[发明专利]光学系统、光学设备和用于布置衍射光学元件的方法

说明书

相关申请

本发明要求由此通过引用并入的日本专利申请No.2011-004542的利益。

技术领域

本发明涉及具有衍射光学元件的一种光学系统和一种光学设备，和一种用于布置衍射光学元件的方法。

技术背景

具有衍射光学元件的各种光学系统是已知的，并且例如已经提出了在两个透镜的胶合表面上布置衍射光学元件的一种光学系统(例如见日本特开专利公报No.2002-72081(A))。

发明内容

然而，在具有衍射光学元件的传统光学系统中，幻像的产生未被考虑，因此可能由于幻像而产生问题。

鉴于前述考虑，本发明的一个目的在于提供一种光学系统、一种光学设备和一种用于布置衍射光学元件的方法，其中幻像的产生受到控制。

为了实现这个目的，根据本发明的光学系统是这样一种光学系统，该光学系统按照从物体的次序具有多个透镜；和具有衍射光栅的衍射光学元件，其中该衍射光学元件设置在该多个透镜的透镜表面中的任意一个之上，并且满足以下条件表达式之一：

0.50＜fa/Rd＜0.90并且

1.10＜fa/Rd＜2.00，

其中fa表示从该多个透镜中的最靠近物体的透镜到在其上设置衍射光学元件的透镜的每一个透镜的组合焦距，并且Rd表示在其上设置衍射光学元件的透镜表面的曲率半径。

优选的是这个光学系统的该多个透镜按照从物体的次序包括具有正光焦度的第一透镜组，和具有负光焦度的第二透镜组。

在这个光学系统中，优选的是衍射光学元件设置在第一透镜组的透镜表面中的任意一个之上。

在这个光学系统中，优选的是上述第一透镜组的透镜表面中的任意一个是在像侧上的透镜表面。

在这个光学系统中，优选的是满足以下条件表达式：

0.50＜f1/fa＜0.80，

其中f1表示第一透镜组的焦距。

在这个光学系统中，优选的是衍射光学元件设置在第一透镜组的透镜表面中的任意一个之上，并且满足以下条件表达式：

0.030＜f/fd＜0.060，

其中f表示光学系统的焦距，并且fd表示衍射光学元件的焦距。

在这个光学系统中，优选的是满足以下条件表达式：

0.50＜L/f＜0.75，

其中L表示光学系统的全长(total length)，并且f表示光学系统的焦距。

优选的是衍射光学元件的衍射光栅具有旋转对称形状。

根据本发明的光学设备是包括用于在预定表面上形成物体的像的光学系统的光学设备，并且根据本发明的光学系统被用作该光学系统。

根据本发明的用于布置衍射光学元件的方法是在光学系统中用于布置衍射光学元件的方法，该光学系统按照从物体的次序具有：多个透镜和具有衍射光栅的衍射光学元件，这种方法包括在该多个透镜的透镜表面中的任意一个之上设置衍射光学元件的步骤，其中满足以下条件表达式之一：

0.50＜fa/Rd＜0.90并且

1.10＜fa/Rd＜2.00，

其中fa表示从该多个透镜中的最靠近物体的透镜到在其上设置衍射光学元件的透镜的每一个透镜的组合焦距，并且Rd表示在其上设置衍射光学元件的透镜表面的曲率半径。

在用于布置衍射光学元件的方法中，优选的是该多个光学系统按照从物体的次序包括具有正光焦度的第一透镜组，和具有负光焦度的第二透镜组。

在用于布置衍射光学元件的方法中，优选的是衍射光学元件设置在第一透镜组的透镜表面中的任意一个之上。

在用于布置衍射光学元件的方法中，优选的是满足以下条件表达式：

0.50＜f1/fa＜0.80，

其中f1表示第一透镜组的焦距。

在用于布置衍射光学元件的方法中，优选的是衍射光学元件设置在第一透镜组的透镜表面中的任意一个之上，并且满足以下条件表达式：

0.030＜f/fd＜0.060，

其中f表示光学系统的焦距，并且fd表示衍射光学元件的焦距。

在用于布置衍射光学元件的方法中，优选的是满足以下条件表达式：

0.50＜L/f＜0.75，

其中L表示光学系统的全长，并且f表示光学系统的焦距。

根据本发明，幻像的产生能够受到控制。