(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】回折光学素子および照明光学系
(51)【国際特許分類】
G02B 5/18 20060101AFI20240806BHJP
G01S 7/481 20060101ALI20240806BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20240806BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20240806BHJP
【ＦＩ】
G02B5/18
G01S7/481 A
F21V5/04 650
F21Y115:30
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020553085
(86)(22)【出願日】2019-10-07
(86)【国際出願番号】 JP2019039555
(87)【国際公開番号】W WO2020080169
(87)【国際公開日】2020-04-23
【審査請求日】2022-08-04
(31)【優先権主張番号】P 2018194341
(32)【優先日】2018-10-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103090
【弁理士】
【氏名又は名称】岩壁 冬樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124501
【弁理士】
【氏名又は名称】塩川 誠人
(72)【発明者】
【氏名】村上 亮太
(72)【発明者】
【氏名】小野 健介
(72)【発明者】
【氏名】中山 元志
【審査官】吉川 陽吾
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－１３３２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３３７２１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２２７５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３４３５８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０８９９２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１５２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１３５１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０６３７８０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－２８６４９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／１８
Ｇ０１Ｓ ７／４８１
Ｆ２１Ｖ ５／０４
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回折作用を利用して光を分岐させる回折部と、前記回折部の光入射側に、入射光を平行光に変換するレンズ部とを備え、
前記レンズ部は、
基材と、前記基材の光入射側と反対側に配置される凹凸部とを含み、
前記凹凸部は、
中心部に配される、断面が曲線のレリーフ形状の凸部であるレリーフ型凸部の周期構造であるキノフォーム、もしくは、前記レリーフ型凸部を模した、前記基材を１段目とする３段以上の格子と、周辺部に配される２段の格子とを含み、
前記周辺部が、前記凹凸部のピッチが、前記２段の格子による前記入射光の波長帯での０次効率が前記レリーフ型凸部であるキノフォームまたは前記３段以上の格子による前記入射光の波長帯での０次効率より低くなる、所定のピッチ以下となる領域として定義される、
回折光学素子。
【請求項2】
前記凹凸部は、入射光を平行光に変換する回折レンズとして作用し、前記中心部に配される８段の格子と、周辺部に配される２段の格子と、前記中心部と前記周辺部の間の輪帯部に配される４段の格子とによって構成されている、請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項3】
前記周辺部が、前記凹凸部のピッチが、前記２段の格子による前記入射光の波長帯での回折効率が前記レリーフ型凸部であるキノフォームまたは前記３段以上の格子による前記入射光の波長帯での回折効率より高くなる、所定のピッチ以下となる領域として定義される、請求項２に記載の回折光学素子。
【請求項4】
前記入射光の波長帯での前記凹凸部における回折効率が、有効領域の全てで４０％以上である、請求項２または請求項３に記載の回折光学素子。
【請求項5】
前記入射光の波長帯での前記凹凸部における０次効率が、有効領域の全てで４０％以下である、請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項6】
前記凹凸部の厚みが０．２μｍ以上、４μｍ以下である、請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項7】
前記凹凸部の最小ピッチが０．５μｍ以上、２μｍ以下である、請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の回折光学素子。
【請求項8】
発散光を出射する光源と、前記発散光を入射して、複数の平行光の回折光に分岐して出射する請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の回折光学素子とを備え、
前記回折光学素子によって出射された回折光により、所定の投影面上に所定の光のパターンが形成される、照明光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、所定のパターンの光スポットを所定の投影面に照射するための回折光学素子および該回折光学素子を含む照明光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
