g線和F線的部分分散比eg，F(xiàn)以及對于g線和d線的部分分散比0g，d被用作新的評價(jià)量。當(dāng)nF、nC和ng分別是對于F線、C線和g線的折射率時(shí)，部分分散比9g，F(xiàn)可表示為0g，F(xiàn)-(ng畫nF)/(nF-nC)。當(dāng)nF、nd、nC和ng分別是對于F線、d線、C線和g線的折射率時(shí)，部分分散比eg，d可表示為eg，d-(ng-nd)/(nF-nC)。這些表達(dá)式代表短波長側(cè)的折射率變化和長波長側(cè)的折射率變化之間的比率。本實(shí)施例的材料1具有0g，F(xiàn)=0.54和eg，d=1.24。材料2具有9g，F(xiàn)=0.38、0g，d=l.OO，它們小于材料l的值。(同時(shí)，日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118的丙烯酸樹脂1具有0g,F-0.58、eg,d-1.28，并且丙烯酸樹脂2具有0g，F(xiàn)=0.68、0g，d=i.4o。雖然丙烯酸樹脂i的eg，f和eg,d與本實(shí)施例的材料i差別不大，但丙烯酸樹脂2的eg，F(xiàn)和9g，d比本實(shí)施例的材料2大。因此，可以說，本實(shí)施例的材料的組合在整個(gè)使用波長范圍上相對于波長變化各材料的折射率變化更加恒定，并提供更高的衍射效率。在在常規(guī)的衍射光學(xué)元件中提出的玻璃材料和樹脂材料的一般組合的情況下，當(dāng)衍射光柵具有約6.65nm的厚度時(shí)，難以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)99.8%或更高的較高的衍射效率。以下說明第一和第二材料的內(nèi)部透射率.圖17表示本實(shí)施例中的內(nèi)部透射率，這里的內(nèi)部透射率是第一和第二材料(材料1和材料2)的實(shí)際內(nèi)部透射率和衍射效率的乘積的結(jié)果。對于以下的實(shí)施例同樣如此。在圖17中，縱軸代表內(nèi)部透射率(%)，橫軸代表波長(nm)。在本實(shí)施例中，作為計(jì)算條件，光柵部分的光柵厚度d為6.65nm，材料1的光柵基部的厚度hl為10mm，材料2的光柵基部的厚度h2為5pm。從圖17可以看出，可以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)約75%或更高的良好的透射率。這里注意，表達(dá)式(44)中的450nm、550nm和650nm的波長的平均內(nèi)部透射率也示出約86.6%的有利的值。與上述的日本專利申請公開公報(bào)No.9(1997)-127322、日本專利申請公開公報(bào)No.2000-98118、日本專利申請公開公報(bào)No.2004-78166、日本專利申請公開公報(bào)No.2005-107298和日本專利申請公開公報(bào)No.2003-227913不同，本實(shí)施例使用上述材料1和2，由此在保持較高的衍射效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)具有相同的光柵圖案的第一和第二衍射光柵56和57的光柵部分在它們的光柵表面上相互接觸的接觸二層DOE。由此，不需要以較高的精度對準(zhǔn)第一和第二衍射光柵56和57，由此有利于它們的制造。、上述實(shí)施例說明了如圖13和圖14所示的包含設(shè)置在平板上的衍(射光柵56和57的衍射光學(xué)元件。但是，作為平板的替代，衍射光柵可被設(shè)置在透鏡的諸如凸面或凹面的曲面上，從中可獲得與本實(shí)施例類似的效果。雖然本實(shí)施例說明了設(shè)計(jì)衍射階次是一階的衍射光學(xué)元件，但設(shè)計(jì)衍射階次不限于一階。即使在一階以外的二階或三階等的衍射光的情況下，也可通過將衍射光柵的光路長度差的合成值設(shè)為希望的設(shè)計(jì)衍射階次中的希望的設(shè)計(jì)波長獲得與本實(shí)施例類似的效果。實(shí)施例7以下說明實(shí)施例7。基本上，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例6相同的斷面形狀。即，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有圖13和圖14所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例6共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處。