特許7196406IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

回折光学素子に関するものである。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の課題は、０次回折光をさらに低減することができる回折光学素子を提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、一次光の回折効率の低減を抑制し、ゼロ次光を低減することができる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1A】 シート面の法線方向から見た回折格子の凹凸形状が、凸部と凹部との境界が曲線を含む規則的又は不規則なパターンに形成される回折光学素子の例を示す平面図である。
【図1B】 シート面の法線方向から見た回折格子の凹凸形状が、同一の凹凸形状が並べて配置された単位セルが複数タイリングされた格子状のパターンに形成される回折光学素子の例を示す平面図である。
【図2A】 図１Ａに示した不規則型の回折光学素子の例における部分周期構造の一例を示す斜視図である。
【図2B】 図１Ｂに示したＧＣＡ型の回折光学素子の例における部分周期構造の一例を示す斜視図である。
【図3】 図２Ａ中の矢印Ｇ－Ｇ’の位置で回折光学素子を切断した断面図である。
【図4】 回折光学素子を説明する図である。
【図5】 回折光学素子１０における凸部１１ａの凹状曲面について説明する図である。
【図6A】 本実施形態の回折光学素子１０を従来の形態と比較して示した図である。
【図6B】 図６Ａの図に本来の設計パターンの曲線を重ねて示した図である。
【図7】 ８レベルの多段階形状を有する回折光学素子１０を示す図である。
【図8】 凹状曲面の断面における曲線と、多段階形状を説明する図である。
【図9】 ８レベルの断面形状の具体例を示す図である。図９中には、ｘ、ｙの値を併記した。
【図10】 ４レベルの断面形状の具体例を示す図である。図１０中には、ｘ、ｙの値を併記した。
【図11】 ０次回折光の強度測定方法を説明する図である。
【図12】 比較例の回折光学素子を示す図である。
【図13】 本発明の回折光学素子１０と比較例とについて０次回折光の強度を測定した結果を示す図である。
【図14】 １段当りの高さを変化させた実施例２の形状を示す図である。
【図15】 シミュレーションの結果をまとめた図である。
【図16】 １６段で鋸歯形状を模した例を示す図である。
【図17】 ｆ＝－０．０２、ｔ＝０．８とし、回折格子の回折角１５°となる３２８４ｎｍピッチとしたときのＣを変化させたときのゼロ次光強度のグラフである。
【図18】 Ｃ＝０．２５，ｔ＝０．８とし、回折格子の回折角１５°となる３２８４ｎｍピッチとしたときのｆを変化させたときのゼロ次光強度のグラフである。
【図19】 ｆ＝－０．０２、Ｃ＝０．２５とし、回折格子の回折角１５°となる３２８４ｎｍピッチとしたときのｔを変化させたときのゼロ次光強度のグラフである。
【図20】 ｆ＝－０．０２、ｔ＝０．８とし、回折格子の回折角１５°となる３２８４ｎｍピッチとしたときのＣを変化させたときのゼロ次光強度のグラフである。
【図21】 Ｃ＝０．１８，ｔ＝０．８とし、回折格子の回折角１５°となる３２８４ｎｍピッチとしたときのｆを変化させたときのゼロ次光強度のグラフである。
【図22】 ｆ＝－０．０２、Ｃ＝０．１８とし、回折格子の回折角１５°となる３２８４ｎｍピッチとしたときのｔを変化させたときのゼロ次光強度のグラフである。
【図23】 本発明の頂点を結ぶ軌跡が凹状曲面の構成を有する回折光学素子の断面形状とシミュレーション結果とを示す図である。
【図24】 理論的な構造である頂点が直線状に並ぶ構成を有する回折光学素子の断面形状とシミュレーション結果とを示す図である。
【図25】 本発明とは逆に頂点を結ぶ軌跡が凸状曲面の構成を有する回折光学素子の断面形状とシミュレーション結果とを示す図である。
【図26】 従来の構造の回折光学素子と本発明の回折光学素子とを比較のため並べて示す平面図である。
【図27A】 図２６（ａ）の従来の理想設計による４－ｌｅｖｅｌ回折光学素子の面積に対する図２６中に示した各面の割合を示す図である。
【図27B】 従来の理想設計による８－ｌｅｖｅｌ回折光学素子の面積に対する各面の割合を示す図である。
【図28A】 図２６（ｂ）の本発明の４－ｌｅｖｅｌ回折光学素子の面積に対する図２６中に示した各面の割合を示す図である。
【図28B】 本発明の８－ｌｅｖｅｌ回折光学素子の面積に対する各面の割合を示す図である。
【図29】 図２６（ａ）,（ｂ）のデータをもとに回折光学素子を実際に製造してゼロ次光を測定した実測値の結果である。
【図30】 ３種の回折光学素子の面積割合を示す図である。
【図31】 理想設計の回折光学素子をシート面の法線方向から見た図である。
【図32】 ｔｙｐｅ１の回折光学素子をシート面の法線方向から見た図である。
【図33】 ｔｙｐｅ２の回折光学素子をシート面の法線方向から見た図である。
【図34】 ３種の回折光学素子のシミュレーション結果を数値で示す図である。
【図35】 ３種の回折光学素子のシミュレーション結果をグラフで示す図である。
【図36】 レーザ顕微鏡から取得される白黒（グレースケール）画像の例を示す図である。
【図37】 レーザ顕微鏡から取得される白黒画像を２値化した結果を示す図である。
【図38】 ｌｅｖｅｌ－３を塗りつぶした例を示す図である。
【図39】 ｌｅｖｅｌ－２を塗りつぶした例を示す図である。
【図40】 ｌｅｖｅｌ－１を塗りつぶした例を示す図である。
【図41】 ｌｅｖｅｌ－０を塗りつぶした例を示す図である。
１０ 回折光学素子 １１ 高屈折率部 １１ａ 凸部 １１ａ－０ レベル０段部 １１ａ－１ レベル１段部 １１ａ－２ レベル２段部 １１ａ－３ レベル３段部 １１ｂ 側壁部 １２ 凹部 １３ 空間 １４ 低屈折率部 １５ 回折層 ２００ スクリーン ２０１ 光 ２０２ 照射領域 ２０４ 照射領域 ２１０ 光源部

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