計測対象の被測定物に所定の光を照射し、その被測定物によって散乱された光を検出することにより、該被測定物の位置や形状等の計測を行う装置がある（例えば、特許文献１等参照）。このような計測装置において、特定の光のパターンを計測対象に照射するために、回折光学素子を使用できる。
【0003】
回折光学素子は、例えば、基板表面を凹凸加工して得られるものが知られている。このような凹凸構成の場合、凹部を充填する材料（例えば、屈折率＝１の空気）と凸部材料との屈折率差を利用して所望の光路長差を与えて光を回折する。
【0004】
このような回折作用を利用して生成される光のパターンは、複数の回折光による所定の光量以上の光スポットの集まりとして定義される。光スポットの位置や光強度を制御することにより特定の光のパターンを形成でき、また、各光スポットが重なりをもつようにすれば照明光にもなる。
【0005】
光スポットの位置や光強度の制御の例としては、検出感度の高い検出を行う目的で、例えば、検出面内での光量が一様になるような光のパターンの生成が挙げられる。
【0006】
光源からの距離に依存せずに回折設計ができることから、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＤＯＥ）への入射光としては平行光が多く用いられている。一例として、特許文献２、３には、光源と回折光学素子の間に光源からの発散光を平行光に変換するコリメートレンズを設けた構成が示されている。
【0007】
また、本発明に関連する技術文献として、断面が鋸歯形状であるブレーズ化回折光学素子における一次回折効率と規格化周期（Λ／λ）の関係を記載した非特許文献１がある。ここで、Λは均一周期のブレーズ化素子における周期を表す。また、λは波長を表す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】日本国特許第５１７４６８４号公報
【文献】日本国特許第６３４４４６３号公報
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８７９９７号明細書
【非特許文献】
【0009】
【文献】塩野照弘，「高効率回折光学素子」，応用物理学会分科会日本光学会，光学 ｖｏｌ．３２（８）２００３年，ｐ．４９２－４９４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
コリメートレンズを用いて単純に光源からの光を平行光にする場合、回折光学素子の厚さにコリメートレンズの厚さが加わるため、光学系全体が大型化する問題がある。
【0011】
例えば、計測装置として、スマートフォン等において顔認証やカメラ装置の焦点合わせに用いられるリモートセンシング装置、ゲーム機等と接続されてユーザの動きを捉えるために用いられるリモートセンシング装置、車両等において周辺物体を検知するために用いられるＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）装置を考えた場合、意匠的な要望や、センサを設ける筐体全体の薄型化および小型化の要望から、センシングを行うための回折光学素子およびその光学系に対しても薄型化が望まれる。
【0012】
光学系の薄型化の方法として、コリメートレンズをフレネルゾーンプレートにする方法が考えられる。しかし、厚みを極力小さくしようとすると分割数が大きくなるだけでなく、特に周辺部において分割のピッチ（分割幅）が小さくなるため、フレネルレンズ作製用の型の機械加工が困難になる問題がある。また、フレネルゾーンプレートを利用して光源からの光ビームを平行光に変更する場合、レンズの分割位置で回折の影響による迷光が発生したり、出射ビーム内において同心円状の明暗縞（好ましくない光強度のコントラスト）が生じたりする等、ビーム品質が劣化する問題がある。
【0013】
そこで、屈折レンズではなく回折レンズによる発散光のコリメート化を考える。回折レンズは、屈折レンズよりも光の利用効率は劣るが、不要な０次光を低減できたり、出射ビームの光強度分布を制御できる等、レーザービームの整形性能の点で出射先の回折光学素子にとって有利であると考える。
【0014】
回折レンズを利用してビームの整形を行う場合に、光の利用効率を高める方法として、キノフォームを用いる方法が挙げられる。キノフォームは、必要な回折次数の再生像のみを再生する手法の１つであり、回折波の振幅成分（仮想物体のフーリエ変換像の振幅）を一定と仮定し、その位相分布を光学的厚さで変調し、入射光の位相に対して除数２πによる剰余でコード化したものであり、波面再生素子とも呼ばれる。一例として、仮想物体のフーリエ変換像の振幅が一定であると仮定して、入射平面波を所望の波面に変換するだけの位相変化を与えるように、キノフォーム上での最厚の部分が最薄の部分に比べて位相角にして２π［ｒａｄ］だけ遅れをもたせるようなレリーフ像としてコーディングされたものが挙げられる。尚、この例では、キノフォームの光学的厚さは除数λによる剰余となる。ここで、λは再生像の波長である。
【0015】
キノフォームの特徴として、理想的に作製されたキノフォームでは入射光のほとんど全てが単一の所望の像再生に利用されるので光の利用効率が高いことが挙げられる。しかし、キノフォームの理論上の光の利用効率は高くても、設計により得られたレリーフ像を実際の素子に整形することが非常に困難であり、加工の困難性および安定性という点で課題が残る。一例として、光学レンズをキノフォーム化したキノフォームレンズは、図１２の符号９５に示すような周期的な微細レリーフ構造となるが、そのような微細なレリーフ形状を、グレースケールマスクを利用した露光量の調整だけで安定して得ることは困難である。特に、ピッチが細かくなる周辺部付近は、加工面での困難性に加えて、原理的な問題があることがわかった。
【0016】
図１３は、図１２に示すキノフォームレンズの曲面形状を、多段（本例では８段）の回折格子により疑似的に実現した例である。しかし、このような多段の回折格子を利用しても、周辺部付近はピッチに対する高さの比であるアスペクト比が大きくなるため、やはり加工が困難な問題が残る。
【0017】