在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中，圖14的第一衍射光柵56由用于玻璃成形的玻璃材料(由SumitaOpticalGlass,Inc.制造，K-LaFK60(nd=1.6325，vd=63.8))制成。第二衍射光柵57由丙烯酸樹脂和ITO粒子(微粒材料)的混合材料(nd-1.5652,vd-19.7))制成。第一和第二衍射光柵56和57的光柵部分56c和57c具有8.75pm的相同的厚度d。本例子也被設(shè)計(jì)為使得圖14的光柵部分56c和57c的光柵間距P為200nm并且光垂直入射到衍射光學(xué)元件50上到達(dá)第一光柵基部54。圖18A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次是一階。圖18B表示設(shè)計(jì)衍射階次士l衍射階次(零階和二階)的衍射光的衍射效率。與實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件50類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。'X更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.7%或更高，并且，不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.09%或更低。當(dāng)如在常規(guī)的衍射光學(xué)元件中那樣使用玻璃材料和樹脂材料的一般組合時(shí)，如果光柵部分具有約8.75nm的厚度，那么難以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)99.7%或更高的較高的衍射效率。圖19表示本實(shí)施例中的內(nèi)部透射率。在本實(shí)施例中，作為計(jì)算條件，光柵部分的光柵厚度d為8.75nm，材料1的光柵基部的厚度hl為10mm，材料2的光柵基部的厚度h2為5nm。從圖19可以看出，可以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)約75%或更高的良好的透射率。這里注意，表達(dá)式(44)中的450nm、550nm和650nm的波長的平均內(nèi)部透射率也示出約88.4%的有利的值，這優(yōu)于實(shí)施例6。實(shí)施例8以下說明實(shí)施例8?；旧?，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例6和7相同的斷面形狀。即，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有圖13和圖14所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例6共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處，在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中，圖14的第一衍射光柵56由用于玻璃成形的玻璃材料(由SumitaOpticalGlass,Inc.制造，K-VC78(nd-1.6691，vd=55.4))制成。第二衍射光柵57由丙烯酸樹脂和ITO粒子(微粒材料)的混合材料(nd=1.5836，vd=16.0))制成。第一和第二衍射光柵56和57的光柵部分56c和57c具有6.86pm的相同的厚度d。本例子也被設(shè)計(jì)為使得圖14的光柵部分56c和57c的光柵間距P為200nm并且光垂直入射到衍射光學(xué)元件50上到達(dá)第一光柵基部54。圖20A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次是一階。圖20B表示設(shè)計(jì)衍射階次士l衍射階次(零階和二階)的衍射光的衍射效率。與實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件50類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光，更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.8%或更高，并且，不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.04%或更低。順便說一句，當(dāng)如在常規(guī)的衍射光學(xué)元件中那樣使用玻璃材料和樹脂材料的一般組合時(shí)，如果光柵部分具有約6.86nm的厚度，那么難以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)99.8%或更高的較高的衍射效率。