さらに、非特許文献１によれば、ベクトル解析理論の１つであるｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｅｔｈｏｄモデルを用いて計算した均一周期のブレーズ化素子の一次回折効率と規格化周期Λ／λの関係において、周期が波長オーダになる場合だけでなく、Λ／λが１．５～２．５付近でも回折効率が極端に落ちる周期が存在する。設計波長によっては面内のいずれかの位置で上記規格化周期に該当する場合も考えられる。すると、回折効率の劣化や０次光抜けが生じる可能性がある。このような回折効率の劣化や０次光抜けの問題は、キノフォームの周辺部付近でも同様に発生するものと考えられる。
【0018】
そこで、本発明は、薄型でかつ加工性に優れていることに加えて、光の利用効率をさらに高めたり、不要な出射光を抑えたりすることができる回折光学素子および照明光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明による回折光学素子は、回折作用を利用して光を分岐させる回折部と、回折部の光入射側に、入射光を平行光に変換するレンズ部とを備え、レンズ部は、基材と、基材の光入射側と反対側に配置される凹凸部とを含み、凹凸部は、中心部に配される、断面が曲線のレリーフ形状の凸部であるレリーフ型凸部の周期構造であるキノフォーム、もしくは、レリーフ型凸部を模した、前記基材を１段目とする３段以上の格子と、周辺部に配される２段の格子とを含み、周辺部が、凹凸部のピッチが、２段の格子による入射光の波長帯での０次効率がレリーフ型凸部であるキノフォームまたは３段以上の格子による入射光の波長帯での０次効率より低くなる、所定のピッチ以下となる領域として定義される。
【0020】
また、本発明による照明光学系は、発散光を出射する光源と、発散光を入射して、複数の平行光の回折光に分岐して出射する上記の回折光学素子とを備え、回折光学素子によって出射された回折光により、所定の投影面上に所定の光のパターンが形成される。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、薄型でかつ加工性に優れていることに加えて、光の利用効率をさらに高めたり、不要な出射光を抑えたりすることができる回折光学素子および照明光学系を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の回折光学素子１０の例を示す断面模式図である。回折光学素子１０は、回折部１０Ａと、レンズ部１０Ｂとを備える。回折部１０Ａは、基材１１、基材１３および基材１１、１３の間に設けられた第１の凹凸部１２を備える。レンズ部１０Ｂは、基材１４および基材１３、１４の間に設けられた第２の凹凸部１５を備える。尚、基材１１と基材１３、および基材１３と基材１４は、接着剤１６により所望の高さで貼り合わされている。
【0024】
基材１１、１３、１４は、ガラス、樹脂等、使用波長に対して透過性のある部材であれば特に限定されない。使用波長は、回折光学素子１０への入射光の波長帯である。以下、回折光学素子１０に、波長７００ｎｍ～２０００ｎｍの光のうちの特定の波長帯（例えば、８５０ｎｍ±２０ｎｍ等）の光が入射する、として説明するが、使用波長はこれらに限定されない。また、特にことわりがなく説明する場合、可視域は波長４００ｎｍ～７８０ｎｍであり、赤外域は近赤外領域とされる波長７８０ｎｍ～２０００ｎｍ、特に波長８００ｎｍ～１０００ｎｍであり、紫外域は近紫外領域とされる波長３００ｎｍ～４００ｎｍ、特に波長３６０ｎｍ～３８０ｎｍであるとする。尚、可視光は該可視域の光であり、赤外光は該赤外域の光であり、紫外光は該紫外域の光である。
【0025】
第１の凹凸部１２は、入射光に対して回折作用により光を分岐させて複数の回折光を発生させる所定の凹凸パターンを有する凹凸構造である。凹凸パターンは、より具体的には、第１の凹凸部１２の凸部または凹部がなす段差の平面視による２次元のパターンである。尚、「平面視」とは、回折光学素子１０に入射する光の進行方向から見た平面であり、回折光学素子１０の主面の法線方向から見た平面に相当する。凹凸パターンは、それによって発生する複数の回折光の各々である光スポットが、予め定めた投影面等において所定のパターンを実現できるように構成される。
【0026】
第１の凹凸部１２の凹凸パターンは、例えば、当該凹凸パターンからの出射光の位相分布をフーリエ変換して得られる。尚、凹凸パターンが実現する所定のパターンは特に限定されない。
【0027】
レンズ部１０Ｂの第２の凹凸部１５は、発散光の入射光を、回折作用を利用して平行光に変換して出射する。第２の凹凸部１５から出射された平行光は、回折部１０Ａに入射される。
【0028】
第２の凹凸部１５は、コリメートレンズと同等の作用を有する回折レンズをなす凹凸部であって、より具体的には、入射光に対して上記のような発散角度を変換する回折作用を発現させる所定の凹凸パターンを有する凹凸構造を有する。凹凸パターンは、より具体的には、第２の凹凸部１５の凸部または凹部がなす段差または傾斜の平面視による２次元のパターンである。第２の凹凸部１５の凹凸パターンも、例えば、当該凹凸パターンからの出射光の位相分布をフーリエ変換して得られる。
【0029】
本実施形態において、第１の凹凸部１２および第２の凹凸部１５は、所望の位相分布を発生できればよく、ガラスや樹脂等の透明な部材の表面に凹凸パターンを形成する構造のものに限らない。例えば、凹凸パターンが形成された透明な部材の上に、この部材とは屈折率の異なる部材を貼り合わせ、表面を平坦にした構造のものや、更には、透明な部材であって屈折率を変化させる構造を有するものであってもよい。つまり、ここで、凹凸パターンとは、表面形状が凹凸である構造のみを意味するものではなく、入射光に位相分布を与えることのできる構造を全て含む。
【0030】
以下、第２の凹凸部１５から見て基材１４に近づく方向を下方とし、基材１４から離れる方向を上方とする。したがって、第２の凹凸部１５の各段の上面のうち基材１４と最も近い面が最下面となり、最も離れる面が最上面となる。
【0031】