圖21表示本實(shí)施例中的內(nèi)部透射率。在本實(shí)施例中，作為計(jì)算條件，光柵部分的光柵厚度d為6.86nm，材料1的光柵基部的厚度hl為10mm，材料2的光柵基部的厚度h2為5pm。從圖21可以看出，可以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)約73%或更高的良好的透射率。這里注意，表達(dá)式(44)中的450nm、550nm和650nm的波長的平均內(nèi)部透射率也示出約85.3%的有利的值。[實(shí)施例9以下說明實(shí)施例9?；旧希緦?shí)施例的衍射光學(xué)元件具有與實(shí)施例68相同的斷面形狀。即，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件具有圖13和圖14所示的結(jié)構(gòu)。因此，相同的附圖標(biāo)記被分配給與實(shí)施例6共同的部件，它們的詳細(xì)解釋將被省略，并且以下的說明將針對不同之處。在本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中，圖14的第一衍射光柵56由用于玻璃成形的玻璃材料(由SumitaOpticalGlass,Inc.制造，K-PFK80(nd=1.4970，vd=81.5))制成。第二衍射光柵57由丙烯酸樹脂和ITO粒子(微粒材料)的混合材料(nd-1.4591，vd=28.2))制成。第一和第二衍射光柵56和57的光柵部分56c和57c具有15.6|Lim的相同的厚度d。本例子也被設(shè)計(jì)為使得圖14的光柵部分56c和57c的光柵間距P為200nm并且光垂直入射到衍射光學(xué)元件50上到達(dá)第一光柵基部54。圖33A表示本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50中的一階衍射光的衍射效率。設(shè)計(jì)衍射階次是一階。圖33B表示設(shè)計(jì)衍射階次±1衍射階次(零階和二階)的衍射光的衍射效率。與實(shí)施例6的衍射光學(xué)元件50類似，本實(shí)施例的衍射光學(xué)元件50的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的一階衍射光的衍射效率得到改善，并且，作為不必要衍射光的零階衍射光和二階衍射光的衍射效率被降低，使得產(chǎn)生更少的炫光。更具體地，一階衍射光的衍射效率在整個(gè)可見波長范圍上為99.1%或更高，并且，不必要階次衍射光(零階衍射光和二階衍射光)的衍射效率被充分抑制到0.29%或更低，當(dāng)如在常規(guī)的衍射光學(xué)元件中那樣使用玻璃材料和樹脂材料的一般組合時(shí)，如果光柵部分具有約15.6nm的厚度，那么難以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)99.1%或更高的較高的衍射效率。圖34表示本實(shí)施例中的內(nèi)部透射率。在本實(shí)施例中，作為計(jì)算條件，光柵部分的光柵厚度d為15.9nm，材料1的光柵基部的厚度hl為10mm，材料2的光柵基部的厚度h2為5nm。從圖34可以看出，可以在整個(gè)可見波長范圍上實(shí)現(xiàn)約87%或更高的良好的透射率。這里注意，表達(dá)式(44)中的450nm、550nm和650nm的波長的平均內(nèi)部透射率也示出約93.5%的有利的值。表2表示關(guān)于實(shí)施例6~9中說明的衍射光學(xué)元件的上述條件式(31)(45)的數(shù)值。如上所述，在實(shí)施例69中，材料l和材料2的對于g線和F線的部分分散比eg，F(xiàn)以及對于g線和d線的部分分散比eg，d被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，并且這種材料l和材料2被用于構(gòu)成接觸二層DOE。由此，能夠在入射光的整個(gè)波長范圍(使用波長范圍)上保持特定衍射階次(設(shè)計(jì)衍射階次)的衍射光的較高的衍射效率同時(shí)能夠充分地抑制導(dǎo)致炫光的不必要衍射光的衍射光學(xué)元件可被實(shí)現(xiàn)。與具有相同水平的性能和形狀(光柵厚度)的衍射光學(xué)元件相比，其內(nèi)部透射率也可被提高。并且，由于作為接觸二層DOE的配置，因此可例如獲得有利于其制造的優(yōu)點(diǎn)。這里應(yīng)當(dāng)注意，衍射光學(xué)元件的形狀、特別是圖13和圖14中所示的光柵部分的形狀僅是示例性的，其它的形狀也可被使用。衍射光柵不限于兩層，并且可包含三個(gè)或更多個(gè)層。