また、以下では、凹凸パターン（基材１４の面上に第２の凹凸部１５によって形成される、断面が凹凸形状の表面）において最も低い位置にある部分（図中の第１段ｓ１）よりも高い位置にある部分を、凸部１５１と呼び、凸部１５１に囲まれてなる凹み部分であって凸部１５１の最上部よりも低くなる部分を凹部１５２と呼ぶ。また、第２の凹凸部１５のうち実際に位相差を生じさせる部分の高さ、より具体的には凹凸パターンの第１段ｓ１の上面から凸部１５１の最上部までの距離を、凸部１５１の高さｄまたは格子深さｄと呼ぶ。尚、凸部１５１の高さｄは面内で異なっていてもよい。また、第１の凹凸部１２においても、回折作用を発現する凹凸パターンの凸部、凹部、段数の数え方、凸部の高さｄの取扱いおよび後述する下地層について、基本的に上記と同様とする。
【0032】
図２の（ａ）は、レンズ部１０Ｂのより詳細な断面模式図である。尚、図２の（ｂ）には、本実施形態のレンズ部１０Ｂの比較例として、キノフォームによりコリメートレンズと等価の回折レンズを実現したレンズ部９０Ｂの断面模式図を示している。
【0033】
図２の（ｂ）に示すように、レンズ部９０Ｂの凹凸部９５がキノフォームによりコリメートレンズと等価の回折レンズを実現したキノフォームレンズである場合、レンズ表面は、入射光に対して垂直な面を持たない曲面形状となる。より具体的には、レンズ表面の断面は、レリーフ形状が周期的に繰り返される周期構造となる。尚、ここでの断面とは、入射光の光軸を含む平面における断面をいう。このとき、レリーフ形状のピッチｐ（ｒ）は、中心部と比較して周辺部が細かくなる。これは、周辺部の方が中心部に比べて光の進行方向を大きく変更しなければならないからである。ここで、ｒは中心（素子における入射光の光軸３の入射位置に相当）からの距離をいう。
【0034】
既に説明したように、キノフォームは、キノフォーム上での最厚の部分が最薄の部分に比べて位相角にして２π［ｒａｄ］だけ遅れをもたせるようなレリーフ像としてコーディングされる。このように、キノフォームを実現する凹凸部９５の高さは、凹凸部９５の部材の屈折率と付与したい位相分布とにより自動的に決定され、それに応じてピッチｐ（ｒ）も決定される。
【0035】
これに対して、本実施形態の第２の凹凸部１５は、キノフォームレンズのように断面がレリーフ形状の凸部であるレリーフ型凸部もしくは前記レリーフ型凸部を模した２段以上の格子の周期構造またはそれらの組み合わせにより構成されてもよい。このとき、第２の凹凸部１５において、少なくとも中心から離れた周辺部分において、レリーフ型凸部の表面の曲面形状の再現性を粗くする。
【0036】
ここで、表面の曲面形状の再現性が粗いとは、表面形状の滑らかさが粗くなる、例えば、表面の曲面形状をそのまま形成するのではなく、該曲面形状を模した２段以上の格子として形成し、かつその際の段数が小さいことをいう。本実施形態において、レリーフ型凸部のピッチｐ（ｒ）がそのまま第２の凹凸部１５の格子ピッチとなる例を示すが、必ずしもレリーフ型凸部のピッチｐ（ｒ）と第２の凹凸部１５の格子ピッチとは一致していなくてもよい。
【0037】
表面の曲面形状の再現性に関して、第２の凹凸部１５は、中心部に配される３段以上の格子と、周辺部に配される２段の格子とを少なくとも含んでいてもよい。図２の（ａ）に示す例は、第２の凹凸部１５が、中心部に配される８段の格子と、周辺部に配される２段の格子と、中心部と周辺部の間の輪帯部に配される４段の格子とによって構成される例である。尚、格子の段数は、基材１４を１段目とした場合の数である。
【0038】
このとき、中心部を、例えば中心からの距離ｒがα未満の領域とし、周辺部を、例えば中心からの距離ｒがβ以上の領域（ただし、α≦β）としてもよい。尚、輪帯部は、中心からの距離ｒがα以上かつβ未満の領域（ただし、α＜β）とされる。ここで、α、βは、単純に、中心からの距離を基準に定めることもできるが、例えば、凸部１５１の格子ピッチや、シミュレーションの結果得られる入射光の波長帯での回折効率や０次効率の値を基準に定めることも可能である。ここで、０次光の強さを示す０次効率は、第２の凹凸部１５に入射する全光量に対する第２の凹凸部１５から出射される透過０次光の光量の割合をいう。
【0039】
また、図３は、レンズ部１０Ｂの他の例を示す断面模式図である。第２の凹凸部１５は、図３に示すように、中心部に配されるキノフォームと、周辺部に配される２段の格子とによって構成されていてもよい。このとき、中心部を、例えば中心からの距離ｒがα未満の領域とし、周辺部を、例えば中心からの距離ｒがα以上の領域としてもよい。
【0040】
一例として、凸部１５１の格子ピッチが所定の値未満となる領域を周辺部としてもよい。また、例えば、８段、４段、２段の格子のそれぞれの入射光の波長帯での回折効率を比較して、格子ピッチが、４段の格子による入射光の波長帯での回折効率が８段の格子と比べて上回るピッチ以下のピッチとなる境界の中心からの距離をα、格子ピッチが、２段の格子による入射光の波長帯での回折効率が４段の格子と比べて上回るピッチ以下のピッチとなる境界の中心からの距離をβとして、中心からの距離ｒがα未満の領域を中心部とし、中心からの距離ｒがβ以上の領域を周辺部としてもよい。
【0041】
また、例えば、８段、４段、２段の格子のそれぞれの入射光の波長帯での０次効率を比較して、格子ピッチが、４段の格子による入射光の波長帯での０次効率が８段の格子と比べて下回るピッチ以下のピッチとなる境界の中心からの距離をα、２段の格子による入射光の波長帯での０次効率が４段の格子と比べて下回るピッチ以下のピッチとなる境界の中心からの距離をβとしてもよい。また、例えば、キノフォーム、２段の格子のそれぞれの入射光の波長帯での回折効率を比較して、２段の格子による入射光の波長帯での回折効率がキノフォームと比べて上回るピッチ以下のピッチとなる境界の中心からの距離をαとしてもよい。また、例えば、キノフォーム、２段の格子のそれぞれの入射光の波長帯での０次効率を比較して、２段の格子による入射光の波長帯での０次効率がキノフォームと比べて下回るピッチ以下のピッチとなる境界の中心からの距離をαとしてもよい。
【0042】
尚、上記例は、有効領域を２種または３種の凸部の配置先となる各領域に分割する例であるが、凸部の種類は２種や３種に限定されない。例えば、各格子ピッチにおいて最も回折効率の高い凸部や最も０次効率の低い凸部やそれら２つの指標による総合評価が最も高い凸部を選別してもよい。
【0043】
また、図４の（ａ）および（ｂ）は、レンズ部１０Ｂの他の例を示す断面模式図である。図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、第２の凹凸部１５は、位相差を生じさせない部分（図４において基材１４の表面を覆って第１段ｓ１を構成している層）を含んでいてもよい。その場合において、当該部分を下地層１５３と呼ぶ場合がある。尚、第２の凹凸部１５が下地層を含む場合、第２の凹凸部１５の厚み、すなわち第２の凹凸部１５をなす部材の下地層１５３を含む全厚は４μｍ以下が好ましく、２μｍ以下がさらに好ましい。また、第２の凹凸部１５の厚みは、０．２μｍ以上が好ましい。
【0044】
また、図５は、全てキノフォームで構成された第２の凹凸部１５の中心からの距離ｒと、凸部１５１のフレネルゾーン幅（上記のピッチｐ（ｒ）に相当）の関係を示すグラフである。図５に示すｒとフレネルゾーン幅との関係は、発散角が３０°の波長８５０ｎｍの入射光を平行光に変換する回折レンズと等価のキノフォームレンズにおける例である。
【0045】
図５に示す例では、中心から遠い程、凸部１５１のフレネルゾーン幅が減少しているのがわかる。尚、非球面レンズ等、球面形状によっては、必ずしも凸部１５１のフレネルゾーン幅が中心から遠い程小さいとは限らず、一部増加することもあり得る。
【0046】
また、図６および図７は、図５に示すキノフォームレンズおよびそれと同等の回折レンズ（８段、４段、２段）それぞれの０次効率および１次回折光の回折効率を示すグラフである。ここでの０次効率および１次回折光の回折効率は、厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）により計算した。
【0047】
図６によれば、キノフォームや８段の格子の場合、中心からの距離ｒが大きくなる程、すなわちピッチｐ（ｒ）が小さくなる程、０次効率は高くなるが、４段や２段の格子の場合、中心からの距離ｒが一定の値以上、すなわちピッチｐ（ｒ）がある一定の値以下になると、０次効率の上昇率が収まり、一定の値に収束しているのがわかる。図６に示す場合において、例えば、４段や２段の格子の０次効率が収束する距離ｒ≧１．２ｍｍの領域を周辺部として２段や４段の格子を配置し、それ以外の領域を中心部として８段の格子やキノフォームを配置してもよい。
【0048】
また、図７によれば、キノフォームや８段の格子の場合、中心付近での１次回折光の回折効率は高いが、中心からの距離ｒが大きくなる程、すなわちピッチｐ（ｒ）が小さくなる程、１次回折光の回折効率は低くなりかつその低下率も大きく、４段の格子は中心付近での回折効率はキノフォームや８段の格子に劣るがその低下率が比較的穏やかであることがわかる。また、２段の格子は距離ｒによらず１次回折光の回折効率がほぼ一定であることがわかる。図７に示す場合において、例えば、キノフォームや８段の格子の１次回折光が４段や２段の格子よりも高い距離ｒ＜０．７ｍｍの領域を中心部としてキノフォームや８段の格子を配置し、キノフォームと８段、４段の格子の１次回折光の回折効率がほぼ同じになる０．７ｍｍ≦距離ｒ＜１．４ｍｍの領域を輪帯部として４段の格子を配置し、２段の格子の１次回折光の回折効率が他の格子よりも高くなる距離ｒ≧１．４ｍｍの領域を周辺部として２段の格子を配置してもよい。
【0049】
上記の構成により、入射光の波長帯での第２の凹凸部１５による０次効率を、有効領域全てにおいて３５％以下とすることも可能である。また、第２の凹凸部１５による回折効率を、有効領域全てにおいて３０％以上とすることも可能である。尚、第２の凹凸部１５は、入射光の波長帯での０次効率が、有効領域の全てにおいて、４０％以下となるよう構成されるのが好ましい。尚、上記の０次効率は３０％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。また、第２の凹凸部１５は、入射光の波長帯での回折効率が、有効領域の全てにおいて、２０％以上となるよう構成されるのが好ましい。尚、上記の回折効率は３０％以上がより好ましく、４０％以上がさらに好ましい。
【0050】
尚、上記の例は、距離ｒを基準に領域を分割したが、上記の距離ｒの値を、図５に示すグラフを基にピッチｐ（ｒ）に変換すれば、ピッチｐ（ｒ）を基準とした領域分割とみなすことも可能である。尚、第２の凹凸部１５は、最小ピッチが５μｍ以下や２μｍ以下の凹凸パターンであってもよい。そのような細かなピッチを有する場合であっても、特に周辺部の表面の曲面形状の再現性を粗くすることで、加工困難性を回避するとともに、０次効率の低減や、回折効率の向上を図ることができる。尚、第２の凹凸部１５は、最小ピッチが０．５μｍ以上の凹凸パターンであってもよい。
【0051】
【0052】
光源１は、発散光２１を出射する。光源１からの発散光２１は、回折光学素子１０に入射して、複数の平行光の回折光（図中の回折光群２２）に分岐して出射される。このとき、回折光学素子１０では、まず入射した発散光２１がレンズ部１０Ｂにより平行光に変換され、その後回折部１０Ａにより複数の平行光の回折光に分岐される。その結果、回折光学素子１０に入射した発散光２１が、所定の投影面上に所定の光のパターンを形成する回折光群２２となって出射される。
【0053】
次に、図９を参照して、回折光学素子１０の回折部１０Ａおよびレンズ部１０Ｂが発現する回折作用について、回折光学素子１０により生成される光のパターンの例示に基づき説明する。回折光学素子１０は、光軸方向をＺ軸として入射する所定の発散角を有する光束（発散光２１）に対して、出射される回折光群２２が２次元に分布するように形成される。回折光学素子１０の回折部１０Ａは、Ｚ軸と交点を持ちＺ軸に垂直かつ互いに直交する軸をＸ軸及びＹ軸とした場合、Ｘ軸上における最小角度θｘｍｉｎから最大角度θｘｍａｘ及びＹ軸上における最小角度θｙｍｉｎから最大角度θｙｍａｘ（いずれも不図示）の角度範囲内に回折光群２２を分布させる。
【0054】