在這種情況下，衍射光柵可被設(shè)置在光柵基部中的至少一個(gè)上.在第一和第二元件部分中，由另一完全獨(dú)立的衍射光柵制成的光柵部分可被設(shè)置。根據(jù)上述實(shí)施例，能夠在較寬的波長范圍上保持特定衍射階次(設(shè)計(jì)衍射階次)的衍射光的較高的衍射效率同時(shí)能夠充分地抑制不必要衍射光的衍射光學(xué)元件可被實(shí)現(xiàn)。并且，由于作為接觸二層DOE的配置，因此可以很容易地制造該元件。當(dāng)這種衍射光學(xué)元件被使用時(shí)，具有很少的炫光的良好的光學(xué)性能的光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)裝置可被實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例10實(shí)施例1~9中說明的衍射光學(xué)元件可被用于以下目的。圖9A表示包含實(shí)施例1~9的衍射光學(xué)元件的在諸如靜態(tài)照相機(jī)或攝像機(jī)的圖像拾取裝置(光學(xué)裝置)200中被用作圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)的配置。在圖9A中，附圖標(biāo)記101表示主要由折射光學(xué)元件(例如，普通的透鏡元件)構(gòu)成的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)。在圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)101內(nèi)具有孔徑光闌102和在實(shí)施例1~9中說明的衍射光學(xué)元件10(或50)。附圖標(biāo)記103表示設(shè)置在圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)101的圖像形成面上的諸如膠片或圖像拾取元件的感光構(gòu)件。使用的圖像拾取元件包含諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件。如上所述，衍射光學(xué)元件10(50)用作透鏡，并校正由圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)101中的折射光學(xué)元件導(dǎo)致的色差。如實(shí)施例19所述，衍射光學(xué)元件10(50)與常規(guī)的元件相比具有大大提高的衍射效率特性。因此，具有炫光少并且低頻上的分辨力高的良好的光學(xué)性^的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)和圖像拾取裝置可被實(shí)現(xiàn)。由于實(shí)施例1~9中所述的衍射光學(xué)元件10(50)是沒有空氣層的接觸二層DOE，因此它可很容易地被制造，并且圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的生產(chǎn)率可被有效提高。應(yīng)當(dāng)注意，在圖9A中，衍射光學(xué)元件10(50)被設(shè)置在放置在孔徑光闌102附近的平板玻璃面上，但是，可設(shè)置衍射光學(xué)元件10(50)的位置不限于此。如前面解釋的那樣，還能夠在透鏡元件的凹面或凸面上設(shè)置衍射光學(xué)元件IO(50)。還能夠在圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置多個(gè)衍射光學(xué)元件10(50)。圖9A表示被用于圖像拾取裝置的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例1~9的衍射光學(xué)元件10(50)。但是，衍射光學(xué)元件10(50)可被用于用于較寬的波長范圍的圖像形成光學(xué)系統(tǒng)，諸如辦^機(jī)器(光學(xué)裝置)的圖像掃描儀或數(shù)字復(fù)印機(jī)的讀取器透鏡(readerlens)。在這種情況下，具有炫光少并且低頻分辨力高的良好的光學(xué)性能的圖像形成光學(xué)系統(tǒng)和辦公機(jī)器可被實(shí)現(xiàn)。[實(shí)施例11圖9B表示包含實(shí)施例1~9所述的衍射光學(xué)元件的被安裝在諸如雙筒望遠(yuǎn)鏡的觀察裝置(光學(xué)裝置)300上的觀察光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在圖9B中，附圖標(biāo)記104表示物鏡，105表示用于使由物鏡104形成的倒立圖像正立的棱鏡。附圖標(biāo)記106表示目鏡，107表示評價(jià)面107(瞳孔面)。觀察者可通過將他/她的眼睛放在評價(jià)面上通過目鏡106觀察物體。物鏡104包含在實(shí)施例1~9中說明的衍射光學(xué)元件10(50)。設(shè)置衍射光學(xué)元件10是出于校正物鏡104的圖像形成面103上的色差或其它偏差的目的。如已在實(shí)施例19中解釋的那樣，與常規(guī)的衍射光學(xué)元件相比，衍射光學(xué)元件IO(50)的衍射效率特性被大大提高。因此，具有炫光少并且低頻分辨力高的良好的光學(xué)性能的觀察光學(xué)系統(tǒng)和觀察裝置可被實(shí)現(xiàn)。'由于實(shí)施例1~9中所述的衍射光學(xué)元件10(50)是沒有空氣層的接觸二層DOE，因此它可很容易地被制造，并且觀察光學(xué)系統(tǒng)的生產(chǎn)率可被有效提高。應(yīng)當(dāng)注意，在圖9B中，衍射光學(xué)元件10(50)被設(shè)置在配置在構(gòu)成物鏡104的透鏡元件附近的平板玻璃面上，但是，可設(shè)置衍射光學(xué)元件IO(50)的位置不限于此。如前面解釋的那樣，還能夠在透鏡元件的凹面或凸面上設(shè)置衍射光學(xué)元件10(50)。還能夠在觀察光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置多個(gè)衍射光學(xué)元件IO(50)。并且，圖9B示出衍射光學(xué)元件10(50)被設(shè)置在物鏡104內(nèi)的情況，但是，它也可被設(shè)置在棱鏡105的光學(xué)表面上或目鏡106內(nèi)，從中可獲得與上述效果類似的效果。但是，將衍射光學(xué)元件IO(50)設(shè)置在與圖像形成面103相比更接近物體的位置上會(huì)提供減少在物鏡104上產(chǎn)生的色差的效果。因此，在觀察光學(xué)系統(tǒng)用于肉眼的情況下，希望衍射光學(xué)元件IO(50)至少被設(shè)置在物鏡104中。并且，除了用于圖9B所示的雙筒望遠(yuǎn)鏡的觀察光學(xué)系統(tǒng)中以外，實(shí)施例19所述的衍射光學(xué)元件10(50)也可被設(shè)置在諸如望遠(yuǎn)鏡或照相機(jī)的光學(xué)取景器的觀察光學(xué)系統(tǒng)中。在這種情況下，也可獲得與上述效果類似的效果。并且，本發(fā)明不限于這些優(yōu)選的實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的范圍的條件下，可以提出各種變化和變更方式。[表l<table>tableseeoriginaldocumentpage48</column></row><table>[表2<table>tableseeoriginaldocumentpage48</column></row><table>權(quán)利要求1.一種衍射光學(xué)元件，包含分別由第一材料和第二材料制成的兩個(gè)衍射光柵，這兩個(gè)衍射光柵分別具有光柵表面并在光柵表面上相互接觸，其中，第一和第二材料滿足以下所有的條件，并且第二材料是通過將樹脂材料與滿足以下所有的條件的微粒材料混合獲得的材料nd1≥1.48vd1≥40(-1.665E-07×vd13+5.213E-05×vd12-5.656E-03×vd1+0.675)≤θg，F(xiàn)1≤(-1.665E-07×vd13+5.213E-05×vd12-5.656E-03×vd1+0.825)(-1.687E-07×vd13+5.702E-05×vd12-6.603E-03×vd1+1.400)≤θg，d1≤(-1.687E-07×vd13+5.702E-05×vd12-6.603E-03×vd1+1.580)nd2≤1.6vd2≤30θg，F(xiàn)2≤(-1.665E-07×vd23+5.213E-05×vd22-5.656E-03×vd2+0.675)θg，d2≤(-1.687E-07×vd23+5.702E-05×vd22-6.603E-03×vd2+1.400)nd1-nd2＞0ndb2≥1.70vdb2≤20這里，ng1、nF1、nd1和nC1分別是第一材料對于g線、F線、d線和C線的折射率，ng2、nF2、nd2和nC2分別是第二材料對于g線、F線、d線和C線的折射率，并且，nFb2、ndb2和nCb2分別是微粒材料對于F線、d線和C線的折射率，并且，vd1＝(nd1-1)/(nF1-nC1)vd2＝(nd2-1)/(nF2-nC2)θg，F(xiàn)1＝(ng1-nF1)/(nF1-nC1)θg，d1＝(ng1-nd1)/(nF1-nC1)θg，F(xiàn)2＝(ng2-nF2)/(nF2-nC2)θg，d2＝(ng2-nd2)/(nF2-nC2)vdb2＝(ndb2-1)/(nFb2-nCb2)。