ここでＸ軸は光スポットパターンの長辺に略平行でＹ軸は光スポットパターンの短辺に略平行となる。尚、Ｘ軸方向における最小角度θｘｍｉｎから最大角度θｘｍａｘ、Ｙ軸方向における最小角度θｙｍｉｎから最大角度θｙｍａｘにより形成される回折光群２２の照射される範囲は、回折光学素子１０と一緒に用いられる光検出素子における光検出範囲と略一致した範囲となる。本例では、光スポットパターンにおいて、Ｚ軸に対しＸ方向の角度がθｘｍａｘである光スポットを通るＹ軸に平行な直線が上記短辺となり、Ｚ軸に対しＹ方向の角度がθｙｍａｘである光スポットを通るＸ軸と平行な直線が上記長辺となる。以下、上記短辺と上記長辺の交点とその対角にある他の交点とがなす角度をθｄとし、この角度を対角方向の角度と称する。ここで、対角方向の角度θｄ（以下、対角の視野角θｄという）は、回折光学素子１０の出射角度範囲θｏｕｔとされる。ここで、出射角度範囲θｏｕｔは、入射光が基材１４の法線方向から入射した時に第１の凹凸部１２から出射される回折光が形成する光のパターンの広がりを示す角度範囲である。尚、回折光学素子１０の出射角度範囲θｏｕｔは、上記の対角方向の視野角θｄとする以外に、例えば、回折光群２２に含まれる２つの光スポットがなす角度の最大値としてもよい。
【0055】
回折光学素子１０は、例えば、入射光が基材１４の表面の法線方向から入射したときの出射角度範囲θｏｕｔが７０°以上であることが好ましい。例えば、スマートフォン等に備えられるカメラ装置には、画角（全角）が５０～９０°程度のものがある。また、自動運転等に用いられるＬＩＤＡＲ装置としては、視野角が３０～７０°程度のものがある。また、人間の視野角は一般に１２０°程度であり、ＶＲのヘッドセット等のカメラ装置には、視野角７０～１４０°を実現したものがある。これらの装置に適用できるように、回折光学素子１０の出射角度範囲θｏｕｔは１００°以上でもよく、１２０°以上でもよい。
【0056】
また、回折光学素子１０は、発生させる光スポットの数が４以上でもよく、また９以上でもよく、１００以上でもよく、１００００以上でもよい。尚、光スポットの数の上限は、特に限定されないが、例えば、１０００万点でもよい。
【0057】
図９において、Ｒｉｊは投影面の分割領域を示す。例えば、回折光学素子１０は、投影面を複数の領域Ｒｉｊに分割した場合、各領域Ｒｉｊに照射される回折光群２２による光スポット２３の分布密度が全領域の平均値に対して±５０％以内となるように構成されてもよい。尚、上記分布密度は、全領域の平均値に対して±２５％以内でもよい。このように構成すると、投影面内で光スポット２３の分布を均一にできるので、計測用途等において好適である。ここで投影面は、平面だけでなく曲面でもよい。また、平面の場合も、光学系の光軸に対して垂直な面以外に傾斜した面でもよい。
【0058】
図９に示す回折光群２２に含まれる各回折光は、式（１）に示すグレーティング方程式において、Ｚ軸方向を基準として、Ｘ方向における角度θｘｏ、Ｙ方向における角度θｙｏに回折される光となる。式（１）において、ｍｘはＸ方向の回折次数であり、ｍｙはＹ方向の回折次数であり、λは入射光束の波長であり、Ｐｘ、Ｐｙはそれぞれ回折部１０Ａが有する第１の凹凸部１２のＸ軸方向、Ｙ軸方向におけるピッチであり、θｘｉはＸ方向における第１の凹凸部１２への入射角度（本例では９０°）、θｙｉはＹ方向における第１の凹凸部１２への入射角度（本例では９０°）である。この回折光群２２をスクリーンまたは測定対象物等の投影面に照射させることにより、照射された領域に複数の光スポット２３が生成される。
【0059】
ｓｉｎθｘｏ＝ｓｉｎθｘｉ＋ｍｘλ／Ｐｘ
ｓｉｎθｙｏ＝ｓｉｎθｙｉ＋ｍｙλ／Ｐｙ
・・・（１）
ｓｉｎθｙｏ＝ｓｉｎθｙｉ＋ｍｙλ／Ｐｙ
・・・（１）
【0060】
第１の凹凸部１２がＮ段の階段状の疑似ブレーズ形状の場合、Δｎｄ／λ＝（Ｎ－１）／Ｎを満たすと第１の凹凸部１２によって発生する光路長差が１波長分の波面を近似したものにでき、高い回折効率が得られ好ましい。
【0061】
また、図示省略するが、回折光学素子１０を備えた上記の照明光学系は、所定の光のパターンを計測対象に照射する投影装置に用いられてもよい。また、そのような投影装置の利用例の１つに、該投影装置と、該投影装置から出射される光が測定対象物に照射されることによって発生する散乱光を検出する検出部とを備える計測装置が挙げられる。
【0062】
また、図１０は、回折光学素子１０の他の例を示す断面模式図である。図１０に示すように、回折光学素子１０は、基材１１上に第１の凹凸部１２が形成された回折部１０Ａと、基材１４上に第２の凹凸部１５が形成されたレンズ部１０Ｂとが、基材１３を介さずに基材１１と基材１４との貼り合わせにより一体化されていてもよい。
【0063】
また、回折光学素子１０の光入射側の最表面および光出射側の最表面に、反射防止層１７、１８が設けられていてもよい。
【0064】
これらを含む構成においても、凹凸パターンの凸部１５１の高さは、４μｍ以下が好ましく、２μｍ以下がさらに好ましい。
【0065】
尚、上述した説明では、回折部１０Ａとレンズ部１０Ｂとが一体化された回折光学素子１０を例示したが、回折部１０Ａとレンズ部１０Ｂとを別の素子で構成することも可能である（図１１参照）。その場合、上記の回折部１０Ａとして動作し、第１の凹凸部１２を少なくとも備える第１の回折光学素子１０－１の光入射側に、上記のレンズ部１０Ｂとして動作し、第２の凹凸部１５を少なくとも備える第２の回折光学素子１０－２が配置されればよい。図１１に示す例では、第１の回折光学素子１０－１は、基材１１と基材１３Ａとの間に第１の凹凸部１２を備え、さらに第１の回折光学素子１０－１の光入射側の最表面および光出射側の最表面には、反射防止層１７Ａ、１８Ａが設けられている。また、第２の回折光学素子１０－２は、基材１３Ｂと基材１４との間に第２の凹凸部１５を備え、さらに第２の回折光学素子１０－２の光入射側の最表面および光出射側の最表面には、反射防止層１７Ｂ、１８Ｂが設けられている。
【0066】
反射防止層１７、１８、１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂは、回折光学素子１０の出射側または入射側界面において少なくとも設計波長の光の反射率を低減する反射防止機能を有するものであれば、特に限定されないが、一例として、単層構造の薄膜や、誘電多層膜等の多層膜が挙げられる。
【0067】