2.根據(jù)權(quán)利要求l的衍射光學(xué)元件，其中，第一和第二材料還滿足以下所有的條件m(XF)={dx(nFl-nF2)}/入Fm(Xd),x(ndl-nd2》/m(XC)={dx(nCl-nC2)}/0.92《(m(XF)+m(Xd)+m(XC》/3《1.08這里，XF、人d和人C分別是F線、d線和C線的波長，m(XF)是通過將對于F線的波長的作為設(shè)計(jì)階次衍射光的m階衍射光的各衍射光柵的凸部和凹部之間的光路長度差除以F線的波長獲得的值，m(Xd)是通過將對于d線的波長的m階衍射光的各衍射光柵的凸部和凹部之間的光路長度差除以d線的波長獲得的值，m(XC)是通過將對于C線的波長的m階衍射光的各衍射光柵的凸部和凹部之間的光路長度差除以C線的波長獲得的值，并且，d(nm)是衍射光柵的光柵厚度。3.根據(jù)權(quán)利要求1的衍射光學(xué)元件，其中，第一材料是通過將樹脂材料與滿足以下所有的條件的微粒材料混合獲得的材料ndbl^l.65vdbl^J5這里，ndbl是微粒材料對于d線的折射率，并且，vdbl=(ndbl-l)/(nFbl-nCbl)這里，nFbl和nCbl分別是微粒材料對于F線和C線的折射率。4.根據(jù)權(quán)利要求3的衍射光學(xué)元件，其中，微粒材料的平均粒子直徑等于或小于入射到衍射光學(xué)元件上的光的波長的1/4。5.根據(jù)權(quán)利要求l的衍射光學(xué)元件，其中，第一材料是其中沒有混合微粒材料的樹脂材料。6.根據(jù)權(quán)利要求l的衍射光學(xué)元件，其中，第一材料是玻璃材料。7.根據(jù)權(quán)利要求6的衍射光學(xué)元件，其中，玻璃材料具有等于或低于600°C的變形點(diǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求7的衍射光學(xué)元件，其中，元件還滿足以下條件(T1(入1)xT2(X1)xt!(A1)+T1(X2)xT2(X2)xti(X2)+T1(A3)xT2(A3)xti(X3))/320.70這里，Al、X2和A3分別是450nm、550nm和650nm的波長，ti(X1)、Ti(X2)和"(A3)分別是在波長Al、A2和A3的衍射效率，T1(A1)、Tl(人2)和T1(人3)分別是第一材料的在波長A1、和X3的內(nèi)部透射率，并且，T2(X1)、T2(X2)和T2(A3)分別是第二材料的在波長A1、和A3的內(nèi)部透射率。9.根據(jù)權(quán)利要求l的衍射光學(xué)元件，其中，元件還滿足以下條件d/P<l〃這里，P和d分別是衍射光柵的光柵間距和光柵厚度。10.—種包含根據(jù)權(quán)利要求l的衍射光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)。11.一種包括包含根據(jù)權(quán)利要求1的衍射光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)裝置。全文摘要一種衍射光學(xué)元件包含兩個(gè)衍射光柵，這兩個(gè)衍射光柵由不同的材料制成并在它們的光柵表面上相互接觸。這些材料滿足以下條件，并且第二材料是通過將樹脂材料與滿足以下條件的微粒材料混合獲得的材料nd1≥1.48，vd1≥40，(-1.665E-07×vd1³+5.213E-05×vd1²-5.656E-03×vd1+0.675)≤θg，F(xiàn)1≤-1.665E-07×vd1³+5.213E-05×vd1²-5.656E-03×vd1+0.825)，(-1.687E-07×vd1³+5.702E-05×vd1²-6.603E-03×vd1+1.400)≤θg，d1≤(-1.687E-07×vd1³+5.702E-05×vd1²-6.603E-03×vd1+1.580)，nd2≤1.6，vd2≤30，θg，F(xiàn)2≤(-1.665E-07×vd2³+5.213E-05×vd2²-5.656E-03×vd2+0.675)，θg，d2≤(-1.687E-07×vd2³+5.702E-05×vd2²-6.603E-03×vd2+1.400)，nd1-nd2＞0，ndb2≥1.70，vdb2≤20。元件在較寬的波長范圍上實(shí)現(xiàn)特定衍射階次上的較高的衍射效率。文檔編號G02B5/18GK101271168SQ20071016247公開日2008年9月24日申請日期2007年10月15日優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日發(fā)明者安井裕人申請人:佳能株式會(huì)社