また、上記では、レンズ部１０Ｂの０次光の強さ（０次効率）および１次回折光の回折効率を、厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）によって算出したが、同様の方法で回折光学素子１０全体における０次効率および回折効率を求めて、素子全体として評価することも可能である。素子全体の０次効率はレーザー安全の観点から０．５％以下が好ましく、０．１％以下がさらに好ましい。尚、回折光学素子１０全体における０次効率は、ＲＣＷＡで算出する以外にも、設計波長の所定の発散角を有するレーザー光を回折光学素子１０に入射し、直進透過光の光量を測定することによっても評価できる。
【実施例】
【0068】
（例１）
本例は、図１０に示す回折光学素子１０の例である。ただし、本例では、第２の凹凸部１５の構成を図４の（ａ）に示す構成とした。また、設計波長を８５０ｎｍとした。また、第１の凹凸部１２は、Ｘ方向に３１点、Ｙ方向に３１点の合計９６１点の光スポットを発生させる２段の凹凸パターンであり、該凹凸パターンにおける格子は規則配置であって、隣り合う光スポットの分離角は全て等しいとした。また、第２の凹凸部１５は、発散角が３０°の入射光が平行光に変換されるように、８段と４段と２段の格子の組み合わせによって構成された凹凸パターンを有している。また、基材１１、１４の材料には屈折率が１．５１、厚みが０．５ｍｍのガラス基板を用い、第１の凹凸部１２および第２の凹凸部１５の材料には屈折率が１．４５のＳｉＯ２を用いた。表１に、本例の回折光学素子１０の具体的構成を示す。
本例は、図１０に示す回折光学素子１０の例である。ただし、本例では、第２の凹凸部１５の構成を図４の（ａ）に示す構成とした。また、設計波長を８５０ｎｍとした。また、第１の凹凸部１２は、Ｘ方向に３１点、Ｙ方向に３１点の合計９６１点の光スポットを発生させる２段の凹凸パターンであり、該凹凸パターンにおける格子は規則配置であって、隣り合う光スポットの分離角は全て等しいとした。また、第２の凹凸部１５は、発散角が３０°の入射光が平行光に変換されるように、８段と４段と２段の格子の組み合わせによって構成された凹凸パターンを有している。また、基材１１、１４の材料には屈折率が１．５１、厚みが０．５ｍｍのガラス基板を用い、第１の凹凸部１２および第２の凹凸部１５の材料には屈折率が１．４５のＳｉＯ２を用いた。表１に、本例の回折光学素子１０の具体的構成を示す。
【0069】
【表1】
【0070】
まず、回折部１０Ａを作製する。基材１１とされるガラス基板の一方の表面に、ＳｉＯ２およびＴａ２Ｏ５からなる６層の誘電体多層膜である反射防止層１７を成膜する。各層の材料および厚さは表１の通りである。
【0071】
次いで、ガラス基板の反射防止層を成膜した側と反対側の面に、第１の凹凸部１２の材料であるＳｉＯ２を成膜し、該ＳｉＯ２膜をフォトリソグラフィおよびエッチング（反応性イオンエッチング）によって２段の凹凸構造へ加工する。当該凹凸構造において凸部の高さは９４４ｎｍであり、下地層を含む第２の凹凸部１５の厚みは１０４４ｎｍである。
【0072】
次に、レンズ部１０Ｂを作製する。基材１４とされるガラス基板の一方の表面に、ＳｉＯ２およびＴａ２Ｏ５からなる６層の誘電体多層膜である反射防止層１８を成膜する。各層の材料および厚さは表１の通りである。
【0073】
次いで、ガラス基板の反射防止層を成膜した側と反対側の面に、第２の凹凸部１５の材料であるＳｉＯ２を成膜し、該ＳｉＯ２膜をフォトリソグラフィおよびエッチング（反応性イオンエッチング）によって中心部に８段の格子、輪帯部に４段の格子および周辺部に２段の格子を含む凹凸構造へ加工する。
【0074】
凹凸構造の加工工程は次の通りである。まず、成膜したＳｉＯ２膜上にフォトリソグラフィを用いて第２の凹凸部１５の凹凸パターンに応じたレジストマスクを形成する。次に、反応性イオンエッチングを行い（加工量２３６ｎｍ）、パターンが被覆されていない非被覆部を垂直方向に２３６ｎｍエッチングして凸部１５１の一部を形成する。エッチング加工後、残存するレジストマスクを除去する。
【0075】
上記のレジストマスク形成、エッチング加工、レジストマスク除去の工程を、加工量を変えて繰り返す（２回目の加工量４７２ｎｍ、３回目の加工量９４４ｎｍ）。これにより、第２の凹凸部１５とされる階段状の凹凸構造を得る。このとき、８段の格子が形成される領域はｒ＜０．６ｍｍの領域（ピッチｐ（ｒ）が４μｍ以上の範囲）であり、４段の格子が形成される領域は０．６ｍｍ≦ｒ＜１．２ｍｍの領域（ピッチｐ（ｒ）が４μｍ～２μｍの範囲）であり、２段の格子が形成される領域はｒ≧１．２ｍｍの領域（ピッチｐ（ｒ）が２μｍ以下の領域）である。
【0076】
最後に、基材１１と基材１４を、第１の凹凸部１２と第２の凹凸部１５とが対向するように積層する。例えば、基材１４の第２の凹凸部１５が形成された面の枠外に、スクリーン印刷により高さ３０μｍのＵＶ加工接着剤によるシールパターンを形成する。次いで、当該基材１４に、第１の凹凸部１２が形成された基材１１を、第１の凹凸部１２が内側にくるように重ね、ＵＶを照射する。これにより、両基材を接着する。
【0077】
以上により、本例の回折光学素子１０を得る。このようにして得られた回折光学素子１０は、凹凸パターンの凸部１５１の高さが２μｍ以下であり、入射光の波長帯での回折効率が有効領域全てで４０％以上を満たし、かつ０次効率が有効領域全てで３５％以下を満たす。
【0078】
（例２）
本例は、図１０に示す回折光学素子１０の例である。ただし、本例では、第２の凹凸部１５の構成を図４の（ｂ）に示す構成とした。尚、第２の凹凸部１５の構成が異なる点以外は例１の構成と同様である。表２に、本例の回折光学素子１０の具体的構成を示す。
本例は、図１０に示す回折光学素子１０の例である。ただし、本例では、第２の凹凸部１５の構成を図４の（ｂ）に示す構成とした。尚、第２の凹凸部１５の構成が異なる点以外は例１の構成と同様である。表２に、本例の回折光学素子１０の具体的構成を示す。
【0079】
【表2】
【0080】
本例でもまず、回折部１０Ａを作製する。尚、回折部１０Ａは例１と同様のため、説明を省略する。
【0081】
次に、レンズ部１０Ｂを作製する。基材１４とされるガラス基板の一方の表面に、例１と同様の反射防止層１８を成膜する。各層の材料および厚さは表２の通りである。
【0082】
次いで、ガラス基板の反射防止層を成膜した側と反対側の面に、第２の凹凸部１５の材料であるＳｉＯ２を成膜し、該ＳｉＯ２膜をフォトリソグラフィおよびエッチング（反応性イオンエッチング）によって中心部にキノフォームおよび周辺部に２段の格子を含む凹凸構造へ加工する。
【0083】
凹凸構造の加工工程は次の通りである。まず、成膜したＳｉＯ２膜上のキノフォームが形成される中心部に相当する領域にフォトリソグラフィを用いて第２の凹凸部１５のキノフォームの凹凸パターンに応じたグレースケールのレジストマスクを形成する。次に、形成したレジストマスクに反応性イオンエッチングを行い（最大加工量１８８９ｎｍ）、パターンが被覆されていない非被覆部を垂直方向に最大１８８９ｎｍエッチングして凸部１５１の一部を形成する。エッチング加工後、残存するレジストマスクを除去する。
【0084】
その後、ＳｉＯ２膜上の２段の格子が形成される周辺部に相当する領域にフォトリソグラフィを用いて第２の凹凸部１５の２段の格子の凹凸パターンに応じたレジストマスクを形成する。次に、形成したレジストマスクに反応性イオンエッチングを行い（加工量９４４ｎｍ）、パターンが被覆されていない非被覆部を垂直方向に９４４ｎｍエッチングして凸部１５１の一部を形成する。エッチング加工後、残存するレジストマスクを除去する。これにより、第２の凹凸部１５とされる階段状の凹凸構造を得る。このとき、キノフォームが形成される領域はｒ＜１．２ｍｍの領域（ピッチｐ（ｒ）が２μｍ以上の範囲）であり、２段の格子が形成される領域はｒ≧１．２ｍｍの領域（ピッチｐ（ｒ）が２μｍ以下の領域）である。
【0085】
最後に、基材１１と基材１４を、第１の凹凸部１２と第２の凹凸部１５とが対向するように積層する。積層方法は例１と同様である。以上により、本例の回折光学素子１０を得る。
【0086】
このようにして得られた回折光学素子１０は、凹凸パターンの凸部１５１の高さが２μｍ以下であり、入射光の波長帯での回折効率が有効領域全てで４０％以上を満たし、かつ０次効率が有効領域全てで４０％以下を満たす。
【0087】
（比較例１）
本例は、比較例であって、図１０に示す回折光学素子１０において、第２の凹凸部１５に代えて、図１２に示すような全てキノフォームで構成される凹凸部９５を備える構成とした。尚、第２の凹凸部１５の構成が異なる点以外は例１および例２の構成と同様である。表３に、本例の回折光学素子１０の具体的構成を示す。
本例は、比較例であって、図１０に示す回折光学素子１０において、第２の凹凸部１５に代えて、図１２に示すような全てキノフォームで構成される凹凸部９５を備える構成とした。尚、第２の凹凸部１５の構成が異なる点以外は例１および例２の構成と同様である。表３に、本例の回折光学素子１０の具体的構成を示す。
【0088】
【表3】
【0089】
本例でもまず、回折部１０Ａを作製する。尚、回折部１０Ａは例１と同様のため、説明を省略する。
【0090】
次に、レンズ部９０Ｂを作製する。基材１４とされるガラス基板の一方の表面に、例１と同様の反射防止層１８を成膜する。各層の材料および厚さは表３の通りである。
【0091】
次いで、ガラス基板の反射防止層を成膜した側と反対側の面に、凹凸部９５の材料であるＳｉＯ２を成膜し、該ＳｉＯ２膜をフォトリソグラフィおよびエッチング（反応性イオンエッチング）によって全てキノフォームからなる凹凸構造へ加工する。
【0092】
凹凸構造の加工工程は次の通りである。まず、成膜したＳｉＯ２膜上にフォトリソグラフィを用いて凹凸部９５のキノフォームの凹凸パターンに応じたグレースケールのレジストマスクを形成する。次に、形成したレジストマスクに反応性イオンエッチングを行い（最大加工量１８８９ｎｍ）、パターンが被覆されていない非被覆部を垂直方向に最大１８８９ｎｍエッチングして凹凸部９５の凸部を形成する。エッチング加工後、残存するレジストマスクを除去する。これにより、凹凸部９５とされる全てキノフォームからなる凹凸構造を得る。
【0093】
最後に、基材１１と基材１４を、第１の凹凸部１２と凹凸部９５とが対向するように積層する。積層方法は例１と同様である。以上により、本例の回折光学素子１０を得る。
【0094】
このようにして得られた回折光学素子１０は、凹凸パターンの凸部１５１の高さが２μｍ以下であるが、回折効率が周辺部（特に、ｒ≧１．２ｍｍの領域）で４０％未満となり、かつ０次効率が周辺部（特に、ｒ≧１．２ｍｍの領域）で４０％を超える。
【0095】
尚、上記において膜厚は段差計やＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による断面観察によって測定される。また、回折効率および０次効率はＲＣＷＡを用いて計算した。
【0096】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１８年１０月１５日出願の日本特許出願２０１８－１９４３４１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、２０１８年１０月１５日出願の日本特許出願２０１８－１９４３４１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明は、所定の投影範囲に所定の光のパターンを出射したい用途や、全面照射したい用途に好適に適用可能である。特に、光の利用効率を落とさずに所定の光のパターンを照射する用途や、０次光を低減させつつ所定の光のパターンを照射する用途に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【0098】
１０ 回折光学素子
１０Ａ 回折部
１１、１３、１３Ａ、１３Ｂ 基材
１２ 第１の凹凸部
１０Ｂ レンズ部
１４ 基材
１５ 第２の凹凸部
１５１ 凸部
１５２ 凹部
１５３ 下地層
１７、１８、１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ 反射防止層
２１ 発散光
２２ 回折光群
２３ 光スポット
１０Ａ 回折部
１１、１３、１３Ａ、１３Ｂ 基材
１２ 第１の凹凸部
１０Ｂ レンズ部
１４ 基材
１５ 第２の凹凸部
１５１ 凸部
１５２ 凹部
１５３ 下地層
１７、１８、１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ 反射防止層
２１ 発散光
２２ 回折光群
２３ 光スポット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】